一种全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电力设备测试技术领域，特别是一种用于测试全光纤电流互感器 Sagnac效应的装置。
【背景技术】
[0002] Sagnac效应（萨格纳克效应）是萨格纳克在1913年发现的，是指将同一光源发出 的一束光分解为两束，让它们在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合，然后在屏幕上 产生干涉，当在环路平面内有旋转角速度时，屏幕上的干涉条纹将会发生移动，这就是萨格 纳克效应。萨格纳克效应目前已经得到广泛的应用，由萨格纳克效应研制出的光纤陀螺已 成功地用于航空、航天等领域。
[0003] 对于全光纤电流互感器产品来说，当光路中闭合回路面积不为0时，会存在 Sagnac效应，当振动引起角速度，全光纤电流互感器输出会产生噪声，从而影响全光纤电流 互感器产品的性能。
[0004] 要检测全光纤电流互感器的此项性能，通常要将全光纤电流互感器系统包括电源 部分放置于水平转台上，严格控制转速，检测全光纤电流互感器在不同角速度下的输出。但 此种方法使用的设备昂贵，需要较大占地面积，设备的功耗较大，安装复杂。
[0005] 在全光纤电流互感器的生产中需要设计一种小型化装置来测试Sagnac效应对全 光纤电流互感器性能的影响，从而对产品的性能进行筛选。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有的全光纤电流互感器Sagnac效应测试设备存在功耗大、安装复 杂、价格昂贵以及占地面积大等问题，提供一种全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置， 能够准确方便地测出Sagnac效应对全光纤电流互感器性能的影响，并具有占地面积小，结 构简单，应用灵活等优点。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] 一种全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置，其特征在于，包括竖直支撑件、轴 板、轴承、挡销、信号采集模块和上位机，所述轴板通过轴承固定设置于竖直支撑件上，所述 轴板平面竖直设置并与轴承垂直，待测试的全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤环固 定安装在轴板上，所述挡销支撑轴板水平位置不动并且在挡销撤走后所述带有光学模块和 敏感光纤环的轴板在轴板平面内自由转动，所述光学模块的输出连接至信号采集模块，所 述信号采集模块与上位机连接；所述信号采集模块采集带有光学模块和敏感光纤环的轴板 的轴向平面内的自由转动的角速度并数据处理得到全光纤电流互感器在无电流情况下输 出的电流幅值，所述上位机根据所述电流幅值是否在允许范围内来判断全光纤电流互感器 是否合格。
[0009] 所述竖直支撑件包括底板以及固定设置于底板上的竖直支架，所述轴板通过轴承 固定设置于竖直支架上，所述带光学模块和敏感光纤环的轴板的重心落在底板范围内。
[0010] 所述轴承上设置有轴向定位和固定的轴用挡圈。
[0011] 所述轴板上设置有用于固定待测试的全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤 环的通孔，所述光学模块和敏感光纤环均通过螺钉和螺母经所述通孔安装固定在轴板上。
[0012] 所述光学模块的中心以及敏感光纤环的中心均与轴承中心重合。
[0013] 所述轴承的轴心处固定设置有角速度计，所述角速度计的输出与信号采集模块相 连。
[0014] 所述信号采集模块通过带有光学模块和敏感光纤环的轴板的轴向平面内的自由 转动的重心下降高度和转动惯量得到角速度。
[0015] 所述信号采集模块基于单摆理论根据带有光学模块和敏感光纤环的轴板的轴向 平面内的自由转动的重心下降高度得到角速度。
[0016] 本发明的技术效果如下：
[0017] 本发明提供的全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置，设置竖直支撑件、轴板、 轴承、挡销、信号采集模块和上位机，将待测的全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤环 固定安装在轴板上，轴板平面竖直设置并通过轴承固定设置于竖直支撑件上，竖直支撑件 主要对整个装置起支撑固定作用，轴板主要用于固定需要测试的全光纤电流互感器的光学 模块以及敏感光纤环，采用轴承可以确保轴板能够绕轴在轴板平面内自由旋转。挡销一方 面可以支撑轴板水平位置不动，以便于安装固定带有光学模块和敏感光纤环的轴板，另一 方面当需要测试的元器件（全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤环）在轴板上安装固 定好以后，撤走挡销，整个轴板就会带着需要测试的元器件在重力作用下，绕轴在轴板平面 内做自由转动。信号采集模块采集带有光学模块和敏感光纤环的轴板的轴向平面内的自由 转动的角速度并数据处理得到全光纤电流互感器在无电流情况下输出的电流幅值，由于该 电流幅值和角速度成正向线性关系，故通过对角速度的采集能够迅速地得到电流幅度，并 能够得到最大幅值，上位机根据该电流幅值是否在允许范围内来判断全光纤电流互感器是 否合格，如果测试的光学模块输出的电流幅值在允许范围内，则可判断该套全光纤电流互 感器该项性能合格，否则视为不合格。通过本发明的测试装置可以很容易测试生产中的光 学器件是否合格，进而判断全光纤电流互感器是否合格，且测试精准，无需控制转速，同时 避免了现有技术使用的设备昂贵，需要较大占地面积，设备的功耗较大，安装复杂的问题， 本发明的测试装置能够快速准确并且很方便地测出Sagnac效应对全光纤电流互感器性能 的影响，并具有占地面积小，结构简单，应用灵活等优点。
[0018] 优选设置竖直支撑件的结构，具体包括底板以及固定设置于底板上的竖直支架， 轴板通过轴承固定设置于竖直支架上，带光学模块和敏感光纤环的轴板的重心落在底板范 围内，从而在测试过程中不会整体翻到，保证整个测试装置工作时平稳。
[0019] 本发明的测试装置在将全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤环安装固定到 轴板上以后，优选设置光学模块的中心以及敏感光纤环的中心均与轴承中心重合，这样能 够保证全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤环在旋转过程中是绕其中心转动。
[0020] 信号采集模块可以通过理论计算得出带有光学模块和敏感光纤环的轴板的轴向 平面内的自由转动的角速度，如可以通过带有光学模块和敏感光纤环的轴板的轴向平面内 的自由转动的重心下降高度和转动惯量得到角速度，或者是基于单摆理论根据带有光学模 块和敏感光纤环的轴板的轴向平面内的自由转动的重心下降高度得到角速度。信号采集模 块还可以通过在轴承的轴心处固定设置的角速度计直接获取角速度，这样可以更准确的确 定待测全光纤电流互感器对Sagnac效应的敏感程度。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置的局部优选结构示意图。
[0022] 图2为本发明全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置的工作原理图。
[0023] 图中各标号列示如下：
[0024] 1 一底板；2 -竖直支架；3 -轴板；4 一挡销；5 -轴承；6 -轴用挡圈；7 -通孔； 8 -光学模块；9 一敏感光纤环；10 -延迟光纤环。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明进行说明。
[0026] 本发明涉及一种全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置，能够准确方便地测出 Sagnac效应对全光纤电流互感器性能的影响。该测试装置的优选结构如图1所示，包括底 板1、竖直支架2、轴板3、挡销4、轴承5和轴用挡圈6,还包括图1未显示的信号采集模块 和上位机。竖直支架2固定设置在底板1上两者共同形成竖直支撑件，竖直支撑件主要对 整个装置起支撑固定作用。轴板3通过轴承5固定设置于竖直支架2上，轴板平面竖直设 置并与轴承5垂直，待测试的全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤环固定安装在轴板 3上，带光学模块和敏感光纤环的轴板的重心落在底板1范围内，确保整个测试装置在使用 时重心都落在底板1范围内，从而不会翻到，保证整个测试装置工作时平稳。竖直支架2主 要是对整个测试装置起到支撑固定作用，轴板3主要用于固定需要测试的全光纤电流互感 器的光学模块和敏感光纤环，轴板3上开有多个用于固定全光纤电流互感器的光学模块和 敏感光纤环的通孔7。采用轴承5可以确保轴板3能够绕轴在轴板平面内自由旋转。轴用 挡圈6设置在轴承5上主要起轴向定位和固定作用。挡销4 一方面可以支撑轴板3水平 位置不动，以便于安装固定带有光学模块和敏感光纤环的轴板3,另一方面当需要测试的元 器件（全光纤电流互感器的光学模块和敏感光纤环）在轴板3上安装固定好以后，将挡销 4抽去瞬间，整个轴板3就会带着需要测试的元器件在重力作用下，绕轴在轴板平面内做自 由转动。
[0027] 图1所示结构为本发明的全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置的局部优选结 构，也可以理解为是全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置中的测试平台，图1所示的测 试平台的整体均可以采用不锈钢304焊接加工，再采用酸洗钝化处理工艺。轴承5、轴用挡 圈6都是国标标准件，保证轴承5转动灵活。将需要测试的全光纤电流互感器光学模块和 敏感光纤环固定于图1所示平台上，再连接供电模块、信号采集模块和上位机，可方便地测 试Sagnac效应对全光纤电流互感器性能的影响。
[0028] 图2为本发明全光纤电流互感器Sagnac效应测试装置的工作原理图。测试时先 将全光纤电流互感器的光学模块8以及敏感光纤环9均用螺钉、螺母经通孔7安装固定在 轴板3上，连接电源模块供电，光学模块8的输出（也就是光学模块8中的光电探测器的输 出）以串行数据或网络数据的形式通过电缆输出到信号采集模块，信号采集模块接收到电 信号后采集带有光学