专利名称：萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用光学相位调制的萨格纳克(Mgnac)干涉仪型光纤电流传感器。
背景技术：
提出了利用光学相位调制的各种类型的萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器。例 如，提出了图19所示的“全光纤萨格纳克电流传感器”(参考文献1)、图20所示的“用于光 纤法拉第电流传感器的互异(reciprocal)反射干涉仪”(参考文献2)、图21所示的“用于 光学电流传感器的传感器头的制造方法”(参考翻译版本的国家公开No. 2005-517961)以 及图22所示的“光纤电流传感器”(参考翻译版本的国家公开No. 2002-529709)等。另外，图23所示的“光纤电流传感器及其校准设备”(参考日本特许专利申请 No. 2005-345350)以及图M所示的“用于精确电流感测的光纤设备以及方法”(参考翻译 版本的国家公开No. 2005-515979)等提出了通过光电探测器从检测到的光信号来计算电 流值的方法，该方法不同于上述的传统示例。根据图19至M所示的萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器，通过光学相位调制器 向光提供了具有固定幅值和固定角频率的光学相位调制。作为光学相位调制器，使用通过 围绕圆柱形压电管元件缠绕光纤配置的泡克耳斯盒(Pockels’ cell)相位调制器或压电相 位调制器。此外，上面提到的角频率被称作相位调制角频率，上面提到的幅值被称作相位调 制深度。[文献 1]G. Frosio, H. Hug, R. Dandliker, "All-fiber Sagnac current sensor，，， in Opto 92 (ESI Publications, Paris),p560-564 (Apr,1992)[文 献 2]G. Frosio, and R. Dandliker, "Reciprocal reflection interferometer for a fiber-optic Faraday current sensor，，，Appl. Opt. 33, p6111-6122(Sep,1994)顺便地，在上述图19- 所示的萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器中，使用通过 围绕圆柱压电元件缠绕光纤构成的泡克耳斯盒型光学相位调制器或压电型相位调制器作 为相位调制器。在任一相位调制器中，通过向泡克耳斯盒元件或圆柱压电管元件施加相位 调制角频率的电压信号，从而对光进行相位调制。由于通过上述电压信号的幅值的大小来 调节相位调制时的相位调制深度，所以实际施加至所述光的相位调制深度被处理为与施加 至相位调制器的电压信号的幅值成比例。然而，相位调制器具有温度特性，并且相位调制效率也根据相位调制器的周围环 境温度而改变。因此，即使施加至相位调制器的电压信号的幅值控制在设定值处，实际施加至光的相位调制深度也改变。此外，除了温度变化之外，相位调制器自身的老化也引起这种 相位调制器的相位调制效率发生变化。结果，由于即使利用固定的相位调制深度来驱动所述相位调制器，实际施加的相 位调制也发生变化。因此，调制深度的变化导致电流传感器的感测输出的变化。在如上所 述的泡克耳斯盒相位调制器和压电管相位调制器的两个相位调制器中，通过施加相位调制 角频率的电压信号至泡克耳斯盒元件或圆柱压电管元件而对光进行相位调制。因此，当在 施加至相位调制器的电压上重叠噪声时，萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器的感测输出也 类似地变化。在这种常规的调制方法中，即使实际施加至光的相位调制的幅值发生变化，调制 系统根本也不装备反馈系统，所述系统通过检测幅值的变化来调节反馈操作。此外，如果在光的传播路径中，尤其是在相位调制器和四分之一波片之间的传播 路径中偏振消光比发生变化，则引起萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器的感测输出发生改 变的问题，并且测量精度也降低，例如，在图19至M所示的萨格纳克干涉仪型光纤电流传 感器中，如果相位调制器和四分之一波片之间的消光比恶化，则萨格纳克干涉仪型光纤电 流传感器的感测输出发生变化。相应地，测量精度降低。此外，在图19和20中提出的萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器中，假设通过偏振 保持光纤将相位调制器与四分之一波片之间进行光连接。当机械应力(包括由振动、声音 或温度变化引起的应力)施加至偏振保持光纤时，在沿着偏振保持光纤的两个光轴传播的 光之间出现串扰，并且偏振消光比发生变化。因此，萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器的感 测输出也发生变化。存在通过其机械应力施加至上述偏振保持光纤的各种因素。例如，人们踩踏偏振 保持光纤，并且可以将应力施加至光纤。此外，当从容纳四分之一波片和感测光纤的壳体中 抽出偏振保持光纤时，通过焊料或粘合剂等来密封从壳体中出来的偏振保持光纤的抽出部 分，以便改进壳体的密封特性。当在密封部分处发生温度变化时，由于材料的热膨胀系数的 差异，应力被施加至偏振保持光纤。此外，当通过以线圈的形状缠绕来调节偏振保持光纤，以便在相位调制器和四分 之一波片之间进行光学连接时，或者当在保护性管中调节偏振保持光纤时，由于振动或声 共振，应力施加至偏振保持光纤。在这种情况下，偏振消光比可能发生变化，并且萨格纳克 干涉仪型光纤电流传感器的感测输出也可能发生变化。此外，当利用光学连接器，通过偏振保持光纤将相位调制器与四分之一波片之间 进行光学连接时，光学连接器用作机械连接。因此，在光学连接的偏振保持光纤之间的光轴 偏移可能产生串扰和偏振消光比的减小。即使通过光学连接器理想地连接偏振保持光纤， 由于光学连接器用作上述机械连接器，振动和温度变化也被施加至光学连接器。因此，在将 要光学连接的偏振保持光纤之间可能产生光轴偏移。因此，很难在相位调制器与四分之一 波片之间保持偏振消光比的稳定。此外，当利用放电的熔接方法来光学连接相位调制器与四分之一波片之间的偏振 保持光纤时，在偏振保持光纤之间可能类似地产生轻微的光轴偏移。因此，当用于连接具有 四分之一波片的传感器头和具有相位调制器的信号处理单元的偏振保持光纤(光传输光 纤)在萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器中的中心部分处一旦被分离，并且偏振保持光纤再次被光学连接，偏振消光比可能发生变化。因此，光学电流传感器所感测的输出可能发生 变化，也就是说，在上述偏振保持光纤的分离之前和之后之间，灵敏度发生变化。因此，在偏振器、相位调制器和用于光学连接光学元件的偏振保持光纤中的任何 部分中可能发生偏振消光比的恶化，并且偏振消光比的恶化导致光学电流传感器的感测输 出发生变化。此外，当利用图19、图21、图23和图M中提出的信号处理方法时，相位调制器和 四分之一波片之间的偏振消光比发生变化，萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器所感测的输 出发生变化。因此，输入-输出特性的线性度恶化，并且由于电流传感器所感测的输出的变 化，测量精度也降低。此外，依据图M所示的信号处理方法，采用一种系统，其中通过另一个相位调制 器来弥补(offset)两个相位调制器的一个光学相位差，并且由弥补相位量(实际上，具体 施加至相位调制器的电压信号的幅值)来计算电流值。检测系统通常被称为线性调频转发 器(krrodyne)检测系统。在这种情况下，需要多于两个相位调制器，并且除非两个相位调 制器的相位调制效率不相同，则由施加至相位调制器的电压来正确地测量弥补相位量是困 难的。因此，常规方法导致的问题是测量精度降低，因两个或多个相位调制器的使用导致成 本上升，以及因使用部件数量的增加导致传感器的可靠性下降。
并入且构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上述概括性描述 和下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。图1是示出了根据本发明的第一实施例的萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器的 整体结构的示意图。图2是示出了根据本发明的第一实施例的Lyot型消偏器的结构的示意图。图3是示出了根据本发明的第一实施例的贝塞耳(Bessel)函数和R = 2 δ SincomCi之间的关系的示意图。图4是示出了根据本发明的第一实施例的光量P。ut的波形和通过探测器检测到的 波的峰值之间的关系的示意图。图5是示出了根据本发明的第一实施例的光量P。ut的波形和对应于θ。的大小利 用探测器检测到的波的峰值之间的关系的示意图。图6是示出了根据本发明的第一实施例的对应于电流的输出Pk和tan4 θ f之间的 关系的示意图(在ipJ = ipJ的情况下)。图7是示出了根据本发明的第一实施例的Θ。和Il(Qe)之间的关系的示意图(在 ef = o°以及|pj = Ip4J的情况下)。图8是示出了根据本发明的第一实施例的η和k'之间的关系的示意图(在IP2wI =IPJ的情况下)。图9是示出了根据本发明的第一实施例的通过测量电流ι产生的Θ f和比率误差 之间的关系的示意图(在θ。= ο°以及IP2wI = IP4J的情况下)。图10是示出了根据本发明的第一实施例的通过测量电流I产生的9{和比率误 差之间的关系的示意图(在θ。= 3°以及|p2w| = Ip4J的情况下)。
图11是示出了根据本发明的第一实施例的通过测量电流I产生的比率误 差之间的关系的示意图(在θ。= 6°以及IP2wI = IP4J的情况下)。图12是示出了根据本发明的第一实施例的通过测量电流I产生的比率误 差之间的关系的示意图(在Θ。= 10°以及IP2wI = IP4J的情况下)。图13是示出了根据本发明的第二实施例的对应于电流的输出Pk和tan4 θ f之间 的关系的示意图(在Ip1wI =O的情况下)。图14是示出了根据本发明的第二实施例的Θ。和η 之间的关系的示意图 (在ef = o°以及|plw| =o的情况下)。图15是示出了根据本发明的第二实施例的η和k'之间的关系的示意图(在Plw =0的情况下)。图16是示出了根据本发明的第二实施例的通过测量电流I产生的9{和比率误 差之间的关系的示意图(在θ。= 0°以及Plw = 0的情况下)。图17是示出了根据本发明的第二实施例的通过测量电流I产生的比率误 差之间的关系的示意图(在θ。= 10°以及Plw = 0的情况下)。图18是示出了根据本发明的第二实施例的萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器的 整体结构的示意图。图19至图M是分别示出了常规电流传感器的结构的示意图。
具体实施例方式现在参考附图来描述根据本发明的示范性实施例的萨格纳克干涉仪型光纤电流 传感器，在整个附图中相同或类似的附图标记表示相同或相应的部件。根据一个实施例，萨格纳克干涉仪型光纤传感器包括同步检测电路，用于利用相 位调制器的相位调制角频率来执行检测到的光信号的同步检测；信号处理电路，用于利用 在所述同步检测电路中检测到的信号来计算且输出待测电流的大小；以及相位调制器驱动 电路，用于控制相位调制器的驱动；其中所述相位调制器驱动电路控制相位调制器的相位 调制深度，以便通过利用相位调制角频率执行检测到的光信号的同步检测而获得的检测到 的信号的二次谐波和四次谐波的幅值变得相同。根据其它实施例，萨格纳克干涉仪型光纤传感器包括同步检测电路，用于利用相 位调制器的相位调制角频率来执行检测到的光信号的同步检测；信号处理电路，用于利用 在同步检测电路中检测到的信号来计算且输出待测电流的大小；以及相位调制器驱动电 路，用于控制相位调制器的驱动；其中相位调制器驱动电路控制相位调制深度，以便通过利 用相位调制角频率执行检测到的光信号的同步检测而获得的一次谐波的幅值变成“0”。根据其它实施例，萨格纳克干涉仪型光纤传感器包括同步检测电路，用于利用相 位调制器的相位调制角频率来执行检测到的光信号的同步检测；信号处理电路，用于利用 在同步检测电路中检测到的信号来计算且输出待测电流的大小；以及相位调制器驱动电 路，用于控制相位调制器的驱动；其中信号处理电路包括归一化部件，用于通过偶次谐波 的任一幅值除奇次谐波的任一幅值来计算参考值，其中通过利用相位调制角频率来执行检 测到的光信号的同步检测而获得谐波；以及补偿部件，用于利用二次、四次以及六次谐波的 任两个幅值之间的比率来补偿归一化参考值，并且其中通过补偿部件的补偿值被作为与待测电流的大小成比例的输出信号而输出。[1、第一实施例]接下来，下面参考图1至12来解释根据本发明的第一实施例的萨格纳克干涉仪型 光纤电流传感器。在下文中，将解释根据第一实施例的光学电流传感器的基本结构和基本 操作，并且琼斯矩阵将被用来解释光的行为。首先，参考图1来解释根据第一实施例的萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器的基 本结构。图1是示出了萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器(萨格纳克干涉仪型光学CT)的 基本结构的示意图。如图1所示，萨格纳克干涉仪型光纤电流传感器包括信号处理单元100，所述信号 处理单元100由随后描述的光源驱动电路101、光源102、光纤耦合器103、滤光器104、相位 调制器105、延迟线圈、光电探测器106、同步检测电路107和信号处理电路109组成。此外，电流传感器包括传感器头单元300，所述传感器头单元300由通过光传输光 纤200与信号处理单元100光学连接的四分之一波片301、感测光纤302以及镜303组成。
在信号处理单元100中，光源驱动电路101是用于驱动光源102的电路。小LED (发 光二极管)、SLD (高亮度发光二极管)等具有相干特性的光源用于光源102，并且光源的输 出与光纤光学连接。在这种情况下，能够使用单模光纤或偏振保持光纤作为光纤。如果需 要较好地保持偏振保持特性，则使用偏振保持光纤。 通常，从光源102出来的光可被认为是随机光，通过下面的等式1定义电场分量。
权利要求
1.一种萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括同步检测电路，用于利用相位调制器的相位调制角频率来执行检测到的光信号的同步 检测；信号处理电路，用于利用在所述同步检测电路中检测到的信号来计算且输出待测电流 的大小；相位调制器驱动电路，用于控制所述相位调制器的驱动；其中，所述相位调制器驱动电路控制所述相位调制器的相位调制深度，以便通过利用 相位调制角频率执行所述检测到的光信号的所述同步检测而获得的所述检测到的信号的 二次谐波和四次谐波的幅值变得相等。
2.根据权利要求1所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路包 括归一化部件，所述归一化部件用于通过将三次谐波的幅值除以二次、四次和六次谐波中 的一个的幅值或者所述二次、四次和六次谐波的幅值之和来计算参考值，其中通过所述相 位调制器驱动电路控制所述二次和四次谐波的幅值的绝对值变得相等，并且输出归一化参 考值作为与所述待测电流成比例的输出信号。
3.根据权利要求2所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路包 括补偿部件，所述补偿部件用于利用所述二次、四次和六次谐波中的任何两个幅值之间的 比率来补偿所述参考值，并且利用所述补偿部件的补偿值输出为与所述待测电流的大小成 比例的输出信号。
4.根据权利要求2所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路包 括反正切补偿部件，所述反正切补偿部件用于对所述参考值来执行所述反正切补偿，并且 通过所述反正切补偿部件的所述补偿值输出为与所述待测电流的大小成比例的输出信号。
5.根据权利要求3所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路包 括反正切补偿部件，所述反正切补偿部件用于对所述补偿值来执行所述反正切补偿，并且 通过所述反正切补偿部件的所述补偿值输出为与所述待测电流的大小成比例的输出信号。
6.根据权利要求1所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括与所述相位调制器光学 连接的滤光器，用于将来自光源的光转换成线性偏振光，其中，所述滤光器包括由第一偏振保持光纤组成的第一 Lyot型消偏器，以及由与所述相位调制器侧光学连接的第二偏振保持光纤组成的偏振器，所述相位调制器 包括用于通过限定光轴来传播光的第三偏振保持光纤；其中，由在所述相位调制器和所述偏振器之间分别连接的所述第二和第三偏振保持光 纤组成第二 Lyot型消偏器，并且利用正整数n，所述第一 Lyot型消偏器和所述第二 Lyot型 消偏器的全长比被设置成1 2η或2η 1。
7.根据权利要求1所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括与所述相位调制器光 学连接的滤光器，所述相位调制器用于将来自光源的光转换成线性偏振光，所述滤光器包 括偏振器，第一 Lyot型消偏器，由设置在所述偏振器的光源侧并且用于通过限定所述偏振器的 光轴来传播光的第一偏振保持光纤组成，第二偏振保持光纤，设置在所述偏振器的所述相位调制器侧以用于通过限定所述偏振器的光轴来传播光，所述相位调制器包括设置在所述偏振器侧以通过限定光轴来传播光的 第三偏振保持光纤，以及由所述第二和第三偏振保持光纤组成的第二 Lyot型消偏器，其中，利用正整数n，所述第一 Lyot型消偏器和所述第二 Lyot型消偏器的全长比被设 置成1 2n或2n 1。
8.—种萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括同步检测电路，用于利用相位调制器的相位调制角频率来执行检测到的光信号的同步 检测；信号处理电路，用于利用在所述同步检测电路中检测到的所述信号计算且输出待测电 流的大小；相位调制器驱动电路，用于控制所述相位调制器的驱动；其中，所述相位调制器驱动电路控制相位调制深度，以便通过利用所述相位调制角频 率执行所述检测到的光信号的所述同步检测获得的一次谐波的幅值变成“O”。
9.根据权利要求8所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路包 括归一化部件，所述归一化部件用于通过将三次谐波的幅值除以二次、四次和六次谐波中 的一个的幅值来计算参考值，其中通过所述相位调制器驱动电路，一次谐波的幅值被控制 变成“0”，并且归一化的参考值输出为与待测电流成比例的输出信号。
10.根据权利要求9所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路包 括补偿部件，所述补偿部件用于利用所述二次、四次和六次谐波中的任何两个幅值之间的 比率来补偿所述参考值，并且利用所述补偿部件的所述补偿值输出为与所述待测电流的大 小成比例的输出信号。
11.根据权利要求9所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路包 括反正切补偿部件，所述反正切补偿部件用于对所述参考值执行反正切补偿，并且通过所 述反正切补偿部件的补偿值输出为与所述待测电流的大小成比例的输出信号。
12.根据权利要求10所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路 包括反正切补偿部件，所述反正切补偿部件用于对所述补偿值执行反正切补偿，并且通过 所述反正切补偿部件的补偿值输出为与所述待测电流的大小成比例的输出信号。
13.根据权利要求8所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述相位调制器驱动 电路控制相位调制深度，以便通过下面的方程计算的值变得小于7且大于0，
14.根据权利要求8所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括与所述相位调制器光 学连接的滤光器，所述相位调制器用于将来自光源的光转换成线性偏振光，其中所述滤光 器包括由第一偏振保持光纤组成的第一 Lyot型消偏器，由与所述相位调制器侧光学连接的第二偏振保持光纤组成的偏振器，所述相位调制器 包括用于通过限定光轴来传播光的第三偏振保持光纤，其中，由用于在所述相位调制器和所述偏振器之间分别连接的所述第二和第三偏振保 持光纤组成第二 Lyot型消偏器，并且利用正整数n，所述第一 Lyot型消偏器和所述第二 Lyot型消偏器的全长比被设置成1 2η或2η 1。
15.根据权利要求8所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括与所述相调制器光学 连接的滤光器，用于将来自光源的光转换成线性偏振光，所述滤光器包括偏振器，由第一偏振保持光纤组成的第一 Lyot型消偏器，所述第一偏振保持光纤设置在所述 偏振器的光源侧并且用于通过限定所述偏振器的光轴来传播光，以及第二偏振保持光纤，设置在所述偏振器的所述相位调制器侧以用于通过限定所述偏振 器的光轴来传播光，所述相位调制器包括设置在所述偏振器侧以用于通过限定光轴来传播 光的第三偏振保持光纤，以及由所述第二和第三偏振保持光纤组成的第二 Lyot型消偏器，其中，利用正整数η，所述第一 Lyot型消偏器和所述第二 Lyot型消偏器的全长比被设 置成1 2η或2η 1。
16.一种萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括同步检测电路，用于利用相位调制器的相位调制角频率执行检测到的光信号的同步检测；信号处理电路，用于利用在所述同步检测电路中检测到的所述信号计算且输出待测电 流的大小；以及相位调制器驱动电路，用于控制所述相位调制器的驱动；其中，所述信号处理电路包括归一化部件，用于通过将奇次谐波的任何一个幅值除以偶次谐波中的任何一个幅值来 计算参考值，其中通过利用相位调制角频率执行所述检测到的光信号的所述同步检测获得 所述谐波，以及补偿部件，用于利用二次、四次和六次谐波中的任何两个幅值之间的比率来补偿归一 化的参考值；通过所述补偿部件的补偿值输出为与所述待测电流的大小成比例的输出信号。
17.根据权利要求16所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述信号处理电路 包括反正切补偿部件，所述反正切补偿部件用于对所述补偿值执行反正切补偿，并且通过 所述反正切补偿部件的补偿值输出为与所述待测电流的大小成比例的输出信号。
18.根据权利要求16所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括与所述相位调制器光 学连接的滤光器，所述相位调制器用于将来自光源的光转换成线性偏振光，其中所述滤光 器包括由第一偏振保持光纤组成的第一 Lyot型消偏器，偏振器，由与所述相位调制器侧光学连接的第二偏振保持光纤组成，所述相位调制器 包括用于通过限定光轴来传播光的第三偏振保持光纤；其中，由用于在所述相位调制器和所述偏振器之间分别连接的所述第二和第三偏振保持光纤组成第二 Lyot型消偏器，并且利用正整数n，所述第一 Lyot型消偏器和所述第二 Lyot型消偏器的全长比被设置成1 2η或2η 1。
19.根据权利要求16所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括与所述相位调制器光 学连接的滤光器，所述相位调制器用于将来自光源的光转换成线性偏振光，所述滤光器包 括偏振器，第一 Lyot型消偏器，由设置在所述偏振器的光源侧并且用于通过限定所述偏振器的 光轴来传播光的第一偏振保持光纤组成，以及第二偏振保持光纤，设置在所述偏振器的所述相位调制器侧以用于通过限定所述偏振 器的光轴来传播光，所述相位调制器包括设置在所述偏振器侧以用于通过限定光轴来传播 光的第三偏振保持光纤，以及第二 Lyot型消偏器，由所述第二和第三偏振保持光纤组成，其中，利用正整数η，所述第一 Lyot型消偏器和所述第二 Lyot型消偏器的全长比被设 置成1 2η或2η 1。
20.一种萨格纳克干涉仪型光纤传感器，包括 光源；与所述光源光学连接的光纤耦合器；传感器头单元，包括以回路形成的光感测光纤和设置在所述光感测光纤的一端的镜； 相位调制器，用于对在所述光感测光纤中传播的光执行相位调制； 相位调制器驱动电路，用于控制所述相位调制器的驱动； 在所述相位调制器和所述光纤耦合器之间光学连接的滤光器； 光电探测器，用于检测在所述光感测光纤中传播的光并且将检测到的光转换成检测到 的光信号；同步检测电路，用于利用相位调制角频率来执行所述检测到的光信号的同步检测；以及信号处理电路，用于利用在所述同步检测电路中检测到的信号来计算且输出待测电流 的大小；并且其中，所述相位调制器驱动电路控制相位调制深度，以便通过利用相位调制角频率执 行所述检测到的光信号的所述同步检测而获得的二次谐波和四次谐波的幅值变得相等。
21.根据权利要求20所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器， 其中，所述信号处理电路包括归一化部件，用于通过将三次谐波的幅值除以所述二次、四次和六次谐波中的一个的 幅值或所述二次和四次谐波的幅值的和来计算参考值，其中通过所述相位调制器驱动电 路，将所述二次和四次谐波的幅值的绝对值控制成变得相等，以及 反正切补偿部件，用于对归一化的参考值执行反正切补偿，通过所述反正切补偿部件的补偿值输出为与所述待测电流的大小成比例的输出信号。
22.根据权利要求20所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，其中，所述传感器头单元 包括与所述传感器头的输入端光学连接的四分之一波片，并且在顺时针方向和逆时针方向 传播至所述光感测光纤的输入光。
23.根据权利要求20所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，还包括用于光学连接所述 相位调制器和所述传感器头单元的传输光纤，其中，所述传输光纤一旦被分离，再次通过光 连接器，分离的传输光纤再次光学连接。
24.根据权利要求23所述的萨格纳克干涉仪型光纤传感器，利用所述偏振保持光纤形 成所述传输光纤。
全文摘要
在一个实施例中，一种萨格纳克干涉仪型光纤传感器包括同步检测电路，以用于利用相位调制器的相位调制角频率来执行检测到的光信号的同步检测。信号处理电路利用在所述同步检测电路中检测到的信号计算且输出待测电流的大小。相位调制器驱动电路控制相位调制器的驱动。相位调制器驱动电路控制相位调制器的相位调制深度，以便使通过利用相位调制角频率执行检测到的光信号的同步检测而获得的二次谐波和四次谐波的幅值变得相等。
文档编号G01R15/24GK102135554SQ20101062504
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者佐佐木欣一, 平田幸久, 高桥正雄 申请人:株式会社东芝