專利名稱：一種光纖琺珀電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖傳感領(lǐng)域，具體涉及一種光纖琺珀電流傳感器。
背景技術(shù)：
伴隨著城市人口和建設(shè)規(guī)模的擴大，各種用電設(shè)備的增多，用電量越來越大，城市 的供電設(shè)備經(jīng)常超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，用電環(huán)境變得越來越惡劣，對電源的“考驗”越來越嚴(yán)重。據(jù) 統(tǒng)計，每天，用電設(shè)備都要遭受120次左右各種的電源問題的侵?jǐn)_，電子設(shè)備故障的60%來 自電源。因此，電源問題的重要性日益凸顯出來。原先作為配角，資金投入較少的電源越來 越受到廠商和研究人員的重視，電源技術(shù)遂發(fā)展成為一門嶄新的技術(shù)。而今，小小的電源設(shè)備已經(jīng)融合了越來越多的新技術(shù)。例如開關(guān)電源、硬開關(guān)、軟 開關(guān)、參數(shù)穩(wěn)壓、線性反饋穩(wěn)壓、磁放大器技術(shù)、數(shù)控調(diào)壓、PWM、SPWM、電磁兼容等等。實際需 求直接推動電源技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，為了自動檢測和顯示電流，并在過流、過壓等危害情 況發(fā)生時具有自動保護功能和更高級的智能控制，具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電 源技術(shù)漸成趨勢，檢測電流或電壓的傳感器便應(yīng)運而生并在我國開始受到廣大電源設(shè)計者 的青睞。而傳統(tǒng)的電流傳感器基于霍爾效應(yīng)，靈敏度差，而且不能測量微小電流。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是如何提供一種光纖琺珀電流傳感器，該傳感器能 克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準(zhǔn)確的測量交變電流。本實用新型所提出的技術(shù)問題是這樣解決的提供一種光纖琺珀電流傳感器，包 括光纖和能通入待測交變電流的線圈，其特征在于在光纖的一端面設(shè)置一個以氣體或者 空氣為介質(zhì)的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面 是與光纖端面相對應(yīng)的膜片，所述膜片由金屬材料或者不導(dǎo)電的磁性材料構(gòu)成，所述線圈 的設(shè)置位置能使其通過待測交變電流時所產(chǎn)生的磁力線與膜片垂直并能帶動膜片運動。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔的橫截 面大于、等于或者小于光纖的纖芯的橫截面。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由設(shè) 置在光纖端面內(nèi)部正中心的圓柱形微槽和對接在光纖端面的膜片構(gòu)成。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由光 纖的端面、套設(shè)在光纖上的套管和設(shè)置在套管另一端的膜片構(gòu)成。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述線圈套置在琺 珀腔的外圓周上或者設(shè)置在琺珀腔的正下方。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述光纖是采用石 英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光纖。本實用新型在測量時將被測交變電流通入線圈中，線圈產(chǎn)生變化的磁場和膜片中
3渦旋電流產(chǎn)生的磁場相互作用，帶動膜片運動從而改變琺珀腔的腔長，用光纖拾取琺珀腔 的反射光學(xué)信號獲得腔長信息，便可實現(xiàn)對交變電流的測量。膜片的厚度和FP腔尺寸可調(diào) 節(jié)靈敏度。傳統(tǒng)的電流傳感器基于霍爾效應(yīng)，靈敏度差，而且不能測量微小電流，而本實用新 型實現(xiàn)緊湊結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性好，可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準(zhǔn)確的測量交變電流，而且靈敏度很高，實 現(xiàn)方法也很簡單。

圖1是本實用新型第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型第二種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型第三種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型第四種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、光纖，2、膜片，3、圓柱形微槽，4、線圈，5、琺珀腔，6、膠水層，7、套管。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述如圖1 圖4所示，一個以氣體或者空氣為介質(zhì)包含兩個光學(xué)反射面構(gòu)成的琺珀 腔，琺珀腔的一端為一膜片，該膜片由金屬材料或不導(dǎo)電的磁性材料構(gòu)成，和一組線圈組合 構(gòu)成本實用新型的光纖琺珀電流傳感器，膜片的厚度和FP腔尺寸可調(diào)節(jié)靈敏度，在測量時 將被測交變電流通入線圈中，線圈產(chǎn)生變化的磁場和膜片中渦旋電流產(chǎn)生的磁場相互作 用，帶動膜片運動從而改變FP腔的腔長，用光纖拾取FP腔的反射光學(xué)信號獲得腔長信息， 便可實現(xiàn)對交變電流的測量，構(gòu)成FP腔的材料可以是石英、寶石、微結(jié)構(gòu)光纖等。本實用新型的的光纖1是采用石英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光 纖，本實用新型所述的加工是采用157nm激光加工、飛秒激光加工、紅外激光加工或電子束 刻蝕，本實用新型所述對接是采用激光熔接、電弧熔接、或粘接。本實用新型的光纖由包層 和纖芯構(gòu)成，所述琺珀腔的橫截面可大于、等于或小于光纖的纖芯的橫截面。實施例1如圖1所示，包括光纖1和能通入待測交變電流的線圈2，在光纖1的一端面設(shè)置 圓柱形微槽3，深度在10 μ m至IOmm之間，在圓柱形微槽3外對接與光纖端面相對應(yīng)的膜片 2形成琺珀腔，膜片2由金屬材料或者不導(dǎo)電的磁性材料構(gòu)成，線圈2的設(shè)置位置是在與膜 片垂直的下方。制備方法是在光纖1的端面上用157nm激光器加工一個圓柱形微槽3，深度 10 μ m至IOmm之間，在圓柱形微槽3外對接上膜片2，微槽3形成FP腔，在膜片2的垂直下 方放置一組線圈4，就制成了本實用新型的光纖法珀電流傳感器。實施例2如圖2所示，包括光纖1和能通入待測交變電流的線圈2，琺珀腔5是由光纖的端 面、套設(shè)在光纖1上的套管7和設(shè)置在套7管另一端的膜片2構(gòu)成，所述膜片由金屬材料或 者不導(dǎo)電的磁性材料構(gòu)成，線圈4放置在膜片2的垂直下方。制備方法是將套管7兩端切 平，在套管7的一端對接上膜片2，將光纖1插入套管7中，并和膜片2保持微小的距離，形 成琺珀腔5，用膠水層6固定，在膜片2的垂直下方放置一組線圈4，就制成了本實用新型的
4光纖法珀電流傳感器。實施例3如圖3所示，結(jié)構(gòu)和制備方法與實施例1相同，只有線圈4套設(shè)在琺珀腔的四周。實施例4如圖4所示，結(jié)構(gòu)和制備方法與實施例2相同，只有線圈4套設(shè)在琺珀腔的四周。
權(quán)利要求一種光纖琺珀電流傳感器，包括光纖和能通入待測交變電流的線圈，其特征在于在光纖的一端面設(shè)置一個以氣體或者空氣為介質(zhì)的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面是與光纖端面相對應(yīng)的膜片，所述膜片由金屬材料或者不導(dǎo)電的磁性材料構(gòu)成，所述線圈的設(shè)置位置能使其通過待測交變電流時所產(chǎn)生的磁力線與膜片垂直并能帶動膜片運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔的橫截面大 于、等于或者小于光纖的纖芯的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由設(shè)置在 光纖端面內(nèi)部正中心的圓柱形微槽和對接在光纖端面的膜片構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由光纖的 端面、套設(shè)在光纖上的套管和設(shè)置在套管另一端的膜片構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述線圈套置在琺珀腔 的外圓周上或者設(shè)置在琺珀腔的正下方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述光纖 是采用石英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光纖。
專利摘要本實用新型公開了一種光纖琺珀電流傳感器，包括光纖和能通入待測交變電流的線圈，其特征在于在光纖的一端面設(shè)置一個以氣體或者空氣為介質(zhì)的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面是與光纖端面相對應(yīng)的膜片，所述膜片由金屬材料或者不導(dǎo)電的磁性材料構(gòu)成，所述線圈的設(shè)置位置能使其通過待測交變電流時所產(chǎn)生的磁力線與膜片垂直并能帶動膜片運動。傳統(tǒng)的電流傳感器基于霍爾效應(yīng)，靈敏度差，而且不能測量微小電流，而本實用新型實現(xiàn)緊湊結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性好，可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準(zhǔn)確的測量交變電流，而且靈敏度很高，實現(xiàn)方法也很簡單。
文檔編號G01R19/00GK201689126SQ201020218629
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者冉曾令, 饒云江, 魯恩 申請人:電子科技大學(xué)