新型高灵敏度光纤电流传感技术研究

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光纤传感技术因为其灵敏度高、抗电磁干扰性强、安全性高等优点,近年来在机械、航空航天、军事、石油化工等领域得到了广泛的应用。光纤电流传感器作为光纤传感技术的一个重要分支,也正在被越来越多地使用在工业领域,智能电网的发展更是为这一技术提供了前景广阔的市场。光纤电流传感器的相关研究,具有重要的学术研究价值和应用前景。  本课题以法拉第效应和循环环路技术为基础,以提高电流传感灵敏度为研究目的,搭建了一套完备的光纤电流传感系统。该系统结合光开关与循环环路技术,采用脉冲光检测电流,达到了简化系统结构和提升系统灵敏度的效果,为光纤电流传感器的研究提供了一种可行的解决方法与研究思路。  本研究通过检测出射光偏振态变化导致的功率变化,经信号处理后,得到偏转角度与电流强度之间的关系,最终得出待测电流强度。实验采用标准单模光纤作为传感光纤,使用光开关构建循环环路,通过设置光开关的通断控制脉冲光在环路中循环的次数。  实验结果表明在一定范围内,随着循环次数的增加,系统灵敏度也随之增加。通过对系统的主要参数如灵敏度、分辨率和稳定性等进行整体优化,得到11.5°/A的灵敏度和10mA的分辨率,验证了方案的可行性。进行实验改进后得到19.8°/A的灵敏度。
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