石榴石型电压电流传感器的制造方法

石榴石型电压电流传感器的制造方法
【专利摘要】本发明提供的石榴石型电压电流传感器，用于测量所述高压导线的电流I和电压U，具有这样的特征，包括：光源转换部，包含：用于发射出光源的光源单元、及将光源转换为平行光的第一光纤准直器，分光起偏部，包含：将平行光分成为测电流用平行光和测电压用平行光的第一分光棱镜、设在测电流用平行光的光路上改变测电流用平行光的传播方向使得测电流用平行光与测电压用平行光相平行的反射镜、及将测电流用平行光与测电压用平行光分别转换为测电流用线偏振光和测电压用线偏振光的石榴石起偏单元，电流测量部，设在测电流用线偏振光的光路上，用于测量出电流I，以及电压测量部，设在测电压用线偏振光的光路上，用于测量出电压U。
【专利说明】石榴石型电压电流传感器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传感器，具体涉及一种既能够测量电流又能够测量电压的石榴石型电压电流传感器。
【背景技术】
[0002]目前，在电力系统及其相关领域已经出现了各式各样的电压传感器和电流传感器，通过电压传感器能够测量出待测物的电压，通过电流传感器能够测量出待测物的电流，然而，当需要测量出同一待测物的电压和电流时，此时，需要通过电压传感器和电流传感器分别测量出待测物的电压和电流，即、待测物的电压和电流无法通过一个传感器同时测量出。因此，现有技术中缺乏一种既能够测量电流又能够测量电压的传感器。

【发明内容】

[0003]本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种既能够测量电流又能够测量电压的石榴石型电压电流传感器。
[0004]本发明提供的石榴石型电压电流传感器，用于测量所述高压导线的电流I和电压U，具有这样的特征，包括:光源转换部，包含:用于发射出光源的光源单元、及将光源转换为平行光的第一光纤准直器，分光起偏部，包含:将平行光分成为测电流用平行光和测电压用平行光的第一分光棱镜、设在测电流用平行光的光路上改变测电流用平行光的传播方向使得测电流用平行光与测电压用平行光相平行的反射镜、及将测电流用平行光与测电压用平行光分别转换为测电流用线偏振光和测电压用线偏振光的石榴石起偏单元，电流测量部，设在测电流用线偏振光的光路上，包含:对测电流用线偏振光进行检偏的石榴石检偏单元、将经过石榴石检偏单元后的测电流用线偏振光转换为待测平行光的第二光纤准直器、及用于探测待测平行光的旋转角度Θ并根据马吕斯定律计算出电流I的探测计算单元，以及电压测量部，设在测电压用线偏振光的光路上，包含:使测电压用线偏振光的折射率发生变化并出射为BGO线偏振光的锗酸铋晶体部(BG0晶体部)、将BGO线偏振光分成为第一BGO线偏振光和第二 BGO线偏振光的第二分光棱镜、设在第一 BGO线偏振光的光路上使第一 BGO线偏振光发生相位延迟并出射为延迟线偏振光的四分之一波片、及根据延迟线偏振光和第二 BGO线偏振光之间由于相位延迟而得到的光强关系计算出电压U的信号处理单元，其中，反光镜与被发射出的光源之间呈一定夹角，石榴石起偏单元的透射轴与石榴石检偏单元的透射轴之间的夹角α为45度，BGO晶体部包含两个与高压导线相连接的电极引线。
[0005]在本发明提供的石榴石型电压电流传感器中，还可以具有这样的特征:其中，反光镜与被发射出的光源之间的一定夹角为45度。
[0006]在本发明提供的石榴石型电压电流传感器中，还可以具有这样的特征:其中，石榴石起偏单元包含第一石榴石和位于第一石榴石的入射侧的第一层状模块，石榴石检偏单元包含第二石榴石和位于第二石榴石的出射侧的第二层状模块。
[0007]在本发明提供的石榴石型电压电流传感器中，还可以具有这样的特征:其中，第一层状模块在测电流用平行光和测电压用平行光的光路上依次连接的第一缓冲层、第一永磁薄膜和第一保护层，第二层状模块在测电流用线偏振光的光路上依次连接的第二保护层、第二永磁薄膜和第二缓冲层。
[0008]在本发明提供的石榴石型电压电流传感器中，还可以具有这样的特征:其中，探测计算单元包含用于探测待测平行光的旋转角度的探测部件、及根据旋转角度Θ和马吕斯定律计算出电流I的计算部件。
[0009]在本发明提供的石榴石型电压电流传感器中，还可以具有这样的特征:其中，旋转角度Θ的计算公式为:θ =B/ H MUB为菲尔德常数、H是磁场强度、L是光在磁光材料中通过的长度，在计算部件中，设定测电流用平行光的输入光强为Qtl,根据马吕斯定律得到待测平行光的输出光强Q为:Q = Q0cos2(a + Θ),进而得到电流I。
[0010]在本发明提供的石榴石型电压电流传感器中，还可以具有这样的特征:其中，设定测电压用平行光的输入光强为Qci,延迟线偏振光的输出光强Q1为:
【权利要求】
1.一种石榴石型电压电流传感器，用于测量所述高压导线的电流I和电压U，其特征在于，包括:光源转换部，包含:用于发射出光源的光源单元、及将所述光源转换为平行光的第一光纤准直器；分光起偏部，包含:将所述平行光分成为测电流用平行光和测电压用平行光的第一分光棱镜、设在所述测电流用平行光的光路上改变所述测电流用平行光的传播方向使得所述测电流用平行光与所述测电压用平行光相平行的反射镜、及将所述测电流用平行光与所述测电压用平行光分别转换为测电流用线偏振光和测电压用线偏振光的石榴石起偏单元；电流测量部，设在所述测电流用线偏振光的光路上，包含:对所述测电流用线偏振光进行检偏的石榴石检偏单元、将经过所述石榴石检偏单元后的所述测电流用线偏振光转换为待测平行光的第二光纤准直器、及用于探测所述待测平行光的旋转角度Θ并根据马吕斯定律计算出所述电流I的探测计算单元；以及电压测量部，设在所述测电压用线偏振光的光路上，包含:使所述测电压用线偏振光的折射率发生变化并出射为BGO线偏振光的锗酸铋晶体部(BG0晶体部)、将所述BGO线偏振光分成为第一 BGO线偏振光和第二 BGO线偏振光的第二分光棱镜、设在所述第一 BGO线偏振光的光路上使所述第一 BGO线偏振光发生相位延迟并出射为延迟线偏振光的四分之一波片、及根据所述延迟线偏振光和所述第二 BGO线偏振光之间由于相位延迟而得到的光强关系计算出所述电压U的信号处理单元，其中，所述反光镜与被发射出的所述光源之间呈一定夹角，所述石榴石起偏单元的透射轴与所述石榴石检偏单元的透射轴之间的夹角α为45度，所述BGO晶体部包含两个与所述高压导线相连接的电极引线。
2.根据权利要求1所述的石榴石型电压电流传感器，其特征在于:其中，所述反光镜与被发射出的所述光源之间的所述一定夹角为45度。
3.根据权利要求1所述的石榴石型电压电流传感器，其特征在于:其中，所述石榴石起偏单元包含第一石榴石和位于所述第一石榴石的入射侧的第一层状模块，所述石榴石检偏单元包含第二石榴石和位于所述第二石榴石的出射侧的第二层状模块。
4.根据权利要求1所述的石榴石型电压电流传感器，其特征在于:其中，所述第一层状模块在所述测电流用平行光和所述测电压用平行光的光路上依次连接的第一缓冲层、第一永磁薄膜和第一保护层，所述第二层状模块在所述测电流用线偏振光的光路上依次连接的第二保护层、第二永磁薄膜和第二缓冲层。
5.根据权利要求1所述的石榴石型电压电流传感器，其特征在于:其中，所述探测计算单元包含用于探测所述待测平行光的旋转角度的探测部件、及根据所述旋转角度Θ和所述马吕斯定律计算出所述电流I的计算部件。
6.根据权利要求5所述的石榴石型电压电流传感器，其特征在于: 其中，所述旋转角度Θ的计算公式为:Θ = B / H.dL, B为菲尔德常数、H是磁场强度、L是光在磁光材料中通过的长度，在所述计算部件中，设定所述测电流用平行光的输入光强为Qci,根据所述马吕斯定律得到所述待测平行光的输出光强Q为:Q = QciC0s2U-Q),进而得到所述电流I。
7.根据权利要求1所述的石榴石型电压电流传感器，其特征在于:其中，设定所述测电压用平行光的输入光强为Qtl，所述延迟线偏振光的输出光强Q1为:
【文档编号】G01R19/00GK104020337SQ201410268601
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】焦新兵, 高军, 陈林 申请人:上海理工大学