福州大学徐启峰获国家专利权
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龙图腾网获悉福州大学申请的专利会聚偏光干涉与合并单元同步采样的传感器噪声补偿方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115792779B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211641570.X,技术领域涉及:G01R35/02;该发明授权会聚偏光干涉与合并单元同步采样的传感器噪声补偿方法是由徐启峰设计研发完成,并于2022-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本会聚偏光干涉与合并单元同步采样的传感器噪声补偿方法在说明书摘要公布了:本发明提出会聚偏光干涉与合并单元同步采样的传感器噪声补偿方法,光源的光经过起偏器形成线偏振光,在待测磁场作用下,线偏振光经过磁光薄膜,其偏振面旋转α,经会聚透镜进入单轴晶体,在单轴晶体内产生双折射,并分解为振动方向相互垂直且具有固定位相差的o光和e光,形成会聚偏光干涉图像;未产生温漂或震动时,与待测交流电流过零对应的会聚偏光干涉图像中,法拉第磁致旋光角α对应的干涉光斑亮纹中心位置在y轴;温漂或震动情况下与待测交流电流过零对应的会聚偏光干涉图像干涉光斑相对y轴的旋转角度即对应温漂噪声γ,通过定位光斑特征来检测γ并加以补偿,达到消除γ的目的;本发明可将应力线双折射形成的干扰量提取出来并加以补偿。
本发明授权会聚偏光干涉与合并单元同步采样的传感器噪声补偿方法在权利要求书中公布了:1.会聚偏光干涉与合并单元同步采样的传感器噪声补偿方法,针对基于法拉第磁光效应的光学电流传感器,用于检测光学电流传感器的光纤、磁光晶体因温漂或震动导致的应力线双折射对应的温漂噪声γ,其特征在于:包括以下步骤; 步骤S1、光源发出的光经过起偏器形成线偏振光,在待测磁场作用下,线偏振光经过磁光薄膜,其偏振面旋转α,即为法拉第磁致旋光角,并经过会聚透镜4聚焦,再进入单轴晶体5,在单轴晶体内产生双折射,并分解为振动方向相互垂直且具有固定位相差的o光和e光,再经过准直透镜6和检偏器7处理后,形成可被合并单元同步采样设备9检测的会聚偏光干涉图像8;光学电流传感器所在环境未产生温漂或震动时,与待测交流电流过零对应的会聚偏光干涉图像10中,法拉第磁致旋光角α对应的干涉光斑亮纹中心位置在y轴; 步骤S2、光学电流传感器所在环境产生温漂或震动时,温漂噪声γ叠加在α上,导致输出线偏振光的偏振面共旋转α+γ角度,通过检测光斑的旋转角度对线偏振光偏振面旋转角度进行直接与线性测量; 步骤S3、温漂或震动情况下与待测交流电流过零对应的会聚偏光干涉图像11中,α=0,此时光学电流传感器的输出信号即为温漂噪声γ,而干涉光斑相对y轴的旋转角度即对应温漂噪声γ,通过定位光斑特征来检测γ并加以补偿,达到消除γ的目的; 步骤S3中,基于琼斯矩阵对温漂噪声的补偿进行计算,具体方法为:以检偏器的透光轴方向为x轴建立坐标系,线偏振光通过晶体时,沿锥光圆的法线和切线方向分解为o光和e光,其中,P1为起偏器的透光轴方位,P2为检偏器的透光轴方位,θ1为x轴转到e轴的角度,θ2是起偏器P1透光轴和检偏器P2透光轴之间的夹角; 在o-e坐标系下椭圆偏振光琼斯矩阵E为: 其中δ是晶体所引入的o光和e光的相位差: 式中:no为常数,是o光的折射率;neθ是e光的折射率,其随光束入射角θ变化;d为晶体通光方向的厚度;λ为激光的波长; 将公式一变化到x-y坐标系下,得: 透过检偏器后的琼斯矢量为: 输出光强的表达式为: 对公式五进行偏微分运算,以求取干涉条纹亮度最大值或最小值位置: 由于sin2δ2不为零,故θ2=2θ1; 入射光的法拉第旋转角与温漂噪声α+γ之和与干涉条纹旋转角θ之间的关系为:α+γ=2θ公式七; 光学电流传感器线性测量的结果为α与γ的线性叠加,根据法拉第磁光效应,待测磁场H与α满足 α=VHLM公式八; 其中V为维尔德常数,LM是磁光材料沿磁场方向的通光路径长度;当H=0时α=0,即在交流电流过零时光学电流传感器的输出信号α’=γ2,在这一时刻将γ检测出来并加以补偿。
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