本發(fā)明涉及一種光纖電流傳感器敏感線圈及制造方法，特別涉及一種可自由繞制的光纖電流傳感器敏感線圈及制造方法，屬于敏感器設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
光纖電流傳感器是一種基于法拉第磁光效應(yīng)的光電傳感器，由于其具有對高壓絕緣、高安全性和可靠性、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢，因而具有很好的市場前景，特別是反射式光纖電流傳感器，由于其具有較好的互易性，因此性能更優(yōu)。在反射式光纖電流傳感器中，敏感線圈內(nèi)傳輸?shù)淖笮陀倚龍A偏振光感應(yīng)待測電流產(chǎn)生的磁場后會產(chǎn)生不同的相位變化，繼而通過解調(diào)左旋和右旋圓偏振光波間的相位差得到待測電流的大小。為了保證電流測量的精度，需要開發(fā)高質(zhì)量的敏感線圈。2005年召開的第17次“ConferenceonOpticalFiberSensors”中發(fā)表的文章“Fiber-opticdccurrentsensorfortheelectro-winningindustry”公開了一種敏感線圈的制備方法，該方法將敏感光纖21固定在毛細(xì)管22內(nèi)，并通過環(huán)氧環(huán)帶23對毛細(xì)管進(jìn)行固定，其截面如圖1所示。該種方法所述的敏感線圈需要通過退火進(jìn)行光纖去應(yīng)力處理，退火需要很長的時間，并且會造成光纖變脆，從而使后續(xù)的熔接等處理變得艱難。2008年公開號為CN101408559A的專利“一種反射式光纖電流傳感器的敏感線圈的制備方法”公開了一種敏感線圈的制備方法，該方法在環(huán)形金屬骨架1上加工阿基米德螺旋線形狀的溝槽20，將敏感光纖21繞制在溝槽內(nèi)，利用光纖膏進(jìn)行填充固定，其截面如圖2所示。該種方法采用金屬骨架作為敏感光纖的載體，集成于高壓設(shè)備中，具有一體化安裝特點，需要在斷開電流導(dǎo)體的情況下進(jìn)行安裝。這種敏感線圈不具有可變形狀，只能具有固定的、預(yù)定的形狀，且當(dāng)敏感線圈直徑較大時，不利于運(yùn)輸和安裝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可自由繞制的光纖電流傳感器敏感線圈及制造方法，該線圈可自由繞制，易于拆裝，穩(wěn)定性好，能夠保證電流測量精度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種可自由繞制的光纖電流傳感器敏感線圈，包括由保偏光纖、λ/4波片、敏感光纖和反射鏡組成的光路主體、光纖保護(hù)套、毛細(xì)管、加強(qiáng)塑料基體、內(nèi)護(hù)套和外護(hù)套，其中保偏光纖采用光纖保護(hù)套進(jìn)行保護(hù)，敏感光纖外套有毛細(xì)管，毛細(xì)管內(nèi)填充潤滑劑，且毛細(xì)管兩端端口通過膠體進(jìn)行密封，敏感光纖兩端分別連接λ/4波片的一端和反射鏡，λ/4波片的另一端連接保偏光纖，光路主體通過粘合劑固定在加強(qiáng)塑料基體內(nèi)，加強(qiáng)塑料基體外采用內(nèi)護(hù)套緊密保護(hù)，內(nèi)護(hù)套外采用外護(hù)套緊密保護(hù)，外護(hù)套為扁環(huán)形，在外護(hù)套(13)兩端的外表面分別設(shè)有互相垂直的“L”形標(biāo)記。敏感光纖采用未經(jīng)過高溫退火處理的光纖。毛細(xì)管采用聚四氟乙烯、聚四氟乙丙烯或PVC材料制成。潤滑劑采用硅油或粉末。膠體采用紫外固化膠或硅橡膠。光纖保護(hù)套采用硅膠材料。粘合劑采用硅樹脂。加強(qiáng)塑料基體采用聚乙烯纖維、玻璃纖維或芳綸纖維增強(qiáng)塑料帶。內(nèi)護(hù)套采用中密度聚乙烯材料制成。外護(hù)套采用聚酰胺纖維制成，厚度為0.4～0.44mm。一種可自由繞制的光纖電流傳感器敏感線圈制造方法，具體的制造方法如下：(1)采用聚乙烯纖維、玻璃纖維或芳綸纖維拉制出一條帶有凹槽結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)塑料基體，選用線雙折射率小于10-6的光纖作為敏感光纖，選用線雙折射率大于10-5的光纖作為保偏光纖；(2)將敏感光纖套入直徑小于反射鏡橫截面寬度的毛細(xì)管，然后利用保偏光纖熔接機(jī)將敏感光纖的一端與保偏光纖通過λ/4波片連接，敏感光纖(8)的另一端與反射鏡(9)相連，用粘合劑將λ/4波片固定在加強(qiáng)塑料基體的一端；(3)將加強(qiáng)塑料基體垂直懸掛，使敏感光纖自然懸垂一段時間后，用粘合劑將反射鏡固定在加強(qiáng)塑料基體的另一端；(4)利用注射器將潤滑劑注入到毛細(xì)管中，使?jié)櫥瑒┳詣酉铝髦钡教顫M整個毛細(xì)管內(nèi)腔；(5)將加強(qiáng)塑料基體水平放置，用膠體將毛細(xì)管的端口密封，并將整個光路主體用粘合劑固定在加強(qiáng)塑料基體中；(6)最后將內(nèi)護(hù)套和外護(hù)套通過護(hù)套擠出機(jī)緊密擠塑在加強(qiáng)塑料基體上形成可自由繞制的敏感線圈，并在敏感線圈兩端相應(yīng)位置上印上相互垂直的“L”標(biāo)記。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：(1)本發(fā)明采用的敏感光纖未經(jīng)過高溫退火處理，可保持顯著的可彎曲狀態(tài)，使得敏感線圈在相當(dāng)大的程度上更加易于繞制成各種形狀，并且易于拆裝。(2)采用的敏感光纖通過懸垂一段時間去除了扭轉(zhuǎn)力，并通過一種粘合劑固定于加強(qiáng)塑料基體內(nèi)，使得在繞制敏感線圈時敏感光纖只受到彎曲應(yīng)力，而不會受到扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，保證了較高的電流測量精度。(3)敏感線圈在無需斷開電流導(dǎo)體的情況下，可直接將其根據(jù)外護(hù)套外表面上互相垂直的“L”形標(biāo)記閉合地繞在導(dǎo)體周圍且配有一橡膠套件用于固定閉合線圈，能夠保證理想的電流測量精度。(4)敏感線圈具有抗拉強(qiáng)度高、防水性能好、柔軟度較好、可反復(fù)彎曲拆裝、形狀可適應(yīng)外部條件、室內(nèi)外均可使用等特點，并且易于輸送和節(jié)省空間。附圖說明圖1為現(xiàn)有采用毛細(xì)管保護(hù)光纖制作敏感線圈的截面示意圖；圖2為現(xiàn)有采用金屬骨架作為載體制作敏感線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明敏感線圈的縱截面示意圖；圖4為本發(fā)明敏感線圈的橫截面示意圖；圖5為本發(fā)明敏感線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明用于固定敏感線圈的橡膠套件示意圖。具體實施方式如圖3、4所示，本發(fā)明光纖電流傳感器敏感線圈包括由保偏光纖3、λ/4波片4、敏感光纖8和反射鏡9組成的光路主體、光纖保護(hù)套2、毛細(xì)管6、加強(qiáng)塑料基體11、內(nèi)護(hù)套12和外護(hù)套13，其中保偏光纖3采用光纖保護(hù)套2進(jìn)行保護(hù)，敏感光纖8外套有毛細(xì)管6，毛細(xì)管6內(nèi)填充潤滑劑7，且毛細(xì)管6兩端端口通過膠體5進(jìn)行密封，敏感光纖8兩端分別連接λ/4波片4的一端和反射鏡9，λ/4波片4的另一端連接保偏光纖3，光路主體通過粘合劑10固定在加強(qiáng)塑料基體11內(nèi)，加強(qiáng)塑料基體11外采用內(nèi)護(hù)套12緊密保護(hù)，內(nèi)護(hù)套12外采用外護(hù)套13緊密保護(hù)，外護(hù)套13為扁環(huán)形，在外護(hù)套13兩端的外表面分別設(shè)有互相垂直的“L”形標(biāo)記14、15。敏感光纖8是未經(jīng)過高溫退火處理的光纖，可保持顯著的可彎曲狀態(tài)，使得敏感線圈在相當(dāng)大的程度上更加易于繞制成各種形狀，并且易于拆裝。敏感光纖8是經(jīng)過垂懸一段時間的光纖，以去除扭轉(zhuǎn)力。敏感光纖8置于毛細(xì)管6中且兩者之間充有潤滑劑7。毛細(xì)管6可以采用聚四氟乙烯、聚四氟乙丙烯或PVC材料制成，可為敏感光纖8提供機(jī)械保護(hù)。潤滑劑7可以是油或者是粉末，例如硅油，可使敏感光纖與毛細(xì)管之間的摩擦力最小化。毛細(xì)管6的端口采用膠體5進(jìn)行密封，膠體5采用紫外固化膠或硅橡膠。保偏光纖3由一種光纖保護(hù)套2進(jìn)行保護(hù)，光纖保護(hù)套可以采用硅膠材料。光路主體通過粘合劑10固定于加強(qiáng)塑料基體11內(nèi)，使得敏感光纖8只受彎曲應(yīng)力影響，不受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力影響，該粘合劑10可以是一種硅樹脂。光路主體固定于加強(qiáng)塑料基體內(nèi)，固定方式可以采用間隔固定。加強(qiáng)塑料基體11可以采用超高模量聚乙烯纖維或玻璃纖維或芳綸纖維增強(qiáng)塑料帶。內(nèi)護(hù)套12采用中密度聚乙烯材料制成。外護(hù)套13采用聚酰胺纖維制成，厚度為0.4～0.44mm。外護(hù)套13外表面設(shè)有互相垂直的“L”形標(biāo)記，用于敏感線圈繞制時形成閉合環(huán)路。敏感線圈在兩個方向上均可彎曲，且至少0.1m的曲率半徑。敏感線圈配有一橡膠套件用于固定閉合線圈。一種可自由繞制的光纖電流傳感器敏感線圈制造方法，具體的制造方法如下：(1)采用聚乙烯纖維、玻璃纖維或芳綸纖維拉制出一條帶有凹槽結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)塑料基體11，選用線雙折射率小于10-6的光纖作為敏感光纖8，選用線雙折射率大于10-5的光纖作為保偏光纖3；(2)將敏感光纖8套入直徑小于反射鏡9橫截面寬度的毛細(xì)管6，然后利用保偏光纖熔接機(jī)將敏感光纖8的一端與保偏光纖3通過λ/4波片4連接，敏感光纖(8)的另一端與反射鏡(9)相連，用粘合劑10將λ/4波片4固定在加強(qiáng)塑料基體11的一端；(3)將加強(qiáng)塑料基體11垂直懸掛，使敏感光纖8自然懸垂一段時間后，用粘合劑10將反射鏡9固定在加強(qiáng)塑料基體11的另一端；(4)利用注射器將潤滑劑7注入到毛細(xì)管6中，使?jié)櫥瑒?自動下流直到填滿整個毛細(xì)管6內(nèi)腔；(5)將加強(qiáng)塑料基體11水平放置，用膠體5將毛細(xì)管6的端口密封，并將整個光路主體用粘合劑10固定在加強(qiáng)塑料基體11中；(6)最后將內(nèi)護(hù)套12和外護(hù)套13通過護(hù)套擠出機(jī)緊密擠塑在加強(qiáng)塑料基體11上形成如圖5所示的可自由繞制的敏感線圈，并在敏感線圈兩端相應(yīng)位置上印上相互垂直的“L”標(biāo)記14、15，以便繞制時形成閉合環(huán)路，同時配有如圖6所示的橡膠套件16固定閉合線圈。本發(fā)明說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。