專利名稱：：法拉第效應電流傳感器的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于測量或在時間上解析例如源于電擊(strokeoflightning)的快速電》茲場。所測量的或者在時間上解析的電》茲場由在電導體中流動的電流產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的組件包括一對相同但相反設置的法拉第傳感器。另外，本發(fā)明涉及用于使來自該傳感器的輸出信號穩(wěn)定的方法和系統(tǒng)，以及用于處理來自該傳感器組件的信號的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
：在專利文獻中已經(jīng)提出了用于測量閃電電流的各種配置。JP07043392公開了一種通過測量在由閃電電流產(chǎn)生的磁場中傳播的線偏振光的轉動角度來促進閃電電流測量的法拉第傳感器。在JP07043392中提出的法拉第傳感器包括發(fā)光器件，光從該發(fā)光器件進入到光纖中，以及柱狀透鏡和長方體偏振器，以產(chǎn)生線偏振光。該線偏振光入射到長方體磁光場傳感器上，該長方體磁光場傳感器使測量光的偏振面在磁場的影響下轉動角度P。通過布置在磁光元件的輸出側上的長方體分析器將該轉動角度P轉換為光的強度。在離開該磁光元件之后，該光穿過柱狀透鏡和光纖，然后到達例如光電二極管的E/O轉換器，并通過該E/O轉換器檢測。在JP07043392中提出的法拉第傳感器的缺點在于外部磁場(即除了由閃電電流產(chǎn)生的》茲場以外的^茲場)容易影響由JP07043392中提出的傳感器進行的測量。由于在JP07043392中提出的法拉第傳感器對與閃電無關的磁場敏感，所以即使不是不可能的，正確確定閃電電流也可能是困難的。本發(fā)明的目的是提供一種對外部干擾磁場不敏感的傳感器組件。10外部干擾磁場是指除了由傳送要被測量的電流的導體產(chǎn)生的磁場以外的磁場。本發(fā)明的另一個目的是提供一種傳感器組件，該傳感器組件結合了用于補償形成該傳感器組件的光學部件的老化的補償方法和相關補償設備。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于處理來自該傳感器組件的信號的信號處理方法及相關的信號處理設備。
發(fā)明內(nèi)容在第一方面，通過提供一種法拉第傳感器組件來滿足上述目的，該法拉第傳感器組件包括第一光導元件，其適于沿著第一傳播方向引導電磁輻射；第二光導元件，其適于沿著第二傳播方向引導電磁輻射；以及測量區(qū)域，其適于接納導電元件，在該測量區(qū)域中，該導電元件的主延伸方向在基本上垂直于所述第一和第二傳播方向的方向上。根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件能夠測量在0.2Hz-10MHz頻率范圍內(nèi)高達+/-400kA的電流，如閃電電流。通過選擇性地分析特定頻率范圍內(nèi)的傳感器信號(例如在低于lkHz的頻率范圍內(nèi))，可以確定小到50-60A的電流。另外，根據(jù)該第一方面的傳感器組件能夠在-30。C到+70°。的溫度間隔內(nèi)工作。就所給出的傳感器組件的再現(xiàn)性來說，該組件的測量精度在2%以內(nèi)。可以關于所述第一傳播方向基本相反地設置所迷第二傳播方向。所述測量區(qū)域原則上可以關于所述第一和第二光導元件任意地設置。然而，優(yōu)選地將該測量區(qū)域設置在第一和第二光導元件之間，使得第一光導元件、設置在測量區(qū)域中的導電元件以及第二光導元件結合形成三明治狀結構。該導電元件可以用各種方式來實現(xiàn)。因此，該導電元件可以包括電導線、基本上剛性的棒、轉子葉片的構成部分等。根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件可以進一步包括輸入偏振元件，其適于使耦合到所述第一和第二光導元件的每一個中的電磁輻射偏振。另外，根據(jù)本發(fā)明的法拉第傳感器組件可以進一步包括輸出偏振元件，其適于使從所述第一和第二光導元件的每一個耦合出的電磁輻射偏振?？梢詫⑺鲚斎肫裨钠穹较蛟O置成不同于所述輸出偏振元件的相應的偏振方向。優(yōu)選地，將相關的輸入和輸出偏振元件對的偏振方向設置成相差大約45度的角。在第一實施例中，可以將第一光導元件設置在第一殼體內(nèi)，該第一殼體包括適于面向設置在測量區(qū)域中的導電元件的向內(nèi)彎曲的外殼部分。類似地，可以將第二光導元件設置在第二殼體內(nèi)，該第二殼體包括適于面向設置在測量區(qū)域中的導電元件的向內(nèi)彎曲的外殼部分。這樣，第一和第二殼體的向內(nèi)彎曲的外殼部分可以組合在一起限定測量區(qū)域的邊界。第一和第二殼體中的每一個可以包括外部附著表面部分，其中第一殼體的外部附著表面部分與第二殼體的外部附著表面部分鄰接。第一和第二光導元件可以分別均光學透明的棒，例如玻璃棒。第一和第二光導元件可以分別由第一和第二內(nèi)盒來支撐，并且其中第一和第二內(nèi)盒中的每一個包括適于接納光導元件的通孔。在第二實施例中，第一光導元件可以設置在第一殼體內(nèi)，該第一殼體包括第一和第二部分，所述第一和第二殼體部分包括相應的對準元件組以確保第一和第二殼體部分的適當對準。類似地，第二光導元件可以設置在第二殼體內(nèi)，該第二殼體包括第一和第二部分，所述第一和第二殼體部分包括相應的對準元件組以確保第一和第二殼體部分的適當對準。第一和第二殼體可以包括適于接納一個或多個固定元件的一個或多個通孔，從而在第一和第二殼體之間建立固定的關系。為了在第一和第二殼體之間形成測量區(qū)域，該法拉笫組件可以進一步包括設置在第一和第二殼體之間的一個或多個距離元件(distanceelement)，所述一個或多個距離元件與所述一個或多個通孔中的至少一個對準。這樣，通過將距離元件與第一殼體的通孔和第二殼體的通孔對準，可以設置例如螺栓等固定元件，使得該固定元件穿過第一和第二殼體以及距離元件。顯然可以應用多個距離元件。為了將光導入和導出第一和第二光導元件，第一和第二殼體可以包括適于支撐例如光纖的一體化的支撐通道。可以將這些一體化的支撐通道的尺寸設置成匹配該光纖的外尺寸。每個殼體的支撐通道可以形成用于確保第一和第二殼體中的每一個的殼體部分適當對準的對準元件的一部分。在風力渦輪機應用中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的傳感器組件的適當位置在風力渦輪機的轉子葉片中和/或在風力渦輪機的塔架的最高點處或附近。后一位置可以在機艙(nacelle)頂部的氣象站處或附近。第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)可以基本相同，例如大約為0.022min/G-cm。作為選擇，第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)可以不同，其中第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)之間的比率可以高于2，例如高于5，例如高于IO,例如高于20。在第二方面，本發(fā)明涉及法拉第傳感器的補償設備，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，例如閃電電流，該補償設備包括用于提供基本線偏振的電磁輻射的裝置，所述裝置包括發(fā)光器件；用于在磁場中引導所提供的電磁輻射的引導裝置；用于檢測離開所述引導裝置的電磁輻射并將檢測到的電磁輻射轉換為電信號的裝置；以及用于比較所述電信號和基準信號的電子控制裝置，所述電子控制裝置還適于響應所述比較生成控制信號并將所生成的控制信號提供給所述發(fā)光器件，以控制來自所述發(fā)光器件的光的發(fā)射強度。用于提供基本線偏振的電磁輻射的裝置可以進一步包括適于將進入的電磁輻射轉換為基本線偏振的電磁輻射的偏振濾波器。所述發(fā)光器件可包括發(fā)光二極管。用于檢測離開所迷引導裝置的電磁輻射的裝置可以包括對電磁輻射敏感的檢測器和用于使離開所述引導裝置的電磁輻射偏振的偏振濾波器，而光導裝置可以包括光學透明的棒，例如玻璃棒。所述電子控制裝置可以包括適于接收來自所述檢測裝置的電信號的放大器電路、適于生成來自所述補償設備的輸出信號的放大器電路、用于對所述輸出信號進行濾波的濾波器電路、以及適于接收濾波后的輸出信號并生成對于所述發(fā)光器件的控制信號以控制光的發(fā)射強度的功率發(fā)生器。所述濾波器電路可以包括具有預定截止頻率的低通濾波器。所述電子控制裝置可以進一步包括用于改變要與所述電信號進行比較的基準信號的水平(level)的裝置。用于改變所述基準信號的水平的裝置能夠以基本連續(xù)的方式改變所迷基準信號的水平。用于改變所述基準信號的水平的裝置可以包括電位計。在第三方面，本發(fā)明涉及一種法拉第傳感器的補償方法，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，如閃電電流，該方法包括以下步驟提供基本線偏振的電磁輻射，所述電磁輻射由發(fā)光器件產(chǎn)生；將所述基本線偏振的電磁輻射耦合到適于在磁場中引導電磁輻射的引導裝置中；檢測離開所述引導裝置的電磁輻射并將檢測到的電磁輻射轉換為電信號；以及比較所述電信號和基準信號，響應于該比較產(chǎn)生控制信號，并將所產(chǎn)生的控制信號提供給發(fā)光器件，以控制來自所述發(fā)光器件的光的發(fā)射強度?？梢酝ㄟ^應用適于將進入的電磁輻射轉換為基本線偏振的電磁輻射的偏振濾波器來提供所述基本線偏振的電磁輻射。所述發(fā)光器件可以包括發(fā)光二極管?？梢酝ㄟ^應用對電磁輻射敏感的檢測器來檢測離開所述引導裝置電磁輻射。優(yōu)選地，離開所述引導裝置的電磁輻射在被所述檢測器檢測之前經(jīng)過偏振濾波器。如關于本發(fā)明的第二方面所描述的，光導裝置可以包括光學透明的才奉，例如玻璃棒。可以通過應用電子控制裝置來進行電信號和基準信號之間的比較，所述電子控制裝置包括適于接收來自所述檢測裝置的電信號的跨阻電路、適于生成來自所述補償設備的輸出信號的放大器電路、用于對所述輸出信號進行濾波的濾波器電路、以及適于接收濾波后的輸出信號并生成對所述發(fā)光器件的控制信號以控制光的發(fā)射強度的功率發(fā)生器。所述濾波器電路可以包括具有預定截止頻率的低通濾波器。所述電子控制裝置可以進一步包括用于改變要與所述電信號進行比較的基準信號的水平的裝置。用于改變所述基準信號的水平的裝置能夠以基本連續(xù)的方式改變所述基準信號的水平。用于改變所述基準信號的水平的裝置可以包括電位計。在第四方面，本發(fā)明涉及一種用于法拉第傳感器的電子噪聲減小方法，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，例如閃電電流，該方法包括以下步驟提供第一和第二時域信號，所述第一和第二時域信號來源于對可測量的電信號的給定屬性的相應的第一和第二測量；將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號；將所述第一和第二頻域信號相乘以形成中間頻域信號；根據(jù)第一觸發(fā)水平過濾所述中間頻域信號，所述第一觸發(fā)水平被設置為所述中間頻域信號的最大幅度的百分比，并且根據(jù)笫二觸發(fā)水平通過去除高于所述第二觸發(fā)水平的頻率成分來過濾所述中間頻域信號；將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合頻域信號相組合以形成最終頻域信號；以及將所述最終頻域信號轉換為最終時域信號。根據(jù)本發(fā)明第四方面的該方法的優(yōu)點在于它基本上消除了以下典型噪聲源的影響檢測電路中的光學噪聲，15光源和放大器中的電噪聲，來自附近導體和系統(tǒng)(例如，變壓器)的磁場的干擾，由閃光(lightstroke)引起的》茲場的干擾，傳感器制造公差，傳感器的振動，對維爾德常數(shù)的溫度影響，對光源和檢測器的溫度影響，光源和檢測器隨壽命的劣化，光纖性能的下降。所有上述因素都潛在地在該系統(tǒng)中導致噪聲，并且由此在測得的信號中導致誤差。將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號的步驟可以包括在所述第一和第二頻域信號相乘之前對所述第一和第二時域信號進行離散傅立葉變換(DFT)的步驟。將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合頻域信號相組合的步驟可以包括計算所述第一和第二頻域信號的平均信號，并將所述平均信號與過濾后的中間頻域信號相乘的步驟。將最終頻域信號轉換為最終時域信號的步驟可以包括對最終頻域信號進行逆離散傅立葉變換(IDFT)的步驟。所述第二觸發(fā)水平可以在100kHz-10MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-8MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-5MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-3MHz的范圍內(nèi)，例如大約1MHz。在第五方面，本發(fā)明涉及用于法拉第傳感器的電子噪聲減小設備，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，例如閃電電流，該i殳備包括用于提供第一和第二時域信號的裝置，所述第一和笫二時域信號分別來源于對可測量的電信號的給定屬性的相應的第一和第二測量；用于將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號的裝置；用于將所述第一和第二頻域信號相乘以形成中間頻域信號的裝用于根據(jù)第一觸發(fā)水平過濾所述中間頻域信號的裝置，所述第一觸發(fā)水平被設置為所述中間頻域信號的最大幅度的百分比；用于根據(jù)第二觸發(fā)水平通過去除高于所述第二觸發(fā)水平的頻率成分來過濾所述中間頻域信號的裝置；用于將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合信號相組合以形成最終頻域信號的裝置；以及用于將所述最終頻域信號轉換為最終時域信號的裝置。用于分別提供所述第一和第二時域信號的第一和第二裝置可以包括一對法拉第傳感器?？梢詫⒃搶Ψɡ趥鞲衅髟O置成在電流傳送導體的相對側上設置的光導元件中引導偏振的電磁輻射?？梢酝ㄟ^對所述第一和第二時域信號進行離散傅立葉變換(DFT)來將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號?？梢酝ㄟ^計算所述第一和第二頻域信號的平均信號，并將所述平均信號與過濾后的中間頻域信號相乘來將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合頻域信號相組合?？梢酝ㄟ^對所述最終頻域信號進行逆離散傅立葉變換(IDFT)來將所述最終頻域信號轉換為最終時域信號。所述第二觸發(fā)水平可以在100kHz-10MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-8MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-5MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-3MHz的范圍內(nèi)，例如大約1MHz。在最后的第六方面中，本發(fā)明涉及使用法拉第組件測量電流的方法，該方法包括以下步驟提供適于沿著第一傳播方向引導電磁輻射的第一光導元件；提供適于沿著第二傳播方向引導電磁輻射的第二光導元件；將導電元件設置在所述法拉第傳感器組件的測量區(qū)域中，所述導電元件的主延伸方向基本上垂直于所述第一和第二傳播方向；以及17確定在所述第一和第二光導元件中傳播的電磁輻射的法拉第轉動。所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)可以基本相同，例如大約為0.022min/G-cm。作為選擇，所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)可以不同，其中所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)之間的比率可以高于2，例如高于5，例如高于IO，例如高于20。就實施來說，可以遵循關于本發(fā)明的第一方面提出的設計原則來實施根據(jù)本發(fā)明第六方面的法拉第傳感器組件?，F(xiàn)在將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中圖la和圖lb示出設置本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的兩個傳感器以及具有DSP的系統(tǒng)的框圖；圖2示出DSP的框圖；圖3示出來自傳感器1的信號；圖4示出來自傳感器2的信號；圖5示出來自傳感器1的DFT之后的信號；圖6示出來自傳感器2的DFT之后的信號；圖7示出來自傳感器1和傳感器2的DFT的乘積；圖8示出噪聲過濾的結果；圖9示出希望信號的頻鐠；圖IO示出時域中的希望信號；圖11示出完整系統(tǒng)的框圖；圖12示出DC補償器的框圖；圖13示出使用標準符號的DC補償器的框圖；圖14示出觸發(fā)器模塊的框圖15示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件中的信號路徑的總框圖；圖16示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)的傳感器的第一實施例；圖17示出殼體部分；圖18示出用于保持玻璃棒和偏振濾波器的內(nèi)盒；圖19示出包括用于將光耦合入和耦合出玻璃棒的透鏡的透鏡殼體；圖20示出適于插入到透鏡殼體中的光纖套(enclosure);圖21示出偏振濾波器；圖22示出玻璃棒；圖23示出O形環(huán)；圖24示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的傳感器的第二實施例的第一部分；圖25示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的傳感器的第二實施例的第二部分；圖26a、圖26b和圖26c示出應用根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的傳感器的傳感器組件；以及圖27示出來自具有不同維爾德常數(shù)的兩個法拉第傳感器的傳感器信號。盡管本發(fā)明可以有各種變體和替代形式，但是在附圖中以舉例的方式示出了特定實施例，并且在這里將詳細描述這些實施例。然而，應該理解，不意圖將本發(fā)明局限于所公開的具體形式。相反，本發(fā)明覆蓋所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變體、等同物和替代形式。具體實施例方式在其最一般的概念上，本發(fā)明涉及包括一對基本相反設置的法拉第傳感器的傳感器設備。"相反"意指在由導電元件產(chǎn)生的磁場中在基本相反的傳播方向上引導兩束電磁輻射。通過設置在該導電元件的相對側上的一對透明元件(如玻璃棒)，來引導這兩束電磁輻射。如先前所述，該導電元件可以實現(xiàn)為電導線、基本剛性的棒、轉子葉片的構成部分等。本發(fā)明還涉及噪聲過濾和DC補償技術。將在以下各部分中獨立地描述本發(fā)明的各方面。噪聲過濾在任何使用傳感器的地方都需要從傳感器信號中過濾噪聲。在一個方面，本發(fā)明涉及一種可通過使用DSP(DigitalSignalProcessor,數(shù)字信號處理器)從信號中去除噪聲的方法。在可以開始實際分析之前以及在可以將該測量結果用于所需目的之前需要清理該信號。圖la和圖lb示出本發(fā)明的第一方面。如圖la中所示，將傳感器1和傳感器2設置在導體的相對側上。該導體產(chǎn)生的磁場由同心排列的環(huán)示出，傳感器l將信號通過放大信號的電子子系統(tǒng)2提供給將模擬信號轉換為數(shù)字信號的A/D轉換器3。來自A/D轉換器3的數(shù)字信號被提供給DSP4，在DSP4處進行計算并從信號中去除噪聲。工作系統(tǒng)包括如圖1中所示的兩個傳感器1。這兩個傳感器對同一介質(如電線)進行測量。因此，所測得的信號具有相同的頻率特性，然而由于傳感器制造中的公差，在幅值上可能存在偏差。當信號通過電子子系統(tǒng)2時，產(chǎn)生大量的白噪聲，并且該白噪聲作為放大器工作的結果添加到信號上。該白噪聲是不希望有的，因為它減小了信號的總體質量。來自A/D轉換器3的數(shù)字信號被加載到DSP中，并且通過如圖2中所示的6個步驟去除噪聲。如圖2中所示，步驟l涉及將數(shù)字傳感器信號加載到DSP。步驟2是對每個信號進行離散傅立葉變換(DiscreteFourierTransformation,DFT)。這意味著將信號從時域轉換到頻域。步驟3涉及計算兩個DFT信號的乘積。步驟4涉及分析兩個DFT信號的乘積。步驟5涉及計算兩個DFT信號的平均并將該平均信號乘以從步驟4得到的信號。最后的步驟6涉及將頻域信號轉換到最終時域信號的逆離散傅立葉變換(InverseDiscreteFourierTransformation,IDFT)。至此該處理完成，并且已經(jīng)從信號中顯著地減小了噪聲。如上所述，加栽到DSP中的信號經(jīng)歷了將信號從時域轉換到頻域的離散傅立葉變換(DFT)。另外，如較早所述的，兩個傳感器的頻率特性是相同的-見圖3和圖4。然而，根據(jù)前面所指定的條件，幅度是不同的。這樣的優(yōu)點在于頻率成分通過幅頻曲線成為可見的。然后將來自傳感器1和傳感器2的信號的頻鐠相乘。通過將這兩個信號相乘，在如圖7中所示的曲線中噪聲部分和信號部分被相互分開。至此還沒有進行從信號中過濾噪聲。上述步驟僅涉及實際噪聲過濾的預操作。對圖7中所示的信號進行實際的噪聲過濾，其中該信號是來自傳感器1和傳感器2的DFT信號的乘積。該分析的目的是確定希望的信號部分和噪聲部分。該分析涉及下面列出的4個步驟1)分析來自兩個傳感器的DFT信號的乘積的頻譜以識別具有最高幅度的頻率成分。因為最高幅度最有可能是所希望的信號的一部分，所以進行該分析。2)定義觸發(fā)水平(X%)。該觸發(fā)水平隨不同的應用而不同，并且將其定義為最高頻成分的百分比。如果信號低于該觸發(fā)水平，則將其視為噪聲。從而去除了低于該觸發(fā)水平的任何成分。小心地設置該觸發(fā)水平是非常重要的，這是因為如果將該觸發(fā)水平設置得太高，則可能損失一部分所希望的信號。類似地，如果該觸發(fā)水平太低，則在信號中將存在大量噪聲。3)將10MHz以上的(例如5MHz以上的，例如3MHz以上的，例如1MHz以上的，例如0.5MHz以上的)所有頻率視為噪聲。從而通過該過濾去除這些頻率成分。4)再次分析頻語，但是這一次是為了使用下面的公式將頻率成分設置為0或1。設置為1的成分代表信號。在圖8中，已經(jīng)將值l賦給信號，并已將值0賦給噪聲，即，在頻率軸上已將噪聲隔離。從而現(xiàn)在信號和噪聲彼此分離。至此完成了所有預備工作，并且可以通過計算來自2個傳感器的信號的平均并將該信號乘以噪聲過濾來產(chǎn)生所希望的信號。1，如果乘積SlS2D打(k)^t大幅度.X。/。并且k<lMHzO，其它平均S1S2DFT(k)=S1DFiCk);S2DFT(k).噪聲過濾(k)從該等式得到的結果是所希望的信號，并且可以在圖9中看到該結果。在可以評價噪聲過濾的結果之前，需要使用逆離散傅立葉變換(IDFT)將圖9的信號轉換到時域。在圖10中示出了該變換的結果。當比較來自這2個傳感器的未處理的信號(圖3和圖4)和處理后的信號(圖10)時，很清楚噪聲過濾處理已經(jīng)成功?；旧纤性肼暥家呀?jīng)從原始信號中去除。最終的信號是非常有用的信號，它可以用于噪聲過濾是相關問題的不同類型的分析。例如，當閃電擊中風力渦輪機或者電話配送天線塔(telephonedistributionmast)時，可以使用根據(jù)本發(fā)明的該方法來確定閃電的特性。根據(jù)本發(fā)明的噪聲過濾方法基本不受例如溫度等外部影響。因此，根據(jù)本發(fā)明的該噪聲過濾方法基本上消除了外部影響，所述外部影響影響傳感器(包括其組件，如發(fā)光二極管、光接收單元和DC補償器)的性能。DC補償本發(fā)明還涉及可以與法拉第傳感器一起使用以測量電氣系統(tǒng)中的磁場的DC補償器?？梢允褂冒ň哂懈鞣N電子部件的傳感器的系統(tǒng)(見本段稍后更詳細的描述)來測量例如在風力渦輪機、移動電話配送天線塔、電視天線塔或者在電源線中流動的電流中的電擊。根據(jù)本發(fā)明的DC補償器與傳統(tǒng)的系統(tǒng)的不同之處在于根據(jù)本發(fā)明的DC補償器采用電子部件代替光學部件。這意味著與現(xiàn)今市場上可獲得的已知產(chǎn)品相比，根據(jù)本發(fā)明的DC補償器更便宜?，F(xiàn)在參考圖11，用于測量電氣系統(tǒng)中的磁場的測量裝置涉及位于導體上或其附近的光學傳感器2。光學傳感器2通過光纖可操作地連接到光源1和檢測器系統(tǒng)/光接收單元3。測得的信號從檢測器系統(tǒng)/光接收單元3饋送到DC補償器4，并且DC補償器4的輸出以經(jīng)由功率發(fā)生器10的反饋環(huán)送回并進入到光源1。光源1可以是發(fā)射紅色22區(qū)域中(例如在大約630nm)的光的發(fā)光二極管(LED)?？梢哉{(diào)節(jié)所發(fā)射的光的強度以匹配特定的應用。對于大多數(shù)應用來說，在5-10cm長的光纖的輸出處測得的大約3-5mW的光強度是適當?shù)墓鈴姸?。為了實現(xiàn)這樣的光強度，需要向LED提供300-400mA的驅動電流。DC補償器4的輸出還,皮饋送到濾波器5,并且該濾波器的輸出被分配到兩個放大器6、7。放大器6、7中的每一個提供饋送給四通道A/D轉換器8的輸出信號。在圖11中，放大器6和7分別將來自濾波器5的信號放大兩倍和二十倍?？梢圆煌剡x擇該放大水平。作為選擇，可以將全部或僅一部分的放大包含到A/D轉換器8中。將數(shù)字信號饋送到噪聲過濾系統(tǒng)9。工作系統(tǒng)包括兩個傳感器系統(tǒng)(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)，其中A/D轉換器8作為來自兩個傳感器的信號的集合器操作。該工作系統(tǒng)使用兩個相同的傳感器。這兩個傳感器進行相同的測量。因此，對同一現(xiàn)象的兩個測量包括相同的頻率特性。然而，即使頻率特性相同，但由于傳感器的公差，幅度也可能是不同的。DC補償器4確保從系統(tǒng)/光接收單元3提供恒定的信號水平。利用從DC補償器4經(jīng)由功率發(fā)生器10到光源1的反饋環(huán)的幫助來完成這一點。該DC補償器對溫度的變化以及發(fā)光二極管和系統(tǒng)/光接收單元3的效率的降低進行補償。在風力渦輪機的生產(chǎn)場地上校準該系統(tǒng)。通過調(diào)整電位計或其它可調(diào)部件(見圖12和圖13中的附圖標號17a)來完成這一點。為了校準該系統(tǒng)，需要發(fā)送已知的電流通過該系統(tǒng)，然后調(diào)節(jié)電位計，使得在測試點的電流等于零。DC補償器確保穩(wěn)定的信號水平輸入到濾波器5中(見圖ll)，而不管發(fā)光二極管的效率隨著時間的過去而減小或者其它變化。例如，如果發(fā)光二極管上電流保持恒定，則由于效率隨著時間的過去損失，所以發(fā)光水平隨著時間的過去而降低。隨著時間的過去，饋送到檢測系統(tǒng)/光接收單元的信號變得無用，這是因為噪聲和信號之間的比率變得過小。因此，隨著時間的過去，從信號中去除噪聲變得很難。這意味著該系統(tǒng)不能再使用并且因此必須更換。如果信號/噪聲比可以保持恒定，則可以延長該系統(tǒng)的壽命。因此，如果到濾波器5的信號水平可穩(wěn)定在合理的水平上，則該系統(tǒng)的壽命可以增加。由DC補償器來確保這一點。由于該DC補償器，因此對于發(fā)光二極管，電流是動態(tài)的。該DC補償器不從信號中去除噪聲，但是其確保恒定的噪聲/信號比，使得隨后可以通過噪聲過濾單元去除噪聲。圖12和圖13中所示的DC補償器使用直流的變化來定義反饋。當該系統(tǒng)被接通時，已知的電流水平被提供到光源1。所產(chǎn)生的信號水平(光強度和電流)通過光纖、傳感器2和光接收器3降低。圖12和圖13是用于示出構成DC補償器16的兩種不同方式。該DC補償器由接收來自檢測系統(tǒng)/光接收單元的輸入的跨阻(transimpedance)放大器13構成?？缱璺糯笃?3之后是信號放大器14，信號放大器14將其輸出信號發(fā)送到DC補償器之外，并且還通過具有低通濾波器15和功率發(fā)生器10的反饋環(huán)送回到光源1。DC補償器將光接收單元3的輸出和由電位計給出的基準值進行比較。阻抗放大器13的輸入和該基準值之間的差被發(fā)送到信號放大器14并且被送回到該反饋環(huán)中。這意味著如果該差是正的(輸入大于基準值)，則增加光源1的輸入電流。如果該差是負的，則減小光源1的輸入電流。通過低通濾波器去除交流(AC)并且只有直流通過該濾波器。功率發(fā)生器確保不向發(fā)光二極管提供具有損壞該發(fā)光二極管的風險的過高電流。通過引入包括多個帶通濾波器的模擬觸發(fā)器模塊可以增加根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的動態(tài)范圍。圖14中示出了觸發(fā)器模塊的框圖。如圖中所示，該觸發(fā)器模塊包括具有以下頻率范圍的帶通濾波器0一1kHz、1-10kHz、10-100kHz和100kHz-1MHz?？梢詥为毜剡x擇這些頻率范圍中的每一個，從而只分析所選頻率范圍內(nèi)的信號。通過應用該觸發(fā)器模塊并選擇性地分析帶通濾波器的輸出信號，可以檢測低到50-60A的電流水平。圖15示出將觸發(fā)器模塊設置在傳感器組件的整個信號路徑中。法拉第傳感器意圖將整個傳感器系統(tǒng)用于測量由高電流引起的電磁場。通過提供具有偏振量檢測的光纖傳感器來完成這一點。在法拉第效應電流傳感器中，偏振入射光的偏振面經(jīng)歷轉動，該轉動是由要測量的電流產(chǎn)生的磁場的函數(shù)。通過測量光學傳感器的光輸出的偏振面的轉動角度可以確定要測量的電流。該傳感器系統(tǒng)必須能夠經(jīng)受包括高風速在內(nèi)的天氣因素，而不影響傳感器系統(tǒng)的測量。還必須允許從-30。C到+70。C的溫度范圍。傳感器系統(tǒng)包括兩個相同的但是相反設置的傳感器。圖16中示出了形成根據(jù)本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)的一部分的傳感器。如圖16中所示，傳感器包括適于用螺栓固定到一起的上部部分1和下部部分2。兩個光纖線纜3、4確保光可以進入和離開該傳感器。該光纖線纜可以通過兩個0形環(huán)5、6和兩個光纖套7、8保持在適當?shù)奈恢?。該光纖套適于插入到透鏡殼體9、10中，透鏡殼體9、IO還包含用于有效地將光耦合入以及耦合出玻璃棒11的透鏡。玻璃棒11通過內(nèi)殼體12保持在適當?shù)奈恢?，?nèi)殼體12還確保了玻璃棒11和兩個偏振濾波器13、14的適當對準。下面更詳細地描述各部件中的每一個。當傳感器殼體與光纖線纜組裝到一起并且兩個傳感器殼體部分用螺栓固定到一起時，該傳感器組件是具有全功能的。然而，由于該傳感器必須能夠經(jīng)受極端的天氣條件并測量高電壓，所以需要額外的保護。當電擊發(fā)生時，它產(chǎn)生影響命中位置附近環(huán)境的沖擊波。因為傳感器安裝在該位置附近，所以整個傳感器受到該沖擊波的影響。傳感器的測量對振動敏感，因此傳感器將響應于該沖擊波產(chǎn)生錯誤信號。因此，確保傳感器及相關的光纖線纜受到例如沖擊波的影響盡可能地小是非常重要的。25傳感器還必須能夠經(jīng)受15G的力。為了滿足這點，將包括光纖線纜的整個傳感器安裝在硅樹脂塊中。從而硅樹脂保護該傳感器。硅樹脂確保了傳感器被保護而不受極端天氣條件的影響并且它還保護傳感器不受紫外線的影響。該硅樹脂塊是兩成分塊，并且優(yōu)選地以4:1的重量比混合到模制模具(mouldingform)中。該模制模具確保在硅樹脂在該模具中混合之前所述成分被正確地設置。用凡士林或其它類型的油脂處理該模具，使得當硅樹脂硬化時，該硅樹脂塊可以容易地從該模具中移走。圖17示出傳感器殼體的一部分。圖17的傳感器殼體部分械j殳計用于保持所有傳感器部件。另外，圖17的傳感器殼體部分以固定和正確相互關系保持各傳感器部件。最后，圖17的傳感器殼體部分還使傳感器部件的組裝容易，從而減小傳感器的錯誤組裝。如圖16中所示，傳感器殼體包括兩個相同的部分。該傳感器殼體由黑色聚乙烯制成。暗顏色使該傳感器殼體對紫外線有抵抗力。盡管圍繞該傳感器殼體模制的硅樹脂也阻擋紫外線，但是該傳感器殼體仍然是可見的，并且因此在光纖線纜附著于該殼體的位置處傳感器殼體不受硅樹脂的保護。為了將顆粒物保持在傳感器之外，圍繞所有內(nèi)部的傳感器部分提供舌槽連接。公差使得裝配緊密，并且因為聚乙烯是相對軟的材料，所以聚乙烯使該連接防水并防顆粒物。圍繞光纖線纜，兩個硅樹脂環(huán)保持該組件防水。這兩部分通過尼龍螺栓擰在一起。螺紋的長度應該是6.50mm和12.50mm。該螺栓由尼龍制成，從而使它們不會像傳統(tǒng)的金屬螺栓那樣干擾磁場。尼龍螺栓還防止在這些螺栓太緊的情況下?lián)p壞傳感器殼體內(nèi)的螺紋。圖18示出用于保持玻璃棒和偏振濾波器的內(nèi)盒。利用該部分的主要想法是確保將濾波器正確地保持在適當?shù)奈恢谩Ｊ紫?，濾波器必須完全覆蓋玻璃棒的兩端。當濾波器被組裝時其不受擠壓是非常重要的，這是因為擠壓可能改變功能并且給出錯誤的讀數(shù)。保持器還必須保持玻璃棒與其它部件對準以使光通過量(throughput)最大化。圖18的保持器由聚乙烯制成，這是因為它必須具有與傳感器殼體相同的溫度膨脹。因此，當整個傳感器暴露于大的溫度變化時，該保持器和傳感器殼體保持固定的關系。圖19示出包括用于將光耦合入以及耦合出玻璃棒的透鏡的透鏡殼體。該透鏡確保光損失最小，從而允許盡可能多的光通過傳感器。該透鏡還確保玻璃棒中光束的直徑可以盡可能地大。這將影響由磁場引起的玻璃棒內(nèi)的光的轉動。光束的直徑越大，可以實現(xiàn)的轉動越大。該透鏡殼體還將光纖線纜牢固地保持在適當?shù)奈恢?。透鏡本身由緊接在光纖線纜之后的凸透鏡構成。該透鏡由PMMA-聚甲基丙烯酸酯(丙稀酸類)制成。圖20示出適于插入到透鏡殼體內(nèi)的光纖套。該光纖套還確保了繞光纖線纜的適當夾緊。該光纖套確保光纖線纜正確地定位在透鏡的前面并且將其牢固地保持在適當?shù)奈恢谩Ｍ哥R和光纖套一起生產(chǎn)。將光纖套壓入到帶有光纖線纜的透鏡內(nèi)并且光纖套繞光纖線纜夾緊。該光纖套由ABS(Acrylnitril-Butadien-styren,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)制成。圖21示出偏振濾波器。在該傳感器中，偏振濾波器位于玻璃棒的每一端，使得進入到玻璃棒的光通過偏振濾波器，從而使進入玻璃的光在預定的方向上線偏振。當光離開該玻璃時，它通過另一個偏振濾波器，該偏振濾波器的取向與位于玻璃棒的入口側的偏振濾波器不同。當光穿過第一(入口)偏振濾波器時，該光被偏振，并且具有特定的偏振面。在玻璃棒內(nèi)該偏振面經(jīng)歷了由電流產(chǎn)生的磁場所引起的轉動。在玻璃棒的出口側上的偏振濾波器的偏振軸的取向相對于入口偏振濾波器轉動45度。通過測量在光學傳感器的輸出上的光的偏振面的轉動角度可以確定要測量的電流。使出口側上的濾波器的偏振軸轉動45度的理由是為了使傳感器能夠測量正電流和負電流。因此，通過偏振濾波器的這種布置，傳感器能夠同樣地測量高的負電流和正電流。為了滿足這點，兩個濾波器具有相同的外尺寸，而偏振方向偏移45度。因此，當該傳感器被組裝后，這兩個濾波器以相同的方式設置在玻璃棒的兩側上。圖22示出了玻璃棒。玻璃位于兩個偏振濾波器之間。當暴露于磁場中時，由于玻璃棒材料的相對高的維爾德常數(shù)，因此離開入口偏振濾波器的線偏振光在玻璃棒內(nèi)轉動。玻璃棒由BK7型玻璃制成。該材料被熱處理以獲得適當?shù)男阅?，?.022min/G-cm的維爾德常數(shù)。為了確保整個傳感器殼體防水，繞光纖線纜設置如圖23中所示的o形環(huán)。該O形環(huán)還確保將該光纖線纜被牢固地保持在適當?shù)奈恢谩Ｒ虼耍揙形環(huán)在光纖線纜和兩個傳感器殼體部分之間提供密封。當所述傳感器殼體部分被組裝時，因為該O形環(huán)被擠壓在適當?shù)奈恢?，因此該O形環(huán)繞光纖線纜形成密封。該O形環(huán)必須是柔性的，能夠經(jīng)受對紫外線的暴露和高溫。圖24和圖25示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器的可選實施例。圖24示出該可選實施例的底部部分l，而圖25示出該可選實施例的頂部部分8，該頂部部分適于固定到圖24的底部部分上?，F(xiàn)在參考圖24，底部部分包括從輸入?yún)^(qū)4到測量區(qū)5的用于支撐光纖線纜的通道2、3，偏振的轉動將要發(fā)生在這里。如圖所示，該底部部分包括多個通孔6。這些通孔6適于接納穿過頂部部分相應的通孔7插入的螺栓，以將底部部分1和頂部部分8結合在一起。穿過通孔7插入的螺栓被設置在通孔6的內(nèi)表面中的螺紋接納。底部部分1和頂部部分8還包含固定孔9、10、11、12、13、14、15、16,這些固定孔適于接納螺栓(未示出)以將傳感器組件結合在一起，參見圖26。通過圖25中的祐二沒置用于裝配到底部部分1的通道2、3中的凸起17、18來確保底部部分1相對于頂部部分8適當對準。為了確保組裝后的傳感器防水，在圍繞底部部分l的固定孔IO、11、12、13的每個凹槽中設置O形環(huán)(未示出)。類似地，在圍繞通孔6的每個凹槽中設置O形環(huán)。最后，沿著底部部分1和頂部部分8的外邊緣設置硅樹脂密封(未示出)。當硬化時，該硅樹脂密封沿著組裝后的傳感器28的外邊緣提供防水密封。圖26示出應用根據(jù)本發(fā)明的該可選實施例的傳感器的傳感器組件。如圖26a中所示，均包括頂部部分3、3'和底部部分4、4'的兩個傳感器1、2結合形成傳感器組件。該傳感器組件被穿過每個傳感器1、2和兩個中間距離件7、8的多個螺栓5、6(圖26a中示出兩個螺栓)保持在一起。該中間距離件7、8可以用各種方式來實現(xiàn)，例如，該距離件可以是底部部分4、4'的構成部分(integralpart)。該距離件還可以被實施成填充傳感器1、2之間的大部分可用空間，從而只剩下導體9的空間。圖26a涉及測量相對小的導體9中的電流，而圖26b示出了要測量較大的導體IO中的電流的情況下可以如何實現(xiàn)傳感器組件。同樣，使用距離件13、14和螺栓15、16將一對傳感器11、12夾在導體10周圍。如圖26b中所示，傳感器ll、12分別位于板17、18上。在圖26a和圖26b中，導體9、10被示出為具有基本上圓形橫截面輪廓的導體。然而，導體9、10的橫截面形狀可以不同于圓形。圖26c示出傳感器19、20和導體21的不同配置。圖26c中電流的流動方向可以朝向紙外，或者作為選擇朝向紙內(nèi)。在這兩種情況下電流都在基本上垂直于紙平面的方向上流動。以上公開的法拉第傳感器組件具有大約50A到400kA的動態(tài)范圍。該傳感器組件的兩個傳感器的光學增益基本相同，其中活性材料(activematerial)(玻璃材料)的維爾德常數(shù)相同，例如對于630nm的波長，維爾德常數(shù)為0.022min/g-cm。通過將該活性材料改變?yōu)镸R4材料，對于630nm的波長，維爾德常數(shù)改變?yōu)?.38min/G-cm。采用這種活性材料的傳感器具有約18倍高的增益。這導致系統(tǒng)噪聲本底(noisefloor)降低18倍。因此，通過應用MR4材料，傳感器的噪聲本底降低到33A并且動態(tài)范圍達到22kA。如果只有一個傳感器的活性材料用維爾德常數(shù)為原始材料10倍高的材料代替，則一個傳感器將具有600A到400kA的動態(tài)范圍，而另一個傳感器將具有60A到40kA的動態(tài)范圍。如果將這樣的傳感器組件安裝在10mm導體的周圍，則當400kA的電流脈沖通過該導體時來自這兩個傳感器的信號將如圖27中所示。參考圖27，響應于45度的法拉第轉動，來自傳感器l(低維爾德常數(shù))的信號達到400kA。對于傳感器2(高維爾德常數(shù))，當電流達到40kA時，光轉動了45度。對于更高的電流，來自傳感器2的信號開始下降，直到電流達到120kA。當組合這兩個信號時，可以獲得高的信號分辨率和大的動態(tài)范圍。因此，例如使用12位的A/D轉換器來數(shù)字化信號，對于傳感器l，12位代表195A/位的分辨率。對于傳感器2，使用類似的12位A/D轉換器，分辨率變?yōu)?9A/位。通過組合這兩個信號可以獲得10x12位-22位的分辨率。類似地，動態(tài)范圍變?yōu)榈韧?6dB動態(tài)范圍的20A-400kA。再次參考圖27，如果在數(shù)學上將傳感器2的信號向后折疊(foldback)，則來自傳感器2的信號與來自傳感器1的信號相同。因此，如果將來自傳感器2的信號向后折疊，則在傳感器l的信號按表l中所示來處理的情況下，在全動態(tài)范圍內(nèi)可以獲得22位的分辨率。<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>表l因此，如果傳感器1測量0-40kA范圍內(nèi)的電流，則使用來自傳感器2的信號。類似地，如果傳感器l測量160-200kA范圍內(nèi)的電流，則將160kA的固定值加到來自傳感器2的信號上，以獲得最終結果。對于負電流，傳感器1的信號按表2中所示來處理。<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>表2總之，在兩個傳感器中使用不同光學增益的優(yōu)點如下20A的低觸發(fā)水平，使用12位A/D轉換器具有22位的高分辨率，從20A到400kA的86dB的高動態(tài)范圍。例如可以將根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件設置在風力渦輪機的一個或多個轉子葉片中。例如，可以距離轉子葉片的轉動軸5-25米設置傳感器組件。設置在轉子葉片中的傳感器組件可操作地連接到在轉子葉片的表面上設置的一個或多個閃電接收器?？梢詫鞲衅鹘M件選擇性地或者附加地設置在風力渦輪機的氣象站中或附近。權利要求1.一種法拉第傳感器組件，包括第一光導元件，其適于沿著第一傳播方向引導電磁輻射；第二光導元件，其適于沿著第二傳播方向引導電磁輻射；以及測量區(qū)域，其適于接納導電元件，在該測量區(qū)域中所述導電元件的主延伸方向在基本上垂直于所述第一和第二傳播方向的方向上。2.根據(jù)權利要求l所述的法拉第傳感器組件，其中所述第二傳播方向相對于所述第一傳播方向基本上相反地設置。3.根據(jù)權利要求1或2所述的法拉第傳感器組件，其中所述測量區(qū)域設置在所述第一和第二光導元件之間。4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的法拉第傳感器組件，還包括輸入偏振元件，該輸入偏振元件適于使耦合入所述第一和第二光導元件的每一個中的電磁輻射偏振。5.根據(jù)權利要求4所述的法拉第傳感器組件，還包括輸出偏振元件，該輸出偏振元件適于使耦合出所述第一和第二光導元件中的每一個的電磁輻射偏振。6.根據(jù)權利要求5所述的法拉第傳感器組件，其中與所述輸出偏振元件的相應的偏振方向相比較，所述輸入偏振元件的偏振方向4皮不同地設置。7.根據(jù)權利要求6所述的法拉第傳感器組件，其中相關聯(lián)的一對輸入和輸出偏振元件的偏振方向被設置成相差大約45度的角度。8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一光導元件設置在第一殼體內(nèi)，該第一殼體包括適于面向設置在所述測量區(qū)域中的導電元件的向內(nèi)彎曲的外殼部分。9.根據(jù)權利要求8所述的法拉第傳感器組件，其中所述第二光導元件設置在第二殼體內(nèi)，該第二殼體包括適于面向設置在所述測量區(qū)域中的導電元件的向內(nèi)彎曲的外殼部分。10.根據(jù)權利要求9所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二殼體的向內(nèi)彎曲的外殼部分組合限定所述測量區(qū)域的邊界。11.根據(jù)權利要求10所述的法拉第傳感器組件，其中所迷第一和第二殼體中的每一個包括外部附著表面部分，并且其中所述第一殼體的外部附著表面部分與所述第二殼體的外部附著表面部分鄰接。12.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二光導元件均包括透明的棒，如玻璃棒。13.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二光導元件分別由第一和第二內(nèi)盒支撐，并且其中所述第一和第二內(nèi)盒中的每一個包括適于接納光導元件的通孔。14.根據(jù)權利要求l-7中任一項所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一光導元件設置在包括第一和第二殼體部分的第一殼體內(nèi)，所述第一和第二殼體部分包括對應的對準元件組以確保所述第一和第二殼體部分的適當對準。15.根據(jù)權利要求14所述的法拉第傳感器組件，其中所述第二光導元件設置在包括第一和第二殼體部分的第二殼體內(nèi)，所述第一和第二殼體部分包括對應的對準元件組以確保所述第一和第二殼體部分的適當對準。16.根據(jù)權利要求15所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二殼體包括一個或多個通孔，適于接納一個或多個固定元件從而在所述第一和第二殼體之間建立固定關系。17.根據(jù)權利要求16所述的法拉第傳感器組件，還包括設置在所述第一和第二殼體之間的一個或多個距離元件，所述一個或多個距離元件與所述一個或多個通孔中的至少一個對準。18.根據(jù)權利要求17所述的法拉第傳感器組件，還包括提供在所述第一和第二殼體的通孔中并且穿過所述一個或多個距離元件的一個或多個固定元件。19.根據(jù)權利要求14-18中任一項所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二殼體包括適于支撐光纖的一體化的支撐通道，以將光導入和導出所述第一和第二光導元件。20.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)是基本相同的，例如大約為0.022min/G-cm。21.根據(jù)權利要求1-19中任一項所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)是不同的。22.根據(jù)權利要求21所述的法拉第傳感器組件，其中所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)之間的比率高于2，例如高于5，例如高于10,例如高于20。23.—種使用法拉第傳感器組件測量電流的方法，該方法包括以下步驟提供適于沿著第一傳播方向引導電磁輻射的第一光導元件；提供適于沿著第二傳播方向引導電磁輻射的第二光導元件；將導電元件設置在所述法拉第傳感器組件的測量區(qū)域中，所述導電元件的主延伸方向基本上垂直于所述第一和第二傳播方向；以及確定在所述第一和第二光導元件中傳播的電磁輻射的法拉第轉動。24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)基本相同，例如大約為0.022min/G-cm。25.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)不同。26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中所述第一和第二光導元件的維爾德常數(shù)之間的比率高于2，例如高于5，例如高于10，例如高于20。27.—種用于法拉第傳感器的補償設備，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，如閃電電流，該補償設備包括用于提供基本線偏振的電磁輻射的裝置，所述裝置包括發(fā)光器件；用于在磁場中引導所提供的電磁輻射的引導裝置；用于檢測離開所述引導裝置的電磁輻射并將檢測到的電磁輻射轉換為電信號的裝置；以及電子控制裝置，用于將所述電信號與基準信號進行比較，所述電子控制裝置還適于響應所述比較生成控制信號并將所生成的控制信號提供給所述發(fā)光器件，以控制來自所述發(fā)光器件的光的發(fā)射強度。28.根據(jù)權利要求27所述的補償設備，其中所述用于提供基本線偏振的電磁輻射的裝置還包括適于將進入的電磁輻射轉換為基本線偏振的電磁輻射的偏振濾波器。29.根據(jù)權利要求27或28所述的補償設備，其中所述發(fā)光器件包括發(fā)光二極管。30.根據(jù)權利要求27-29中任一項所述的補償設備，其中用于檢測離開所述引導裝置的電磁輻射的裝置包括對電磁輻射敏感的檢測器和用于使離開所述引導裝置的電磁輻射偏振的偏振濾波器。31.根據(jù)權利要求27-30中任一項所述的補償設備，其中所述引導裝置包括透明的棒，例如玻璃棒。32.根據(jù)權利要求27-31中任一項所述的補償設備，其中所述電子控制裝置包括適于接收來自所述檢測裝置的電信號的跨阻電路，適于生成所述補償設備的輸出信號的放大器電路，用于對所述輸出信號進行濾波的濾波器電路，以及適于接收濾波后的輸出信號并生成對所述發(fā)光器件的控制信號以控制光的發(fā)射強度的功率發(fā)生器。33.根據(jù)權利要求32所述的補償設備，其中所述濾波器電路包括具有預定截止頻率的低通濾波器。34.根據(jù)權利要求27-33中任一項所述的補償設備，其中所述電子控制裝置還包括用于改變要與所述電信號進行比較的基準信號的水平的裝置。35.根據(jù)權利要求34所述的補償設備，其中用于改變所述基準信號的水平的裝置能夠以基本連續(xù)的方式改變所述基準信號的水平。36.根據(jù)權利要求34或35所述的補償設備，其中用于改變所述基準信號的水平的裝置包括電位計。37.—種法拉第傳感器的補償方法，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，如閃電電流，該方法包括以下步驟提供基本線偏振的電磁輻射，所述電磁輻射由發(fā)光器件產(chǎn)生；將所述基本線偏振的電磁輻射耦合入適于在磁場中引導電磁輻射的引導裝置中；檢測離開所述引導裝置的電磁輻射并將檢測到的電磁輻射轉換為電信號；以及將所述電信號和基準信號進行比較，響應于該比較產(chǎn)生控制信號，并將所產(chǎn)生的控制信號提供給發(fā)光器件，以控制來自所述發(fā)光器件的光的發(fā)射強度。38.根據(jù)權利要求37所述的補償方法，其中通過應用適于將進入的電磁輻射轉換為基本線偏振的電磁輻射的偏振濾波器來提供所述基本線偏振的電磁輻射。39.根據(jù)權利要求37或38所述的補償方法，其中所述發(fā)光器件包括發(fā)光二極管。40.根據(jù)權利要求37-39中任一項所述的補償方法，其中通過應用對電磁輻射敏感的檢測器來檢測離開所述引導裝置的電磁輻射。41.根據(jù)權利要求40所示的補償方法，其中離開所述引導裝置的電磁輻射在被所述檢測器檢測之前經(jīng)過偏振濾波器。42.根據(jù)權利要求37-41中任一項所述的補償方法，其中所述引導裝置包括透明的棒，例如玻璃棒。43.根據(jù)權利要求37-42中任一項所述的補償方法，其中通過應用電子控制裝置對所述電信號與基準信號進行比較，所述電子控制裝置包括適于接收來自所述檢測裝置的電信號的跨阻電路、適于生成所述補償設備的輸出信號的放大器電路、用于對所述輸出信號進行濾波的濾波器電路、以及適于接收濾波后的輸出信號并生成對所述發(fā)光器件的控制信號以控制光的發(fā)射強度的功率發(fā)生器。44.根據(jù)權利要求43所述的補償方法，其中所述濾波器電路包括具有預定截止頻率的低通濾波器。45.根據(jù)權利要求43或44所述的補償方法，其中所述電子控制裝置還包括用于改變要與所述電信號進行比較的基準信號的水平的裝置。46.根據(jù)權利要求45所述的補償方法，其中用于改變所述基準信號的水平的裝置能夠以基本連續(xù)的方式改變所述基準信號的水平。47.根據(jù)權利要求45或46所述的補償方法，其中用于改變所述基準信號的水平的裝置包括電位計。48.—種用于法拉第傳感器的電子噪聲減小方法，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，例如閃電電流，該方法包括以下步驟提供第一和第二時域信號，所述第一和第二時域信號來源于對可測量的電信號的給定屬性的相應的第一和第二測量；將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號；將所述第一和第二頻域信號相乘以形成中間頻域信號；根據(jù)第一觸發(fā)水平過濾所述中間頻域信號，所述第一觸發(fā)水平被設置為所述中間頻域信號的最大幅度的百分比，并且根據(jù)第二觸發(fā)水平通過去除高于所述第二觸發(fā)水平的頻率成分來過濾所述中間頻域信號；將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合頻域信號相組合以形成最終頻域信號；以及將所述最終頻域信號轉換為最終時域信號。49.根據(jù)權利要求48所述的方法，其中將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號的步驟包括在所述第一和第二頻域信號相乘之前對所述第一和笫二時域信號進行離散傅立葉變換(DFT)的步驟。50.根據(jù)權利要求48或49所述的方法，其中將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合頻域信號相組合的步驟包括計算所述第一和第二頻域信號的平均信號，并將該平均信號與過濾后的中間頻域信號相乘的步驟。51.根據(jù)權利要求48-50所述的方法，其中將最終頻域信號轉換為最終時域信號的步驟包括對最終頻域信號進行逆離散傅立葉變換(IDFT)的步驟。52.根據(jù)權利要求48-51中任一項所述的方法，其中所述第二觸發(fā)水平在100kHz—10MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz—8MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-5MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-3MHz的范圍內(nèi)，例如大約1MHz。53.—種用于法拉第傳感器的電子噪聲減小設備，所述法拉第傳感器適于測量在導體中流動的電流，例如閃電電流，該設備包括用于提供第一和第二時域信號的裝置，所述第一和第二時域信號來源于對可測量的電信號的給定屬性的相應的第一和第二測量；用于將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號的裝置；用于將所述第一和第二頻域信號相乘以形成中間頻域信號的裝置；用于根據(jù)第一觸發(fā)水平過濾所述中間頻域信號的裝置，所述第一觸發(fā)水平被設置為所述中間頻域信號的最大幅度的百分比；用于根據(jù)第二觸發(fā)水平通過去除高于所述第二觸發(fā)水平的頻率成分來過濾所述中間頻域信號的裝置；用于將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合信號相組合以形成最終頻域信號的裝置；以及用于將所述最終頻域信號轉換為最終時域信號的裝置。54.根據(jù)權利要求53所述的電子噪聲減小設備，其中用于分別提供所述第一和第二時域信號的第一和第二裝置包括一對法拉第傳感器。55.根據(jù)權利要求53或54所述的電子噪聲減小設備，其中通過對所述第一和第二時域信號進行離散傅立葉變換(DFT)將所述第一和第二時域信號分別轉換為第一和第二頻域信號。56.根據(jù)權利要求53-55中任一項所述的電子噪聲減小設備，其中通過計算所述第一和第二頻域信號的平均信號，并將所述平均信號與過濾后的中間頻域信號相乘，將過濾后的中間頻域信號與所述第一和第二頻域信號的組合頻域信號相組合。57，根據(jù)權利要求53-56中任一項所述的電子噪聲減小設備，其中通過對所述最終頻域信號進行逆離散傅立葉變換(IDFT)，將所述最終頻域信號轉換為最終時域信號。58.根據(jù)權利要求53-57中任一項所述的電子噪聲減小設備，其中所述第二觸發(fā)水平在100kHz-10MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-8MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-5MHz的范圍內(nèi)，例如在500kHz-3MHz的范圍內(nèi)，例如大約lMHz。全文摘要本發(fā)明涉及一種法拉第傳感器組件，該組件包括適于沿著第一傳播方向引導電磁輻射的第一光導元件和適于沿著第二傳播方向引導電磁輻射的第二光導元件，所述第二傳播方向基本上關于所述第一傳播方向相反地設置。該法拉第傳感器組件還包括設置在所述第一和第二光導元件之間的測量區(qū)域，所述測量區(qū)域適于接納導電元件，在該測量區(qū)域中，該導電元件的主延伸方向在基本上垂直于所述第一和第二傳播方向的方向上。本發(fā)明還涉及用于使來自該傳感器的輸出信號穩(wěn)定的方法和系統(tǒng)，以及用于處理來自該傳感器組件的信號的方法和系統(tǒng)。文檔編號G01R15/24GK101675344SQ200780050235公開日2010年3月17日申請日期2007年11月30日優(yōu)先權日2006年11月30日發(fā)明者L·N·比約恩申請人:北方傳感器公司