福州大學徐啟峰獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉福州大學申請的專利一種光學電流傳感器應力線雙折射的交流過零補償方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115932356B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211641605.X,技術領域涉及:G01R15/24;該發明授權一種光學電流傳感器應力線雙折射的交流過零補償方法是由徐啟峰設計研發完成,并于2022-12-20向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種光學電流傳感器應力線雙折射的交流過零補償方法在說明書摘要公布了:本發明提出一種光學電流傳感器應力線雙折射的交流過零補償方法,方法包括以下步驟;步驟S1、光源發出的光經過起偏器形成線偏振光,在待測磁場作用下,線偏振光經過磁光薄膜,并形成法拉第磁致旋光角,經牛頓環偏振光柵檢偏;步驟S2、光學電流傳感器所在環境產生溫漂或震動時,牛頓環偏振光柵將法拉第磁致旋光角與光學元件、磁光薄膜產生的應力線雙折射轉換為光斑圖像的同步旋轉,輸出法拉第磁致旋光角與應力線雙折射的線性疊加結果;步驟S3、當交流電流過零時,電流磁場為零使法拉第磁致旋光角為零,此時牛頓環偏振光柵輸出結果即為當前溫漂或震動導致的應力線雙折射對應的干擾量;本發明可以在交流電流過零時將應力線雙折射提取出來并加以補償。
本發明授權一種光學電流傳感器應力線雙折射的交流過零補償方法在權利要求書中公布了:1.一種光學電流傳感器應力線雙折射的交流過零補償方法,針對基于法拉第磁光效應的光學電流傳感器,用于檢測光學電流傳感器的光纖、磁光薄膜因溫漂或震動導致的應力線雙折射對應的干擾量,其特征在于:所述補償方法包括以下步驟; 步驟S1、光源發出的光經過起偏器形成線偏振光,在待測磁場作用下,線偏振光經過磁光薄膜,其偏振面發生旋轉,即為法拉第磁致旋光角,并經過牛頓環偏振光柵檢偏; 步驟S2、光學電流傳感器所在環境產生溫漂或震動時,牛頓環偏振光柵將法拉第磁致旋光角與光學元件、磁光薄膜產生的應力線雙折射轉換為光斑圖像的同步旋轉,輸出法拉第磁致旋光角與應力線雙折射的線性疊加結果; 步驟S3、當交流電流過零時,電流磁場為零使法拉第磁致旋光角為零,此時牛頓環偏振光柵輸出結果即為當前溫漂或震動導致的應力線雙折射對應的干擾量;所述補償方法針對步驟S3所測得的干擾量加以補償; 所述線偏振光由激光器與起偏器產生; 步驟S2、步驟S3中,基于瓊斯矩陣計算應力線雙折射的分離效果,方法為:設激光源的入射光經起偏器2得過線偏振光Ein,有公式如下; 其中A表示輸入光強; 線偏振光通過磁光薄膜,在待測磁場作用下,線偏振光偏振面發生旋轉,其旋轉角度即為法拉第磁致旋光角α,傳輸矩陣JE可表示為: 受溫度變化與震動的影響,在磁光薄膜和傳輸光纖中產生應力線雙折射γ,此時將JE改寫為Jr: 其中α’=α+γ為計及應力線雙折射時線偏振光偏振面的旋轉角度; 線偏振光通過磁光薄膜后的瓊斯矢量為: 輸出光矢E1在x與y方向的振動分量合成后得到一束線偏振光,其振幅仍為A,偏振方位角θ為: E1的θ與α’滿足線性關系:θ=α′公式六; E1經過牛頓環偏振光柵解調后轉化成環形光斑,其中暗紋中心位置對應E1的偏振面,并隨α’的變化同步旋轉,通過測量環形光斑暗紋中心的旋轉角度即可實現對θ的直接測量; 由于:θ=α′=α+γ公式七; 因此光學電流傳感器線性測量的結果為α與γ的線性疊加;根據法拉第磁光效應,待測磁場H與α滿足: α=VHLM公式八; 其中V為維爾德常數,LM是磁光材料沿磁場方向的通光路徑長度; 當H=0時α=0,即在交流電流過零時光學電流傳感器的輸出信號α’=γ,環形光斑暗紋位置對應角度即γ,交流過零補償方法通過定位光斑,將γ檢測出來并加以補償。
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