光學(xué)傳感器的制造方法
【專利摘要】描述一種基于生成在非零被測(cè)對(duì)象場(chǎng)存在的情況下在傳感器(10)的感測(cè)元件(131，134)中具有不同速度的光波的兩個(gè)集合來增加光學(xué)傳感器(10)的精度的方法。在光波的所述兩個(gè)集合之間引入所定義靜態(tài)偏置相移。傳感器(10)將包括靜態(tài)偏置光學(xué)相移和被測(cè)對(duì)象感應(yīng)光學(xué)相移的總光學(xué)相移轉(zhuǎn)換為至少兩個(gè)檢測(cè)器通道(142，143)中的反相光功率變化。該方法包括在所述光功率變化轉(zhuǎn)換為所述兩個(gè)檢測(cè)器通道(142，143)中的電檢測(cè)器信號(hào)之后歸一化光功率變化以降低光源(111)的不均勻強(qiáng)度或功率和檢測(cè)器通道中的不同損耗或增益的影響的步驟。還提供用于對(duì)這類光學(xué)傳感器和新傳感器進(jìn)行溫度穩(wěn)定的其他方法、傳感器和設(shè)備。
【專利說明】
光學(xué)傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及在被測(cè)對(duì)象場(chǎng)存在的情況下引起經(jīng)過它的光波的相移、具有感測(cè)元件的光學(xué)傳感器，例如光纖電流傳感器(FOCS)或磁場(chǎng)傳感器，其包括要暴露于例如待測(cè)量電流的磁場(chǎng)的感測(cè)光纖，如通常用于高電壓或高電流應(yīng)用中的。
【背景技術(shù)】
[0002 ] 光纖電流傳感器依靠盤繞電流導(dǎo)體的光纖中的磁光法拉第效應(yīng)。電流感應(yīng)磁場(chǎng)在光纖中生成與所施加磁場(chǎng)成比例的圓雙折射。一種優(yōu)選布置采用在感測(cè)光纖的遠(yuǎn)端的反射器，使得耦合到光纖中的光執(zhí)行光纖線圈中的往返。通常，左和右圓偏振光波被注入感測(cè)光纖中，其由接合到感測(cè)光纖并且充當(dāng)四分之一波延遲器(QWR)的光纖相位延遲器從兩個(gè)正交線偏振光波來生成，如參考文獻(xiàn)[I]所述。在經(jīng)過光纖線圈的往返之后，兩個(gè)圓形波因光纖中的圓雙折射而累積了與所施加電流成比例的相對(duì)相位延遲。這個(gè)相位延遲與圍繞電流導(dǎo)體的光纖繞組的數(shù)量、所施加電流和光纖的維爾德常數(shù)V(T，λ)成比例:維爾德常數(shù)是材料、溫度和波長(zhǎng)相關(guān)的。
[0003]作為備選方案，傳感器可設(shè)計(jì)為具有在感測(cè)光纖兩端的四分之一波延遲器(QWR)以及在感測(cè)光纖中反向傳播的圓偏振的相同意義的光波的薩格納克類型干涉計(jì)(參見參考文獻(xiàn)[I])。
[0004]還已知的是基于普克爾斯效應(yīng)(線性光電效應(yīng))[21]或者基于耦合到壓電材料的光纖的使用[16、7]的電壓或電場(chǎng)傳感器。在這些傳感器中，通過電場(chǎng)或者力或材料的折射率的各向異性變化所引起的雙折射在光纖傳感器中用來測(cè)量電壓或電場(chǎng)強(qiáng)度。
[0005]高性能電流傳感器常常使用基于如也在光纖陀螺儀中應(yīng)用的非交互相位調(diào)制的干涉測(cè)定技術(shù)，以便測(cè)量光學(xué)相移，參見例如參考文獻(xiàn)[2]。采用集成光學(xué)相位調(diào)制器或壓電調(diào)制器。該技術(shù)具體結(jié)合閉環(huán)檢測(cè)來提供優(yōu)于磁光相移的大范圍的高精度、良好比例因子穩(wěn)定性和線性響應(yīng)。另一方面，該技術(shù)比較復(fù)雜，并且常常要求偏振保持(PM)光纖組件和精細(xì)信號(hào)處理。此外，集成光學(xué)調(diào)制器是比較昂貴的組件。
[0006]相反，更簡(jiǎn)單的檢測(cè)方案采用無源光學(xué)組件、例如波板和偏振器，其將磁光相移轉(zhuǎn)換為發(fā)射光功率的變化(如參考文獻(xiàn)[3 ]中所述)。為了使傳感器輸出與例如光源功率的變化無關(guān)，這類傳感器常常與至少兩個(gè)檢測(cè)通道配合工作。兩個(gè)通道中的光功率響應(yīng)待測(cè)量電流而以相反相位(反相)改變。大體上，兩個(gè)信號(hào)的差除以其總和與電流成比例，并且與源功率無關(guān)。但是，兩個(gè)通道中的不對(duì)稱性(例如不同的光學(xué)損耗、應(yīng)力的影響以及它們隨時(shí)間和溫度的變化)限制這種類型的傳感器的可取得精度。雖然傳感器精度對(duì)于高壓變電站中的保護(hù)功能可以是充分的(IEC精度5Ρ類要求在額定電流下的± 1%之內(nèi)的精度)，但是精度通常對(duì)于電力計(jì)量是不充分的；IEC計(jì)量0.2類例如要求在額定電流下的0.2%之內(nèi)的精度。
[0007]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供上述種類的光學(xué)傳感器(例如磁場(chǎng)傳感器或光纖電流傳感器(FOCS))以及相關(guān)方法，其甚至在使用無源光學(xué)組件代替有源相位調(diào)制組件來檢測(cè)光波之間的相對(duì)相移時(shí)也增加這類傳感器的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]按照本發(fā)明的第一方面，提供一種基于生成在非零被測(cè)對(duì)象場(chǎng)存在的情況下在傳感器的感測(cè)元件中具有不同速度的光波的兩個(gè)集合來增加光學(xué)傳感器的精度的方法，并且其中所定義靜態(tài)偏置相移在光波的兩個(gè)集合之間來引入，傳感器將包括靜態(tài)偏置光學(xué)相移和所述被測(cè)對(duì)象場(chǎng)所引入的光學(xué)相移的總光學(xué)相移轉(zhuǎn)換為至少兩個(gè)檢測(cè)器通道中的相反符號(hào)(反相)的光功率變化，其中該方法包括在光功率變化被轉(zhuǎn)換為兩個(gè)檢測(cè)器通道中的電檢測(cè)器信號(hào)之后對(duì)其歸一化以降低檢測(cè)器通道中的不均勻強(qiáng)度和不同損耗或增益的影響的步驟。
[0009]光波的兩個(gè)集合通常是正交線偏振光波或者左和右圓偏振光波。優(yōu)選地，將兩種集合之間的相移轉(zhuǎn)換為兩個(gè)檢測(cè)器通道中具有相反符號(hào)(即，處于反相)的光功率的變化。
[0010]由于在光波的兩個(gè)集合之間引入靜態(tài)偏置光學(xué)相移，所以所應(yīng)用的檢測(cè)是無源檢測(cè)，并且因而不要求有源光學(xué)相位調(diào)制。靜態(tài)偏置光學(xué)相移通常為大約(2n + I) X 90°，具體在(2n + I) X 90° 土 20°或(2η + I) X 90 土 5°之內(nèi)，其中η為任何整數(shù)。靜態(tài)偏置光學(xué)相移能夠例如通過使用至少一個(gè)四分之一波延遲器或法拉第旋轉(zhuǎn)器來引入。
[0011 ]對(duì)于電流或磁場(chǎng)測(cè)量，感測(cè)元件能夠是光纖元件、塊狀磁光材料(例如釔鐵石榴石晶體或熔融石英玻璃)或者附連到磁致伸縮元件的光纖或塊狀光學(xué)材料。對(duì)于電壓或電場(chǎng)測(cè)量，感測(cè)元件能夠是光電晶體[21]、結(jié)晶光電光纖[19]、極化光纖[20]或者附連到壓電材料的光纖[7]。
[0012]通過從檢測(cè)通道的電檢測(cè)器信號(hào)中過濾譜分量，并且將譜分量或者從其中得出的至少一個(gè)歸一化因子與至少一個(gè)檢測(cè)器信號(hào)相結(jié)合，來得出光功率變化的歸一化，以產(chǎn)生歸一化檢測(cè)器信號(hào)。
[0013]譜分量能夠是經(jīng)過濾的AC分量和/或檢測(cè)器信號(hào)的至少一個(gè)的瞬變分量和/或檢測(cè)器信號(hào)的至少一個(gè)的經(jīng)(低通)濾波的分量或DC分量。按照本發(fā)明的方法能夠用于測(cè)量DC、AC或瞬變被測(cè)對(duì)象場(chǎng)。譜分量可經(jīng)過時(shí)間平均以用于噪聲降低。
[0014]AC譜分量?jī)?yōu)選地在被測(cè)對(duì)象場(chǎng)的標(biāo)稱頻率周圍的范圍中，例如對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電力網(wǎng)頻率在45 Hz至65 Hz的范圍中。如果AC和瞬變譜分量的幅度下降到低于閾值，則它們能夠通過缺省值或者通過經(jīng)低通濾波的信號(hào)分量來替代。
[0015]在測(cè)量AC或瞬變場(chǎng)的情況下，歸一化之后的組合傳感器信號(hào)優(yōu)選地經(jīng)過高通濾波。
[0016]按照本發(fā)明的第二方面(其可以或者可以不與如上所述的第一方面或者與以下所述的第三方面相結(jié)合)，對(duì)于AC或瞬變場(chǎng)測(cè)量，引入靜態(tài)偏置光學(xué)相移的(無源)光學(xué)元件的溫度從傳感器信號(hào)的低頻或DC分量來得出。DC或低頻分量取決于靜態(tài)偏置光學(xué)相移。偏置相移能夠隨著引入相移的光學(xué)組件的溫度發(fā)生變化而變化，并且因而能夠指示組件的溫度。換言之，信號(hào)的DC或低頻分量能夠用作在引入靜態(tài)偏置光學(xué)相移的位置(例如適當(dāng)?shù)募晒鈱W(xué)偏振分路器模塊，其能夠用于這個(gè)目的)處的溫度的量度。
[0017]通過知道這種溫度，能夠相應(yīng)地校正AC或瞬變傳感器信號(hào)。這個(gè)溫度補(bǔ)償能夠與其他溫度補(bǔ)償、具體來說與感測(cè)元件本身的溫度補(bǔ)償結(jié)合應(yīng)用。
[0018]上述方面和所需步驟能夠?qū)崿F(xiàn)為傳感器的信號(hào)處理單元的部分或者由其來運(yùn)行。
[0019]按照本發(fā)明的第三方面(其可以或者可以不與如上所述方面相結(jié)合)，傳感器至少包括:光源和至少一個(gè)光檢測(cè)器、優(yōu)選地至少兩個(gè)光檢測(cè)器；以及至少兩個(gè)、優(yōu)選地至少三個(gè)光學(xué)傳輸通道，其中一個(gè)通道提供光到感測(cè)元件的前向通道，以及一個(gè)或兩個(gè)通道提供光到檢測(cè)器的返回檢測(cè)器通道;一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件，用于引入在非零被測(cè)對(duì)象場(chǎng)存在的情況下在所述感測(cè)元件中具有不同速度的光波的兩個(gè)不同集合之間的靜態(tài)偏置光學(xué)相移，并且用于將包括靜態(tài)偏置光學(xué)相移和被測(cè)對(duì)象場(chǎng)所引起的光學(xué)相移的總光學(xué)相移轉(zhuǎn)換為至少兩個(gè)檢測(cè)器通道中的相反符號(hào)(反相)的光功率變化；以及偏振保持(PM)光纖，其中PM光纖直接地或者經(jīng)由至少一個(gè)延遲器或法拉第旋轉(zhuǎn)器元件間接地連接到感測(cè)元件，一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件的至少部分與溫度穩(wěn)定單元進(jìn)行熱接觸，從而為一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件提供受控溫度環(huán)境。這種單元能夠包括例如至少一個(gè)半調(diào)節(jié)加熱電阻器、具體來說是至少一個(gè)自調(diào)節(jié)加熱電阻器箔。
[0020]在本發(fā)明的這個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件的至少部分處于地電位，以及PM光纖提供從地電位到感測(cè)元件的電位的光學(xué)連接，其中后一電位與地電位是不同的，并且通常是中壓或高壓。在這種情況下，有利的是經(jīng)過絕緣子柱(insulatorclolumn)、具體來說是最好填充有絕緣材料的空芯絕緣子柱來引導(dǎo)PM光纖。
[0021]用于引入靜態(tài)偏置光學(xué)相移的一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件以及用于轉(zhuǎn)換總光學(xué)相移的一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件最好結(jié)合在集成光學(xué)偏振分路器模塊中，其中具有光學(xué)源/檢測(cè)器側(cè)上的至少兩個(gè)或三個(gè)端口以及感測(cè)元件側(cè)上的一個(gè)端口，其中感測(cè)元件側(cè)上的端口連接到PM光纖。
[0022]如同本發(fā)明的其他方面那樣，傳感器能夠適合測(cè)量AC或DC場(chǎng)，具體來說是磁場(chǎng)、電流、電場(chǎng)、電壓或力場(chǎng)。
[0023]在以下描述和附圖中更詳細(xì)描述本發(fā)明的上述及其他方面連同本發(fā)明的其他有利實(shí)施例和應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024]圖1是光纖電流傳感器的組件的示意圖，其中具有用于引入光波的兩個(gè)不同集合之間的靜態(tài)偏置光學(xué)相移并且用于將包括靜態(tài)偏置光學(xué)相移和被測(cè)對(duì)象場(chǎng)所引起的光學(xué)相移的總光學(xué)相移轉(zhuǎn)換為相反符號(hào)的光功率變化的無源元件；
圖2A-2C示出按照本發(fā)明的另一方面的信號(hào)處理步驟的示例；
圖3示出利用信號(hào)的DC部分、圖2A-2C的示例的變體；
圖4示出按照本發(fā)明的另一方面的信號(hào)處理步驟的示例；
圖5示出供高壓環(huán)境中使用的傳感器的其他元件；
圖6A、圖6B示出通過按照本發(fā)明的一個(gè)方面的示例所取得的對(duì)溫度的傳感器信號(hào)穩(wěn)定性的改進(jìn)；
圖7A-7B示出用于本發(fā)明的示例的可能應(yīng)用的其他傳感器配置；以及圖8示出用于電壓感測(cè)領(lǐng)域中的本發(fā)明的示例的可能應(yīng)用的另一傳感器配置。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1中，示出使用靜態(tài)偏置光學(xué)相移作為信號(hào)檢測(cè)方案的光學(xué)電流傳感器的配置的示例。關(guān)于圖1的已知元件的其他細(xì)節(jié)和可能修改，能夠參閱[3]。
[0026]如以下進(jìn)一步描述，具有引入偏置相移的無源元件的這類傳感器能夠獲益于以下描述的本發(fā)明的各種精度增加方面，例如包括原始信號(hào)的歸一化和濾波的信號(hào)處理以及附加溫度補(bǔ)償部件。
[0027]在圖1的示例中，傳感器10包括光電子模塊11，其包含例如寬帶光源111(例如超發(fā)光二極管)、兩個(gè)光電檢測(cè)器12-1和12-2以及具有電源和其他電子組件(未示出)的信號(hào)處理單元113 O值得注意，光電子模塊11與具有感測(cè)元件131的傳感器頭端13之間的任何連接完全是光學(xué)的，并且在所示示例中通過單模光纖101和單模光纖連接器102進(jìn)行。另外，光電子模塊11外部的光路中的元件是無源光學(xué)組件，并且因此不要求電激活。
[0028]來自光源111的光例如在光纖利奧去偏振器(未;^出)中去偏振。光電子模塊11與傳感器頭端13之間的(光學(xué))連接經(jīng)過三個(gè)單模光纖1I (SMF1、SMF2、SMF3)進(jìn)行，三個(gè)單模光纖101連接到集成光學(xué)偏振分路器模塊14的三個(gè)源側(cè)端口，集成光學(xué)偏振分路器模塊14在所示示例中基于連同與其附連的偏振器和延遲器(141、144、145) —起形成模塊的集成光學(xué)器件1X3分路器/組合器140(SC)。這類偏振器的第一偏振器是偏振器141(P1)，其將入口處的光偏振到源側(cè)端面上的第一端口處的SC 140，又稱作SC光源通道。優(yōu)選地，偏振方向處于相對(duì)SC平面的法線的45° ο SC 140中的波導(dǎo)具有低雙折射，以便不改變所傳輸光的偏振狀
??τ O
[0029]在相對(duì)SC端面(又稱作線圈側(cè)端面)，光耦合到偏振保持(PM)光纖引出線132中。PM光纖132的主軸與SC平面平行和垂直，S卩，處于與偏振器Pl 141的偏振方向的45°。因此，PM光纖132的正交偏振模式均采用相同幅度來激發(fā)。
[0030]光纖四分之一波延遲器133在光進(jìn)入感測(cè)光纖131之前將正交線偏振光波轉(zhuǎn)換為左和右圓偏振波。感測(cè)光纖形成具有圍繞電流導(dǎo)體15的整數(shù)數(shù)量的光纖環(huán)路的線圈。光在光纖131的遠(yuǎn)端由反射器135來反射，并且然后第二次通過線圈。在反射時(shí)，交換兩個(gè)光波的偏振狀態(tài)，即，左圓形光成為右圓形，反過來也是一樣。
[0031]延遲器133將反射圓形波又轉(zhuǎn)換成正交線性波。與前向傳播波相比，還交換返回線性波的偏振方向。返回正交波因法拉第效應(yīng)而具有磁光相移A Φ (又參見下式[3]) AC 140將正交光波分為兩個(gè)光學(xué)檢測(cè)通道142、143。在源側(cè)端面的四分之一波延遲器板(QWR)144用作引入靜態(tài)偏置光學(xué)相移(其在這個(gè)示例中是兩種檢測(cè)通道142、143的正交波之間的90°微分相位延遲)的元件。QWR 144的主軸與PM光纖引出線132平行對(duì)齊并且與偏振器Pl 141成45°對(duì)齊。
[0032]檢測(cè)器通道142、143的第一檢測(cè)器通道的正交波在偏振器Pl141(其在這個(gè)示例中是光源通道和第一檢測(cè)器通道142共同的)進(jìn)行干涉。第二檢測(cè)器通道143的正交波在第二偏振器Ρ2 145進(jìn)行干涉。Ρ2 145的偏振方向與Pl 141成90°。單模光纖101的兩個(gè)(SMF 2和SMF 3)將光引導(dǎo)到光電檢測(cè)器12-1和12-2。
[0033]優(yōu)選地，在偏振器141、145之后的兩個(gè)檢測(cè)器通道中存在去偏振器(未示出)、例如上述利奧類型光纖，以便避免到光電檢測(cè)器的路徑中的偏振相關(guān)損耗。這種損耗可引起對(duì)光纖的機(jī)械擾動(dòng)的更高靈敏度。代替單模光纖SMF 2和SMF 3，可使用兩個(gè)多模光纖。由于較大的芯大小(例如62.5 μπι而不是SMF的9-μπι芯)，從集成光學(xué)偏振分路器模塊14波導(dǎo)到光纖101中的耦合損耗降低。
[0034]偏振器141、145能夠是包含定向金屬(例如銀粒子)的薄玻璃小片，以對(duì)光進(jìn)行偏振。小片的典型厚度例如為30 Mi。由于小厚度，光纖與分路器/組合器之間的耦合損耗能夠保持為較小。
[0035]使用具有與延遲器小片QWR144相同的厚度的隔離片玻璃小片146，以便促進(jìn)集成光學(xué)模塊14中的偏振器Pl 141和P2 145的組裝。隔離片146可由玻璃來組成，或者能夠是其主軸之一對(duì)齊到偏振器Pl 141的偏振方向的另一個(gè)QWR小片，使得它保持為不活動(dòng)，并且不影響透射光的偏振。隔離片146也能夠是具有與偏振器Pl 141相同的取向的第二偏振器小片，這進(jìn)一步增強(qiáng)偏振度。
[0036]優(yōu)選地，QWR144具有低階，并且因而具有小厚度(通常為數(shù)十微米)。這再次幫助限制光學(xué)耦合損耗。
[0037]公共偏振器Pl 141用于源光和第一檢測(cè)器通道142還促進(jìn)集成光學(xué)模塊14的組裝，因?yàn)椴▽?dǎo)通常在其源側(cè)端面僅分隔數(shù)100 μπι。
[0038]Pl 141與分路器/組合器SC 140的法線成45°的取向并且因此與分路器/組合器法線平行的PM光纖132軸取向是優(yōu)選的(優(yōu)于例如Pl成0°或90°的對(duì)齊并且因而光纖軸與SC140法線成45°的對(duì)齊)，因?yàn)楫a(chǎn)生于將PM光纖附連到SC的潛在光纖應(yīng)力趨向于沿與SC平面平行或正交的軸。擾動(dòng)偏振交叉耦合則為最小。
[0039]集成光學(xué)模塊14優(yōu)選地是傳感器頭端組合件130的部分。它能夠是溫度穩(wěn)定的，如以下進(jìn)一步描述。圖1的配置的重要優(yōu)點(diǎn)在于，光電子模塊11能夠通過標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(或者多模光纖)和標(biāo)準(zhǔn)光纖連接器102與傳感器頭端13來連接。因此能夠避免偏振保持光纖對(duì)這個(gè)連接的更棘手使用。如果離光電子模塊11和傳感器頭端13的距離較大，并且預(yù)期光纖電纜兩端的連接器102(例如，當(dāng)傳感器頭端13處于高壓變電站場(chǎng)中并且包括光源111的光電子模塊11處于變電站控制房中(它們之間具有高達(dá)數(shù)百米的距離)時(shí))，則這是特別有利的。
[0040]相比之下，在增加的電纜長(zhǎng)度的偏振保持鏈路的減小的偏振消光比(PER)限制可能的電纜長(zhǎng)度。此外，PM光纖連接器趨向于按照溫度相關(guān)方式來減小PER(偏振消光比)，并且因而能夠降低傳感器比例因子的穩(wěn)定性。另外，PM光纖和PM光纖連接器的成本顯著高于標(biāo)準(zhǔn)單?；蛘叨嗄９饫w和對(duì)應(yīng)連接器的成本。
[0041]為了取得變化情況下的精度，以上在圖1中所述或者以下進(jìn)一步描述(圖5-8)的類型的傳感器配置使用信號(hào)處理方法(其適合補(bǔ)償兩個(gè)或更多檢測(cè)通道之間的不對(duì)稱性，如下面將描述)來最佳地操作。應(yīng)當(dāng)理解，這種信號(hào)處理方法能夠適用于具有兩個(gè)或更多檢測(cè)通道并且具有如無源光學(xué)元件所引入的靜態(tài)偏置光學(xué)相移的各種光學(xué)傳感器。
[0042]使用例如以上圖1的配置作為參考并且假定理想組件(組件的完全角對(duì)齊、兩個(gè)正交偏振模式之間沒有交叉耦合、兩個(gè)檢測(cè)通道中沒有不對(duì)稱光學(xué)損耗、沒有線性雙折射的感測(cè)光纖)，作為磁光相移A Φ的函數(shù)的兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)通過下式給出
(1)Si = (So/2) (I + sin Δ φ)
(2)S2 = (So/2) (1- sin Δ Φ )，其中
(3)Δ φ = 4NVL.
[0043]在這里，N、V和I分別是光纖線圈的繞組的數(shù)量、光纖的維爾德常數(shù)(在1310nm的?I yrad/A)和電流。So與光源功率成比例。
[0044]兩個(gè)信號(hào)的差除以其總和給出與光源功率無關(guān)的信號(hào)S:
(4)S = (S1- S2) / (Si + S2)或者
(5)S = sin Δ φ 。
[0045]對(duì)于Δ巾〈〈1(這常常是實(shí)際情況)，3隨八φ線性改變:
(6)S = Δ φ 0
[0046]在實(shí)際傳感器中，兩個(gè)檢測(cè)通道中的光功率損耗可例如因從分路器到光纖SMF2和SMF3的不同耦合損耗或者由于在光纖連接器處的不同損耗而有所不同。此外，兩個(gè)通道的干涉條紋可見度因可因偏振器Pl和P2的相對(duì)對(duì)齊的容差而有所不同。干涉光波之間的相位差可因兩個(gè)檢測(cè)器通道中的四分之一波延遲器的溫度相關(guān)性而不完全是90°。例如因兩個(gè)通道中的溫度相關(guān)應(yīng)力引起的殘余雙折射可引入其他相偏。在這些條件下，通道I和2中的信號(hào)Si和/或S2表不為
(7)Si = (Soi/2) [I + Ki sin (Δ φ + α(Τ) + η⑴)]，以及
(8)S2 = (S02/2) [1- K2 sin ( Δ φ + α(Τ) + κ(Τ))]。
[0047]在這里,KdPK2分別指示通道I和2中的條紋對(duì)比度(KjPK2在理想條件下等于一以及否則小于一)。項(xiàng)a (T)描述QWR 144的延遲與90°的偏差以及它隨溫度的變化。項(xiàng)η(T)和κ(T)描述因通道I和/或通道2中的偏振分路器模塊14中的其他雙折射引起的相偏。
[0048]使用這樣引入的參數(shù)，下面描述補(bǔ)償檢測(cè)器通道I和2之間的差分光學(xué)損耗的方法的示例。
[0049]不同檢測(cè)器通道中的不同光學(xué)損耗通常是上述擾動(dòng)中最嚴(yán)重的。對(duì)于以下考慮因素，假定K1 = K2 = K。為了簡(jiǎn)潔起見，還假定K = 1(但是以下考慮因素對(duì)于K < I也是有效的)。還假定待測(cè)量電流是交流(AC)或瞬變電流(例如電流脈沖)。電流脈沖的測(cè)量例如在DC斷路器的正確電流計(jì)算的監(jiān)測(cè)中(參見參考文獻(xiàn)[5]以獲得細(xì)節(jié))、在閃電、等離子體物理等的檢測(cè)中受到關(guān)注。下面考慮差分通道損耗來描述三種不同方法(其能夠分別稱作AC、瞬變和DC方法)的示例。
[0050]在以下示例的第一示例(圖2Α至圖2C)中，補(bǔ)償方法使用AC信號(hào)內(nèi)容的經(jīng)處理的部分或表示。這種方法對(duì)于具有諸如50 Hz或60 Hz線電流之類的周期AC電流的應(yīng)用一般是優(yōu)選的。利用關(guān)于AC內(nèi)容的幅度在兩個(gè)通道中必須相同(與反相不同)以便將兩個(gè)通道歸一化成相等信號(hào)電平的知識(shí)。
[0051 ] 在優(yōu)選布置中，例如在50/60 Hz AC電流的情況下的45 Hz與65 Hz之間的某個(gè)頻率范圍中的最大AC幅度So1 ’ac^PSQ2’ac通過快速傅立葉變換(FFT)來確定，參見圖2A。在50 Hz線電流的情況下，F(xiàn)FT將確定50 Hz電流的幅度。后續(xù)低通濾波器(LPF)用來對(duì)濾波器截止頻率所確定的時(shí)間間隔來平均FFT輸出以獲得更好穩(wěn)定性。作為FFT和LPF系列的備選方案，用于幅度SQ1,a。和SQ2,a。的量度可通過如圖2B所示的一系列高通濾波器(HPFl)、整流器(R)和低通濾波器來確定。高通濾波器使DC信號(hào)內(nèi)容截止。整流器輸出則與幅度SQ1,ac和SQ2,ac成比例，以及低通濾波器再次用來對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間平均。
[0052]信號(hào)S2則在乘法器(X)中與如第一除法器(/)所生成的兩個(gè)經(jīng)過濾的AC信號(hào)的幅度比A = Sol, ac / S()2,a。相乘。(備選地，信號(hào)S2可保持不變，而信號(hào)Si與幅度比S()2,a。/ So1.aCN即與A的逆相乘。)在乘法之后，信號(hào)SjPS2具有相同幅度，S卩，歸一化成相等功率損耗。來自等式(4)的信號(hào)S通過組合如所示的減法器(-)、加法器(+ )和第二除法器(/)中的歸一化信號(hào)SdP S2來得到，其這時(shí)表示為
(9)S = (S1- S2 A) / (Si + S2A)，其中
(10)A — Soi, ac / So2,aco
[0053]因此，信號(hào)S對(duì)應(yīng)于理想傳感器的信號(hào):
(11)S = sin Δ φ。
[0054]圖2C示出圖2A所示方法的修改。在這里，信號(hào)SI在乘法器(X)中與幅度So2,ac相乘，以及S2在第二乘法器(X)中與幅度SQ1,a。相乘。因此，信號(hào)SjPS2再次歸一化成相等功率損耗。能夠看到的優(yōu)于如圖2A和圖2B所示的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，歸一化不要求任何信號(hào)除法，并且因此要求較少信號(hào)處理能力。
[0055]在上式(9)-( 11)中，假定相偏η和K是可忽略的。還應(yīng)當(dāng)注意，a(QWR延遲器與90°的偏差)的特定值不影響所恢復(fù)的相移，只要a〈〈l。
[0056]在AC或瞬變電流的情況下，第二除法器(/)之后的測(cè)量信號(hào)S能夠有利地經(jīng)過高通濾波，如圖2A-2C中的虛線所示的濾波器HPF、HPF2所指示。
[0057]截止頻率選擇成充分小，使得系統(tǒng)能夠檢測(cè)所有預(yù)期AC和瞬變內(nèi)容。在50Hz或60Hz電流的情況下，截止頻率可例如在0.001 Hz與1 Hz之間的范圍中選擇。通過低截止頻率(例如0.001 Hz)，有可能檢測(cè)可在某些故障情況下發(fā)生的電流中的瞬變dc。圖2B中的HPFl截止頻率可與HPF2截止頻率相同，或者兩個(gè)頻率可有所不同，例如HPFl的截止頻率可比HPF2的截止頻率更接近額定AC頻率。LPF截止頻率(或者等效地為對(duì)比率A求平均的時(shí)間跨度)最好地選擇成使得一方面因信號(hào)噪聲引起的A的隨機(jī)波動(dòng)保持為較小以及另一方面因溫度變化或光纖移動(dòng)而對(duì)光功率變化的響應(yīng)充分快。適當(dāng)求平均時(shí)間可在I s與100 s(秒)之間的范圍中。優(yōu)選值在I s至20 s的范圍中。
[0058]代替圖2B中的高通濾波器HPFl，能夠使用以額定電流頻率為中心的帶通濾波器。
[0059]如上所述經(jīng)由AC信號(hào)內(nèi)容的歸一化的優(yōu)點(diǎn)能夠概括如下:
?該方法對(duì)具有DC偏移的AC電流也進(jìn)行工作。
[0060].QffR 144隨溫度的變化(a變化)不影響歸一化。
[0061].因偏振分路器模塊的其他雙折射引起的相偏n(T)和K(T)不影響歸一化(只要它們充分小，優(yōu)選地〈?5°)。
[0062]圖2A-2C中的方案的各種修改是可能的。例如，在圖2Α的方法中，加法器(+)的兩個(gè)輸入信號(hào)能夠經(jīng)過低通濾波，以便降低加法器輸出中的噪聲。
[0063]通過某種修改，如上所述的補(bǔ)償方法也能夠適用于瞬變電流、例如電流脈沖的情況。比率A則通過在除法器(/)中除以兩個(gè)高通濾波器HPFl(圖2Β)的瞬時(shí)(數(shù)字或模擬)輸出來確定。HPFl截止頻率適合預(yù)計(jì)電流上升和下降時(shí)間。優(yōu)選地，歸一化僅在電流高于所設(shè)置閾值時(shí)才是活動(dòng)的，以便避免因信號(hào)噪聲引起的錯(cuò)誤歸一化。低于閾值，可使用A的預(yù)設(shè)缺省值或者A的上一個(gè)有效值。
[0064]圖3中，描述用于補(bǔ)償不同檢測(cè)器通道之間的不對(duì)稱性的基于DC的方法。
[0065]在這里，DC信號(hào)內(nèi)容Si,d。和S2,d。用來針對(duì)差分光學(xué)損耗來歸一化信號(hào)。這種方法在瞬變電流、例如電流脈沖(其可在隨機(jī)時(shí)間發(fā)生)的情況下是優(yōu)選的，即，該方法可在沒有AC信號(hào)部分可用于歸一化時(shí)使用。條件在于，當(dāng)dc會(huì)引入兩個(gè)信號(hào)中的反相偏移(其會(huì)使歸一化失真)時(shí)，也不存在顯著幅值的連續(xù)dc電流流動(dòng)。不可忽略相偏a(T)、n(T)和K(T)將影響過程的精度。如果偏移之和通過無關(guān)測(cè)量來確定，則能夠通過將信號(hào)S1、S2其中之一與適當(dāng)校正因子相乘，來考慮偏移。
[0066]作為將差除以圖2A-2C中的信號(hào)之和(如所述，其缺點(diǎn)在于除法要求顯著信號(hào)處理器能力)的備選方案，還有可能通過閉環(huán)反饋電路中的受控放大器將加法器(+ )之后的總和信號(hào)保持在恒定電平。減法器(_)之后的差信號(hào)則與因子(l/b(t))相乘，其中b(t)是放大因子(其可隨時(shí)間和溫度而改變)，其將總和信號(hào)保持在恒定電平。
[0067]上述方法的任一種最好地與溫度補(bǔ)償部件結(jié)合實(shí)現(xiàn)。能夠經(jīng)過溫度受控環(huán)境和/或經(jīng)過從至少一個(gè)檢測(cè)器信號(hào)來提取溫度來取得這種溫度補(bǔ)償，下面進(jìn)一步描述其示例。
[0068]作為替代或補(bǔ)充，能夠使用如參考文獻(xiàn)[3]中對(duì)于沒有線性雙折射或者沒有低雙折射的光纖線圈所述的方法。在這里，在如圖1的示例所示的感測(cè)光纖131的開始的延遲器、例如光纖延遲器133的溫度相關(guān)性用來補(bǔ)償法拉第效應(yīng)的溫度相關(guān)性。代替等式(6)，信號(hào)則通過下式給出
(12)S = [cos ε(Τ)] Δ φ。
[0069]角ε是延遲器133與在參考溫度、例如室溫下的理想π/2延遲的適當(dāng)選擇偏差。項(xiàng)COS ε (T)在增加溫度下按照在很大程度上平衡維爾德常數(shù)V隨著項(xiàng)Δ φ = 4NVI中的T而增加的方式而減小。
[0070]該方法在具有不可忽略線性雙折射的感測(cè)光纖的情況下的修改例如在參考文獻(xiàn)
[6]中對(duì)于按照參考文獻(xiàn)[I]的干涉測(cè)定電流傳感器的情況所述。
[0071]但是，與應(yīng)用將解諧延遲器用于補(bǔ)償信號(hào)的溫度感應(yīng)偏移的上述方法其中之一或者其組合不同，該方法能夠在AC測(cè)量的情況下擴(kuò)展成包括用于確定無源元件、例如上述集成光學(xué)模塊14的溫度的另一方法。應(yīng)當(dāng)注意，這種方法能夠適用于AC或瞬變被測(cè)對(duì)象的許多不同光學(xué)傳感器，并且因而能夠被認(rèn)為是本發(fā)明的獨(dú)立方面。下面進(jìn)一步描述能夠使用本發(fā)明的光學(xué)傳感器的其他實(shí)施例。
[0072]在AC或瞬變電流的情況下，QWR144的溫度能夠優(yōu)選地在通過如圖4所示的AC信號(hào)內(nèi)容對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的歸一化之后從低通濾波傳感器輸出來提取，其還包括以上參照?qǐng)D2Α已經(jīng)描述的元件。傳感器信號(hào)S通過下式給出
(13)S = K sin ( Δ φ ac + α(Τ))，
其中△ (K。是AC電流所產(chǎn)生的磁光相移。項(xiàng)ri(T)和κ(Τ)假定為充分小，并且條紋對(duì)比度K假定為對(duì)兩個(gè)通道相等。DC信號(hào)內(nèi)容通過低通濾波(圖4中的LPF2)作為下式來得到
(14)Sdc = K sin (α(Τ))
由于延遲器與90°的偏差通常較小，所以等式(14)近似表示為
(15)Sdc = K α(Τ)
對(duì)此的要求能夠是暗示來自潛在dc電流的相移與對(duì)LPF2信號(hào)求平均時(shí)間的α相比較小。
[0073]如果集成光學(xué)模塊和感測(cè)元件處于共同殼體中或者暴露于相同或相似環(huán)境條件，貝IJSdc也能夠用作傳感器頭端13溫度的量度，并且能夠用來補(bǔ)償傳感器頭端比例因子隨溫度的任何(剩余)變化。
[0074]集成光學(xué)模塊14的四分之一波延遲器QWR144通常是石英小片。在零階小片的情況下，延遲在1310 11111的波長(zhǎng)對(duì)100°(:的溫度范圍改變大約0.5°。對(duì)于溫度測(cè)量，使用高階延遲器能夠是有利的，因?yàn)棣岭S溫度的變化與延遲器厚度成比例地增加。理想地，變化應(yīng)當(dāng)顯著大于來自項(xiàng)η(Τ)和K(T)的任何潛在份額。甚至對(duì)于不可忽略項(xiàng)Il(T)和K(T)，溫度仍然能夠從LPF2的輸出來確定，只要信號(hào)隨變化溫度單調(diào)改變并且根據(jù)溫度適當(dāng)校準(zhǔn)。
[0075]由于正弦信號(hào)與相移特性，如等式(13)所表示的傳感器信號(hào)的線性化能夠包含在信號(hào)處理中。此外，偏置相移與90°的偏差、特別是溫度對(duì)α的影響能夠?qū)@個(gè)線性化作為零點(diǎn)校正來考慮。具體來說，在AC或瞬變電流的情況下，如從Sd。(參見等式(14)和(15))所檢索的a (T)能夠包含在從信號(hào)S來確定AC相移Δ φ a。(按照等式[13])中。
[0076]通過例如在HVDC傳輸系統(tǒng)中或者在電化學(xué)過程(例如鋁的電解冶煉)中對(duì)AC電流進(jìn)行整流所生成的DC內(nèi)容仍然常常包含AC線頻率的諧波。因此，如上所述(圖2A-2C)經(jīng)由AC信號(hào)內(nèi)容對(duì)檢測(cè)通道中的不同損耗的補(bǔ)償也可適用于測(cè)量這種DC內(nèi)容。為此，再次使用圖2A-2C的信號(hào)處理方案其中之一，但是沒有最終高通濾波器HPF2。傳感器輸出S通過下式給出:
(16)S = K (Δ φ + α(Τ) + η(Τ)) + κ(Τ))
在這里，再次假定包含DC和AC內(nèi)容的(磁光)相移Δ Φ遠(yuǎn)小于I，并且干涉對(duì)比度K對(duì)于兩個(gè)通道是相同的。DC測(cè)量中的不定性則主要通過相位項(xiàng)a(T)、ri(T)和K(T)給出。通過如以下所述的溫度穩(wěn)定集成光學(xué)模塊，相位項(xiàng)能夠保持為穩(wěn)定。其總和以及對(duì)比度K能夠通過校準(zhǔn)來確定。
[0077]例如來自粘合劑的殘余溫度相關(guān)應(yīng)力(其能夠引起偏振分路器模塊14中、具體來說是在延遲器處的不希望雙折射)能夠作為傳感器精度的限制而保持。這種應(yīng)力可經(jīng)過干涉光波之間的偏振交叉耦合以及如在上式(7)、(8)中參閱的相位項(xiàng)ri(T)和K(T)來影響對(duì)比度項(xiàng)KjPK2。
[0078]高壓變電站中的傳感器應(yīng)用常常要求對(duì)于保護(hù)在〈±1%之內(nèi)以及對(duì)計(jì)量〈±0.2%之內(nèi)的精度。雖然上述量度通常對(duì)保護(hù)精度是充分的，但是它們對(duì)擴(kuò)展溫度范圍的計(jì)量精度可能不充分。在高壓變電站中，環(huán)境溫度可例如在-40°C與55°C之間改變。但是傳感器也可例如因通過電流的加熱而遭遇甚至更嚴(yán)重的溫度或溫差。
[0079]圖5的示例示出按照?qǐng)D1的傳感器的布置，其中基本上消除了集成光學(xué)偏振分路器模塊14隨溫度對(duì)比例因子穩(wěn)定性的影響。在示范配置中，傳感器頭端13位于獨(dú)立電絕緣子17的高電位側(cè)，S卩，絕緣子17和傳感器頭端表示相當(dāng)于常規(guī)儀器電流變壓器的獨(dú)立裝置。集成光學(xué)偏振分路器模塊14定位在絕緣子17的地電位側(cè)，并且通過偏振保持光纖鏈路132與光纖線圈131連接。鏈路132經(jīng)過絕緣子17的空芯延伸。該布置保持絕緣子17的位置并且因此集成光學(xué)偏振分路器模塊14與傳感器131的光電子模塊11之間的單模(或者多模)光纖鏈路的優(yōu)點(diǎn)。PM光纖鏈路132僅通過從地到高壓電位的距離延伸。
[0080]通過集成光學(xué)模塊14與線圈131分路并且位于地電位，能夠穩(wěn)定其溫度，而無需針對(duì)高壓影響的保護(hù)。優(yōu)選地，集成光學(xué)模塊14的溫度保持在與最高操作溫度對(duì)應(yīng)或附近的溫度。例如，如果最大操作溫度(最大環(huán)境溫度)為65°C，則集成光學(xué)模塊14能夠在65°(:與_40°C之間的環(huán)境溫度下保持在65°C與45°C之間的范圍中。因此，溫度控制僅要求加熱的提供而不要求冷卻的提供。
[0081 ]集成光學(xué)模塊14可放置在如所示的熱絕緣封裝或殼體18中。在最簡(jiǎn)單情況下，通過自調(diào)節(jié)加熱箔電阻器181來穩(wěn)定溫度。電阻器材料具有強(qiáng)正熱系數(shù)，并且充當(dāng)“熱二極管”。因此，在給定電壓(例如24 V)下的熱功率在低溫下較高，隨著增加溫度逐漸降低，并且在可設(shè)計(jì)閾值、例如65°C接近零。在這種實(shí)現(xiàn)中不需要調(diào)節(jié)電子電路。備選地，可通過具有電子器件所控制的電流的一個(gè)或若干加熱電阻器(未示出)來穩(wěn)定溫度。
[0082]在另一示范布置中，集成光學(xué)模塊14的溫度能夠通過熱電冷卻器/加熱器(其能夠保持任意恒溫、例如25°C)來控制。
[0083]絕緣子17是空芯絕緣子，其由空心纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管來組成。外表面上的硅裙(silicone shed)提供高電壓與地之間的充分爬電距離，以便例如在被雨水或污垢污染的情況下防止飛弧。PM光纖132例如通過包括其中包含光纖的內(nèi)凝膠填充管的光纖電纜來保護(hù)。凝膠填充防止過度光纖應(yīng)力，并且因而防止兩個(gè)正交偏振模式之間例如因差分熱膨脹引起的不希望的偏振交叉耦合。
[0084]絕緣子孔填充有軟絕緣材料172、例如硅酮，其提供充分介電強(qiáng)度。硅酮包含填充劑材料，其具有充分可壓縮性，并且適應(yīng)硅酮的任何熱膨脹。填充劑例如能夠由微米大小的小珠(其由軟材料或者由小液泡或氣泡所制成)來組成。氣泡可包含六氟化硫(SF6)氣體或者備選的介電絕緣流體混合物或氣體混合物，其中包括有機(jī)氟化合物、例如從由下列項(xiàng)所組成的組中選取的有機(jī)氟化合物:氟代醚、環(huán)氧乙烷、氟代胺、氟酮、氟烯烴以及它們的混合物和/或分解產(chǎn)物。介電絕緣介質(zhì)還能夠包括與有機(jī)氟化合物不同的背景氣體，并且在實(shí)施例中能夠從由下列項(xiàng)所組成的組中選取:空氣、N2、O2、CO2、惰性氣體、H2 ； NO2、NO、N2O ；碳氟化合物以及具體來說是全氟化碳，例如CF4; CF31、SF6 ；及其混合物。
[0085]備選地，絕緣子17能夠填充有聚氨酯泡沫和/或包含絕緣氣體(例如氮(N2)或六氟化硫(SF6))或者備選的介電絕緣氣體混合物，其中包括有機(jī)氟化合物、例如從由下列項(xiàng)所組成的組中選取的有機(jī)氟化合物:氟代醚、環(huán)氧乙烷、氟代胺、氟酮、氟烯烴以及它們的混合物和/或分解產(chǎn)物。介電絕緣氣體還能夠包括與有機(jī)氟化合物不同的背景氣體，并且在實(shí)施例中能夠從由下列項(xiàng)所組成的組中選取:空氣、N2、O2、CO2、惰性氣體、H2 ； NO2、NO、N2O ；碳氟化合物以及具體來說是全氟化碳，例如CF4; CF31、SF6 ；及其混合物。氣體能夠處于大氣壓力或升高壓力下，以增強(qiáng)其介電強(qiáng)度。
[0086]在另一個(gè)示例中，絕緣子能夠包括纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的固體內(nèi)桿，其中PM光纖在沿絕緣子桿的外表面的螺旋路徑的毛細(xì)管內(nèi)部延伸，如參考文獻(xiàn)[8]所公開。
[0087]包含集成光學(xué)模塊14的溫度穩(wěn)定殼體18能夠例如安裝在外部殼體182(其如所示附連到絕緣子法蘭171)中。外部殼體182保護(hù)集成光學(xué)模塊14的光纖引線，并且配備有用于傳感器光電子模塊11與HV絕緣子17之間的光纖電纜1I的光纖連接器102。此外，外部殼體182充當(dāng)集成光學(xué)模塊14的遮陽板和機(jī)械保護(hù)。連接器屏蔽103保護(hù)連接器102，并且具有用于光纖電纜101的應(yīng)變消除104的提供。
[0088]圖5中，光纖箔殼體或傳感器頭端13水平地安裝在用于電力線電纜15的端子板151之間。絕緣層152防止電流在光纖線圈131外部通過。在備選布置(未示出)中，光纖線圈能夠在垂直位置安裝于絕緣子頂部，其中電流沿水平方向通過線圈。
[0089]不是將光纖線圈殼體或傳感器頭端13安裝在獨(dú)立絕緣子17上，殼體而是能夠附連到高壓斷路器的端子。在這種情況下，到地的偏振保持光纖鏈路可設(shè)計(jì)為柔性高壓光纖，其配備有裙以增強(qiáng)爬電距離。溫度受控分路器則能夠安裝在斷路器驅(qū)動(dòng)柜中或者附近的獨(dú)立外殼中。
[0090]作為另一個(gè)備選方案，光纖線圈殼體或傳感器頭端13還能夠安裝在斷路器內(nèi)部的斷路器支承絕緣子頂部，如參考文獻(xiàn)[9]中所述。在這里，PM光纖鏈路經(jīng)過支承絕緣子的氣體容積(其中具有如以上所公開的任何介電絕緣介質(zhì))延伸到地，并且經(jīng)過氣密光纖饋通離開支承絕緣子。溫度受控模塊14再次能夠安裝在斷路器驅(qū)動(dòng)柜中或者附近的獨(dú)立外殼中。在參考文獻(xiàn)[10]中公開了將光纖線圈殼體或傳感器頭端13安裝在高壓斷路器中的其他備選方案。
[0091]在又一些應(yīng)用中，電流可對(duì)地電位來測(cè)量，其中傳感器布置等效于先前對(duì)氣體絕緣高壓開關(guān)設(shè)備(GIS)(參見例如參考文獻(xiàn)[11]以獲得其他細(xì)節(jié))、發(fā)電機(jī)斷路器(參見例如參考文獻(xiàn)[12]以獲得其他細(xì)節(jié))或HVDC轉(zhuǎn)換器站的套管(參見例如參考文獻(xiàn)[13]以獲得其他細(xì)節(jié))所公開的布置。在這類應(yīng)用中，按照本發(fā)明的上述示例的光纖線圈131和溫度受控集成光學(xué)模塊14能夠安裝于地電位。在這類應(yīng)用中，不需要兩個(gè)組件之間的PM光纖鏈路的特定高壓絕緣。
[0092]使光纖線圈131和集成光學(xué)模塊14分路并且使后者溫度穩(wěn)定的效果在圖6A和圖6B的比較中示出，其對(duì)于光纖線圈131和模塊14均暴露于相同溫度(圖6A)和模塊14按照本文所提出方法經(jīng)過溫度穩(wěn)定的情況示出比例因子變化與傳感器頭端溫度。另外，光纖線圈131通過光纖延遲器133來溫度補(bǔ)償(如參照等式(12)詳細(xì)描述)。-40與85°C之間的剩余比例因子變化從大約0.5%減小到±0.1%，并且因而滿足計(jì)量的一般要求(±0.2%)。
[0093]如所述，用于歸一化和溫度穩(wěn)定化的上述方法的任一種能夠適用于不同類型的光學(xué)傳感器，其能夠與結(jié)合圖1和圖5所述的傳感器相似或不同。下面描述具有無源元件以引入兩個(gè)檢測(cè)器通道之間的靜態(tài)偏置光學(xué)相移的其他可能的光學(xué)傳感器配置的示例。應(yīng)當(dāng)注意，所述示例只是代表性的，而上述方法的應(yīng)用并不局限于這些。
[0094]在圖7A所給出的光纖電流傳感器的示例中，引入靜態(tài)偏置光學(xué)相移的元件是法拉第旋轉(zhuǎn)器，具體來說是位于感測(cè)光纖131的末端的法拉第旋轉(zhuǎn)反射鏡144’。法拉第旋轉(zhuǎn)器的一般溫度相關(guān)單通旋轉(zhuǎn)角β(Τ)經(jīng)由90° + α(Τ) = 4 β(Τ)與等式(7)、(8)中的量α(Τ)相關(guān)，即，最佳靈敏度通過在參考溫度To、例如室溫下將β(Το)設(shè)置成±22.5°來取得。將相移轉(zhuǎn)換成兩個(gè)輸出通道142、143中的相反相位的光功率變化通過偏振分束器16來取得。在偏振分束器16處的應(yīng)力和未對(duì)齊能夠產(chǎn)生與I偏差的等式(7)和(8)中的量K1(T)A2(T)以及與零偏差的等式(7)和(8)中的量η(Τ)和κ(Τ)。
[0095]存在關(guān)于能夠如何操作圖7Α所示傳感器的兩種選項(xiàng)。在第一選項(xiàng)中，兩個(gè)正交線偏振狀態(tài)經(jīng)過PM光纖132發(fā)送給感測(cè)光纖131，并且通過光纖延遲器133在到光纖感測(cè)光纖131的入口處轉(zhuǎn)換成左和右圓形光波。在第二選項(xiàng)中，只有一個(gè)在偏振分路器所生成的線偏振狀態(tài)經(jīng)過PM光纖132來發(fā)送并且進(jìn)一步(沒有轉(zhuǎn)換為圓偏振)發(fā)送到感測(cè)光纖131中。電流信號(hào)能夠按照與圖1的先前傳感器實(shí)施例中相同的方式從所檢測(cè)光功率來檢索，其中兩個(gè)檢測(cè)器通道142、143通過如來自感測(cè)光纖131的光經(jīng)過分束器16時(shí)生成的兩個(gè)信號(hào)來形成。如本發(fā)明所述的元件16和144’的溫度穩(wěn)定化改進(jìn)傳感器信號(hào)的溫度穩(wěn)定性。
[0096]下面描述具有無源光學(xué)元件并且還具有按照等式(7)的傳感器特性的光纖電流傳感器的第三示例。
[0097]這個(gè)透射類型傳感器配置在圖7Β中示意示出。線偏振器141生成線偏振光，其被注入感測(cè)光纖131(在這個(gè)示例中，PM光纖引出線132-1的主軸與偏振器取向平行)。感測(cè)光纖131中的磁光相移隨著光偏振的旋轉(zhuǎn)而變得明顯。經(jīng)過無源元件144的相位偏置在這里通過偏振分束器16以與第一線偏振器141的軸(偏振分束器16的PM光纖引出線132-2的軸也相對(duì)第一偏振器141的軸成±45°來定向)成± 45°的取向來取得，其也在入局光中分為兩個(gè)正交線偏振狀態(tài)。兩個(gè)通道142、143中的所檢測(cè)光功率再次通過等式(7) (8)來描述，其中Δ φ比先前示例要小1/2，因?yàn)閮H通過感測(cè)線圈131—次。由于線偏振器141、偏振束或者其相對(duì)角取向的不完善，等式(7)和(8)中的量1(1(1')、1(2(1')能夠與1偏差，以及量€[(1')、11(!')和10(1')能夠與O偏差。如本發(fā)明所述的元件16的溫度穩(wěn)定化改進(jìn)傳感器信號(hào)的溫度穩(wěn)定性。
[0098]如已經(jīng)所述，本發(fā)明的精度增強(qiáng)的應(yīng)用并不局限于如圖1、圖5和圖7Α-7Β的示例中所述的光纖電流傳感器，因?yàn)楸景l(fā)明的各個(gè)方面也能夠適用于依靠光學(xué)相移的測(cè)量的其他傳感器。
[0099]為了進(jìn)一步說明，圖8示出上述方法能夠適用的光學(xué)電壓傳感器。
[0100]采用有源相位調(diào)制的對(duì)應(yīng)配置的一般布置和組件例如在參考文獻(xiàn)[16]中更詳細(xì)描述(又參見參考文獻(xiàn)[17]、[18])。檢測(cè)系統(tǒng)在很大程度上包括與如以上參照?qǐng)D1所述采用集成光學(xué)偏振分路器模塊14的光纖電流傳感器的第一示例相同的組件。但是，感測(cè)線圈131(光纖延遲器、感測(cè)光纖、光纖尖頭反射器)通過由反射器135端接在遠(yuǎn)端以及由45°法拉第旋轉(zhuǎn)器133’端接在近端的光電元件134來取代。反射器135能夠使用例如反射鏡、反射涂層、反射棱鏡或角立方反射器來實(shí)現(xiàn)。
[0101]如圖8所示，待測(cè)量電壓對(duì)光電元件134的長(zhǎng)度來施加。光電元件134能夠是桿狀光電Bi3Ge4012 (BGO)晶體134。代替塊狀光電晶體，可使用光電光纖134，例如參考文獻(xiàn)[19]所述的結(jié)晶光纖134或者如參考文獻(xiàn)[20]所述的電極化光纖134。在光電元件近端的法拉第偏振旋轉(zhuǎn)器133’在從PM光纖132所發(fā)出的兩個(gè)正交光波進(jìn)入光電晶體之前將它們旋轉(zhuǎn)45°。在旋轉(zhuǎn)器133’之后的偏振方向與晶體134的光電軸重合。光在晶體134的遠(yuǎn)端通過反射器135來反射。兩個(gè)正交光波遇到晶體134中與所施加電壓成比例的微分光電相移。法拉第旋轉(zhuǎn)器133’將返回光波旋轉(zhuǎn)另一個(gè)45°，使得總往返偏振旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于90°。(需要偏振旋轉(zhuǎn)，使得PM光纖132中的正交偏振狀態(tài)的往返編組延遲為零，并且兩個(gè)波在偏振器141、145進(jìn)行干涉時(shí)再次是相干的。
[0102]光電相移類似地提取到圖1的光纖電流傳感器的磁光相移。為了從兩個(gè)光電檢測(cè)器通道142、143中的光功率測(cè)量來檢索信號(hào)，如更詳細(xì)論述和上述示例的本發(fā)明的精度增強(qiáng)方面能夠如同光纖電流傳感器的情況一樣來應(yīng)用。具體來說，集成光學(xué)偏振分路器模塊14的溫度穩(wěn)定化與光纖電流傳感器的情況類似地增加信號(hào)穩(wěn)定性。注意，代替如圖8所示的光電感測(cè)元件134，也可使用如參考文獻(xiàn)16所述的電壓感測(cè)元件的其他設(shè)計(jì)。
[0103]本發(fā)明的各個(gè)方面能夠類似地基于材料、例如石英中的壓電效應(yīng)來適用于光學(xué)電壓傳感器。(一個(gè)或多個(gè))石英元件在所施加電壓存在的情況下拉緊附連的PM感測(cè)光纖，并且因此再次引入感測(cè)光纖的正交偏振狀態(tài)之間的電壓相關(guān)相移(參見參考文獻(xiàn)[16]、[7]以獲得更多細(xì)節(jié)KPM感測(cè)光纖也可類似地充當(dāng)另一源的應(yīng)變或力的傳感器。
[0104]雖然示出和描述本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例，但是要理解，本發(fā)明并不局限于此，而是可在以下權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)以不同方式來實(shí)施和實(shí)踐。
[0105]具體來說，對(duì)上述示例的有利變更如下:
?優(yōu)選地，分路器/組合器140的波導(dǎo)通過電場(chǎng)輔助離子交換(其引起可忽略雙折射)來產(chǎn)生。
[0106].優(yōu)選地，分路器/組合器140的端面經(jīng)過角度拋光(例如與光的傳播方向成8°)，以便使背向反射為最小。
[0107].集成光學(xué)模塊14的四分之一波延遲器OWR 114的快和慢軸可與pm光纖的快和慢軸成45° (而不是平行或正交對(duì)齊)來定向。如果干涉光波的微分相位發(fā)生變化，則延遲器之后的光則始終采用旋轉(zhuǎn)的偏振來線偏振。如果兩個(gè)檢測(cè)器通道中的偏振器分別與Pm光纖的快和慢軸平行地對(duì)齊、即相對(duì)上述配置旋轉(zhuǎn)45°，則如上所述的檢測(cè)器信號(hào)保持不變。注意，在這種情況下，偏振器Pl 141能夠不再是源光和第一檢測(cè)器通道142共同的，因?yàn)閮蓚€(gè)偏振方向這時(shí)相差45°。
[0108].代替分路器/組合器140，塊狀光學(xué)分路器而是可與四分之一波延遲器144和與其附連的偏振器141、145配合使用。
[0109].光纖線圈殼體13、偏振保持光纖電纜132和光學(xué)模塊殼體181可為了冗余度而分別包含兩個(gè)或更多光纖線圈、光纖和分路器。
[0110].共同光源111可用于若干傳感器頭端13(—般為η個(gè)頭端)。特別感興趣的是三相傳感器系統(tǒng)的共同源111。源光則通過I Xn光纖耦合器或集成光學(xué)I Xn分路器來分路成單獨(dú)傳感器頭端13。
[0111].如圖2、圖3和圖4所示的信號(hào)處理方案能夠?qū)崿F(xiàn)為全數(shù)字電路、模擬電路或者混合模擬/數(shù)字電路。
[0112].對(duì)于AC或瞬變被測(cè)對(duì)象場(chǎng)的溫度穩(wěn)定，有可能只使用一個(gè)檢測(cè)通道來得出集成光學(xué)模塊處的溫度的量度。
[0113].應(yīng)當(dāng)注意，所述偏振分路器模塊的延遲器144和隔離片146也能夠互換，使得相位偏置在感測(cè)元件131之前來引入。
[0114].對(duì)于按照本發(fā)明的光學(xué)磁場(chǎng)傳感器或電流傳感器，感測(cè)元件能夠包括光纖或波導(dǎo)，其中包括專業(yè)低雙折射光纖、燧石玻璃光纖或自旋高雙折射光纖、塊狀磁光材料(例如釔鐵石榴石晶體或熔融石英玻璃塊或者附連到磁致伸縮元件的光纖、波導(dǎo)或塊狀光學(xué)材料或者其組合。
[0115].在引入光學(xué)偏置相移的元件的溫度穩(wěn)定化的情況下，大體上，一個(gè)檢測(cè)通道可對(duì)AC或瞬變電流測(cè)量是充分的。傳感器信號(hào)則通過將AC或瞬變檢測(cè)器信號(hào)分量除以DC信號(hào)分量來確定。
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光電子模塊11光源111
檢測(cè)器12-1、12-2信號(hào)處理單元113傳感器頭端13感測(cè)元件131光纖101光纖連接器102集成光學(xué)偏振分路器模塊14I X 3分路器/組合器140偏振器141PM光纖132
四分之一波(光纖)延遲器133法拉第旋轉(zhuǎn)器133’
反射器135
光學(xué)檢測(cè)通道142、143四分之一波延遲器板(QWR) 144法拉第旋轉(zhuǎn)反射鏡144’
偏振器145隔離片146:
快速傅立葉變換單元FFT低通濾波器(n) LFP(n)
高通濾波器(n) HFP(η)
加法器+
減法器_
除法器/
整流器R幅度比A偏振分束器16光電元件134導(dǎo)體15端子板151絕緣層152電絕緣子17絕緣子法蘭171絕緣介質(zhì)172熱絕緣殼體18加熱箔電阻器181外部殼體182連接器屏蔽103應(yīng)變消除104。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檢測(cè)感測(cè)元件(131，134)中的被測(cè)對(duì)象場(chǎng)所引起的光波的兩個(gè)集合之間的光學(xué)相移的方法，所述方法包括下列步驟: -經(jīng)過所述感測(cè)元件(131，134)從光源(111)傳遞在非零被測(cè)對(duì)象場(chǎng)存在的情況下在所述感測(cè)元件(131，134)中具有不同速度的光波的所述兩個(gè)集合； -引入光波的所述兩個(gè)集合之間的靜態(tài)偏置光學(xué)相移； -將包括所述靜態(tài)偏置光學(xué)相移和所述被測(cè)對(duì)象場(chǎng)所引起的所述光學(xué)相移的總光學(xué)相移轉(zhuǎn)換為至少兩個(gè)檢測(cè)器通道(142，143)中的相反符號(hào)(反相)的光功率變化； -將所述至少兩個(gè)檢測(cè)器通道(142，143)中的所述光功率轉(zhuǎn)換為電檢測(cè)器信號(hào)； -從所述至少兩個(gè)檢測(cè)通道(142，143)的所述電檢測(cè)器信號(hào)中過濾譜分量，并且將所述譜分量或者從其中得出的歸一化參數(shù)與至少一個(gè)檢測(cè)器信號(hào)相結(jié)合，以產(chǎn)生與所述被測(cè)對(duì)象場(chǎng)不存在的情況下的相等光平均功率對(duì)應(yīng)的歸一化檢測(cè)器信號(hào)； -組合包括所述歸一化檢測(cè)器信號(hào)的所述至少兩個(gè)檢測(cè)通道的所述檢測(cè)器信號(hào)，以產(chǎn)生與所述總光學(xué)相移相關(guān)但是與所述光源的強(qiáng)度和所述至少兩個(gè)檢測(cè)器通道(142，143)中的不同損耗或不同增益基本上無關(guān)的傳感器信號(hào)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，光波的所述兩個(gè)集合包括兩個(gè)不同偏振狀態(tài)、具體來說是兩個(gè)正交線偏振狀態(tài)或者左和右圓偏振狀態(tài)。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述靜態(tài)偏置光學(xué)相移為大約(2n+ I) X90°，具體在(2n + I) X 90° 土 20°或(2η + I) X 90 土 5°之內(nèi)，其中η為任何整數(shù)。4.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述靜態(tài)偏置光學(xué)相移使用至少一個(gè)四分之一波延遲器(144)或法拉第旋轉(zhuǎn)器(144’)來引入。5.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述感測(cè)元件是電流或磁場(chǎng)感測(cè)元件(131)或者電壓或電場(chǎng)感測(cè)元件(134)。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述電流感測(cè)元件(131)是環(huán)繞電流導(dǎo)體(15)的光纖(131)07.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述電場(chǎng)或電壓感測(cè)元件(134)是光電晶體(134)或者結(jié)晶或極化光電光纖(134)。8.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，一個(gè)或多個(gè)偏振元件(141，145，16)用來生成具有相反符號(hào)(反相)的所述光功率變化。9.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述經(jīng)過濾的譜分量是所述檢測(cè)器信號(hào)的AC或瞬變內(nèi)容。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述經(jīng)過濾的AC譜分量經(jīng)過時(shí)間平均。11.如權(quán)利要求1O所述的方法，其中，快速傅立葉變換(FFT)和低通濾波器(LPF，LPFI)用來過濾時(shí)間平均的AC譜分量。12.如權(quán)利要求1O至11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，一系列高通濾波器(HPFI)、整流器(R)和低通濾波器(LPF)用來過濾時(shí)間平均的AC譜分量。13.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述經(jīng)過濾的譜分量處于所述被測(cè)對(duì)象場(chǎng)的標(biāo)稱頻率周圍的范圍中，具體來說在45 Hz至65 Hz的范圍中。14.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，設(shè)置所述經(jīng)過濾的譜分量的幅度閾值，以及低于所述閾值或者從其中所得出的歸一化參數(shù)的經(jīng)過濾的譜分量通過缺省值或者通過經(jīng)低通濾波的信號(hào)分量來替代。15.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述經(jīng)過濾的譜分量是經(jīng)過所述檢測(cè)器信號(hào)的低通濾波所得出的所述所檢測(cè)信號(hào)的DC或緩慢變化內(nèi)容。16.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述組合步驟之后向所述信號(hào)應(yīng)用高通濾波器(HPF，HPF2)的步驟。17.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括補(bǔ)償所述感測(cè)元件和/或其他無源組件(14，16，141，144，144 ’，145)的溫度相關(guān)性的步驟。18.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括具體通過考慮所述靜態(tài)光學(xué)偏置相移對(duì)所述傳感器信號(hào)特性的線性化。19.具體如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括從所述傳感器信號(hào)來得出表示所述靜態(tài)偏置相移的其他信號(hào)的步驟。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，得出表示所述靜態(tài)光學(xué)相位偏置的信號(hào)的所述步驟包括將所述傳感器信號(hào)分為總相移通道和靜態(tài)偏置相移通道，并且向所述靜態(tài)偏置相移通道應(yīng)用低通濾波器(LPF2)。21.如權(quán)利要求19或20所述的方法，其中，所述靜態(tài)偏置相移指示引入所述靜態(tài)偏置光學(xué)相移的組件(14，144，144’)和/或感測(cè)元件(131，134)的溫度。22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括使用所述靜態(tài)偏置相移來補(bǔ)償由集成光學(xué)偏振分路器模塊(14)和/或通過所述感測(cè)元件(131，134)所引起的所述傳感器信號(hào)的所述溫度相關(guān)性。23.如權(quán)利要求19至22中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括由耦合到所述感測(cè)元件(131)的延遲器(133)所提供的其他溫度補(bǔ)償。24.—種具有由所述兩個(gè)或更多檢測(cè)器(12-1，12-2)所測(cè)量的所述信號(hào)的每個(gè)的輸入的信號(hào)處理單元以及濾波器卬?1'，即？、^^、^^1，1^^2，即？1，即？2)以及用于運(yùn)行如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法的其他組件(R，X，/，+，_)。25.—種光纖電流或磁或者電壓或電場(chǎng)傳感器(10)，具體包括如權(quán)利要求24所述的信號(hào)處理單元，所述傳感器(10)包括:至少一個(gè)光源(111)和至少一個(gè)或兩個(gè)光檢測(cè)器(12-1，12-2);至少兩個(gè)或三個(gè)光學(xué)傳輸通道，其中一個(gè)通道提供所述光到感測(cè)元件(131，134)的前向通道以及一個(gè)或兩個(gè)通道(142，143)提供所述光到所述檢測(cè)器(12-1，12-2)的返回檢測(cè)器通道;一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件(14，16，141，144，144’，145)，用于引入在非零被測(cè)對(duì)象場(chǎng)存在的情況下在所述感測(cè)元件(131，134)中具有不同速度的光波的兩個(gè)不同集合之間的靜態(tài)偏置光學(xué)相移，并且用于將包括所述靜態(tài)偏置光學(xué)相移和所述被測(cè)對(duì)象場(chǎng)所引起的光學(xué)相移的總光學(xué)相移轉(zhuǎn)換為光功率的變化，所述光功率處于相反符號(hào)(反相)的兩個(gè)檢測(cè)器通道(142，143)的情況下，并且偏振保持(PM)光纖(132)直接地或者經(jīng)由至少一個(gè)延遲器(133)或法拉第旋轉(zhuǎn)器元件間接地連接到所述感測(cè)元件(131，134)，其中所述一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件(14，16，141，144，144’，145)的至少部分與溫度穩(wěn)定單元(181)進(jìn)行熱接觸，從而為所述一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件(14，161，141，144，144’，145)來提供受控溫度環(huán)境。26.如權(quán)利要求25所述的傳感器，其中，所述一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件(14，16，141，144，145)處于地電位，并且所述PM光纖(132)提供從地電位到與所述地電位不同的所述感測(cè)元件(131，134)的電位的光學(xué)連接。27.如權(quán)利要求25或26所述的傳感器，其中，用于引入靜態(tài)偏置光學(xué)相移的一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件(144)以及轉(zhuǎn)換總光學(xué)相移的所述一個(gè)或多個(gè)無源光學(xué)元件(141，145)結(jié)合在集成光學(xué)偏振分路器模塊(14)中，所述集成光學(xué)偏振分路器模塊(14)具有所述光學(xué)源/檢測(cè)器側(cè)上的至少三個(gè)端口以及所述感測(cè)元件側(cè)上的一個(gè)端口，其中所述感測(cè)元件側(cè)上的所述端口連接到所述PM光纖(132)。28.如權(quán)利要求25至27中的任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述PM光纖(132)經(jīng)過絕緣子柱、具體來說是空芯絕緣子柱(17)的內(nèi)部。29.如權(quán)利要求28所述的傳感器，其中，所述絕緣子柱(17)是填充有圍繞所述PM光纖(132)的絕緣流體或凝膠的空芯絕緣子，所述流體或凝膠可選地包括硅酮或者具有可壓縮填充劑材料或氣體的硅酮，可選地包括氮或六氟化硫(SF6); 或者所述絕緣流體或凝膠包括介電絕緣流體混合物或氣體混合物，其中包括有機(jī)氟化合物、例如從由下列項(xiàng)所組成的組中選取的有機(jī)氟化合物:氟代醚、環(huán)氧乙烷、氟代胺、氟酮、氟烯烴以及它們的混合物和/或分解產(chǎn)物，以及具體來說還有所述絕緣流體或凝膠，其中包括與所述有機(jī)氟化合物不同的并且從由下列項(xiàng)所組成的組中選取的背景氣體或運(yùn)載氣體:空氣、N2、O2、CO2、惰性氣體、H2; NO2、NO、N2O;碳氟化合物以及具體來說是全氟化碳，例如CF4; CF31、SF6 ；及其混合物。30.如權(quán)利要求25至29中的任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述溫度穩(wěn)定單元(181)包括至少一個(gè)自調(diào)節(jié)加熱電阻器、具體來說是至少一個(gè)自調(diào)節(jié)加熱電阻器箔。31.如權(quán)利要求25至30中的任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述感測(cè)元件包括要環(huán)繞導(dǎo)體(15)并且在操作中暴露于所述導(dǎo)體中的電流的磁場(chǎng)的感測(cè)光纖(131)。32.如權(quán)利要求25至31中的任一項(xiàng)所述的傳感器，作為用于測(cè)量DC電流的傳感器。33.如權(quán)利要求25至30中的任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述感測(cè)元件包括光電晶體(134)或光電光纖(134)或者附連到壓電材料的光纖。
【文檔編號(hào)】G01R15/24GK106030317SQ201380082067
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2013年12月20日
【發(fā)明人】K.博內(nèi)特, A.弗蘭克, G.米勒, 楊琳
【申請(qǐng)人】Abb 技術(shù)有限公司