中国电子科技集团第三十八研究所, 安徽 合肥 230088
将光纤布拉格光栅(FBG)粘贴在超磁致伸缩材料(GMM)上,两端加永磁体材料建立偏置磁场以确定系统静态磁场工作点,采用环氧树脂密封绝缘,放置在电流形成的磁场中,构成光纤电流传感器.利用光纤迈克尔逊干涉仪线性边带对光纤光栅交变应变解调,实现了对交流电流信号的检测.实验测得,在传感器线性输出范围内,可探测到的最大线性电流幅值为1700 A,传感系统电平/电流灵敏度为0.68 mV/A.该电流传感装置具有结构简单,体积小,成本低,为今后电力系统中电流检测装置的研制提供了一种选择.
光纤光学 光学电流传感器 光纤布拉格光栅 光纤迈克耳孙干涉仪 激光与光电子学进展
2015, 52(8): 080602
哈尔滨工程大学,理学院,物理系,哈尔滨,150001
提出了适用于采用具有一定谱宽光源的BGOCT的理论分析方法,对不同光源谱宽通过反射相移的色散对系统输出的影响进行了理论研究.结果表明,光源谱宽在60 nm范围内,宽带系统输出相对单色系统输出变化小于万分之二.在理论研究中若不考虑光源线宽对其他光学参量的影响时,用单色光模型处理宽带系统的做法是合理的与可行的.
光学电流传感器 反射相移 色散特性 光源谱宽
针对“折返式光路在可使Faraday效应加倍的同时消除线性双折射的影响”的说法，导出了具有折返光路的正交共轭反射式(OCR式)、直接反射式(DR式)及屋脊棱镜反射式(RPR式)光学电流传感器模型的等效传输矩阵．结果表明，当不存在法拉第效应时，OCR式折返光路可以消除线性双折射影响，DR式以及RPR式折返光路不能消除线性双折射的影响；在法拉第效应与双折射同时存在时情况下，上述三种折返光路都不能消除线性双折射的影响．因此，这一说法至少在采用惯常的差除和信号处理方案的光学玻璃电流互感器中是否成立有待商榷．
光学电流传感器 法拉第效应 琼斯矩阵 线性双折射 Optical current sensors Faraday effect Jones Matrix Linear birefringence
在单层保偏膜式光学玻璃电流传感系统中，费尔德(Verdet)常数、线性双折射和反射相移都是光波长的函数即存在色散特性，因此在采用宽带光源时系统中会产生波长积累效应。先给出了三者的色散特性公式，再对其波长积累效应进行理论分析和计算机仿真。研究结果表明，在所考虑的线性双折射和反射相移的量值范围内，波长积累效应对光学玻璃电流传感系统影响甚微，用单色光模型处理宽带系统的做法是合理的与可行的；光源谱宽变化对系统输出的影响小于0．025%，在考虑三者的联合影响时，Verdet常数色散的影响占主导地位，而且整体上系统输出随光源谱宽的增加而有微弱增加。
光学电流传感器 波长积累效应 光源谱宽变化 optical current sensors wavelength accumulation effect change of source spectral width
以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析和计算机仿真的方法研究了线性双折射的色散特性及其对光学电流传感器灵敏度的影响.在光学电流传感器系统中,光源的驱动电流与环境温度改变,都会造成光源峰值波长移动.由于光学玻璃材料线性双折射的色散特性,会使光学电流传感器的灵敏度随光源波长的变化而改变.研究结果表明,线性双折射的色散特性会对输出曲线的尺度因子产生影响,但是影响很小可以忽略.本研究结果可为光学电流传感器的研究设计人员提供有用的参考.
光学电流传感器 法拉第效应 线性双折射 色散 Optical current sensor Faraday effect Linear birefringence Dispersion
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
在传统光学电流传感器技术的基础上,提出了一种四光路光学电流传感器,其通过四路输出信号可准确确定偏转角,使电流的测量范围不受正弦函数的单调性的限制,从而提高了电流的测量范围.配合四光路结构,提出了新的反正切函数数据处理方法,其不存在角度不灵敏区、可纠正原始数据的缺陷,从而提高了测量精度.实测了充电电压为4.5 kV、电容为50 μF和导线有效穿过磁光探头14次的快开快门的总短路电流,其峰值达85 kA,与理论值87 kA能较好地吻合,从而证明了四光路光学电流传感器可有效地测量脉冲大电流.
光学电流传感器 线性双折射 磁光效应 李萨如图形 脉冲大电流 Optical current sensor Linear bi-refraction Magneto-optic effect Lissajous figure Pulse current
以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析和计算机仿真的方法研究了单层保偏反射膜反射相移的色散特性及其对光学电流传感器灵敏度的影响.在光学电流传感器系统中,光源的驱动电流与环境温度改变,都会造成光源峰值波长移动.由于反射膜上产生的反射相移的色散特性,会使光学电流传感器的灵敏度随光源波长的变化而改变.研究结果表明,反射相移的色散特性会对输出曲线的尺度因子产生明显的影响.因此,光源的恒温控制与光源驱动电流的恒流控制是必要的.本研究结果可为光学电流传感器的研究设计人员提供有用的参考.
光学电流传感器 法拉第效应 反射相移 色散
对线性双折射及入射起偏角对光学玻璃电流传感器输出特性的影响进行了理论推导与分析,给出了光学玻璃电流传感器在非理想状态下线性双折射对输出电压的调制函数的数学表达式,并给出了入射起偏角对系统影响的数学表达式及其对系统有无影响的条件.结果表明,线性双折射会以Sa(δ)函数(抽样函数)的形式调制理想光学玻璃电流传感器输出信号的尺度因子,同时以-sin2(δ/2)为影响因子决定入射起偏角对系统影响的大小;当入射起偏角取某些特殊值时其对系统的影响为零.该工作结果对于光学玻璃电流传感器的研究、设计具有一定的理论参考意义.
光学电流传感器 琼斯矩阵 线性双折射
哈尔滨工程大学,理学院,物理系,哈尔滨,150001
线性双折射是光学(含光纤)电流传感头的重要光学参量之一,会明显影响光学电流传感器的性能,因此测量光学传感头内线性双折射的大小对于提高光学电流传感器的性能有重要意义.本文报道了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的新方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析及测量不确定度分析,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是弥补了以前报道过的两种测量方法暴露出的无法唯一地确定光学玻璃电流传感头线性双折射的大小,或虽然能测定双折射大小,但测量不确定度较大的不足.实验结果表明:本方法可明显地提高测量准确度.
线性双折射 琼斯矩阵 光学电流传感器
测量光学传感头内线性双折射的大小对于提高光学电流传感器的性能有重要意义.本文报告了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的新方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析及测量不确定度分析,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是弥补了以前报告测量方法的不足,即无法唯一地确定光学玻璃电流传感头线性双折射的大小.本方法采用的光路所用元件容易获得且测量结构简单实用.
线性双折射 琼斯矩阵 光学电流传感器
