石榴石型電壓電流傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器，用于測(cè)量所述高壓導(dǎo)線的電流I和電壓U，具有這樣的特征，包括：光源轉(zhuǎn)換部，包含：用于發(fā)射出光源的光源單元、及將光源轉(zhuǎn)換為平行光的第一光纖準(zhǔn)直器，分光起偏部，包含：將平行光分成為測(cè)電流用平行光和測(cè)電壓用平行光的第一分光棱鏡、設(shè)在測(cè)電流用平行光的光路上改變測(cè)電流用平行光的傳播方向使得測(cè)電流用平行光與測(cè)電壓用平行光相平行的反射鏡、及將測(cè)電流用平行光與測(cè)電壓用平行光分別轉(zhuǎn)換為測(cè)電流用線偏振光和測(cè)電壓用線偏振光的石榴石起偏單元，電流測(cè)量部，設(shè)在測(cè)電流用線偏振光的光路上，用于測(cè)量出電流I，以及電壓測(cè)量部，設(shè)在測(cè)電壓用線偏振光的光路上，用于測(cè)量出電壓U。
【專利說明】石榴石型電壓電流傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，具體涉及一種既能夠測(cè)量電流又能夠測(cè)量電壓的石榴石型電壓電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在電力系統(tǒng)及其相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了各式各樣的電壓傳感器和電流傳感器，通過電壓傳感器能夠測(cè)量出待測(cè)物的電壓，通過電流傳感器能夠測(cè)量出待測(cè)物的電流，然而，當(dāng)需要測(cè)量出同一待測(cè)物的電壓和電流時(shí)，此時(shí)，需要通過電壓傳感器和電流傳感器分別測(cè)量出待測(cè)物的電壓和電流，即、待測(cè)物的電壓和電流無法通過一個(gè)傳感器同時(shí)測(cè)量出。因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種既能夠測(cè)量電流又能夠測(cè)量電壓的傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種既能夠測(cè)量電流又能夠測(cè)量電壓的石榴石型電壓電流傳感器。
[0004]本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器，用于測(cè)量所述高壓導(dǎo)線的電流I和電壓U，具有這樣的特征，包括:光源轉(zhuǎn)換部，包含:用于發(fā)射出光源的光源單元、及將光源轉(zhuǎn)換為平行光的第一光纖準(zhǔn)直器，分光起偏部，包含:將平行光分成為測(cè)電流用平行光和測(cè)電壓用平行光的第一分光棱鏡、設(shè)在測(cè)電流用平行光的光路上改變測(cè)電流用平行光的傳播方向使得測(cè)電流用平行光與測(cè)電壓用平行光相平行的反射鏡、及將測(cè)電流用平行光與測(cè)電壓用平行光分別轉(zhuǎn)換為測(cè)電流用線偏振光和測(cè)電壓用線偏振光的石榴石起偏單元，電流測(cè)量部，設(shè)在測(cè)電流用線偏振光的光路上，包含:對(duì)測(cè)電流用線偏振光進(jìn)行檢偏的石榴石檢偏單元、將經(jīng)過石榴石檢偏單元后的測(cè)電流用線偏振光轉(zhuǎn)換為待測(cè)平行光的第二光纖準(zhǔn)直器、及用于探測(cè)待測(cè)平行光的旋轉(zhuǎn)角度Θ并根據(jù)馬呂斯定律計(jì)算出電流I的探測(cè)計(jì)算單元，以及電壓測(cè)量部，設(shè)在測(cè)電壓用線偏振光的光路上，包含:使測(cè)電壓用線偏振光的折射率發(fā)生變化并出射為BGO線偏振光的鍺酸鉍晶體部(BG0晶體部)、將BGO線偏振光分成為第一BGO線偏振光和第二 BGO線偏振光的第二分光棱鏡、設(shè)在第一 BGO線偏振光的光路上使第一 BGO線偏振光發(fā)生相位延遲并出射為延遲線偏振光的四分之一波片、及根據(jù)延遲線偏振光和第二 BGO線偏振光之間由于相位延遲而得到的光強(qiáng)關(guān)系計(jì)算出電壓U的信號(hào)處理單元，其中，反光鏡與被發(fā)射出的光源之間呈一定夾角，石榴石起偏單元的透射軸與石榴石檢偏單元的透射軸之間的夾角α為45度，BGO晶體部包含兩個(gè)與高壓導(dǎo)線相連接的電極引線。
[0005]在本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器中，還可以具有這樣的特征:其中，反光鏡與被發(fā)射出的光源之間的一定夾角為45度。
[0006]在本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器中，還可以具有這樣的特征:其中，石榴石起偏單元包含第一石榴石和位于第一石榴石的入射側(cè)的第一層狀模塊，石榴石檢偏單元包含第二石榴石和位于第二石榴石的出射側(cè)的第二層狀模塊。
[0007]在本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器中，還可以具有這樣的特征:其中，第一層狀模塊在測(cè)電流用平行光和測(cè)電壓用平行光的光路上依次連接的第一緩沖層、第一永磁薄膜和第一保護(hù)層，第二層狀模塊在測(cè)電流用線偏振光的光路上依次連接的第二保護(hù)層、第二永磁薄膜和第二緩沖層。
[0008]在本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器中，還可以具有這樣的特征:其中，探測(cè)計(jì)算單元包含用于探測(cè)待測(cè)平行光的旋轉(zhuǎn)角度的探測(cè)部件、及根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度Θ和馬呂斯定律計(jì)算出電流I的計(jì)算部件。
[0009]在本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器中，還可以具有這樣的特征:其中，旋轉(zhuǎn)角度Θ的計(jì)算公式為:θ =B/ H MUB為菲爾德常數(shù)、H是磁場(chǎng)強(qiáng)度、L是光在磁光材料中通過的長度，在計(jì)算部件中，設(shè)定測(cè)電流用平行光的輸入光強(qiáng)為Qtl,根據(jù)馬呂斯定律得到待測(cè)平行光的輸出光強(qiáng)Q為:Q = Q0cos2(a + Θ),進(jìn)而得到電流I。
[0010]在本發(fā)明提供的石榴石型電壓電流傳感器中，還可以具有這樣的特征:其中，設(shè)定測(cè)電壓用平行光的輸入光強(qiáng)為Qci,延遲線偏振光的輸出光強(qiáng)Q1為:
【權(quán)利要求】
1.一種石榴石型電壓電流傳感器，用于測(cè)量所述高壓導(dǎo)線的電流I和電壓U，其特征在于，包括: 光源轉(zhuǎn)換部，包含:用于發(fā)射出光源的光源單元、及將所述光源轉(zhuǎn)換為平行光的第一光纖準(zhǔn)直器； 分光起偏部，包含:將所述平行光分成為測(cè)電流用平行光和測(cè)電壓用平行光的第一分光棱鏡、設(shè)在所述測(cè)電流用平行光的光路上改變所述測(cè)電流用平行光的傳播方向使得所述測(cè)電流用平行光與所述測(cè)電壓用平行光相平行的反射鏡、及將所述測(cè)電流用平行光與所述測(cè)電壓用平行光分別轉(zhuǎn)換為測(cè)電流用線偏振光和測(cè)電壓用線偏振光的石榴石起偏單元；電流測(cè)量部，設(shè)在所述測(cè)電流用線偏振光的光路上，包含:對(duì)所述測(cè)電流用線偏振光進(jìn)行檢偏的石榴石檢偏單元、將經(jīng)過所述石榴石檢偏單元后的所述測(cè)電流用線偏振光轉(zhuǎn)換為待測(cè)平行光的第二光纖準(zhǔn)直器、及用于探測(cè)所述待測(cè)平行光的旋轉(zhuǎn)角度Θ并根據(jù)馬呂斯定律計(jì)算出所述電流I的探測(cè)計(jì)算單元；以及 電壓測(cè)量部，設(shè)在所述測(cè)電壓用線偏振光的光路上，包含:使所述測(cè)電壓用線偏振光的折射率發(fā)生變化并出射為BGO線偏振光的鍺酸鉍晶體部(BG0晶體部)、將所述BGO線偏振光分成為第一 BGO線偏振光和第二 BGO線偏振光的第二分光棱鏡、設(shè)在所述第一 BGO線偏振光的光路上使所述第一 BGO線偏振光發(fā)生相位延遲并出射為延遲線偏振光的四分之一波片、及根據(jù)所述延遲線偏振光和所述第二 BGO線偏振光之間由于相位延遲而得到的光強(qiáng)關(guān)系計(jì)算出所述電壓U的信號(hào)處理單元， 其中，所述反光鏡與被發(fā)射出的所述光源之間呈一定夾角， 所述石榴石起偏單元的透射軸與所述石榴石檢偏單元的透射軸之間的夾角α為45度， 所述BGO晶體部包含兩個(gè)與所述高壓導(dǎo)線相連接的電極引線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石榴石型電壓電流傳感器，其特征在于: 其中，所述反光鏡與被發(fā)射出的所述光源之間的所述一定夾角為45度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石榴石型電壓電流傳感器，其特征在于: 其中，所述石榴石起偏單元包含第一石榴石和位于所述第一石榴石的入射側(cè)的第一層狀模塊， 所述石榴石檢偏單元包含第二石榴石和位于所述第二石榴石的出射側(cè)的第二層狀模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石榴石型電壓電流傳感器，其特征在于: 其中，所述第一層狀模塊在所述測(cè)電流用平行光和所述測(cè)電壓用平行光的光路上依次連接的第一緩沖層、第一永磁薄膜和第一保護(hù)層， 所述第二層狀模塊在所述測(cè)電流用線偏振光的光路上依次連接的第二保護(hù)層、第二永磁薄膜和第二緩沖層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石榴石型電壓電流傳感器，其特征在于: 其中，所述探測(cè)計(jì)算單元包含用于探測(cè)所述待測(cè)平行光的旋轉(zhuǎn)角度的探測(cè)部件、及根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度Θ和所述馬呂斯定律計(jì)算出所述電流I的計(jì)算部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石榴石型電壓電流傳感器，其特征在于: 其中，所述旋轉(zhuǎn)角度Θ的計(jì)算公式為:Θ = B / H.dL, B為菲爾德常數(shù)、H是磁場(chǎng)強(qiáng)度、L是光在磁光材料中通過的長度， 在所述計(jì)算部件中，設(shè)定所述測(cè)電流用平行光的輸入光強(qiáng)為Qci,根據(jù)所述馬呂斯定律得到所述待測(cè)平行光的輸出光強(qiáng)Q為:Q = QciC0s2U-Q),進(jìn)而得到所述電流I。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石榴石型電壓電流傳感器，其特征在于: 其中，設(shè)定所述測(cè)電壓用平行光的輸入光強(qiáng)為Qtl，所述延遲線偏振光的輸出光強(qiáng)Q1為:
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK104020337SQ201410268601
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】焦新兵, 高軍, 陳林 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)