专利名称：正交共轭反射镜电流传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直接采用正交共轭反射镜作为一次电流传感元件的光学电流传感器。
背景技术：
电子电流互感器是指利用备有电子器件的光学器件、或空心线圈(带有或没有内嵌积分器)、或是带有集成负载的铁芯线圈的、独立的或配有电子器件的电流-电压转换器。其中利用光学器件对电流传感或传输信号的电子电流互感器称为光学电流互感器。光学玻璃电流互感器是光学电流互感器中的一个重要种类。现有的光学玻璃电流传感头由于其内部存在线性双折射与反射相移等互易性因素，使得传感头性能易受环境温度、压力、振动等影响而损害其工作稳定性。
发明内容
本实用新型的目的是通过直接采用正交共轭反射镜作为一次电流传感元件而不使用光学玻璃电流传感头的设计，从根本上避免玻璃电流传感头光学参量的不良影响，从而提高整个光学电流互感器稳定性。
本实用新型的结构包括光源[1]、起偏棱镜[2]、无偏振效应分束棱镜[3]、正交共轭反射镜[4]、偏振分束棱镜[5]、两个光电探测器[6]与信号处理单元[7]七个部分；其中光源[1]、起偏棱镜[2]、无偏振效应分束棱镜[3]、正交共轭反射镜[4]、偏振分束棱镜[5]与两个光电探测器[6]之间依次是光信号连接，两个光电探测器[6]分别与信号处理单元[7]之间是电信号连接。
光源[1]的作用是为传感系统提供工作光束；起偏棱镜[2]的作用是将来自光源[1]的光束起偏成偏振方向与水平面成45度的线偏光；无偏振效应分束棱镜[3]的作用有二一是让来自起偏棱镜[2]的线偏光不改变偏振态地透过，二是将来自正交共轭反射镜[4]的光束不改变偏振态地反射到偏振分束棱镜[5]上；正交共轭反射镜[4]的作用是将待测电流强度信号变化转变为输出光束偏振方向的旋转角变化，同时将入射光的偏振方向旋转90度；偏振分束棱镜[5]的作用是将入射光束分解成偏振态互相正交的两束光，并将它们分别射入相应的光电探测器[6]；两个光电探测器[6]的作用是将入射的光信号转换成电信号，并将这些电信号分别送入信号处理单元[7]中；信号处理单元[7]的作用是将来自两个光电探测器[6]的电信号做进一步处理以形成传感器的输出信号。
本实用新型的工作原理为(见附图1)光源[1]提供的光束经起偏棱镜[2]起偏形成偏振方向与水平面成45度的线偏光。该线偏光不改变偏振态地透过无偏振效应分束棱镜[3]并射入正交共轭反射镜[4]。光束在正交共轭反射镜[4]中旋转90度并沿原光路反射回来之后不改变偏振态地入射到偏振分束棱镜[5]上。在此过程中由待测电流产生的磁场将迭加正交共轭反射镜[4]的固有磁场之上，使输出光束的偏振态中含有待测电流的信息。偏振分束棱镜[5]将入射光束分解成偏振态互相正交的两束光，并将它们射入相应的光电探测器[6]中。两个光电探测器[6]将入射的光信号转换成电信号，并将这些电信号送入信号处理单元[7](见附图2)中。信号处理单元[7]将来自两个光电探测器[6]的电信号做进一步处理以形成传感器的输出信号。
线性双折射与反射相移等互易性因素本身对环境温度、压力、振动等变化十分敏感，这是其损害光学玻璃电流互感器工作稳定性的根本原因。本实用新型直接采用正交共轭反射镜[4]作为一次电流传感元件而抛弃了光学玻璃电流传感头，从根本上避免了线性双折射与反射相移等互易性因素的影响，故可明显提高光学电流互感器工作的稳定性。
本实用新型具有结构简单，结构尺寸显著减小，成本低廉，灵敏度高，性能稳定等优点，可广泛应用于各个电压等级、各种额定电流的多种电子式电流互感器及其他需要电流传感器的设备中。
图1正交共轭反射镜电流传感器的结构示意图图2正交共轭反射镜电流传感器的信号处理单元电路图具体实施方式
本实用新型的实施以附图1为例采用武汉电信器件公司提供的LED3S403型SLD作为光源[1]；用曲阜师范大学激光研究所提供的LGP-4型GLAN-TAYLOR棱镜作起偏棱镜[2]；采用长春光机所加工的无偏振效应分束棱镜[3]及珠海光库公司提供的正交共轭反射镜[4]；用曲阜师范大学激光研究所提供的LGP-4型0E双输出棱镜作为偏振分束棱镜[5]；采用武汉电信器件公司提供的PDDM981型PIN作为光电探测器[6]；系统采用自制信号处理单元[7]进行信号处理。
本实用新型的简要工作原理为光源[1]提供的光束经起偏棱镜[2]起偏形成偏振方向与水平面成45度的线偏光。该线偏光不改变偏振态地透过无偏振效应分束棱镜[3]并射入正交共轭反射镜[4]。光束在正交共轭反射镜[4]中旋转90度并沿原光路反射回来之后不改变偏振态地入射到偏振分束棱镜[5]上。在此过程中由待测电流产生的磁场将迭加正交共轭反射镜[4]的固有磁场之上，使输出光束的偏振态中含有待测电流的信息。偏振分束棱镜[5]将入射光束分解成偏振态互相正交的两束光，并将它们射入相应的光电探测器[6]中。两个光电探测器[6]将入射的光信号转换成电信号，并将这些电信号送入信号处理单元[7]中。信号处理单元[7]将来自两个光电探测器[6]的电信号做进一步处理以形成传感器的输出信号。
本实用新型的优点包括结构简单，结构尺寸显著减小，成本低廉，灵敏度高，性能稳定等。
本实用新型的实用范围包括各个电压等级、各种额定电流的多种电子式电流互感器及其他需要电流传感器的设备。
权利要求1.一种正交共轭反射镜电流传感器，其特征在于它的结构包括光源[1]、起偏棱镜[2]、无偏振效应分束棱镜[3]、正交共轭反射镜[4]、偏振分束棱镜[5]、两个光电探测器[6]与信号处理单元[7]七个部分；其中光源[1]、起偏棱镜[2]、无偏振效应分束棱镜[3]、正交共轭反射镜[4]、偏振分束棱镜[5]与两个光电探测器[6]之间依次是光信号连接，两个光电探测器[6]分别与信号处理单元[7]之间是电信号连接。
专利摘要本实用新型涉及一种正交共轭反射镜电流传感器。它是由光源、起偏棱镜、无偏振效应分束棱镜、正交共轭反射镜、偏振分束棱镜、两个光电探测器与信号处理单元七个部分组成。偏振光束在该装置内往返传输过程中，在对待测电流传感的同时使入射光束的偏振方向旋转90度。因系统结构中不含有光学玻璃电流传感头，故可显著减小互易性光学参量对电流测量结果的影响，降低光学电流传感系统对诸如温度、压力及振动等环境因素的敏感性，提高电流测量系统的稳定性。该实用新型具有结构简单，结构尺寸显著减小，成本低廉，灵敏度高，性能稳定等优点，可广泛应用于各个电压等级、各种额定电流的多种电子式电流互感器及其他需要电流传感器的设备中。
文档编号G01R19/00GK2862047SQ20052002164
公开日2007年1月24日 申请日期2005年9月19日 优先权日2005年9月19日
发明者王政平 申请人:哈尔滨工程大学