CN107765060A - 一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统，包括：触发器、光纤电流互感器和解调仪，触发器和光纤电流互感器用光缆分别与解调仪以光缆连接；所述的光纤电流互感器包括多个磁光晶体传感头、光纤分支器、光学标尺和匀磁环，多个磁光晶体传感头串联在光学标尺上并分组并联在光纤分支器上，光纤分支器与光学标尺连接，光纤分支器的另一端用光缆与所述的解调仪连接；所述的磁光晶体传感头为利用晶体光阀制作的传感头；所述的解调仪包括信息存储模块和电流计算模块。具有抗外磁场干扰能力强，测量精度高，精度稳定强，可靠性高的特点。

Description

一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统
技术领域
本发明涉及一种晶体磁光阀系统，特别涉及一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统。
背景技术
直流电流互感器用于直流电流量值变换的互感，广泛应用于冶金、化工、碳素等行业以及各种需要对直流大电流进行监控的系统中，该仪表可以同时输出标准的电压、电流信号，用于配接其它仪表作监示、控制用的信号源。它利用铁心线圈中铁心受直流和交流电流共同磁化时的非线性和非对称性，通过整流电路，将通过线圈的直流大电流按匝数反比变换成直流小电流。主要用于测量直流大电流，也在整流系统中用作电流反馈、控制和保护元件。
传统的直流大电流监控系统大多采用罗氏线圈作为传感器的主要元件，在大电流的测量中误差较大，易受干扰信号影响，且当高度较高时响应较慢，无法保证其测量精度。随着光纤技术和材料技术的发展起来了绝缘和测量精度较高的光纤电流互感器，其主要原理是利用磁光晶体的法拉第效应。
光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面为振动面，该振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。晶体在外磁场的作用下，使通过该晶体的线偏振发生旋转的现象为法拉第效应，这种晶体叫做磁光晶体。发射偏振光，由于磁光晶体的法拉第效应，在电流磁场的作用下，偏振光发生了偏转，通过对法拉第旋转角的测量，可计算电流大小。
测量偏振角的方法有多种，但目前无高精度直接测量偏振角旋转角度的检测仪器，只能间接地依据其它方法检测角度，如光强检测和相位检测。在本发明中采用的是光强检测法，传感头采用了由磁光晶体制作的晶体磁光阀。该光阀的结构为磁化方向垂直表面，方向相反的两种磁畴，顺磁化方向磁畴区域通光，反磁化方向磁畴区域挡光，外磁场能够使与其磁化方向一致的磁畴区域增加，反向的磁畴区域减小，因而，能够根据磁场大小调节光透过率。使用这种晶体磁光阀，可以通过检测某一时刻的光强，求出磁场的大小，从而计算出电流的大小。
发明内容
为了解决传统的直流电流监控系统在大电流的测量中误差较大，易受干扰信号影响，且当高度较高时响应较慢，无法保证其测量精度的问题，本发明提供一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统，所采用的技术方案如下：
一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统，包括：触发器、光纤电流互感器和解调仪，触发器和光纤电流互感器用光缆分别与解调仪以光缆连接；
所述的光纤电流互感器包括多个磁光晶体传感头、光纤分支器、光学标尺和匀磁环，多个磁光晶体传感头串联在光学标尺上并分组并联在光纤分支器上，光纤分支器与光学标尺连接，光纤分支器的另一端用光缆与所述的解调仪连接；
所述的磁光晶体传感头为利用晶体光阀制作的传感头；
所述的解调仪包括信息存储模块和电流计算模块。
所述的光纤电流互感器还设有匀磁环，匀磁环为环状的金属结构，中间设有固定机构用以固定在天线上，内部设有安装槽供所述磁光晶体传感头以及其连接光线安装。
所述的解调仪内置校正模块，校正模块采用动态的温度补偿与纠正。
所述的解调仪内置无线通信模块。
本发明的达到的有益效果：本发明采用磁光晶体制作而成的光纤电流传感器，能够进行多点独立测量，并设有匀磁环，抗外磁场干扰能力强，测量精度高；进行绝对测量时能够进行动态的温度补偿校正，也可利用光学标尺进行相对测量，两种方案均能保证精度稳定性，可靠性高。解调仪内置了无线通信模块，能够实时的进行数据传递，方便监控。
附图说明
图1为一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统的具体实施例1
图2为实施例1中采用的光纤电流互感器的原理结构图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1是所述的直流大电流监控的晶体磁光阀系统应用在雷电电流监控中的具体实施例，避雷针支架4上装有避雷针2，避雷针2的顶端装有一个触发器1，触发器1和解调仪6以光缆5相连。在避雷针2周围靠近避雷针支架4的位置上装有一个光纤电流互感器3，光纤电流互感器3通过光缆5和解调仪6相连，并把信号专递到解调仪6，存储在解调仪6内置的存储模块。当触发器1捕捉到雷电时，通过光缆5把触发信号专递到解调仪6，激活解调仪6的电流计算模块。解调仪6平常处于待机状态，被激活后才对接收到的信号进行处理，可以有效的节能。解调仪6的电流计算模块计量雷击电流波形后，对电流波形进行记录、存储在解调仪6内置的存储模块，并通过内置的通信模块连接无线网络进行实时的数据传递。另外，解调仪6可以远离雷击的机房安装，抗干扰能力强。触发器1和光纤电流互感器3均为无源设备，可安装于建筑物顶部几百米以上的高端。
如图2所示，所述光纤电流互感器3包括四个磁光晶体传感头9，光学标尺7，光纤分支器8和匀磁环10。四个磁光晶体传感头9在避雷针2四周均匀分布，且两两相对以光纤分别进行串联，并联于光纤分支器8。光学标尺7以光纤与光纤分支器相连，四个磁光晶体传感头9以导线串联于光学标尺7。光纤分支器8的另一端与解调仪6以光缆5相连，解调仪6发射出的激光光束经光纤分支器8产生偏正光。此种连接方式能够进行多点独立测量。由于磁光晶体传感头9的灵敏度会随温度而变化，解调仪6还内置了校正模块，可对光纤电流互感器3进行动态的温度补偿与校正，以保证精度的稳定。此外，也可利用光学标尺7进行相对测量，保证长期精度，
此外，四个磁光晶体传感头9均安装在匀磁环10内，通过匀磁环10固定在避雷针2上。匀磁环10可以提供均匀稳定的被测磁场环境，抗外磁场干扰能力强，可进一步提高测量精度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统，其特征在于包括：触发器、光纤电流互感器和解调仪，触发器和光纤电流互感器用光缆分别与解调仪以光缆连接；
所述的光纤电流互感器包括多个磁光晶体传感头、光纤分支器、光学标尺和匀磁环，多个磁光晶体传感头串联在光学标尺上并分组并联在光纤分支器上，光纤分支器与光学标尺连接，光纤分支器的另一端用光缆与所述的解调仪连接；
所述的磁光晶体传感头为利用晶体光阀制作的传感头；
所述的解调仪包括信息存储模块和电流计算模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统，其特征在于：所述的光纤电流互感器还设有匀磁环，匀磁环为环状的金属结构，中间设有固定机构用以固定在天线上，内部设有安装槽供所述磁光晶体传感头以及其连接光纤安装。
3.根据权利要求2所述的一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统，其特征在于：所述的解调仪内置校正模块，校正模块采用动态的温度补偿与纠正。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于直流大电流监控的晶体磁光阀系统，其特征在于：所述的解调仪内置无线通信模块。
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109490798A (zh) * 2018-09-26 2019-03-19 上海交通大学 基于光纤磁场传感技术的高温超导线圈磁场测量方法
CN110031672A (zh) * 2019-04-03 2019-07-19 国家电网有限公司 轻型高精度电流测量装置
CN110174542A (zh) * 2019-04-03 2019-08-27 国家电网有限公司 基于量子精密测量的高电压电流互感器
CN110174541A (zh) * 2019-04-03 2019-08-27 国家电网有限公司 适用于gis的新型高精度电流互感器
CN112362945A (zh) * 2020-11-26 2021-02-12 湖南新海讯光电有限公司 一种光学电流测量装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109490798A (zh) * 2018-09-26 2019-03-19 上海交通大学 基于光纤磁场传感技术的高温超导线圈磁场测量方法
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CN110031672A (zh) * 2019-04-03 2019-07-19 国家电网有限公司 轻型高精度电流测量装置
CN110174542A (zh) * 2019-04-03 2019-08-27 国家电网有限公司 基于量子精密测量的高电压电流互感器
CN110174541A (zh) * 2019-04-03 2019-08-27 国家电网有限公司 适用于gis的新型高精度电流互感器
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