专利名称：新型偏振光子晶体电流探头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于强电技术领域，涉及一种电流探头，尤其涉及一种新型偏振光子晶体电流探头。
背景技术：
强电产业中，随着民用电力系统的快速发展，干路容量越来越大，传输网电压越来越高；弱电产业中，电路板的设计水平越来越高，数据传输速率越来越快，在平时的测量中需要进行严格的各种测试，以保证在设计生产中达到预期指标电流探头是用来测量线路板以及线路上的电流值。目前的电子产业高速发展对于传统意义上的电流测试方案提出了严峻的挑战，行业里也越来越需要高带宽、高灵敏度、高精度的电流测试方案。目前大多数的电流测试方法为使用电流表测试，该方法需要将测试电缆剪开，并将两端接入电流表的两极上，通过读数显示实时的电流值。但是这种方法也有很大的缺点。 由于电流表的内部结构原因，使其所测电流具有明显的误差，所以不能达到高精度，此外由于电流表相应速度慢，无法对连续变化的电流进行测试，即使可以测试，也不能达到很高的测试带宽。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型偏振光子晶体电流探头，具有良好的磁光效应。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案—种新型偏振光子晶体电流探头，所述电流探头包括密封的机械封装结构，该机械封装结构内密封有光子晶体、偏振检测器、MCU、偏振控制器、AD/DA转换模块；所述光子晶体、偏振检测器、MCU、偏振控制器、AD/DA转换模块依次连接。作为本实用新型的一种优选方案，所述光子晶体靠近机械封装结构的一端设置； 所述机械封装结构包括一挂钩，该挂钩设置在靠近光子晶体的一端。作为本实用新型的一种优选方案，所述机械封装结构为一中空的壳体。作为本实用新型的一种优选方案，所述电流探头进一步包括光源驱动器，光子晶体、偏振检测器、MCU、光源驱动器、偏振控制器、AD/DA转换模块依次连接。本实用新型的有益效果在于本实用新型提出的新型偏振光子晶体电流探头，主要应用了一种新型的晶体，该晶体具有良好的磁光效应，根据麦克斯韦方程，电流将产生磁场。磁场导致内部结构直接作用于磁光晶体，最后通过测量光的偏振态变化从而对电流进行测试。
图1为偏振光子晶体探头的使用示意图。[0013]图2为偏振光子晶体探头内部结构示意图。图3为偏振光子晶体探头原理及模块示意图。图4为偏振光子晶体探头外部连接结构图。附图标注如下21 导线，电流方向如图箭头方向所示；22 机械封装结构(探头主体外壳)；23 :DA采集卡电路板；24 偏振控制驱动电路板；25:光子晶体。41 光子晶体探头；42 光源输出保偏光纤及驱动电源输入电缆；43:同轴电缆；44 示波器；45:光源及驱动电源。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。实施例一请参阅图1、图2、图3，本实用新型揭示了一种新型偏振光子晶体电流探头，所述电流探头包括密封的机械封装结构22，该机械封装结构22内密封有AD/DA转换模块23、偏振控制驱动电路板对、光子晶体25依次连接。偏振控制驱动电路板M内集成了偏振检测器、MCU、光源驱动器、偏振控制器；所述光子晶体、偏振检测器、MCU、光源驱动器、偏振控制器、AD/DA转换模块依次连接。所述机械封装结构为一中空的壳体。所述光子晶体靠近机械封装结构的一端设置；所述机械封装结构包括一挂钩，该挂钩设置在靠近光子晶体的一端。实施例二本实施例揭示了一种新型偏振光子晶体电流探头，电流探头的组成及原理如下[0034]光源部分光源部分采用1550nm波长的通讯用光源模块，该模块具有体积小、相对功率大等优点，可以通过简单的电路模块进行驱动，通过调节功率大小，可以控制电流表的量程。光路部分在电流探头的内部，所有传输光纤均采用熊猫保偏光纤，因为在以光学偏振检测为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信躁比， 以实现对电流的高精度测量。机械结构经机械设计，将光纤完全封装，为方便室外测量，采用IP66防水规格。采用绝缘材料，以防止EMI等干扰。该机械结构，可以将电线外圈包裹，使磁光晶体极可能贴近传输线， 可以最大程度的减小误差。原理设计[0041]本实用新型的核心传感器为探头内部的磁光晶体，该晶体采用釔铁石榴石材料， 该材料在1550nm波段具有良好的磁光效应，即法拉第效应当线偏振光透过放置磁场中的物质，沿着磁场方向传播时，光的偏振面发生旋转的现象，简记为MCB。法拉第旋转(用旋转角θ F表示)和样品长度1、磁感应强度B有以下关系0F = V1B，V是与物质性质、光的频率有关的常数，称为费尔德常数。而电流于磁场存在H = nl/L关系，其中H为磁场强度，η为线圈匝数，I为电流强度，L为线圈长度。由此可知，θ F于电流强度存在正比关系，由此可通过监测法拉第旋转角来测量电流强度。数据处理部分可以通过检偏器等元件再将法拉第旋转角转化为电压变量，通过BNC接头于示波器相连，由于示波器是基于电压测量的，因此该探头的信号带宽将由示波器决定。1.电流方向如图1箭头所指方向。用户可以将探头套在电线21上，由于光也是电磁波，根据麦克斯韦方程可以得知变化的电流产生变化的磁场，恒定的电流产生恒定的磁场，所以电流激发电磁场，电磁场激发光子晶体产生法拉第效应，使光信号产生法拉第旋角。2.光信号经过偏振检测器，偏振检测器检测到偏振态，经比较得到法拉第旋角，从而得到磁场强度的值，经过MCU采集模块后，转化为数字电压信号输出，进入示波器内部。3.由于光源功率较大，示波器44有源探头不能进行驱动，如图4所示，故采用外接模块，经过保偏光纤进入探头内部，进而通过光子晶体。光子晶体探头41、同轴电缆43、示波器44、光源及驱动电源45、光源输出保偏光纤及驱动电源输入电缆42依次连接。综上所述，本实用新型提出的新型偏振光子晶体电流探头，主要应用了一种新 型的晶体，该晶体具有良好的磁光效应，根据麦克斯韦方程，电流将产生磁场。磁场导致内部结构直接作用于磁光晶体，最后通过测量光的偏振态变化从而对电流进行测试。这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例， 以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
权利要求1.一种新型偏振光子晶体电流探头，其特征在于，所述电流探头包括密封的机械封装结构；该机械封装结构内密封有光子晶体、偏振检测器、MCU、偏振控制器、AD/DA转换模块； 所述光子晶体、偏振检测器、MCU、偏振控制器、AD/DA转换模块依次连接。
2.根据权利要求1所述的新型偏振光子晶体电流探头，其特征在于所述光子晶体靠近机械封装结构的一端设置；所述机械封装结构包括一挂钩，该挂钩设置在靠近光子晶体的一端。
3.根据权利要求1所述的新型偏振光子晶体电流探头，其特征在于 所述机械封装结构为一中空的壳体。
4.根据权利要求1所述的新型偏振光子晶体电流探头，其特征在于所述电流探头进一步包括光源驱动器，光子晶体、偏振检测器、MCU、光源驱动器、偏振控制器、AD/DA转换模块依次连接。
专利摘要本实用新型揭示了一种新型偏振光子晶体电流探头，所述电流探头包括密封的机械封装结构，该机械封装结构内密封有光子晶体、偏振检测器、MCU、偏振控制器、AD/DA转换模块；所述光子晶体、偏振检测器、MCU、偏振控制器、AD/DA转换模块依次连接。本实用新型提出的新型偏振光子晶体电流探头，主要应用了一种新型的晶体，该晶体具有良好的磁光效应，根据麦克斯韦方程，电流将产生磁场。磁场导致内部结构直接作用于磁光晶体，最后通过测量光的偏振态变化从而对电流进行测试。
文档编号G01R19/00GK202066892SQ201120155059
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者张振一 申请人:上海理工大学