传统的电磁电压传感器由于自身的技术局限性而无法满足当前电网的发展需求,基于MZ的非功能性光纤电压传感器的出现改变了这种情况,但目前,这种光纤电压传感器也存在一些问题,本文首先分析了光强度测量模式的局限性,然后提出了一种基于MZ的新型非功能光纤电压传感器。
于传统的电磁电压传感器,由于其技术局限性,其安全性和抗电磁干扰性较差,其尺寸较大且性价比不很高,因此难以满足当前的需求电网的发展。传统的电磁电压传感器相比,光纤电压传感器具有绝缘成本低,抗电磁干扰能力强,体积小,性价比高等优点。外,就原理和技术而言,光纤电压传感器也具有很大的优势。
当前的发展来看,光纤电压传感器主要分为两类:功能性和非功能性。于功能性光纤电压传感器,它使用光的相变检测来获得电压电平的检测。于非功能性的光纤电压传感器,它使用对发出的光强度的检测来达到电压水平。以检测到,但是对于这种类型的非功能电压传感器,其检测范围的检测模式不是很宽,并且很容易受到光源输出波动的影响,因此存在缺点很多。学家后来根据Mach-Zehnder干扰原理开发了一种非功能性光纤电压传感器。
于这种无功能的传感器,纤维通过压电陶瓷的电磁拉伸作用而拉伸,从而电压的振幅被转换为干涉条纹的位移。于该原理,还存在某些缺点:主要问题之一是光的老化,并且光纤将在拉伸期间引起传输损失。
文根据Mach-Zehnder的干扰原理,提出了一种新型的非功能性光纤电压传感器,与以前的电压传感器的不同之处在于,在检测臂上安装了电光调制器干涉仪的然后,传感器利用电光晶体的普克尔斯效应将电压转换为平移干涉条纹。后测量磁带移动的幅度,以便可以测量张力的幅度。上式中,它是晶体的折射率。是晶体的线性电光系数的大小;它是光源波长的大小;它是晶体光路的长度;它是电场施加方向上晶体厚度的大小;它是度量电压的大小;它是晶体的半波电压的大小。上式中,它是输出光强度的大小和输入光强度的大小。是,该测量模式存在以下问题。于光源的输出功率,它会随中心波长发生温度漂移,光学器件的热膨胀和收缩效应将引起光耦合效率的某些变化,造成一些波动和光输出功率的损失。学装置本身具有温度漂移等。于这些问题,恒温阀芯这将直接影响发射的光的强度,最终,测量将具有很大的误差。光源为例:对于光电压互感器,使用的大多数光源是LED,波长的温度变化系数通常为0.2 nm /°C。
度的变化会改变光源的波长,这种变化会导致晶体的电光相位有所延迟。波长为980 nm的光源为例,当温度变化幅度为100摄氏度时,可以得出结论,由于长度d的变化而引起的相位延迟误差浪大约是2.0%。于电光晶体,固有的特征是存在半波电压。了能够完成电光相位延迟的振幅的线性测量,通常基于公式(2)。果在相同电场强度的作用下,半波电压值越高,尺寸越小,有助于扩大测量范围;半波电压的值越高,越小,则越大,这将有助于提高测量的灵敏度。此,可以看出在晶体固有的测量灵敏度和测量范围之间存在一些矛盾。常,对于OVT,BGO晶体用作张力敏感材料。于晶体,它必须在熔化或加热期间留下两个特定的约束条件,从而导致线性双折射和圆形双折射,从而形成额外的相位延迟,这将使测量的稳定性和准确性标准化。响很大。上式中,k表示。
于BGO晶体,线性电光系数的大小,电光效应的折射率和温度系数。此,当温度变化值为100摄氏度时,将引入0.164%的附加相位延迟。于OVT,在运行时,必须存在一系列问题,例如设备的热膨胀,收缩或老化,这会导致电光晶体和传输光纤形成随机约束的双折射,导致电光相位延迟等。位延迟是叠加的,无法区分它们。且这些问题还将导致光学装置的位置出现一些偏差,这将导致测量结果出现一些误差。谓的新OVT包括在MZ干涉仪上方的分支上安装具有横向调制的电光调制器。于光源,发出的光将使用偏振器产生相应的偏振光,然后将大小为3db的耦合器分成强度相同的两束光束,这两束光束将进入干涉仪的两个臂中。MZ。束穿过电光调制器侧的偏振光,并且在施加电压的作用下形成电光相位延迟。等式(1)所示,两条光束通过分析仪后会产生干涉。
痕。获得的光强度的大小最大,这是相应光带的中心位置。获得的光强度的大小最小,这是相应暗带的中心位置。着大小的变化,亮带和暗带的位置也会发生变化。大小为2π时,对于频带,它会发生周期性位移。
样,通过测量条纹的位移x,可以获得电压U的幅度,从而完成直接线性测量,并且对于测量范围,其将不受半电压的限制。-水晶波。文介绍了一种新的基于MZ的非功能性光纤电压传感器,该传感器使用Pockels效应将施加的电压转换为干涉条纹的位移。
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