專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電流傳感頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電流傳感頭，屬于光纖傳感及光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖光柵傳感器的原理是將待測(cè)量轉(zhuǎn)化為光纖光柵布拉格波長(zhǎng)的漂移量，制作簡(jiǎn)單，但其波長(zhǎng)調(diào)制特性，給信號(hào)解調(diào)帶來(lái)一定的困難。普通的光纖法布里_珀羅干涉儀(FPI)傳感器利用了光纖傳光和F-P干涉原理，測(cè)量精度高，但制作工藝難度較大。光纖光柵FPI由在同一根光纖中寫(xiě)入兩個(gè)相同的光纖光柵構(gòu)成，綜合了光纖光柵和光纖FPI的優(yōu)點(diǎn)，不僅制作簡(jiǎn)單，而且具有體積小、質(zhì)量輕、電絕緣性好、易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全光纖結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)到傳統(tǒng)光纖FPI傳感器的測(cè)量精度，受到了越來(lái)越廣泛地關(guān)注。[0003] 在電力系統(tǒng)中，對(duì)輸變電線路的電壓、電流、功率等參數(shù)的監(jiān)測(cè)尤為重要。隨著電網(wǎng)電壓的不斷提高，傳統(tǒng)的電磁式傳感器因絕緣性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂等，越來(lái)越不能滿(mǎn)足要求。為此，全光纖高壓電流傳感器成為研究的熱點(diǎn)之一。目前，光纖電流傳感器使用的測(cè)量方法有光偏振態(tài)測(cè)量法、波長(zhǎng)調(diào)制測(cè)量法和光干涉測(cè)量法。其中光干涉測(cè)量法的原理是利用外場(chǎng)改變相干光的相位差進(jìn)行測(cè)量，例如2006年《儀表技術(shù)與傳感器》第四期的"干涉式光纖電流傳感器"。干涉型光纖電流傳感器采用的干涉儀結(jié)構(gòu)主要有馬赫-曾德(M-Z)干涉儀、邁克耳孫干涉儀和FPI。馬赫-曾德干涉儀與邁克耳孫干涉儀的構(gòu)造基本相同，由信號(hào)臂光纖和參考臂光纖構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的光纖電流傳感器由于傳感光束和參考光束分別是在兩根光纖中傳輸，故光纖內(nèi)部的雙折射、環(huán)境溫度、振動(dòng)、彎曲等因素的干擾，會(huì)嚴(yán)重影響傳感器的性能。FPI型光纖電流傳感器的傳感光束和參考光束是在同一根光纖中傳輸，有效地解決了光纖的雙折射、振動(dòng)和彎曲等問(wèn)題，但溫度的影響始終無(wú)法解決。

發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問(wèn)題 為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型提出一種電流傳感頭，改善了原有電
流傳感器的性能，制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)溫度和交變電流的同時(shí)測(cè)量。 技術(shù)方案 本實(shí)用新型的提出的電流傳感頭，其特征在于包括光纖光柵法布里-珀羅干涉儀
3、壓電陶瓷4、互感線圈1和傳輸線5 ;互感線圈1通過(guò)傳輸線5與壓電陶瓷4連接，光纖光
柵法布里_珀羅干涉儀3的光纖光柵FPI粘貼在壓電陶瓷4上；壓電陶瓷4的長(zhǎng)度等于光
纖光柵FPI的腔長(zhǎng)或小于光纖光柵FPI的腔長(zhǎng)的1. 5倍；所述的光纖光柵FPI位于光纖光
柵法布里_珀羅干涉儀的兩光纖光柵2之間。 所述光纖光柵法布里_珀羅干涉儀的反射率小于5% 。 有益效果 本實(shí)用新型提供的電流傳感頭，解決了傳統(tǒng)電流傳感器的溫度、電流交叉敏感問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了溫度對(duì)電流的補(bǔ)償測(cè)量，提高了測(cè)量精度。本實(shí)用新型還可通過(guò)提高電流對(duì)壓電陶瓷的作用效果和光纖光柵F-P腔受制于壓電陶瓷部分的長(zhǎng)度兩種方式來(lái)改善電流測(cè)量的靈敏度和量程。同時(shí)，本實(shí)用新型具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、性能穩(wěn)定、靈敏度高、電絕緣性好、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，可在惡劣條件下工作。

圖1 :為本實(shí)用新型實(shí)施例1電流傳感頭結(jié)構(gòu)示意圖 1、互感線圈；2、光纖光柵法布里_珀羅干涉儀的兩段光纖光柵；3、光纖光柵法布里_珀羅干涉儀；4、壓電陶瓷；5、傳輸線；
具體實(shí)施方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述 本實(shí)用新型實(shí)施例的電流傳感頭，參閱附圖l，包括光纖光柵法布里-珀羅干涉儀3、壓電陶瓷4、互感線圈1和傳輸線5 ;互感線圈1通過(guò)傳輸線5與壓電陶瓷4連接，光纖光柵法布里_珀羅干涉儀3的光纖光柵FPI粘貼在壓電陶瓷4上；壓電陶瓷4的長(zhǎng)度等于光纖光柵FPI的腔長(zhǎng)或小于光纖光柵FPI的腔長(zhǎng)的1. 5倍；所述的光纖光柵FPI位于光纖光柵法布里_珀羅干涉儀的兩光纖光柵2之間。 所述光纖光柵FPI 3的F-P腔受制于壓電陶瓷4，兩段光纖光柵2自由放置；所述光纖光柵法布里_珀羅干涉儀的反射率小于5%。 所述互感線圈1將母線中的電流轉(zhuǎn)化為電壓，通過(guò)傳輸線5，加載到壓電陶瓷4上。所述壓電陶瓷4在此電壓的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生形變，作用于光纖光柵F-P腔，引起光纖光柵F-P腔產(chǎn)生形變。形變對(duì)光纖的影響分為兩部分一是彈光效應(yīng)引起的纖芯折射率變化；二是應(yīng)變引起的光纖長(zhǎng)度的變化。兩者的共同作用引起光信號(hào)在FPI中傳輸?shù)墓獬贪l(fā)生周期性變化，從而導(dǎo)致反射光強(qiáng)大小周期性變化。
權(quán)利要求一種電流傳感頭，其特征在于包括光纖光柵法布里-珀羅干涉儀(3)、壓電陶瓷(4)、互感線圈(1)和傳輸線(5)；互感線圈(1)通過(guò)傳輸線(5)與壓電陶瓷(4)連接，光纖光柵法布里-珀羅干涉儀(3)的光纖光柵FPI粘貼在壓電陶瓷(4)上；壓電陶瓷(4)的長(zhǎng)度等于光纖光柵FPI的腔長(zhǎng)或小于光纖光柵FPI的腔長(zhǎng)的1.5倍；所述的光纖光柵FPI位于光纖光柵法布里-珀羅干涉儀的兩光纖光柵(2)之間。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電流傳感頭，其特征在于包括光纖光柵法布里-珀羅干涉儀3、壓電陶瓷4、互感線圈1和傳輸線5；互感線圈1通過(guò)傳輸線5與壓電陶瓷4連接，光纖光柵法布里-珀羅干涉儀3的光纖光柵FPI粘貼在壓電陶瓷4上；壓電陶瓷4的長(zhǎng)度等于光纖光柵FPI的腔長(zhǎng)或小于光纖光柵FPI的腔長(zhǎng)的1.5倍；所述的光纖光柵FPI位于光纖光柵法布里-珀羅干涉儀的兩光纖光柵2之間。本實(shí)用新型具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、性能穩(wěn)定、靈敏度高、電絕緣性好、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，可在惡劣條件下工作。
文檔編號(hào)G01R19/00GK201514436SQ20092003389
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者呂全超, 姜碧強(qiáng), 趙建林 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)