光纖電流傳感器介紹
光纖電流傳感器是一種新型的電流傳感器,與電磁式電流互感器相比,基于光學(xué)、微電子、微機(jī)技術(shù)的光纖式電流傳感器(OFCT),具有無鐵心、絕緣結(jié)構(gòu)簡單可靠,體積小、重量輕、線性度好、動態(tài)范圍大、無飽和現(xiàn)象,輸出信號可直接與微機(jī)化計量及保護(hù)設(shè)備接口等優(yōu)點。這些優(yōu)點既滿足、推動了電力系統(tǒng)的發(fā)展,而且應(yīng)用前景十分廣闊。
當(dāng)線偏振光(見光的偏振)在介質(zhì)中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場,則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比,即ψ=VBl,比例系數(shù)V稱為費爾德常數(shù),與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)。1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。
由于光在光纖中,一邊反射,一邊行進(jìn),偏振波相應(yīng)于曲線的形狀會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。針對此現(xiàn)象,在光纖的一端設(shè)置一塊鏡面導(dǎo)致光纖中光線的往返,借助光的來回往返,成功補(bǔ)償和解決了偏振波的旋轉(zhuǎn)問題。將鉛玻璃光纖用于傳感器元件,并結(jié)合利用鏡面的方法,只需把光纖卷繞在載流導(dǎo)體上,用于電流計測的反射型傳感器就基本完成。其次,開發(fā)了調(diào)制程度的平均處理與信號處理方式,這有利于特性的穩(wěn)定及噪音的抑制。此外,對光源、受光元件、信號傳輸光纖等種類與傳感器特性的關(guān)系進(jìn)行了研究,而且,慎重選擇了旨在降低成本和實現(xiàn)小型化的傳感器制作技術(shù)。目前,光纖傳感器技術(shù)正朝實用化的方向進(jìn)展,以適應(yīng)電力系統(tǒng)的廣泛需求。