材料的費爾德常數(shù)，e/m為電子的荷質(zhì)比（1.75881962Xl〇UC/ kg)，μ。為真空磁導(dǎo)率（4 31X10 7n/A2)，C為光速（3XlOVs)，λ為光源的波長，η為光頻 折射率。
[0050] 在正常色散區(qū)，光學(xué)材料的折射率遵循柯西色散公式如式（2-2)所示；
[0051 ]η(λ) =a〇+bλ2+Cλ4 (2~2)
[005引式（2-2)中，η(λ)為光源的波長λ下的學(xué)材料的折射率，λ為光源的波長，a。、b、c均為柯西色散系數(shù)。結(jié)合式（2-1)和式（2-2)，即可推導(dǎo)得到如式（2-3)，即得到式（2) 所示計算經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)Vt的函數(shù)表達(dá)式；
[0053]
(2-3)
[0054] 式（2-：3)中，V為費爾德常數(shù)，e/m為電子的荷質(zhì)比（1.75881962Xl〇UC/kg)，μ。 為真空磁導(dǎo)率（4πΧ107Ν/Α2)，c為光速（3X108m/s)，λτ為光源經(jīng)溫度補償后的輸出波 長，b和C為柯西色散系數(shù)。
[0055] 與本實施例本實施例光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償方法完全對應(yīng)的光纖 電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償裝置包括：
[0056] 數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集被校正光纖電流傳感器的光源處的溫度T;
[0057] 工作中屯、波長補償模塊，用于將溫度T補償光源的工作中屯、波長λ。，得到經(jīng)溫度 補償后的輸出波長λΤ;
[0058] 費爾德常數(shù)計算模塊，用于根據(jù)經(jīng)溫度補償后的波長λΤ計算經(jīng)溫度補償后的費 爾德常數(shù)Vt。
[0059] 本實施例中，工作中屯、波長補償模塊將溫度T補償光源的工作中屯、波長λ。的函 數(shù)表達(dá)式如式（1)所示；
[0060]λτ=λo+aX(Τ-Τ〇) (1)
[0061] 式（1)中，λτ為光源經(jīng)溫度補償后的輸出波長，λ。為光源的工作中屯、波長，a為 溫度補償系數(shù)，T為光源處的溫度，T。為光源輸出工作中屯、波長λ。時的溫度，所述溫度補 償系數(shù)a的取值為0. 05~0. 15之間。
[0062] 本實施例中，費爾德常數(shù)計算模塊計算經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)Vt的函數(shù)表達(dá) 式如式似所示；
[0063]
C2)
[0064] 式似中，Vt為經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)，e/m為電子的荷質(zhì)比，μ。為真空磁 導(dǎo)率，C為光速，λΤ為光源經(jīng)溫度補償后的輸出波長，b和C為柯西色散系數(shù)。當(dāng)光纖電 流傳感器采用的光纖為石英光纖時，柯西色散系數(shù)b的值為0. 0029,柯西色散系數(shù)C的值 為0. 00012 ;當(dāng)光纖電流傳感器采用的光纖為PMMA塑料光纖時，柯西色散系數(shù)b的值為 0. 00427,柯西色散系數(shù)C的值為0. 00008。
[0065] 如圖2所示，應(yīng)用本發(fā)明實施例方法的系統(tǒng)包括光源1、溫度傳感器2、光纖電流傳 感器3和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)4,溫度傳感器2安裝于光源1處W準(zhǔn)確監(jiān)測光源1處的溫度，光源 1向光纖電流傳感器3提供光W保證光纖電流傳感器3的正常工作，光纖電流傳感器3用于 檢測被測電流I，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)4則采集被校正光纖電流傳感器的光源處的溫度T，將溫度 T補償光源的工作中屯、波長λ。，得到經(jīng)溫度補償后的輸出波長λτ，根據(jù)經(jīng)溫度補償后的波 長λΤ計算經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)VΤ，從而W便根據(jù)經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)Vt和 被校正光纖電流傳感器輸出的傳感光偏振態(tài)變化值Θ計算被測電流I的值，一般計算被測 電流I的值的函數(shù)式如式（3)所示；
[006引
3J
[0067] 式做中，I為被測電流的值，Θ為被校正光纖電流傳感器在被測電流I磁場作用 下輸出的傳感光偏振態(tài)變化值，Vt為經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)，η為被校正光纖電流傳感 器中傳感光纖纏繞電流的應(yīng)數(shù)。因此，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)4通過軟件獲得此時消除了溫度影響 的被測電流I的值，能實現(xiàn)在任意溫度下工作時對被測電流準(zhǔn)確測量，減小由于溫度波動 對測量結(jié)果的影響，提高光纖電流傳感器的測量精度和可靠性。
[0068] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施 例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償方法，其特征在于步驟包括： 1) 采集被校正光纖電流傳感器的光源處的溫度T; 2) 將溫度T補償光源的工作中屯、波長λ。，得到經(jīng)溫度補償后的輸出波長入T; 3) 根據(jù)經(jīng)溫度補償后的波長λΤ計算經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)Vt。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償方法，其特征在于，所 述步驟2)將溫度T補償光源的工作中屯、波長λ。的函數(shù)表達(dá)式如式（1)所示； 入τ=λo+aX(Τ-Τ〇) (1) 式（1)中，λ巧光源經(jīng)溫度補償后的輸出波長，λ。為光源的工作中屯、波長，a為溫度 補償系數(shù)，T為光源處的溫度，T。為光源輸出工作中屯、波長λ。時的溫度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償方法，其特征在于，所 述溫度補償系數(shù)a的取值為0. 05~0. 15之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償方法，其特征 在于，所述步驟3)中計算經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)Vt的函數(shù)表達(dá)式如式（2)所示；式（2)中，Vt為經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)，e/m為電子的荷質(zhì)比，μ。為真空磁導(dǎo)率， C為光速，λΤ為光源經(jīng)溫度補償后的輸出波長，b和C為柯西色散系數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償方法，其特征在于，當(dāng) 光纖電流傳感器采用的光纖為石英光纖時，柯西色散系數(shù)b的值為0. 0029,柯西色散系數(shù)C 的值為0.00012;當(dāng)光纖電流傳感器采用的光纖為PMMA塑料光纖時，柯西色散系數(shù)b的值 為0. 00427,柯西色散系數(shù)C的值為0. 00008。6. -種光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償裝置，其特征在于步驟包括： 數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集被校正光纖電流傳感器的光源處的溫度T; 工作中屯、波長補償模塊，用于將溫度T補償光源的工作中屯、波長λ。，得到經(jīng)溫度補償 后的輸出波長入Τ; 費爾德常數(shù)計算模塊，用于根據(jù)經(jīng)溫度補償后的波長λΤ計算經(jīng)溫度補償后的費爾德 常數(shù)Vt。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償裝置，其特征在于，所 述工作中屯、波長補償模塊將溫度T補償光源的工作中屯、波長λ。的函數(shù)表達(dá)式如式（1)所 示； 入τ=λo+aX(Τ-Τ〇) (1) 式（1)中，λ巧光源經(jīng)溫度補償后的輸出波長，λ。為光源的工作中屯、波長，a為溫度 補償系數(shù)，T為光源處的溫度，T。為光源輸出工作中屯、波長λ。時的溫度。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償裝置，其特征在于，所 述溫度補償系數(shù)a的取值為0. 05~0. 15之間。9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償裝置，其特征 在于，所述費爾德常數(shù)計算模塊計算經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)Vt的函數(shù)表達(dá)式如式（2) 所示；C2) 式（2)中，Vt為經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)，e/m為電子的荷質(zhì)比，μ。為真空磁導(dǎo)率， C為光速，λΤ為光源經(jīng)溫度補償后的輸出波長，b和C為柯西色散系數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償裝置，其特征在于，當(dāng) 光纖電流傳感器采用的光纖為石英光纖時，柯西色散系數(shù)b的值為0. 0029,柯西色散系數(shù)C 的值為0.00012;當(dāng)光纖電流傳感器采用的光纖為PMMA塑料光纖時，柯西色散系數(shù)b的值 為0. 00427,柯西色散系數(shù)C的值為0. 00008。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖電流傳感器費爾德常數(shù)溫度補償方法及裝置，方法步驟包括：1)采集被校正光纖電流傳感器的光源處的溫度T；2)將溫度T補償光源的工作中心波長λ0，得到經(jīng)溫度補償后的輸出波長λT；3)根據(jù)經(jīng)溫度補償后的波長λT計算經(jīng)溫度補償后的費爾德常數(shù)VT；裝置包括與方法步驟對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊，工作中心波長補償模塊和費爾德常數(shù)計算模塊。本發(fā)明能夠根據(jù)光源處不同溫度來獲得不同程度溫度補償下的費爾德常數(shù)，能夠消除光源溫度波動對光纖電流傳感器測量精度的影響，能夠提高光纖電流傳感器的檢測精度，具有容易實現(xiàn)的優(yōu)點。
【IPC分類】G01R15/24, G01R19/32
【公開號】CN105403763
【申請?zhí)枴緾N201510734381
【發(fā)明人】萬代, 齊飛, 周恒逸, 趙邈, 段緒金
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月2日