【摘要】：本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(雜散電流監(jiān)測(cè)中非均布熱應(yīng)力誘導(dǎo)線性雙折射量化與抑制策略研究,編號(hào):51607178)的資助下,以全光纖電流互感器為研究對(duì)象,在對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的基礎(chǔ)之上,開展全光纖電流互感器溫度穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)的研究。首先,建立全光纖電流互感器的解析模型�；诠饫w傳感技術(shù)的基本工作原理,對(duì)全光纖電流互感器結(jié)構(gòu)原理方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì);針對(duì)設(shè)計(jì)方案,采用Jones矩陣光路法建立互感器的解析模型,在此基礎(chǔ)上,考慮互感器的溫度敏感模型,研究溫度變化對(duì)互感器性能的影響規(guī)律。其次,優(yōu)化設(shè)計(jì)全光纖電流互感器的無熱化傳感探頭。針對(duì)傳感光纖存在彎曲損耗和對(duì)溫度敏感的特征,以無熱化、高靈敏度為目標(biāo),設(shè)計(jì)了一種具有柔和過渡結(jié)構(gòu)的傳感光纖支架,并開展了多層螺線管結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì);運(yùn)用COMSOL Multiphysics軟件仿真分析傳感探頭磁場(chǎng)分布特征和溫度變化規(guī)律,將仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性,進(jìn)而依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)傳感探頭進(jìn)行實(shí)物加工制作。然后,構(gòu)建全光纖電流互感器實(shí)驗(yàn)方案并搭建實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。設(shè)計(jì)全光纖電流互感器的實(shí)驗(yàn)方案,完成器件選型,設(shè)計(jì)系統(tǒng)上位機(jī)軟件程序,據(jù)此搭建全光纖電流互感器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并初步測(cè)試實(shí)驗(yàn)樣機(jī)基本性能,結(jié)果表明:互感器的靈敏度約為8×10~(-3)/A,精度≤1%,互感器具有較強(qiáng)的溫度敏感性。最后,補(bǔ)償全光纖電流互感器溫度敏感性。針對(duì)全光纖電流互感器的溫度敏感問題,結(jié)合溫度敏感性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對(duì)變溫條件下全光纖電流互感器的輸出情況進(jìn)行仿真計(jì)算,研究互感器的輸出結(jié)果隨溫度的變化規(guī)律;基于此,引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)全光纖電流互感器溫度敏感性進(jìn)行智能補(bǔ)償研究,進(jìn)一步結(jié)合上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)互感器溫度穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償;經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度均有較大的提高。
【圖文】：

圖 2-1 法拉第效應(yīng)原理示意圖re 2-1Aschematic diagram of the principle of Faraday光纖以后，其偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。Faraday 旋光的束縛電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到洛倫茲力的旋進(jìn)。因?yàn)殡娮拥倪\(yùn)動(dòng)總附加有右旋的拉，偏振面的旋轉(zhuǎn)角方向并不倒轉(zhuǎn)，所以 Farady 旋轉(zhuǎn)角 F 與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 和菲爾德常數(shù) = 德常數(shù) V 是與磁光介質(zhì)的材料特性和光波波外加在磁光介質(zhì)上的磁場(chǎng)強(qiáng)度，單位 A/m； m。流互感器總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)（Fibverall Structure Design）互感器的總體方案采用傳感方案如圖 2-2 所

碩士學(xué)位論文次受到法拉第效應(yīng)的作用，，由于法拉第效應(yīng)的非互易性效果加倍旋角信息的偏振光波經(jīng)過耦合器到達(dá)偏振控制器，偏振控制器（光波偏振面旋轉(zhuǎn) π/4，來提高系統(tǒng)的靈敏度；最終，攜帶法拉第旋光波經(jīng)過光纖偏振分束器（PBS）分解成兩束模式正交的線偏振率計(jì)送入工控機(jī)進(jìn)行后續(xù)信號(hào)處理。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM452

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2673237