Устройство для измерения тока

Устройство для измерения тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области применения устройства путем обеспечения возможности измерений в условиях ионизирующего излучения. Светоизлучающий элемент 1 излучает сигнал, пропорциональный току в проводнике 14, воспринимаемый масштабируемым магнитно-индукционным преобразователем 4. Оптический сигнал через сферическое зеркало 2, волоконно-оптические модули 3, проходной волоконно-оптический изолятор 6, оптический ветвитель 7, полупрозрачное зеркало 9, фильтры 10, 11 поступает на фотоприемники 12, 13. Их сигнал обрабатывается сумматорами 15, 16, усилителем 19 с изменяющимся коэффициентом усиления и регистрируется регистратором 20. Сравнением с сигналами источников 17, 18 опорного напряжения формируется сигнал обратной связи, подаваемый на затвор 21, с изменяющимся коэффициентом усиления, модулирующим свет непрерывного лазера 8, поступающий через сельфоки 22 на сферическое зеркало 2. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 01 R 1 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

rlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4469827/24-21 (22) 29.07.88 (46) 07.10.90. Яюп. Р. 37 (71) Научно-исследовательский инсти— тут энергетики и автоматики

АН УЗССР (72) И.Г.Кирин (53) б? 1. 317. ? (088. 8) (56) Патент СНА P- 3753101, кл. 0 01 Р 19/00, 1973.

Кирин И. Г. и др. Чысоковольтньп датчик тока с волоконно-оптическим изолятором. — ИнА. лист о НТЦ, Р 87-130, 1987. (54) УСтР011СТВП,ЦПЯ И31РРГНИП ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение области применения устройства путем обеспечения возможности измерений в условиях ионизи„„Я0„„1597746 А 1

2 рующего излучения. Светоизлучанн ий. элемент 1 излучает сигнал, пропорциональный току в проводнике 14, воспринимаемый масштабируемым магнитно-индукционным преобразователем 4.

0птический сигнал через с*ерическое зеркало 2, волоконно-оптические модули 3, проходноч волоконно-оптичес кий изолятор 6, оптический ветвитель

7, полупрозрачное зеркало 9, Аильтры

10, 11 поступает на Аотоприемники

12, !3. Их сигнал обрабатывается сумматорами 15, 16, усилителем 19 с изменяющимся коэА*ициентом усиления и регистрируется регистратором 20.

Сравнением с сигналами источников 17, 18 опорного напряжения Аормируется сигнал обратной связи, подаваемый на затвор 21, с измеряющим коэААициентом усиления, модулирую им свет непрерывного лазера 8, поступающий через сельАоки 22 ня сАерическое зеркало 2. 1 ил.

1597746 .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле тока либо напряжения с гальваничес5 ким разделением измерительной и регистрирующей цепей.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области применения устройства за счет обес- 10 печения возможности измерений в условиях ионизирующего облучения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит. светоизлучающий элеменг 1> сферическое зеркало 2» волоконно-оптические модули 3, масштабируемый магнитоиндукционный преобразователь 4, балластное сопротив.ление 5, проходной волоконно-оптический изолятор 6, оптический ветвитель 7, непрерывный лазер 8, полупрозрачное зеркало 9, первый и второй фильтры 1ц и 11, первый и второй фотоприемники 12 и 13, провод- 25 ник 14 с током, первый и второй сумматоры 15 и 16, первый и второй источники 17 и 18 опорного напряжения, усилитель 19 с изменяющимся коэффициентом усиления, регистратор 20, затвор 21 с изменяющимся коэффициентом пропускания, сельфоки 22.1 и

22.2.

Последовательно соединенные светоизлучающий элемент 1, балластное сопротивление 5 и первичный масштабируемый преобразователь 4, а также сферическое зеркало 2 выполнены в виде опорного узла, расположенного в непосредственноч близости.к проводнику 14 с током и образуют передаю40

vga блок. Остальные элементы входят в состав приемно-регистрирующего блока. Связь передающего блока с приемно-регистрирующим осуществляется

45 волоконно-оптическим каналом связи через волоконно-оптические модули 3 и проходной волоконно-оптический изолятор 6, выходы которого через оптический ветвитель 7 и сельфок 22.1 оптически связаны с входом затвора с

50 изменяющимся коэффициентом пропускания, а через сельфок 22,2, полупрозрачное зеркало 9.и первый и второй фильтры 10 и 11 соответственно — с первым и вторым фотоприемниками 12. и 13. Выход первого фотоприемника электрически соединен с входом усилителя 19 с изменяющимся коэффициен-, .том усиления, выход которого соедиI нен с регистратором. Второй вход усилителя 19 с изменяющимся коэффициентом усиления соединен с выходом сумматора 15, первый вход которого соединен с выходом источника 17 напряжения, а второй вход †. с выходом второго фотоприемника 13, соединенного также с входом сумматора 16, второй вход которого соединен с выходом источника 18 опорного напряжения, а выход сумматора 16 соединен с управляющим входом затвора с изменяющимся коэффициентом пропускания, оптический вход которого связан с оптическим выходом непрерывного лазера 8.

В статическом состоянии при отсутствии тока в токовом проводнике устройство работает следующим образом.

Пучок света от непрерывного лазера 8 направляется в nepsbN канал оптического ветвителя 7, через него поступает по волоконно-оптическим модулям 3 и проходному волоконно-оптическому изолятору 6 на сферичес- кое зеркало 2, отразившись от него в обратном направлении, вновь по волоконно-оптическим модулям 3 и проходному волоконно-оптическому изолятору 6 поступает на оптический ветвитель 7 и, пройдя его второй канал и сельфок 2?, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, поступает через второй фильтр 11 на второй фотоприемник 13, где преобразовывается в электрический сигнал. С выхода фотоприемника 13 сигнал поступает на первый вход первого сумматора 15 на второй вход которого поступает сигнал от источника 17 опорного сигнала. Сигнал разбаланса с выхода сумматора 15 поступает на вход цепи отрицательной обратной связи усилителя 19 с изменяемым коэффициентом усиления. Таким образом, устанавливается коэффициент усиления, пропорциональный величине затухания всего волоконно-оптического канала связи.

При появлении тока или напряжения в контролируемой цепи электрический сигнал с выхода измерительного преобразователя 4, преобразованный в оптическое излучение светоизлучающим элементом 1, по оптическому каналу связи через второй канал оптического ветвителя 7 через полупрозрачное

97746

5

15 зеркало 9 и Аильтр 10 поступает на. первый Аотоприемник 12, где преобраэовывается в электрический сигнал и далее поступает на вход усилителя 19 с изменяемым коэААициентом усиления.

С .учетом коэААициента усиления, заданного уровнем сигнала с выхода сумматора 15, пропорционального величине затухания оптического канала связи, усиленный сигнал поступает на регистратор 20, где производится фиксация измеряемой величины.-.

При воздействии внешних Аакторов на оптический сигнал (ионизирующее излучение, механические нагрузки, температурный нагрев и т.д.) или изменении уровня потерь, вносимых оптическими разъемами при повторной сборке устройства, изменяется величина оптического сигнала на входе второго фотоприемника 13, причем эти изменения пропорциональны внешним воздействиям. Соответственно меняется уровень выходного сигнала на выхсде сумматора 15 и, как следствие, увеличивается коэффициент усилителя 19 с изменяющимся коэААициентом усиления на величину, пропорциональную изменению потерь оптического канала.

В соответствии с этим происходит дополнительное усиление электрического сигналя, поступающего с выхода первого Аотоприемника. Тем самым ком пенсируется влияние внешних факторов на прохождение инАормационного сигнала от светоизлучающего элемента к регистратору.

Таким образом, устройство позволяет повысить точность измерения путем автоматической компенсации влияния дестабилизирующих факторов на канал передачи инАормации от измерительного преобразователя к регистратору.

Устройство обладает устойчивостью к воздействию ионизирующего излуче- . ния, под действием которого в оптическом канале наводятся стабильные и нестабильные полосы поглощения. Возникновение наведенного поглощения уменьшает ксэААициент прспускания волоконно-оптического канала связи, искажая тем самым инАормацию, передаваемую от измерительного преобразо- вателя к регистрирующему блоку. Это достигается тем, что оптическое излучение от непрерывного лазера кроме диагностики потерь волоконнооптического канала связи выполняет еще Аункцию защитного излучения.

Причем в зависимости от величины потерь и типа, наведенного ионизирующим излучением, потерь (стабильные или нестабильные полосы поглощения) изменяется интенсивность диагностического оптического излучения. Это достигается путем сравнения сигнала во втором сумматоре 16 от второго фотоприемника 13 с вторым источником 18 опорного напряжения. Сигнал разбаланса с выхода второго сумматора подается на затвор 21 с изменяющимся коэААициентом пропускания, увеличивая или уменьшая интенсивность лазерного излучения, поступающего в волоконно-оптический канал связи.

Использование принципа изменения интенсивности диагностического лазерного излучения от источника, рас- положенного на приемной стороне, позволяет проводить Аотсобесцвечивание как нестабильных полос поглощения, так и стабильных полос поглощения. Аотообесцвечивание стабильных полос поглощения происходит за счет диагностического лазерного излучения в оптическом канале и, как следствие, em термического разогрева, которнй приводит к термоотжигу оптического канала и восстановлению его пропускания.

Лри сборке ус геройства проводится калибровка оптического канала. Для этого на первичный преобразователь подается калибровочный сигнал и путем изменения величины опорного напряжения первого источника опорного напряжения выбирается такой уровень выходного сигнала с выхода первого сумматора, при котором показания регистратора соответствуют величине калибровочного сигнала. Величина этого опорного напряжения — паспортная характеристика устройства. Лри дальнейшей разборке и сборке устройства воздействие различных воздействий на него, корректировка результатов измерений производится автоматически.

В процессе калибровки всего устройства устанавливается. также минимальная интенсивность лазерного излучения. Это достигается путем изменения величины опсрногс напряжения на выходе второго источника опорного напряжения. Учитывается, что большеСоставитель В,Степанкин

Редактор Н.Яцола Техред М.Дидык Корректор И.Кучерявая Заказ 3050 Тираж 557 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 15977 му напряжению на выходе второго сумматора аоответствует минимальная интенсивность лазерного излучения.

Формула изобретения

Устройство для измерения тока, содержащее первичный масштабируемьгЪ преобразователь, соединенный со свето-1О излучающим элементом, оптический выход которого связан с оптическим вхо" дом волоконно-оптического канала связи, фотоприемник, регистратор, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 15 повьппения точнос и измерений и расширения области применения за счет обеспечения возможности измерений в условиях воздействия.ирнизирующего излучения, в устройство введены сАерическое зеркало, второй фотоприемник, непрерывный лазер, оптический ветвитель, полупрозрачное зеркало, первый .и второй Аильтры, первый и второй сумматоры, затвор с изменяю- 25 щимся коэААициентом пропускания, два сельАока, усилитель с.изменяющимся коэффициентом усиления, причем оптический выход непрерывного лазера через затвор с изменяющимся коэффи- 3g циентом пропускания и первый сельфок связан с первым выходом оптического ветвителя, вход которого соединен с выходом волоконно-оптического канала связи, вход которого оптически соединен со сАерическим зеркалом, второй выход оптического ветвителя через второй сельАок и полупрозрачное зеркало оптически связан соответственно с входами первого и второго Аотоприемников, выход первого фотоприемника электрически соединен с первым входом усилителя и.изменяющимся коэААициентом усиления, выход которого соединен с регистратором, а второй вход усилителя с изменяющимся коэААицнентом усиления соединен с выходом первого сумматора, к первому и / второму входам которого подключены соответственно выход первого источника опорного напряжения и выход второго Аотоприемника, соединенньг также с первым входом второго сумматора, к второму входу которого подключен выход второго источника опорного напряжения, выход второго сумматора соединен с управляющим входом затвора с изменяющимся коэфАициентом усиления.