CN106404358B - 一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法，测试装置包括SLD光源驱动仪、SLD光源、三端光纤环行器、高低温试验箱，为传感光纤反射镜的筛选提供数据支撑，有效避免由于传感光纤反射镜性能不达标而导致制作完毕产品质量不合格的问题，提高光纤电流互感器产品成品率。利用此套装置及测试方法，可以较为精确地测定全光纤电流互感器反射镜的反射率稳定性参数，解决目前反射镜厂商的测试方法无法给出全温环境下反射率的稳定性参数，影响对传感光纤反射镜稳定性能的判断等问题。

Description

一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法
技术领域
本发明属于全光纤电流互感器器件性能测试领域，涉及一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法。
背景技术
智能变电站的快速发展，推动了电子式互感器的实用化和产品化的发展。作为电子式电流互感器主流技术方案之一的全光纤电流互感器由于其体积小、重量轻、绝缘性能优良、抗电磁干扰能力强、便于实现智能化等一系列优点，正在被广泛的应用于电力系统中。
根据全光纤电流互感器产品技术方案，光源发出的光需前后两次经过各光学器件到达光电探测器，而光学器件本身的损耗及各熔点损耗，导致最终到达光电探测器的光强较弱，为保证测试精度，确保到达光电探测器的光强满足测试需要，要求反射镜反射率>95％，并不受变温环境的影响。因此反射镜反射率在全温环境(-40～+70℃)的稳定性成为衡量反射镜性能的关键参数。
目前，传感光纤反射镜反射率稳定性数值一般由镀反射镜厂商直接提供，其测试方法均为间接测试法，即在进行传感光纤端面镀反射镜时同时在玻璃(或其它物质)上镀反射镜，通过测试玻璃上反射镜的反射率来获得传感光纤反射镜的反射率，该种测试方法存在不确定性，无法给出全温环境下反射率的稳定性参数，影响对传感光纤反射镜反射性能的判断。
因此，为真实测试传感光纤反射镜反射率在全温环境下的稳定性，筛选出符合全光纤电流互感器制作需要的反射镜，提高全光纤电流互感器产品成品率，设计一种传感光纤反射镜反射率稳定性的测试方法十分必要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性测试方法，实现传感光纤反射镜反射率在全温环境(-40～+70℃)的稳定性的直接测量，将其测量结果作为筛选反射镜的重要判据。
本发明采取的反射镜反射率稳定性测试装置，包括SLD光源驱动仪、SLD光源、三端光纤环行器以及用于容纳传感光纤反射镜为其提供变温环境的高低温试验箱，其中三端光纤环行器的第一端、第二端分别作为入射光路的输入端、输出端，三端光纤环行器的第二端、第三端分别作为出射光路的输入端、输出端；SLD光源驱动仪连接至SLD光源驱动端，SLD光源尾纤与三端光纤环行器的第一端尾纤熔接，三端光纤环行器的第二端尾纤与待测传感光纤不含反射镜的一端尾纤熔接。
该反射镜反射率稳定性的测试装置中，SLD光源驱动仪用于为SLD光源产生高精度的可调节的驱动电流，驱动电流范围为0～150mA，恒流精度<0.1％，温控精度<0.1℃。
该反射镜反射率稳定性的测试装置中，SLD光源用于测试过程中提供稳定的光源输出，中心波长1310nm，额定电流100mA，功率>1.5mW，功率稳定度<0.5％。该反射镜反射率稳定性的测试装置中，三端光纤环行器用于测试过程中根据测试方法实现光束的定向传输，中心波长1310nm，隔离度≥40dB，插入损耗≤0.7dB。
该反射镜反射率稳定性的测试装置中，高低温试验箱用于为传感光纤反射镜提供-40～+70℃的变温环境。
利用该全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试装置进行测试的方法，包括以下步骤：
步骤一：将SLD光源驱动仪连接至SLD光源，调节SLD光源驱动仪的驱动电流，测试此驱动电流下SLD光源尾纤光功率，确保SLD光源驱动仪及SLD光源处于正常工作状态；
步骤二：将SLD光源尾纤与三端光纤环行器的第一端尾纤完成熔接，熔接完毕后测试三端光纤环行器的第二端尾纤光功率，确保三端光纤环行器工作正常；
步骤三：将三端光纤环行器第二端端尾纤与待测传感光纤不含反射镜的一端尾纤完成熔接，测试三端光纤环行器的第三端尾纤输出光功率值；
步骤四：将传感光纤反射镜放置于高低温试验箱中，三端光纤环行器、SLD光源及SLD光源驱动仪放置于高低温试验箱外；
步骤五：设置高低温试验箱温度在-40～+70℃范围内变化，并记录光功率数值；
步骤六：测试完毕，在记录的光功率值中选出最大光功率Pmax和最小光功率值Pmin，按如下公式进行数据处理获得衡量传感光纤反射镜反射率稳定性能的参数：
γ＝(Pmax-Pmin)/Pmin*100％。
γ值越接近0表明稳定性能越好。
在上述的全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法中，在对SLD光源尾纤、三端光纤环行器的第二端尾纤、三端光纤环行器的第三端尾纤的光功率进行测试前，先将尾纤插入裸纤适配器中，利用笔式切割刀对尾纤端面进行处理，然后通过光功率计测试光功率，测试完毕后将尾纤从裸纤适配器中取出。
在上述的全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法中，SLD光源尾纤与三端光纤环行器的第一端尾纤之间以及三端光纤环行器第二端尾纤与待测传感光纤不含反射镜的一端尾纤之间的熔接均由光纤熔接机完成。
有益效果：本发明实现了传感光纤反射镜反射率在全温环境(-40～+70℃)的稳定性的直接测量，将其测量结果作为筛选反射镜的重要判据，有效避免由于传感光纤反射镜性能不达标而导致制作完毕产品质量不合格的问题，提高光纤电流互感器产品成品率。
附图说明
附图1是本发明全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性测试框架图。
具体实施方式
下面结合附图，说明该发明的具体实施方式：
本发明全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试装置，参见附图1，包括SLD光源驱动仪、SLD光源、三端光纤环行器以及用于容纳传感光纤反射镜为其提供变温环境的高低温试验箱，其中三端光纤环行器的第一端、第二端分别作为入射光路的输入端、输出端，三端光纤环行器的第二端、第三端分别作为出射光路的输入端、输出端；SLD光源驱动仪连接至SLD光源驱动端，SLD光源尾纤与三端光纤环行器的第一端尾纤熔接，三端光纤环行器的第二端尾纤与待测传感光纤不含反射镜的一端尾纤熔接。
参照附图1，本发明公布的传感光纤反射镜反射率稳定性测试方法具体实施步骤如下：
步骤1：将SLD光源驱动仪连接于SLD光源上，调节SLD高精度光源驱动仪驱动电流至80mA，将SLD光源尾纤插入裸纤适配器中，并利用笔式切割刀对尾纤端面进行切割处理，通过光功率计显示值检查SLD光源是否正常工作；
步骤2：利用光纤切割刀对SLD光源尾纤和三端光纤环行器第一端端尾纤进行切割处理，通过光纤熔接机完成熔点B的熔接，并通过裸纤适配器、笔式切割刀、光功率计参照步骤1中的光纤尾纤处理方法，对三端光纤环行器的第二端端尾纤进行光功率测量，确保三端光纤环行器处于正常工作状态；
步骤3：利用光纤切割刀对三端光纤环行器第二端端尾纤和待测传感光纤不含反射镜端尾纤进行切割处理，通过光纤熔接机完成熔点C的熔接，通过裸纤适配器、笔式切割刀、光功率计对三端光纤环行器的第三端端尾纤进行光功率测量，记录此时光功率值；
步骤4：将传感光纤反射镜放置于高低温试验箱中，三端光纤环行器、SLD光源及SLD高精度光源驱动仪、光功率计放置于高低温试验箱外；
步骤5：设置高低温试验箱温度在-40～+70℃范围内变化，每3min变化1℃，在-40℃与+70℃两温度点分别保温2h，每15min记录一次装置③光功率计的数值；
步骤6：测试完毕后，在记录的光功率值中选出最大光功率Pmax和最小光功率值Pmin，按如下公式进行数据处理：
γ＝(Pmax-Pmin)/Pmin*100％；
计算得出的γ值即为衡量传感光纤反射镜反射率稳定性能的参数。

Claims (3)

1.一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将SLD光源驱动仪连接至SLD光源，调节SLD光源驱动仪的驱动电流，测试此驱动电流下SLD光源尾纤光功率，确保SLD光源驱动仪及SLD光源处于正常工作状态；
步骤二：将SLD光源尾纤与三端光纤环行器的第一端尾纤完成熔接，熔接完毕后测试三端光纤环行器的第二端尾纤光功率，确保三端光纤环行器工作正常；
步骤三：将三端光纤环行器第二端尾纤与待测传感光纤不含反射镜的一端尾纤完成熔接，测试三端光纤环行器的第三端尾纤输出光功率值；
步骤四：将传感光纤反射镜放置于高低温试验箱中，三端光纤环行器、SLD光源及SLD光源驱动仪放置于高低温试验箱外；
步骤五：设置高低温试验箱温度在-40～+70℃范围内变化，并记录光功率数值；
步骤六：测试完毕，在记录的光功率值中选出最大光功率值Pmax和最小光功率值Pmin，按如下公式进行数据处理获得衡量传感光纤反射镜反射率稳定性能的参数：
γ＝(Pmax-Pmin)/Pmin*100％。
2.根据权利要求1所述的一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法，其特征在于：在对SLD光源尾纤、三端光纤环行器的第二端尾纤、三端光纤环行器的第三端尾纤的光功率进行测试前，先将尾纤插入裸纤适配器中，利用笔式切割刀对尾纤端面进行处理，然后通过光功率计测试光功率，测试完毕后将尾纤从裸纤适配器中取出。
3.根据权利要求1所述的一种全光纤电流互感器反射镜反射率稳定性的测试方法，其特征在于：SLD光源尾纤与三端光纤环行器的第一端尾纤之间以及三端光纤环行器第二端尾纤与待测传感光纤不含反射镜的一端尾纤之间的熔接均由光纤熔接机完成。
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