新型光纤光栅电流传感器的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文新型光纤光栅电流传感器的研究姓名：李晓瞻申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：简伟20071201jE塞窑亟厶堂硒±堂僮i金奎生塞擅墨中文摘要摘要：随着电力工业的快速发展，传统的电流互感器已经不能满足技术上的要求。光纤光栅电流传感器由于其电气绝缘性、体积小和高灵敏度等优点，是目前传感领域的研究热点之一，它将会逐渐取代传统的电流互感器。但是目前大多数产品还处于实验室研究阶段，离实用化还有相当一段距离。本文从光纤光栅电流传感器的实用化角度出发，在借鉴现有的光纤光栅电流传感器的基

2、础上，提出了一种基于Bragg光纤光栅温度传感模型的电流传感器，并对它的传感特性进行了分析，主要工作包括：(1)对光纤光栅电流传感器的基本理论进行了详尽的阐述，包括光纤光栅电流传感器的工作原理、结构特性等。(2)选择光纤光栅温度传感模型，并提出了在光栅表面镀上一层导电物质的设想。在尝试了几种良导体后，最终选择了光栅镀金法．经过多次实验，制作出了一种结构新颖的传感头。(3)对现有的几种解调技术诸如：光谱仪，匹配光纤光栅法，非平衡M．Z干涉法，F．P滤波器法等做了分析比较，最终选择应用光谱仪作为我们的解调装置。(

3、4)搭建实验平台，对传感器的性能进行了反复测试。分析实验数据，对实验过程中存在的误差进行了探讨，并指出了在此基础上需要进一步开展的工作。实验证明，新型传感器结构简单，精度高，可重复性好，很有希望得到实用。关键词：光纤光栅；电流铡量；光纤光栅电流传感器；光谱仪；分类号；TP73』L密窑塑厶堂亟±堂拉论塞△旦5兰基△g工ABSTRACTABSTRACT：Witlltherapiddevelopmentofelectricpowerindustry,traditionalcurrentsensorsarenotsa

4、tisfiedwiththerequirementoftechnique．FibercurrentsensorswillsubstitutefortraditionalcurrentscnSOTS，forits900delectricinsulation,smallvolumeandhighsensitivity．FBGo．1rrentsensorisoneofthehotresearchesins∞sorfidd．Butmostoftheresearchesalestillinthestageoflabex

5、perimentsandhavenotyetmettherequirementsofthepracticalproduction．Inthispaper,011thebasisofe】【istingFBGcurrentseIIso捋andfromthepoiIltofpractice，anovelcurrentsensorbasedonFBGtemperaturemodelhasbeendesigned,anditssensingcharacterhasbeenanalyzedindetail．Themajo

6、rworkincludes：(1)thebasictheoryofFBGcurrentsensorincludingtheoperatingprinciples，characterofthestructafe．(2)sdectionofthetemperaturesensingmodelbasedontheexistingFBGcurrentSensors，andanassumptionofplatingalayerofgoodconductoronthebxlrfaceofFBGhasbeenputforw

7、ard．Aftertryingseveralgoodconductors，selectAuastheconductor,andmakeanoVelsensinghead．(3)Comparingseveralkindsofdemodulationtechnologysuchas：0SA，F—Piilter,nOn—linearM-ZinterferometerandmatchingFBGFinallyOSA勰oafdemodulmionequipmenthasbeenusedintheexperiment．(

8、4)establishmentoftheexperimentplatform,andtheperformanceoftheFBGcurrentSffilsorhaSbeentestedformanytimes．AnalyzingexperimentdataandelTOrs，andthenextstepofstudyhasbeendiscussed．Throughtheexperiment,itpr