光纤电流传感器光路状态监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种光纤电流传感器光路状态监测系统，监测点耦合器设置于光纤电流传感器光路中的第一光学器件和第二光学器件之间，监测点耦合器正向输入端与第一光学器件的第一输出端连接，其第二正向输出端与光开关的一个输入端连接，其反向输入端与第二光学器件的第二输出端连接，其第二反向输出端与光开关的另一输入端连接；光开关按照设定周期和设定顺序依次连通各输入端与输出端之间的光通路；状态监测探测器的输入端与光开关的输出端连接，状态监测探测器将光开关输出的光信号转换为对应的电信号并输出电信号。通过上述方案实现对光路本身的故障进行监测，保证光路故障监测的可靠性。测的可靠性。测的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
光纤电流传感器光路状态监测系统


[0001]本技术涉及光电子器件
，具体涉及一种光纤电流传感器光路状态监测系统。

技术介绍

[0002]光纤电流传感器是一种基于法拉第磁光效应的无源电子式互感器，采用非介入式测量将被测电流以光信号的形式呈现出来并传送给相应的电路作进一步数据处理。
[0003]光纤电流传感器的原理结构框图如图1所示，宽谱光源101发出的光束经过耦合器102(或环行器)后的光束进入光纤电流传感器光之后经光路输出至探测器108进行探测。光束在光纤电流传感器光路中的传输过程具体包括：光束依次进入起偏器103和相位调制器104后变成偏振方向相互正交的两束线偏振光进入光纤延时环105，两束线偏振光分别沿光纤延时环105中保偏光纤的X轴和Y轴传输。这两束正交模式的线偏振光经过λ/4波片106后，分别变为左旋和右旋圆偏振光，进入敏感光纤环107中传播。载流导线中传输的电流产生磁场，在敏感光纤环107中产生法拉第磁光效应，使这两束圆偏振光产生相位差，经反射镜端面反射后，两束圆偏振光的偏振模式互换(左旋光变为右旋光，右旋光变为左旋光)并沿原光路返回，再次通过敏感光纤环107时，两束圆偏振光再次受法拉第磁光效应影响，使之产生的相位差加倍。这两束圆偏振光返回时再次经过λ/4波片106，并分别恢复为线偏振光，然后在起偏器103 块处两束线偏振光发生干涉。最后，携带由法拉第磁光效应产生的非互易相位差信息的光通过耦合器102(或环形器)到达探测器108并在此被转化为电信号。根据法拉第磁光效应与安培环路定律可知，载流导线中传输的电流大小与光纤中两束光的相位差成正比，因此通过检测光的相位差信号可以计算出待测电流值。
[0004]但是，由于光纤电流传感器的光路结构复杂整条光路上使用到的光学器件繁多，导致光纤电流传感器在实际运行工况中故障频发。出现光路故障后，在不断开光路连接的前提下无法快速进行故障定位，而断开光路连接又会破坏故障现场，不利于光路故障分析，因此需在光路中增加辅助的状态监测方法，为光路故障分析提供数据支撑。
[0005]现有光纤电流传感器的光路状态监测方法是通过在图1所示耦合器 102的一个分支处外接一光电转换器件监测光路中光源发射光功率的变化情况，然而其只能够监测到光源输出功率的变化情况也即只能监测到光源故障，而无法对后续光路的故障进行监测，因此这类方法在监测范围上具有局限性，可靠性差。

技术实现思路

[0006]本技术旨在解决现有技术中光纤电流传感器光路状态监测系统在对光路故障进行监测时具有局限性、可靠性差的技术问题。
[0007]为此，本技术提供一种光纤电流传感器光路状态监测系统，包括监测点耦合器、光开关和状态监测探测器，其中：
[0008]所述监测点耦合器设置于光纤电流传感器光路中的第一光学器件和第二光学器
件之间，所述第一光学器件和所述第二光学器件为光路中任意相邻两光学器件；
[0009]所述监测点耦合器，其正向输入端与所述第一光学器件的第一输出端连接，其第一正向输出端与所述第二光学器件的第一输入端连接，其第二正向输出端与所述光开关的一个输入端连接，其反向输入端与所述第二光学器件的第二输出端连接，其第一反向输出端与所述第一光学器件的第二输入端连接，其第二反向输出端与所述光开关的另一输入端连接；
[0010]所述光开关，按照设定周期和设定顺序依次连通各输入端与输出端之间的光通路；
[0011]所述状态监测探测器的输入端与所述光开关的输出端连接，所述状态监测探测器将所述光开关输出的光信号转换为对应的电信号并输出所述电信号。
[0012]可选地，上述的光纤电流传感器光路状态监测系统中：
[0013]所述监测点耦合器包括多个，光纤电流传感器光路中每相邻两个光学器件之间均设置一个所述监测点耦合器；
[0014]所述光开关具有多个输入端，所述光开关的每一输入端均与一个所述监测点耦合器的所述第二正向输出端或第二反向输出端连接。
[0015]可选地，上述的光纤电流传感器光路状态监测系统中：
[0016]所述监测点耦合器第一正向输出端与第二正向输出端的分光比N大于1:1；
[0017]所述监测点耦合器第一反向输出端与第二反向输出端的分光等于N。
[0018]可选地，上述的光纤电流传感器光路状态监测系统中：
[0019]所述监测点耦合器第一正向输出端与第二正向输出端的分光比 N＝90％：10％。
[0020]可选地，上述的光纤电流传感器光路状态监测系统中：
[0021]所述光开关的一个输入端与光纤电流传感器的主光路耦合器的第二正向输出端连接；其中：
[0022]所述主光路耦合器，其正向输入端与光源的输出端连接，其第一正向输出端与所述光纤电流传感器光路的输入端连接，其反向输入端与所述光纤电流传感器光路的输出端连接，其反向输出端与探测器的输入端连接。
[0023]可选地，上述的光纤电流传感器光路状态监测系统中，还包括控制模块：
[0024]所述控制模块预存有监测点耦合器输出信息与光开关的输入端序号的对应关系；其中监测点耦合器输出信息包括监测点耦合器的设置位置以及监测点耦合器输出信息对应的光束传输方向；
[0025]所述控制模块的输入端与所述状态监测探测器的输出端连接，接收所述状态监测探测器输出的电信号，将所述电信号与监测点耦合器输出信息关联后存储。
[0026]可选地，上述的光纤电流传感器光路状态监测系统中，还包括故障提示电路：
[0027]所述故障提示电路的输入端与所述控制模块的输出端连接；
[0028]所述控制模块还预存有与监测点耦合器输出信息对应的理论电信号范围；若所述控制模块接收到的电信号值不在其对应的理论电信号范围内，则输出故障提示信号；
[0029]所述故障提示电路接收到所述故障提示信号后发出与监测点耦合器输出信息对应的报警提示信息。
[0030]可选地，上述的光纤电流传感器光路状态监测系统中：
[0031]所述故障提示电路包括数码管驱动电路和LED灯驱动电路；所述数码管驱动电路接收所述控制模块输出的故障提示信号后通过所述数码管显示光开关的输入端序号；所述LED灯驱动电路接收到所述控制模块输出的所述故障提示信号后按照设定频率闪烁。
[0032]本技术实施例所述的光纤电流传感器光路状态监测系统，在任意两个相邻的光学器件之间接入监测点耦合器，通过监测点耦合器将光路中传输的部分光信号分束至光开关，并最终进入用于监测光路状态的状态监测探测器中。监测点耦合器的两个分束用的输出端口分别与光开关的一个输入端口相连接，通过光开关对光路中监测点耦合器的输出端口进行周期性扫描，获取光路中某一部位的光功率变化情况，实现对光路本身运行状态的在线监测。通过本技术的上述方案实现对光路本身的故障进行监测，并且根据实际情况能够对监测点耦合器的设置位置和设置数量进行调整，能够保证光路故障监测的可靠性和扩展性。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤电流传感器光路状态监测系统，其特征在于，包括监测点耦合器、光开关和状态监测探测器，其中：所述监测点耦合器设置于光纤电流传感器光路中的第一光学器件和第二光学器件之间，所述第一光学器件和所述第二光学器件为光路中任意相邻两光学器件；所述监测点耦合器，其正向输入端与所述第一光学器件的第一输出端连接，其第一正向输出端与所述第二光学器件的第一输入端连接，其第二正向输出端与所述光开关的一个输入端连接，其反向输入端与所述第二光学器件的第二输出端连接，其第一反向输出端与所述第一光学器件的第二输入端连接，其第二反向输出端与所述光开关的另一输入端连接；所述光开关，按照设定周期和设定顺序依次连通各输入端与输出端之间的光通路；所述状态监测探测器的输入端与所述光开关的输出端连接，所述状态监测探测器将所述光开关输出的光信号转换为对应的电信号并输出所述电信号。2.根据权利要求1所述的光纤电流传感器光路状态监测系统，其特征在于：所述监测点耦合器包括多个，光纤电流传感器光路中每相邻两个光学器件之间均设置一个所述监测点耦合器；所述光开关具有多个输入端，所述光开关的每一输入端均与一个所述监测点耦合器的所述第二正向输出端或第二反向输出端连接。3.根据权利要求2所述的光纤电流传感器光路状态监测系统，其特征在于：所述监测点耦合器第一正向输出端与第二正向输出端的分光比N大于1:1；所述监测点耦合器第一反向输出端与第二反向输出端的分光等于N。4.根据权利要求3所述的光纤电流传感器光路状态监测系统，其特征在于：所述监测点耦合器第一正向输出端与第二正向输出端的分光比N＝90％：10％。5.根据权利要求1-4任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴喆珺，李建光，肖浩，刘东伟，刘博阳，雷军，廉幸刚，白东亮，
申请(专利权)人：三河市博维创通企业管理咨询中心有限合伙，
类型：新型
国别省市：