再入式光纖電流傳感器的研究.pdf

1、光纖電流傳感器采用光纖作為傳感介質(zhì),在絕緣性、抗電磁干擾、可靠性方面相比于傳統(tǒng)的電磁式電流傳感器有很大的提高,在近年來(lái)受到了國(guó)內(nèi)外研究人員的重視。但是由于光纖電流傳感器是基于法拉第磁光效應(yīng),在針對(duì)弱小電流測(cè)量時(shí),電流引入法拉第效應(yīng)較小,因此測(cè)量的精度較差甚至無(wú)法進(jìn)行測(cè)量,限制了其應(yīng)用范圍。
　　本文針對(duì)光纖電流傳感器在實(shí)際應(yīng)用中電流引入法拉第效應(yīng)較小的問(wèn)題及光纖傳感結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),首先分析了普通偏振檢測(cè)光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)原理,并在此

2、結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于光纖環(huán)的偏振檢測(cè)再入式光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)。然而,理論分析與實(shí)驗(yàn)證實(shí),由于偏振檢測(cè)型光纖電流傳感器受傳感光纖中線性雙折射的影響較大,所以在Sagnac型光纖電流傳感器的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種循環(huán)干涉型再入式光纖電流傳感器和一種基于光纖反射腔的再入式光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)。研究了兩種結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵器件造成的偏振誤差的影響,并做了部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要內(nèi)容有如下:
　　1.研究了普通偏振檢測(cè)光纖電流傳感器的傳感原理,搭建了實(shí)驗(yàn)

3、平臺(tái),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析了測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因。
　　2.對(duì)普通偏振檢測(cè)光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了一種基于光纖環(huán)的偏振檢測(cè)再入式光纖電流傳感器結(jié)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了理論分析。同樣搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),由于實(shí)驗(yàn)條件限制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)期差距還較大。
　　3.利用兩個(gè)Y分支波導(dǎo)來(lái)代替通常所用的光纖耦合器,構(gòu)成了一種循環(huán)干涉型再入式光纖電流傳感器。通過(guò)設(shè)置合適的Y分支波導(dǎo)分光比,改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)光在傳感光纖中更多