调制解调全光纤电流互感器及方法与流程

技术特征：
1.一种调制解调全光纤电流互感器，其特征在于，所述全光纤电流互感器包括宽带光源、光纤连接器、光纤起偏器、相位调制器、延时光纤、λ/4波片、传感光纤、反射镜、探测器、adc电路、信号处理单元和dac电路，其中：所述宽带光源，输出光；所述光纤连接器，与所述宽带光源光纤连接；所述光纤偏振器，与所述光纤连接器光纤连接，将光起偏为线偏振光；所述相位调制器，调制所述线偏振光的相位；所述延时光纤，与所述相位调制器光纤连接；所述λ/4波片，使所述线偏振光变为圆偏振光；所述传感光纤，与所述λ/4波片光纤连接；所述反射镜，与所述传感光纤连接，使所述圆偏振光产生相位跃变；所述探测器，与所述光纤连接器连接，将返回光转换为电信号；所述adc电路，与所述探测器连接，进行模数转换；所述信号处理单元，与所述adc电路连接，将接收的数字信号解调被测电流信息，根据所述解调被测电流信息计算所述相位调制器需要的相位，输出方波调制信号；所述dac电路，与所述信号处理单元连接，将所述方波调制信号进行数模转换，输入所述相位调制器，使得在所述延时光纤中引入非互易的π/2相位偏置，在所述延时光纤中引入产生反馈补偿相移，实现闭环反馈。2.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器，其特征在于，在第一个渡越时间，所述信号处理单元输出第一方波信号使得所述相位调制器产生-π/2相位偏置。3.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器，其特征在于，在第二个渡越时间，所述信号处理单元输出第一方波信号使得所述相位调制器产生0相位偏置。4.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器，其特征在于，在第三个渡越时间，所述信号处理单元输出第一方波信号使得所述相位调制器产生π/2相位偏置。5.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器，其特征在于，在第四个渡越时间，所述信号处理单元输出第一方波信号使得所述相位调制器产生0相位偏置。6.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器，其特征在于，所述线偏振光经所述光纤起偏器与所述相位调制器的45
°
夹角后，分成两束偏振方向垂直的线偏光，沿所述延时光纤的快轴和慢轴振动。7.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器，其特征在于，所述λ/4波片的快轴与所述延时光纤的快轴呈45
°
夹角；所述λ/4波片使沿其快慢轴传播的光相位偏差90
°
；所述线偏光经所述λ/4波片后变为左旋圆偏光和右旋圆偏光。8.一种调制解调全光纤电流的方法，用于全光纤电流互感器，所述全光纤电流互感器包括宽带光源、耦合器、光纤起偏器、相位调制器、延时光纤、λ/4波片、传感光纤、反射镜、探测器、adc电路、信号处理单元和dac电路，其特征在于，所述方法包括：在第一个渡越时间，所述相位调制器产生-π/2相位偏置，所述探测器得到负半轴光强值；在第二个渡越时间，所述相位调制器产生0相位偏置，所述探测器得到不调制光强值；
在第三个渡越时间，所述相位调制器产生 π/2相位偏置，所述探测器得到正半轴光强值；在第四个渡越时间，所述相位调制器产生0相位偏置，所述探测器得到不调制光强值；所述渡越时间为完成一次电流测量和闭环控制过程。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，若电流变化缓慢，则根据下式获得原始光强值：其中，v是菲尔德常数，n是传感环圈数，i是被测电流，p1是所述第一个渡越时间内，得到的负半轴光强值；p3是所述第三个渡越时间内，得到的正半轴光强值；p0是所述原始光强值。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，若电流变化陡峭，则根据下式获得所述原始光强值：其中，p2是第二个渡越时间内，得到不调制光强值。

技术总结
本申请提出一种调制解调全光纤电流互感器及方法。全光纤电流互感器包括宽带光源、耦合器、光纤起偏器、相位调制器、延时光纤、λ/4波片、传感光纤、反射镜、探测器、ADC电路、信号处理单元和DAC电路。光纤偏振器，将光起偏为线偏振光；相位调制器的输入光纤与光纤起偏器呈45


技术研发人员：丁晔 须雷 刘东超 罗苏南 阎嫦玲 邓劲东
受保护的技术使用者：南京南瑞继保电气有限公司
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/3/7