光纖電流傳感器原理知多少
光纖電流傳感器原理知多少,大家知道嗎?下面就一起來看看吧!
光纖電流傳感器原理知多少
定義:光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。
一、光纖電流傳感器原理
Tip:當線偏振光在介質(zhì)中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強磁場,則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比,即ψ=V*B*l,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)。
1、光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)
光纖電流傳感器主要由傳感頭、輸送與接收光纖、電子回路等三部分組成(如圖所示)。傳感頭包含載流導體,繞于載流導體上的傳感光纖,以及起偏鏡、檢偏鏡等光學部件。電子回路則有光源、受光元件、信號處理電路等。從傳感頭有無電源的角度,可分為無源式和有源式兩類。
2、無源式光纖電流互感器(OFCT)
OFCT主要利用了法拉第磁光效應(yīng)。即磁場不能對自然光產(chǎn)生直接作用,但在光學各向同性透明介質(zhì)中,外加磁場H可使在介質(zhì)中沿磁場方向傳播平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象被稱為磁致旋光效應(yīng)或法拉第效應(yīng)。
當一束線性偏振光通過置于磁場中的法拉第旋光材料時,若磁場方向與光的傳播方向相同,則光的偏振面將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。
3、有源式光纖電流傳感器(HOCT)
這是一種基于傳統(tǒng)互感器傳感原理,利用有源器件調(diào)制技術(shù)、以光纖為信號傳輸媒介,將高壓側(cè)轉(zhuǎn)換得到的光信號送到低壓側(cè)解調(diào)處理,并得到被測電流信號的新型傳感器。它既發(fā)揮了光纖系統(tǒng)的絕緣性能好、抗干擾能力強的優(yōu)點明顯降低了大電流高壓互感器的體積、重量和制造成本,又利用了傳統(tǒng)互感器原理技術(shù)成熟的優(yōu)勢,避免了純光學互感器光路復雜、穩(wěn)定性差等技術(shù)難點。
有源OFCT是通過一次采樣傳感器(空心線圈或小CT,電阻分流器) 將電流信號傳遞給發(fā)光元件而變成光信號,再由光纖傳遞到低電位側(cè)、變換成電信號以后輸出。高壓側(cè)電子器件供電方式有光供電、母線電流供電和太陽能電池供電等。
空心線圈的截面為矩形或圓形,其感應(yīng)電動勢與線圈的尺寸、匝數(shù)以及一次電流有關(guān),受外磁場和載流導體位置的影響小。因此,對空心線圈的輸出電壓積分即可還原為被測電流。
以上就是關(guān)于光纖電流傳感器原理知多少的詳細介紹,希望可以幫到大家!
光纖電流傳感器原理知多少
定義:光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。
一、光纖電流傳感器原理
Tip:當線偏振光在介質(zhì)中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強磁場,則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比,即ψ=V*B*l,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)。
1、光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)
光纖電流傳感器主要由傳感頭、輸送與接收光纖、電子回路等三部分組成(如圖所示)。傳感頭包含載流導體,繞于載流導體上的傳感光纖,以及起偏鏡、檢偏鏡等光學部件。電子回路則有光源、受光元件、信號處理電路等。從傳感頭有無電源的角度,可分為無源式和有源式兩類。
2、無源式光纖電流互感器(OFCT)
OFCT主要利用了法拉第磁光效應(yīng)。即磁場不能對自然光產(chǎn)生直接作用,但在光學各向同性透明介質(zhì)中,外加磁場H可使在介質(zhì)中沿磁場方向傳播平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象被稱為磁致旋光效應(yīng)或法拉第效應(yīng)。
當一束線性偏振光通過置于磁場中的法拉第旋光材料時,若磁場方向與光的傳播方向相同,則光的偏振面將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。
3、有源式光纖電流傳感器(HOCT)
這是一種基于傳統(tǒng)互感器傳感原理,利用有源器件調(diào)制技術(shù)、以光纖為信號傳輸媒介,將高壓側(cè)轉(zhuǎn)換得到的光信號送到低壓側(cè)解調(diào)處理,并得到被測電流信號的新型傳感器。它既發(fā)揮了光纖系統(tǒng)的絕緣性能好、抗干擾能力強的優(yōu)點明顯降低了大電流高壓互感器的體積、重量和制造成本,又利用了傳統(tǒng)互感器原理技術(shù)成熟的優(yōu)勢,避免了純光學互感器光路復雜、穩(wěn)定性差等技術(shù)難點。
有源OFCT是通過一次采樣傳感器(空心線圈或小CT,電阻分流器) 將電流信號傳遞給發(fā)光元件而變成光信號,再由光纖傳遞到低電位側(cè)、變換成電信號以后輸出。高壓側(cè)電子器件供電方式有光供電、母線電流供電和太陽能電池供電等。
空心線圈的截面為矩形或圓形,其感應(yīng)電動勢與線圈的尺寸、匝數(shù)以及一次電流有關(guān),受外磁場和載流導體位置的影響小。因此,對空心線圈的輸出電壓積分即可還原為被測電流。
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