ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Полезная модель относится к области сверхвысоких токов и может быть использована в волоконно-оптических измерительных трансформаторах тока.
Известно информационно-измерительное устройство контроля электрического тока и магнитного поля (авторское свидетельство СССР №1383267. G01R 33/032, 1988), содержащее источник когерентного излучения, чувствительный элемент из волоконного световода, навитого на цилиндр из магнитострикционного материала с щелевидным разрезом вдоль образующей фотодетектор и блок обработки сигнала.
Недостатком данного устройства является его относительная громоздкость и недостаточно высокая точность вследствие косвенного метода измерения, заключающегося в том, что магнитное поле приводит к деформации цилиндра из магнитострикционного материала, и, следовательно, оптического волокна, намотанного на цилиндр. В результате изменяется оптическая длина пути, что приводит к изменению фазового сдвига, регистрируемого блоком обработки сигнала.
За прототип принято информационно-измерительное устройство контроля электрического тока и магнитного поля (патент US, №5463312, кл. G01R 1/04, 1995), содержащее последовательно соединенные источник оптического излучения в виде лазера или лазерного диода, поляризатор; оптическое волокно, обладающее линейным двойным лучепреломлением, свернутое в катушку, внутри которой расположен проводник с током, анализатор, фотоприемник оптического излучения.
Недостатком данного устройства является его недостаточно высокая точность и надежность.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности измерений.
Поставленная задача решается тем, что интеллектуальный преобразователь магнитного и электрического тока, содержащий последовательно соединенные источник оптического излучения в виде лазера или лазерного диода, поляризатор, оптическое волокно, свернутое в катушку, на которое воздействует проводник с током, анализатор, фотоприемник оптического излучения - фотодиод, связанный с усилителем и аналого-цифровым преобразователем, согласно полезной модели состоит из нейронного датчика и управляющего устройства. Нейронный датчик обрабатывает полученные данные тока с аналого-цифрового преобразователя посредством взаимодействия всех элементов нейронного датчика: анализатора данных реального времени, среды интеллектуальной измерительной системы, интеллектуального преобразователя, человекомашинного интерфейса, управления (реагирующая часть). Данная система имеет свойство самообучения. После чего данные поступают в управляющее устройство, которое осуществляет регулирование тока. Все данные отображаются на жидкокристаллическом индикаторе.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
Устройство содержит лазерный диод 1, соединительное оптическое волокно 2, поляризатор 3, чувствительный элемент (виток оптического волокна) 4, проводник с током, создающий магнитное поле 5, анализатор 6, фотодиод 7, операционный усилитель 8, аналого-цифровой преобразователь 9, нейронный датчик 10, анализатор данных реального времени 11, среда интеллектуальной измерительной системы 12, интеллектуальный преобразователь 13, человекомашинный интерфейс 14, управление (реагирующая часть) 15, управляющее устройство 16, жидкокристаллический индикатор 17.
Заявленное устройство работает следующим образом.
1
2
3
При протекании электрического тока I по проводнику 5 создается контролируемое магнитное поле напряженностью Н. Это поле воздействует на чувствительный элемент (скрученное оптическое волокно - элемент Фарадея) 4. Создаваемое лазерным диодом 1 когерентное монохроматическое излучение J, проходит по оптическому волокну 2, далее попадает в поляризатор 3, где поляризуется в линейно поляризованную световую волну J. В элементе Фарадея 4 под действием внешнего магнитного поля происходит вращение плоскости поляризации света, распространяющегося вдоль направления магнитного поля. Световой поток J с выхода элемента Фарадея проходит через анализатор 6 и попадает на фотодиод 7, затем на операционный усилитель 8, далее происходит преобразование сигнала через аналого-цифровой преобразователь 9. Полученные значения контролируемого магнитного поля попадают в нейронный датчик 10, где происходит взаимодействие анализатора данных реального времени 11, среды интеллектуальной измерительной системы 12, интеллектуального преобразователя 13, человекомашинного интерфейса 14, управления (реагирующая часть) 15. После обработки данных, управляющее устройство 16 выполняет действия по регулированию протекающего тока по проводнику 5. На жидкокристаллическом индикаторе 17 получаем значение контролируемого магнитного поля. Поляризатор 2 и анализатор 6 находятся в скрещенном положении. Таким образом, существует возможность фиксировать слабое изменение интенсивности светового потока на входе в фотодиод 7.