集磁式光纖電流傳感器.pdf

1、本文介紹了一種新型的集磁式光纖電流傳感器（Ferromagnetic collector type fiber-optic current sensor）。詳細(xì)論述了其研究背景、工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及實驗結(jié)果和誤差分析。
　　隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)電磁式互感器已經(jīng)不能滿足對高壓下大電流的檢測，需要尋求合適的替代產(chǎn)品。集磁式光纖電流傳感器以光纖作為傳輸媒質(zhì)，以應(yīng)用法拉第磁光效應(yīng)原理工作的磁光材料作為傳感元件，并采用鐵氧體材料匯聚電

2、流導(dǎo)線周圍的磁場，具有成本低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、靈敏度高、可實現(xiàn)電流值的線性檢測等特點，適用于電力系統(tǒng)中高壓下的電流檢測。
　　本文介紹了光纖電流傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了電流傳感器的分類，分析了各種類型光纖電流傳感器的優(yōu)缺點。根據(jù)實用性要求和本課題的應(yīng)用背景，提出了一種塊狀磁光材料與外加集磁環(huán)相結(jié)合的電流傳感器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有塊狀光學(xué)材料型電流傳感器線性范圍寬、穩(wěn)定性好、精度較高、受線性雙折射影響較小的特點。另外，外加集磁環(huán)增加了系

3、統(tǒng)精度，降低了系統(tǒng)成本。
　　從光路設(shè)計和電路設(shè)計兩方面詳細(xì)闡述了集磁式光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)組成。光路設(shè)計方面，通過分析各組成元件的種類、特性，并結(jié)合系統(tǒng)需要，實現(xiàn)了光源、準(zhǔn)直器、偏振片的選取，并采用維爾德常數(shù)為-0.32min/Oecm的順磁性磁光玻璃和錳鋅鐵氧體集磁環(huán)作為傳感頭的主要元件。電路設(shè)計方面，激光驅(qū)動電路通過光功率反饋實現(xiàn)光源的穩(wěn)定輸出；光探測及放大電路實現(xiàn)信號的光電轉(zhuǎn)換并放大、濾波，得到清晰的電壓信號。