Sensor de corriente de fibra óptica

Un sensor de corriente de fibra óptica (FOCS) es un dispositivo diseñado para medir corriente continua . Utilizando una fibra óptica de un solo extremo enrollada alrededor del conductor de corriente, ^{[ 1 ]} el FOCS aprovecha el efecto magnetoóptico ( efecto Faraday ). ^{[ 2 ]} El FOCS puede medir corrientes CC unidireccionales o bidireccionales de hasta 600 kA, con una precisión de ±0,1 % del valor medido. ^{[ 3 ] [ 4 ] : 2 [ 5 ]}

Los sensores de corriente de fibra óptica interferométricos (FOCS) emplean luz polarizada circularmente que recorre un circuito cerrado alrededor del flujo magnético generado por la corriente de un conductor eléctrico, el cual se refleja en un espejo. La luz experimenta un desfase recíproco a medida que el índice de refracción y la longitud efectiva del recorrido se modulan por la presencia de un campo magnético, que induce ópticamente birrefringencia circular . El patrón de interferencia, en relación con una forma de onda de referencia, es un valor de intensidad óptica que corresponde a la magnitud de la corriente.

Estos sensores se utilizan a menudo en aplicaciones donde se requiere aislamiento galvánico , ya que la fibra de vidrio es un excelente aislante eléctrico .

Los sensores FOCS son vulnerables a las perturbaciones acústicas en los cables de fibra óptica, ya que los cambios en la birrefringencia lineal del cable de fibra provocan cambios de fase adicionales entre los modos polarizados ortogonalmente, que deben ser de igual magnitud para generar polarización circular, puesto que se requiere un desplazamiento exacto de un cuarto de onda entre los modos de eje rápido y lento para un estado de polarización circular, y los cambios de fase adicionales en la red de detección provocan que los fotones de medición polarizados circularmente, que experimentan un cambio de fase en la bobina de detección de corriente de fibra óptica en proporción a la densidad del campo magnético, degeneren en una forma aleatoria de polarización elíptica, lo que degrada las capacidades de medición de interferencias, ya que las formas de onda de los fotones de medición y de referencia se vuelven no coherentes en el analizador.

Como los FOCS son resistentes a los efectos de las interferencias de campos magnéticos o eléctricos, son ideales para la medición de corrientes eléctricas y altos voltajes en centrales eléctricas u otros entornos con grandes corrientes. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Los sensores FOCS también se utilizan con frecuencia en aplicaciones militares, ya que, debido a su naturaleza intrínsecamente no conductora, son fácilmente resistentes a los pulsos electromagnéticos .