Устройство для измерения электрического тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА, содержащее рас положенный вокруг контролируемого токопровода кольцевой газовый лазер с квазиизотропным по отнесению к поляризации излучения резонатором, включающим в свой состав активные усиливающие среды, анализатор, установленный на выходе резонатора, фотоприемник , вход которого соединен с выходом анализатора, а выход - с входом блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и точности измерения , в плечи резонатора, образующие замкнутый контур излучения вокруг контролируемого токопровода, помещены пассивные среды, обладающие эффектом Фарадея, а активные усиливающие среды, соединенные последовательно с пассивными средами, вынесе-ф ны за пределы данного контура.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NOW

РЕСПУБЛИК

„.,Я0„„1Я713Я А

1(5g G 0l R 13/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТКРЫТИЙ (21) 3320269/18-21 (22) 20.07.81 (46) 07.02.84. Бюл. Р 5 (72) М.О.Никончук, С.С.Скорик и И.П.Пугач .(71) Киевский ордена Ленина государственный университет им,T.Ã.Шевченко (53) 621.317 ° 7(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 757990, кл. G 01 R 13/40, 1978 °

2. Авторское свидетельство СССР. по заявке 9 2712743, кл. G 01 R 13/4Q

1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА, содержащее расположенный вокруг контролируемого токопровода кольцевой газовый лазер с кваэиизотропным по отношению к поляризации излучения резонатором, включающим| в свой состав активные усиливающие среды, анализатор, установленный на выходе резонатора, фотоприемник, вход которого соединен с выходом анализатора, а выход — с входом блока регистрации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона и точности измерения, в плечи резонатора, образующие замкнутый контур излучения вокруг контролируемого токопровода, помещены пассивные среды, обладающие эффектом Фарадея, а активныЕ усиливающие среды, соединенные последова 2 тельно с пассивными средами, вынесе- @ ны за пределы данного контура, 1071962

Изобретение отиосится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации бесконтактного контроля электрических токов повышенного уровня.

Известно устройство для измерения электрического тока, содержащее источник линейно поляризованного излучения, магнитооптический преобразователь, выполненный в виде прямоугольной полой призмы, расположенной вокруг контролируемого токопровода, блок вращения плоскости поляризации, размещенный между источником излучения и магнитооптическим преобразова» телем и соединенный входом с выходом 15 формирователя опорного электрического сигнала, блок фиксации разности фаз, входы которого подключены к выходам формирователя опорного электрического сигнала и фотоприемника, à gp выход — к указателю тока Г1,1, Недостатки известного устройства— зависимость регистрируемой разности фазовых набегов волн правой и левой круговых поляризаций от взаимного расположения излучателя и магнитооптического преобразователя, а также низкая чувствительность и аналоговая форма выходного сигнала.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является уст ройство для измерения электрического тока, содержащее расположенный вокруг контролируемого токопровода кольцевой газовый лазер с квазиизотроп ным по отношению к поляризации излучения резонатором. включающим в свой сос— тав активные усиливающие среды, помещенные в продольное магнитное поле измеряемого тока, анализатор, установленный на выходе резонатора, фото-4О приемник, вход которого соединен с выходом анализатора, а выход — с входом блока регистрации Ã23.

Недостатки известного устройства, принцип действия которого основан на 45 эффекте распределения частоты генерации в кольцевом лазаре, заключаются в небольшом диапазоне измеряемых токов, обусловленном возникновением магнитоплазменных эффектов в активной5 среде, а также в нелинейном характере зависимости частоты расщепления от тока в контролируемом токопроводе, вызванном нелинейностью зависимости фарадеевского поворота плоскости поляризации излучения в активной среде от магнитного поля.

Целью изобретения является расширение диапазона и точности измерения. 60

Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для измерения электрического тока, содержащем расположенный вокруг контролируемого токопровода кольцевой газовый лазер с квазиизотропным по отношению к поляризации излучения резонатором, включающим в свой состав активные усиливающие среды, анализатор, установленный на выходе резонатора, фотоприемник, вход которого соединен с выходом анализатора, а выход — с входом блока регистрации, в плечи резонато» ра, образующие замкнутый контур излучения вокруг контролируемого токопровода, помещены пассивные среды, обладающие эффектом Фарадея, а активные усиливающие среды, соединенные последовательно с пассивными средами, вынесены за пределы данного контура, На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения электрического тока, Устройство содержит расположенный вокруг контролируемого токопровода 1 кольцевой газовый лазер, резонатор которого состоит из зеркал2-13, В плечи резонатора, окружающие токопровод 1, помещены пассивные среды

14-17„ обладающие эффектом Фарадея.

Активные усиливающие среды 18 и 19 вынесены в часть резонатора, не окружающую токопровод 1. В состав устройства входят также анализатор 20, фотоприемник 21 и блок 22 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии тока в токопроводе 1 сигнал на частоте расщепления отсутствует, поскольку генерируются одночастотные волны. При пропускании тока по токопроводу 1 возникает маг,нитное поле, обладающее продольной составляющей для излучения, распространяющегося по части резонатора, окружащей токопровод 1 и имеющей пассивные среды 14-17, Продольное магнитное поле, наложенное на пассивную среду, характеризующуюся эффектом Фарадея, вызывает расщепление частоты генерации на две, причем с ортогональными круговыми поляризациями. Расщепление между такими методами пропорционально току в токопроводе 1 и не зависит от положения последнего внутри резонатора. Вместе с тем,величина расщепления оказывается зависимой от постоянной Верде материала, из которого изготовлены пассивные среды 14-17. Генерация в лазере создается эа счет усиления получения в активных средах 18 и 19, выполненных эа пределы части резонатора, окружающей токопровод 1. Следует отметить, что в данном случае активные среды 18 и 19 располагаются таким образом, что магнитное поле измеряемого тока не приводит к дополнительному расщеплению частоты генерации. Например, их можно расположить на удалении от токопровода 1

С " :т< витель Л,Морозов

Редактор Н.Джуган Техред Т.Иаточка Корректор В ° Гирняк

Тираж 711 Подт исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 116/37

Филиал ППП Патент, г,Ужгород, ул. Проектная, 4 или так, чтобы магнитное поле тока было для них поперечным. наконец, можно замкнуть оптический путь с тем, чтобы активные среды 18 и 19 образовали замкнутый контур с компенсацией фазового набега волн, Следовательно, в предлагаемом устройстве расщепление частоты генерации осуществляется в пассивных средах 14-17, окружающих токопровод 1, а генерация - эа счет активных усилйвающих сред 18 и 19, через которые проходит излучение. Оптический путь излучения, относящийся к части резонатора, окружающей токопровод 1 и составленной иэ пассивных 15 сред 14-17, замыкается таким образом через другую его часть с активными средами 18 и 19. Подбором материала йассивных сред 14-17 можно добиться любой крутизны выходной характеристик ки устройства и тем самым обеспечить весьма широкий диапазон измерения.

Если в качестве пассивных сред 14-17 использовать пара- или диамагнетик, будет обеспечена высокая линейность выходной характеристики и, как следствие, повышенная точность измерения, В предлагаемом устройстве создается также гальваническая развязка от токопровода 1. Часть резонатора, в которой находятся активные среды

18 и 19 и для работы которой требуется питание, может .быть отнесена от токопровода 1 на достаточно боль- шое расстояние, обеспечивающее необходимую электрическую прочность устройства.