基于方波调制的全光纤电流互感器检测系统设计与性能分析

本文主要探讨了全光纤电流互感器（FOCT）检测系统的详细设计。全光纤电流互感器是一种利用光纤的磁光效应（如法拉第效应）来测量电流的高性能传感器，它通过将电流信号转化为光信号，然后在光纤中传输，再通过光学系统转换回电信号，实现了非接触式的电流测量，具有高精度、抗电磁干扰等优点。 首先，文章介绍了全光纤电流互感器的基本工作原理。这种技术利用光纤中的光的偏振状态随磁场强度变化的特性，将电流信号转化为光的偏振变化，从而实现对电流的间接测量。当电流通过一个特定的线圈时，产生的磁场会在光纤中引起光的偏振态改变，这一过程称为法拉第效应。 文章重点阐述了针对FOCT输出光路信号特点的检测算法设计。针对全光纤电流互感器输出的调制光信号，提出了一种基于方波调制解调的数字相关检测方案。这个方案的核心是利用方波调制方式来编码电流信号，使得解调过程能够准确地恢复原始电流值。数字相关技术在此处被用来检测光信号中的模式变化，通过计算光信号的自相关函数，可以提取出与输入电流成正比的信息。 文章详细讨论了该检测方案的测量原理，包括信号的调制过程，如何通过光纤传输并保持信息完整性，以及信号解调后的处理步骤。此外，还强调了系统在不同温度条件下的性能稳定性，实验结果显示，即使在-40℃到60℃的温度范围内，系统的分辨率可达小于1安培，而比例因数的变化幅度小于0.5%，证明了系统的高精度和可靠性。 关键词部分，"光纤电流互感器"、"法拉第效应"和"相关检测"突出了文章的核心内容，分别代表了技术的基础、关键效应和主要检测方法。这篇文章深入探讨了全光纤电流互感器检测系统的构建、原理和性能，对于理解光纤传感技术在电力系统中的应用具有重要意义。