留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

超大电流量值传递用光纤电流传感技术

李传生 邵海明 赵伟 王家福 张煌辉

李传生, 邵海明, 赵伟, 王家福, 张煌辉. 超大电流量值传递用光纤电流传感技术[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(7): 722001-0722001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0722001
引用本文: 李传生, 邵海明, 赵伟, 王家福, 张煌辉. 超大电流量值传递用光纤电流传感技术[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(7): 722001-0722001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0722001
Li Chuansheng, Shao Haiming, Zhao Wei, Wang Jiafu, Zhang Huanghui. Fiber-optic current sensing technique utilized for ultra-high current value transfer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(7): 722001-0722001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0722001
Citation: Li Chuansheng, Shao Haiming, Zhao Wei, Wang Jiafu, Zhang Huanghui. Fiber-optic current sensing technique utilized for ultra-high current value transfer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(7): 722001-0722001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0722001

超大电流量值传递用光纤电流传感技术

doi: 10.3788/IRLA201746.0722001
基金项目: 

国家重点研发计划-重大科学仪器设备开发专项(2016YFF0102400)

详细信息
    作者简介:

    李传生(1984-),男,在站博士后,主要从事光纤电流传感技术、宽带大电流计量技术方面的研究。Email:lichsh@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TM452+.94

Fiber-optic current sensing technique utilized for ultra-high current value transfer

  • 摘要: 面向工业、国防及重大科学研究领域超大电流在线计量的迫切需求,提出基于光纤电流传感器量程自扩展特性实现超大电流计量标准的量值传递。基于微分琼斯矩阵方法,建立了光纤敏感环路的数学模型,揭示了线性双折射对传感器量程自扩展特性的影响机理,并证明了采用椭圆双折射光纤的电流传感器具有良好的量程自扩展能力,可通过光纤圈数对Faraday效应的比例放大作用,利用小电流实现传感器在超大电流下的等效校准。研制了干涉式数字闭环柔性光纤电流传感器,可在不断开载流母线的情况下直接形成敏感环路,实现在线计量。样机性能测试结果表明:在直流等效10~210 kA范围内,样机的测量准确度优于0.1%;在工频额定等效25 kA条件下,样机的比差准确度满足IEC60044-8 0.2 S级要求;样机的带宽大于10 kHz。
  • [1] Rahmatian F, Blake J N. Application of high-voltage fiber-optic current sensors[C]//IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2006:1-6.
    [2] Bohnert K, Gabus P, Nehring J, et al. Fiber-optic current sensor for electrowinning of metals[J]. Joural of Lightwave Technology, 2007, 25(11):3602-3609.
    [3] Deng Xiangyang, Li Zeren, Peng Qixian, et al. Two path optical current sensor for measuring high pulse current[J]. Explosion and Shock Waves, 2007, 27(1):45-49. (in Chinese)邓向阳, 李泽仁, 彭其先, 等. 测量脉冲大电流的双光路光学电流传感器技术[J]. 爆炸与冲击, 2007, 27(1):45-49.
    [4] Descamps A, Aerssens M, Gusarov A, et al. Simulation of vibration-induced effect on plasma current measurement using a fiber optic current sensor[J]. Optics Express, 2014, 22(12):14666-14680.
    [5] Shao Haiming, Lin Feipeng, Liang Bo, et al. DC 5 kA current ratio standards based on series-parallel self-calibration DCCs[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2013, 62(11):3093-3100.
    [6] Li Jing, Wang Wei, Wang Xuefeng, et al. Scale factor of photonic crystal fiber-optic gyroscope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12):4082-4087. (in Chinese)李晶, 王巍, 王雪峰, 等. 光子晶体光纤陀螺标度因数特性研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12):4082-4087.
    [7] Li Jianzhong, Li Zeren, Zhang Denghong, et al. Open-loop detection of fiber optic current transducer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(5):1648-1653. (in Chinese)李建中, 李泽仁, 张登洪, 等. 基于开环检测系统的全光纤电流互感器研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(5):1648-1653.
    [8] Wang Yingli, Kang Menghua, Ren Liyong, et al. Design of spun high-birefringent fiber for fiber optic current sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1):170-175. (in Chinese)王英利, 康梦华, 任立勇, 等. 用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1):170-175.
    [9] Polynkin P, Blake J. Polarization evolution in bent spun fiber[J]. Journal of Lightwave Technology, 2005, 23(11):3815-3820.
    [10] Peng Nai, Huang Yong, Wang Shuangbao, et al. Fiber optic current sensor based on special spun highly birefringent fiber[J]. IEEE Photonics Technology Letter, 2013, 25(17):1668-1671.
  • [1] 郑晨, 冯文林, 何思杰, 李邦兴.  用于测量折射率的光纤迈克尔逊干涉型传感器 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210327-1-20210327-5. doi: 10.3788/IRLA20210327
    [2] 曹辉, 许慎诺, 马建刚, 石念宝, 徐金涛.  数字闭环光纤电流传感器暂态特性仿真研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210615-1-20210615-7. doi: 10.3788/IRLA20210615
    [3] 谭巧, 徐启峰, 黄奕钒, 项宇锴.  一种基于径向偏振解调的线性光学电流传感器 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 222003-0222003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0222003
    [4] 李继扬, 谈宜东, 吴季, 张书练.  基于激光回馈效应的液晶双折射特性测量 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 306003-0306003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0306003
    [5] 余少伟, 裴丽, 温晓东, 刘超, 李超.  基于环行腔光纤激光器的应力传感器 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 222004-0222004(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0222004
    [6] 武丽敏, 宋朋, 王静, 张海鹍, 周城, 陈涛, 张峰.  一种高双折射高负平坦色散压缩型光子晶体光纤 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 183-187. doi: 10.3788/IRLA201645.S120001
    [7] 邢砾云, 郑妍, 孙玉锋, 王敏, 崔洪亮, 李婷婷.  基于光纤SPR传感器水中盐度的测定 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1290-1296.
    [8] 郑妍, 邢砾云, 常天英, 王敏, 孙玉锋, 崔洪亮, 刘野, 赵越.  光纤SPR传感器的信号检测及处理 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1865-1871.
    [9] 武丽敏, 宋朋, 王静, 张海鹍, 周城, 陈涛, 张峰.  具有压缩三角格子的高双折射色散补偿光子晶体光纤 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 173-177.
    [10] 王夏霄, 王野, 秦祎, 于佳.  光纤电流互感器平均波长漂移变比误差 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 233-238.
    [11] 李建中, 李泽仁, 田建华, 雷江波.  全光纤电流互感器传感头的设计、制作及封装工艺 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2143-2149.
    [12] 王英利, 康梦华, 任立勇, 任凯利.  用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 170-175.
    [13] 郭士亮, 黄惠, 童凯, 王志斌, 胡春海, 李志全.  高双折射双芯光子晶体光纤偏振分束器 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1863-1868.
    [14] 王熙辰, 周卫宁, 秦億.  满足0.2级的光纤电流互感器信噪比分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3704-3708.
    [15] 李建中, 李泽仁, 张登洪, 温伟峰, 田建华, 王荣波.  基于开环检测系统的全光纤电流互感器研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1648-1653.
    [16] 徐宏杰, 冯宇.  基于偏光干涉效应的低双折射光纤拍长测试方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4066-4071.
    [17] 曹辉, 杨一凤, 刘尚波, 徐金涛, 赵卫.  用于光纤电流传感器SLD光源的温度控制系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 920-926.
    [18] 马依拉木·木斯得克, 姚建铨, 陆颖, 吴宝群, 郝丛静, 段亮成.  高双折射高非线性低损耗八边形光子晶体光纤特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3373-3378.
    [19] 李建中, 李泽仁, 张登洪, 温伟峰, 田建华, 王荣波.  全光纤电流互感器λ/4波片制作工艺 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2167-2172.
    [20] 李志全, 李莎, 郝锐, 李晓云, 郑文颖.  混合双包层高双折射光子晶体光纤的特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1044-1049.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  432
  • HTML全文浏览量:  86
  • PDF下载量:  58
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-10
  • 修回日期:  2016-12-20
  • 刊出日期:  2017-07-25

超大电流量值传递用光纤电流传感技术

doi: 10.3788/IRLA201746.0722001
    作者简介:

    李传生(1984-),男,在站博士后,主要从事光纤电流传感技术、宽带大电流计量技术方面的研究。Email:lichsh@nim.ac.cn

基金项目:

国家重点研发计划-重大科学仪器设备开发专项(2016YFF0102400)

  • 中图分类号: TM452+.94

摘要: 面向工业、国防及重大科学研究领域超大电流在线计量的迫切需求,提出基于光纤电流传感器量程自扩展特性实现超大电流计量标准的量值传递。基于微分琼斯矩阵方法,建立了光纤敏感环路的数学模型,揭示了线性双折射对传感器量程自扩展特性的影响机理,并证明了采用椭圆双折射光纤的电流传感器具有良好的量程自扩展能力,可通过光纤圈数对Faraday效应的比例放大作用,利用小电流实现传感器在超大电流下的等效校准。研制了干涉式数字闭环柔性光纤电流传感器,可在不断开载流母线的情况下直接形成敏感环路,实现在线计量。样机性能测试结果表明:在直流等效10~210 kA范围内,样机的测量准确度优于0.1%;在工频额定等效25 kA条件下,样机的比差准确度满足IEC60044-8 0.2 S级要求;样机的带宽大于10 kHz。

English Abstract

参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回