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光纖直流大電流傳感器現場校準儀

點擊數:2697來源: 湖北華冠光電測控設備有限公司

HGFOCS-G光纖大電流傳感器現場校準儀

                                                 

大電流傳感器被廣泛應用于各行各業的電力測控系統中,對生產過程中的電流進行著計量和測控。其生產工藝的特征是長期的﹑連續的運行過程。在使用現場,電流傳感器受溫度﹑時間﹑位置﹑電磁場等諸多環境因素的影響,造成傳感器準確度超差的可能性普遍存在。用戶由于沒有現場校準和檢驗的手段,對使用運行中的電流傳感器的準確度一直是一個模糊的概念,被測電流量值的精準性是長期困擾用戶的一個瓶頸,而電流的計量和控制準確﹑穩定與否,對生產設備﹑生產效率﹑人員安全有著直接影響,電流檢測設備的定期校驗是保證測控設備長期精準運行及電能質量管理的必要措施。因此,如何對在現場使用的電流檢測裝置進行快捷﹑經濟﹑準確的誤差檢測與量值傳遞一直是國內許多科研與計量部門的重大科研課題。

HGFOCS-G大電流光纖傳感器現場校驗裝置,是我公司研發的國內最新電流傳感器現場校準產品,以高精度光纖電流傳感器為主體,將0.05%精度等級的標準測量頭和用戶電流檢測設備并接在二次出線的電流載體上,標準測量頭在線采集的信號和受檢電流傳感器檢測的信號實時送到數據處理系統進行數據分析,利用電流測查法的原理建立數學模型,將標準信號和受檢傳感器信號的實時值、差值、直觀地表現出來。通過近幾年本公司與國家權威計量部門反復檢測與充分認證。經廣大用戶現場應用表明該裝置是十分理想的大電流傳感器現場校驗裝置。

HGFOCS-G高精度光纖式電流傳感器現場校準儀系便攜式結構,各部分均采用最優化﹑最小尺寸設計集中裝在一個儀表箱里面。該裝置由三部分組成。

1、 0.05%精度等級光纖傳感測量頭

2、 0.05%精度等級數據檢測平臺

3、 專用信號光纜

一、原理、結構

1 數字閉環全光纖電流傳感器工作原理與結構

光纖電流傳感器是通過檢測兩束偏振光在 Faraday 磁場效應下的干涉光強來測量電流,其原理結構框圖如下圖所示。

光源發出的光經過耦合器后由起偏器形成線偏振光,線偏振光經過保偏光纖45熔接點后等分為兩束線偏振光,分別沿保偏光纖的 X 軸和 Y 軸傳輸。這兩束正交模式的線偏振光經過相位調制器和光纖延遲線進入 λ/4 波片后,分別轉變為左旋和右旋的圓偏振光,進入傳感光纖。由于待測電流會在其周圍產生感應磁場,根據偏振光束的法拉第磁場效應,這兩束圓偏振光以不同的速度傳輸,從而產生非互異性法拉第相位差。兩束圓偏振光經過傳感光纖端面的鏡面反射后,傳播方向變反,同時兩束圓偏振光的偏振模式互換,即左旋光變為右旋光,右旋光變為左旋光。由于傳播方向與旋向都發生變化,反向傳輸的兩束圓偏振光依然保持其原來的速度。這兩束光再次通過 λ/4 波片后,恢復為線偏振光,并在偏振器處發生干涉。最后,攜帶相位信息的光由耦合器耦合進入探測器供后續電路處理。由于發生干涉的兩束光在光路的傳輸過程中,分別都通過了保偏光纖的 X 軸和 Y 軸、傳感光纖的左旋和右旋模式,一些互異性相位差,如振動和轉動引起的 Sagnac 相位差等,將會被抵消,因此返回探測器的光只攜帶了由法拉第效應產生的非互易相位差。其表達式為:

其中,φ=4VNI 是法拉第相位差,V Verdet 常數,I 為待測電流,N 為傳感光纖的線圈匝數。由式可以看出,通過檢測探測器的光強信息就可以解調出待測電流的大小,兩束光波的相位偏移與導線的電流成正比,然后顯示單元將電流數值以模擬量或數字量傳至最終用戶,從而達到準確測量電流的目的。

2 校驗操作平臺原理、結構框圖

圖中DVM1和DVM2分別表示為標準傳感器和受檢傳感器的實時測量值、標準基準值、標準和受檢傳感器差值等。標準傳感器及受檢傳感器信號送入檢測平臺,通過參數校準將標準傳感器和受檢傳感器的變比定為同一比例關系信號,兩信號在同一檢測平臺比對測差。整個校驗裝置集中存放在一個箱子里,現場校驗時電流檢測傳感頭從箱子里拉出,校驗完后收回到箱子里即可,整套裝置重量15KG。

二、主要技術參數及性能指標

1. 程: 任意(根據用戶需要確定)

2. 量值輸出: 0-5V(可由用戶指定)

3. 準 確 度: 0.05%

4. 位置影響:無影響

5. 重復誤差:小于0.01%

6. 電磁場影響:無影響

7. 工作電壓: AC220V

8. 功    耗: 小于10W

9. 使用條件: 環境溫度 20℃--65℃,相對濕度不大于85%

10.重    量:  12Kg

三、校驗示意圖

湖北華冠光電測控設備有限公司

網址:http://www.dvmxdw.live

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