專利名稱：一種光纖琺珀電流傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光纖傳感領域，具體涉及一種光纖琺珀電流傳感器。
背景技術：
伴隨著城市人口和建設規(guī)模的擴大，各種用電設備的增多，用電量越來越大，城市 的供電設備經(jīng)常超負荷運轉，用電環(huán)境變得越來越惡劣，對電源的“考驗”越來越嚴重。據(jù) 統(tǒng)計，每天，用電設備都要遭受120次左右各種的電源問題的侵擾，電子設備故障的60%來 自電源。因此，電源問題的重要性日益凸顯出來。原先作為配角，資金投入較少的電源越來 越受到廠商和研究人員的重視，電源技術遂發(fā)展成為一門嶄新的技術。而今，小小的電源設備已經(jīng)融合了越來越多的新技術。例如開關電源、硬開關、軟 開關、參數(shù)穩(wěn)壓、線性反饋穩(wěn)壓、磁放大器技術、數(shù)控調壓、PWM、SPWM、電磁兼容等等。實際需 求直接推動電源技術不斷發(fā)展和進步，為了自動檢測和顯示電流，并在過流、過壓等危害情 況發(fā)生時具有自動保護功能和更高級的智能控制，具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電 源技術漸成趨勢，檢測電流或電壓的傳感器便應運而生并在我國開始受到廣大電源設計者 的青睞。而傳統(tǒng)的電流傳感器基于霍爾效應，靈敏度差，而且不能測量微小電流。 發(fā)明內容本實用新型所要解決的問題是如何提供一種光纖琺珀電流傳感器，該傳感器能 克服現(xiàn)有技術的缺陷，可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準確的測量交變電流。本實用新型所提出的技術問題是這樣解決的提供一種光纖琺珀電流傳感器，包 括光纖和能通入待測交變電流的線圈，其特征在于在光纖的一端面設置一個以氣體或者 空氣為介質的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面 是與光纖端面相對應的膜片，所述膜片由金屬材料或者不導電的磁性材料構成，所述線圈 的設置位置能使其通過待測交變電流時所產(chǎn)生的磁力線與膜片垂直并能帶動膜片運動。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔的橫截 面大于、等于或者小于光纖的纖芯的橫截面。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由設 置在光纖端面內部正中心的圓柱形微槽和對接在光纖端面的膜片構成。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由光 纖的端面、套設在光纖上的套管和設置在套管另一端的膜片構成。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述線圈套置在琺 珀腔的外圓周上或者設置在琺珀腔的正下方。按照本實用新型所提供的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述光纖是采用石 英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光纖。本實用新型在測量時將被測交變電流通入線圈中，線圈產(chǎn)生變化的磁場和膜片中
3渦旋電流產(chǎn)生的磁場相互作用，帶動膜片運動從而改變琺珀腔的腔長，用光纖拾取琺珀腔 的反射光學信號獲得腔長信息，便可實現(xiàn)對交變電流的測量。膜片的厚度和FP腔尺寸可調 節(jié)靈敏度。傳統(tǒng)的電流傳感器基于霍爾效應，靈敏度差，而且不能測量微小電流，而本實用新 型實現(xiàn)緊湊結構、穩(wěn)定性好，可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準確的測量交變電流，而且靈敏度很高，實 現(xiàn)方法也很簡單。

圖1是本實用新型第一種實施例的結構示意圖；圖2是本實用新型第二種實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型第三種實施例的結構示意圖；圖4是本實用新型第四種實施例的結構示意圖。其中，1、光纖，2、膜片，3、圓柱形微槽，4、線圈，5、琺珀腔，6、膠水層，7、套管。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述如圖1 圖4所示，一個以氣體或者空氣為介質包含兩個光學反射面構成的琺珀 腔，琺珀腔的一端為一膜片，該膜片由金屬材料或不導電的磁性材料構成，和一組線圈組合 構成本實用新型的光纖琺珀電流傳感器，膜片的厚度和FP腔尺寸可調節(jié)靈敏度，在測量時 將被測交變電流通入線圈中，線圈產(chǎn)生變化的磁場和膜片中渦旋電流產(chǎn)生的磁場相互作 用，帶動膜片運動從而改變FP腔的腔長，用光纖拾取FP腔的反射光學信號獲得腔長信息， 便可實現(xiàn)對交變電流的測量，構成FP腔的材料可以是石英、寶石、微結構光纖等。本實用新型的的光纖1是采用石英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光 纖，本實用新型所述的加工是采用157nm激光加工、飛秒激光加工、紅外激光加工或電子束 刻蝕，本實用新型所述對接是采用激光熔接、電弧熔接、或粘接。本實用新型的光纖由包層 和纖芯構成，所述琺珀腔的橫截面可大于、等于或小于光纖的纖芯的橫截面。實施例1如圖1所示，包括光纖1和能通入待測交變電流的線圈2，在光纖1的一端面設置 圓柱形微槽3，深度在10 μ m至IOmm之間，在圓柱形微槽3外對接與光纖端面相對應的膜片 2形成琺珀腔，膜片2由金屬材料或者不導電的磁性材料構成，線圈2的設置位置是在與膜 片垂直的下方。制備方法是在光纖1的端面上用157nm激光器加工一個圓柱形微槽3，深度 10 μ m至IOmm之間，在圓柱形微槽3外對接上膜片2，微槽3形成FP腔，在膜片2的垂直下 方放置一組線圈4，就制成了本實用新型的光纖法珀電流傳感器。實施例2如圖2所示，包括光纖1和能通入待測交變電流的線圈2，琺珀腔5是由光纖的端 面、套設在光纖1上的套管7和設置在套7管另一端的膜片2構成，所述膜片由金屬材料或 者不導電的磁性材料構成，線圈4放置在膜片2的垂直下方。制備方法是將套管7兩端切 平，在套管7的一端對接上膜片2，將光纖1插入套管7中，并和膜片2保持微小的距離，形 成琺珀腔5，用膠水層6固定，在膜片2的垂直下方放置一組線圈4，就制成了本實用新型的
4光纖法珀電流傳感器。實施例3如圖3所示，結構和制備方法與實施例1相同，只有線圈4套設在琺珀腔的四周。實施例4如圖4所示，結構和制備方法與實施例2相同，只有線圈4套設在琺珀腔的四周。
權利要求一種光纖琺珀電流傳感器，包括光纖和能通入待測交變電流的線圈，其特征在于在光纖的一端面設置一個以氣體或者空氣為介質的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面是與光纖端面相對應的膜片，所述膜片由金屬材料或者不導電的磁性材料構成，所述線圈的設置位置能使其通過待測交變電流時所產(chǎn)生的磁力線與膜片垂直并能帶動膜片運動。
2.根據(jù)權利要求1所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔的橫截面大 于、等于或者小于光纖的纖芯的橫截面。
3.根據(jù)權利要求2所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由設置在 光纖端面內部正中心的圓柱形微槽和對接在光纖端面的膜片構成。
4.根據(jù)權利要求2所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由光纖的 端面、套設在光纖上的套管和設置在套管另一端的膜片構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述線圈套置在琺珀腔 的外圓周上或者設置在琺珀腔的正下方。
6.根據(jù)權利要求1 4任一所述的所述的光纖琺珀電流傳感器，其特征在于，所述光纖 是采用石英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光纖。
專利摘要本實用新型公開了一種光纖琺珀電流傳感器，包括光纖和能通入待測交變電流的線圈，其特征在于在光纖的一端面設置一個以氣體或者空氣為介質的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面是與光纖端面相對應的膜片，所述膜片由金屬材料或者不導電的磁性材料構成，所述線圈的設置位置能使其通過待測交變電流時所產(chǎn)生的磁力線與膜片垂直并能帶動膜片運動。傳統(tǒng)的電流傳感器基于霍爾效應，靈敏度差，而且不能測量微小電流，而本實用新型實現(xiàn)緊湊結構、穩(wěn)定性好，可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準確的測量交變電流，而且靈敏度很高，實現(xiàn)方法也很簡單。
文檔編號G01R19/00GK201689126SQ201020218629
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2010年6月8日
發(fā)明者冉曾令, 饒云江, 魯恩 申請人:電子科技大學