福州大学徐启峰获国家专利权
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龙图腾网获悉福州大学申请的专利一种光学电流传感器应力线双折射的交流过零补偿方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115932356B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211641605.X,技术领域涉及:G01R15/24;该发明授权一种光学电流传感器应力线双折射的交流过零补偿方法是由徐启峰设计研发完成,并于2022-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种光学电流传感器应力线双折射的交流过零补偿方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种光学电流传感器应力线双折射的交流过零补偿方法,方法包括以下步骤;步骤S1、光源发出的光经过起偏器形成线偏振光,在待测磁场作用下,线偏振光经过磁光薄膜,并形成法拉第磁致旋光角,经牛顿环偏振光栅检偏;步骤S2、光学电流传感器所在环境产生温漂或震动时,牛顿环偏振光栅将法拉第磁致旋光角与光学元件、磁光薄膜产生的应力线双折射转换为光斑图像的同步旋转,输出法拉第磁致旋光角与应力线双折射的线性叠加结果;步骤S3、当交流电流过零时,电流磁场为零使法拉第磁致旋光角为零,此时牛顿环偏振光栅输出结果即为当前温漂或震动导致的应力线双折射对应的干扰量;本发明可以在交流电流过零时将应力线双折射提取出来并加以补偿。
本发明授权一种光学电流传感器应力线双折射的交流过零补偿方法在权利要求书中公布了:1.一种光学电流传感器应力线双折射的交流过零补偿方法,针对基于法拉第磁光效应的光学电流传感器,用于检测光学电流传感器的光纤、磁光薄膜因温漂或震动导致的应力线双折射对应的干扰量,其特征在于:所述补偿方法包括以下步骤; 步骤S1、光源发出的光经过起偏器形成线偏振光,在待测磁场作用下,线偏振光经过磁光薄膜,其偏振面发生旋转,即为法拉第磁致旋光角,并经过牛顿环偏振光栅检偏; 步骤S2、光学电流传感器所在环境产生温漂或震动时,牛顿环偏振光栅将法拉第磁致旋光角与光学元件、磁光薄膜产生的应力线双折射转换为光斑图像的同步旋转,输出法拉第磁致旋光角与应力线双折射的线性叠加结果; 步骤S3、当交流电流过零时,电流磁场为零使法拉第磁致旋光角为零,此时牛顿环偏振光栅输出结果即为当前温漂或震动导致的应力线双折射对应的干扰量;所述补偿方法针对步骤S3所测得的干扰量加以补偿; 所述线偏振光由激光器与起偏器产生; 步骤S2、步骤S3中,基于琼斯矩阵计算应力线双折射的分离效果,方法为:设激光源的入射光经起偏器2得过线偏振光Ein,有公式如下; 其中A表示输入光强; 线偏振光通过磁光薄膜,在待测磁场作用下,线偏振光偏振面发生旋转,其旋转角度即为法拉第磁致旋光角α,传输矩阵JE可表示为: 受温度变化与震动的影响,在磁光薄膜和传输光纤中产生应力线双折射γ,此时将JE改写为Jr: 其中α’=α+γ为计及应力线双折射时线偏振光偏振面的旋转角度; 线偏振光通过磁光薄膜后的琼斯矢量为: 输出光矢E1在x与y方向的振动分量合成后得到一束线偏振光,其振幅仍为A,偏振方位角θ为: E1的θ与α’满足线性关系:θ=α′公式六; E1经过牛顿环偏振光栅解调后转化成环形光斑,其中暗纹中心位置对应E1的偏振面,并随α’的变化同步旋转,通过测量环形光斑暗纹中心的旋转角度即可实现对θ的直接测量; 由于:θ=α′=α+γ公式七; 因此光学电流传感器线性测量的结果为α与γ的线性叠加;根据法拉第磁光效应,待测磁场H与α满足: α=VHLM公式八; 其中V为维尔德常数,LM是磁光材料沿磁场方向的通光路径长度; 当H=0时α=0,即在交流电流过零时光学电流传感器的输出信号α’=γ,环形光斑暗纹位置对应角度即γ,交流过零补偿方法通过定位光斑,将γ检测出来并加以补偿。
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