【技术实现步骤摘要】
适用能源行业的光纤电流传感器高容错系统及控制方法
[0001]本专利技术属于光纤电流传感
，尤其涉及一种适用能源行业的光纤电流传感器高容错系统及控制方法。
技术介绍
[0002]由于光纤电流传感器具有抗干扰能力强、耐用、可靠性强、准确度高等优点，且光纤本身具有很好的绝缘性能，在诸多领域得到广泛应用。
[0003]光纤电流传感器基于法拉第效应，采用光纤作为传输媒质和传感元件。法拉第效应是传感光纤中的偏振光受到电流产生的磁场作用发生偏振面旋转的现象。考虑到光纤电流传感器本身结构复杂，集成度颇高，越来越精密，所以它的故障出现概率也在不断增加。在实际工作中，光纤电流传感器会受到温度、振动等多种因素的影响，导致可靠性降低，传感器系统中使用的各类光学易损耗器件，长期工作在恶劣环境中，性能会逐渐退化。这些因素会导致光纤电流传感器测量精度下降，严重情况下可能会发生故障，无法准确获得一次侧电流信息，对所在系统的安全运行构成威肋，影响工作的正常运行。
[0004]公开号为CN114777934A的专利技术中公开了一种基于偏振光纤干涉仪的激光器波长实时监测方法，利用偏振光纤干涉仪系统波长实时监测装置采集四路移相为0
°
、90
°
、180
°
、270
°
的干涉信号，通过四步移相法解调携带实时波长信息的四路空间移相干涉信号得到对应的相位信息，进而获得波长信息，实现对激光器波长的实时监测。偏振光纤干涉仪系统采用保偏光纤及器件，实现同步移相的同时解决了普...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用能源行业的光纤电流传感器高容错系统，其特征在于，所述光纤电流传感器高容错系统包括光源/探测器控制模块(200)、偏振器(41)、45
°
熔接点(42)、相位调制器(5)、2
×
1耦合器(61)、相位调制器容错控制模块(202)、延迟线(7)、传感模块(201)、D/A转换器(14)和FPGA主控单元(19)；所述光源/探测器控制模块(200)包括主用SLD光源(11)、第一耦合器(21)、第一功率探测器(31)、第一光源控制组件(161)、主用PINFET(171)和第四A/D转换器(181)；第一光源控制组件(161)控制的主用SLD光源(11)和主用PINFET(171)通过第一耦合器(21)与第一功率探测器(31)相连；所述相位调制器容错控制模块(202)由3
×
1耦合器(62)、0
°
检偏器(111)、90
°
检偏器(112)、1/4波片(1131)、45
°
检偏器(1132)、第一光电探测器(121)、第二光电探测器(122)、第三光电探测器(123)、第一A/D转换器(131)、第二A/D转换器(132)、第三A/D转换器(133)组成；所述传感模块(201)由光纤1/4波片(8)、传感光纤环(9)、反射镜(10)、载流导线(15)组成；光纤1/4波片(8)与延迟线(7)进行45
°
熔接，通过传感光纤环(9)末端连接反射镜(10)，传感光纤环(9)形成环，穿过载流导线(15)；在相位调制器正常运行时，所述主用SLD光源(11)的输出光经第一耦合器(21)正常输出，第一功率探测器(31)通过第一耦合器(21)监测主用SLD光源(11)的状态，输出光经偏振器(41)和45
°
熔接点(42)后变成相位差为90
°
的两束正交线偏振光，这两束正交线偏振光经过相位调制器(5)、2
×
1耦合器(61)、延迟线(7)、光纤1/4波片(8)后分别形成旋向相反的两束圆偏振光，这两束圆偏振光进入传感光纤环(9)并被传感光纤环(9)末端的反射镜(10)作用后返回传感光纤环(9)，返回的两束圆偏振光再次经过光纤1/4波片(8)并被转化为两束正交的线偏振光，然后依次返回延迟线(7)、2
×
1耦合器(61)、相位调制器(5)、45
°
熔接点(42)、偏振器(41)进入主用PINFET(171)，最后经第四A/D转换器(181)到达FPGA主控单元(19)，FPGA主控单元(19)对光纤电流传感器采用数字闭环控制；当相位调制器故障时，经反射镜反射回的光通过2
×
1耦合器(61)分别经45
°
熔接点(42)和偏振器(41)、0
°
检偏器(111)、90
°
检偏器(112)、1/4波片(1131)和45
°
检偏器(1132)由主用PINFET(171)、第一光电探测器(121)、第二光电探测器(122)、第三光电探测器(123)接收，并分别经第四A/D转换器(181)、第一A/D转换器(131)、第二A/D转换器(132)、第三A/D转换器(133)将数字信号传至FPGA主控单元(19)；FPGA主控单元(19)对45
°
熔接点(42)和偏振器(41)、0
°
检偏器(111)、90
°
检偏器(112)、1/4波片(1131)和45
°
检偏器(1132)四个光路的功率信号进行矢量解算，对光纤电流传感器进行高容错控制。2.根据权利要求1所述的适用能源行业的光纤电流传感器高容错系统，其特征在于，所述光源/探测器控制模块(200)还包括备用SLD光源(12)、第二耦合器(22)、第三耦合器(23)、第二功率探测器(32)、第二光源控制组件(162)、备用PINFET(172)和第五A/D转换器(182)；所述第二光源控制组件(162)控制的备用SLD光源(12)和备用PINFET(172)通过第二耦合器(22)与第二功率探测器(32)和第三耦合器(23)相连，第一耦合器(21)与第二耦合器(22)并联后与第三耦合器(23)串联；当第一功率探测器(31)监测到主用SLD光源(11)/主用PINFET(171)发生故障时，FPGA
主控单元(19)便会驱动第一光源控制组件(161)关闭主用SLD光源(11)/主用PINFET(17...
【专利技术属性】
技术研发人员：许少毅，陈迎新，朱真才，李威，周公博，王承涛，庞福滨，肖浩，沈涛，罗海梅，罗苏南，邓星，王兆能，高鑫，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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