光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電場測量領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電場是電力學(xué)科中一個非常重要的物理量。通常，電場都是通過軟件仿真或者由相關(guān)電氣參數(shù)通過計算的方法獲取的，其準確性需要經(jīng)過實際測量進行驗證。而且在有些情況下，由于未知電場區(qū)域的情況非常復(fù)雜，無法通過軟件仿真或計算獲得電場，只能通過實際測量獲取電場值。
[0003]以液體介質(zhì)電場測量為例，現(xiàn)有的用于測量液體介質(zhì)中電場的傳感器大都是使用分離的光學(xué)器件構(gòu)成，測量時需要放在高穩(wěn)定性的光學(xué)平臺上，因而只適用于在開放的空間中進行電場測量。如現(xiàn)有技術(shù)中所提出的基于Kerr效應(yīng)的光電測量系統(tǒng)，其不具有高度集成的特點，所用的光學(xué)器件沒有集成到一個小的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，該測量系統(tǒng)每次測試之前需要在光學(xué)平臺上進行儀器調(diào)整和開展電場測量，非常不方便，無法實現(xiàn)測量系統(tǒng)導(dǎo)入液體電介質(zhì)內(nèi)部進行電場在線測量。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，本實用新型在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)有限空間中的液體電介質(zhì)的電場在線非接觸測量的光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)。
[0005]本實用新型提供一種光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，包括光源、光學(xué)器件單元、檢測裝置、連接于所述光源和所述光學(xué)器件單元之間的第一光纖和連接于所述光學(xué)器件單元和所述檢測裝置之間的第二光纖，所述光學(xué)器件單元為集成式光學(xué)器件單元。
[0006]由于光源和光電探測器均通過光纖與光學(xué)器件單元進行信號傳輸，從而可以實現(xiàn)光源和檢測裝置的外置，避免有限空間中的液體電介質(zhì)的在線電場測量中分離的測量裝置無法導(dǎo)入的問題。另外，通過高度集成和體積小的光學(xué)器件單元，可以置于液體電介質(zhì)內(nèi)部進行電場的在線測量，再結(jié)合外部檢測裝置而共同實現(xiàn)待測電場的測量。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型一實施例所提供的光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及【具體實施方式】，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用以解釋本實用新型，并不限定本實用新型的保護范圍。
[0009]請參閱圖1，為本實用新型一實施例所提供的光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，包括光源1、光學(xué)器件單元3、檢測裝置5，連接于光源I和光學(xué)器件單元3之間的第一光纖2和連接于光學(xué)器件單元3和檢測裝置5之間的第二光纖4。
[0010]光源I用于發(fā)出光信號，經(jīng)過第一光纖2傳輸至光學(xué)器件單元3。所述光源I可以根據(jù)使用場合和要求從現(xiàn)有技術(shù)中選用，通常，該光源I應(yīng)選擇具有特定方向性的光源，本實施例中，光源I優(yōu)選為激光器。
[0011]光學(xué)器件單元3設(shè)置于需要實際測量的電場中，用于接收激光器發(fā)出的光信號，由于光學(xué)器件單元3位于需要測量的電場中，光信號通過該光學(xué)器件單元3時能夠疊加電場信號，實現(xiàn)電場信號到光信號的轉(zhuǎn)換。其中，光學(xué)器件單元3為集成式光學(xué)器件單元，通過將現(xiàn)有的用于測量液體介質(zhì)中電場的傳感器的分離的光學(xué)器件通過封裝等方式集成在一個單元中，具有高度集成、體積小的特點，可以介入液體電介質(zhì)內(nèi)部進行電場在線測量。在其中一實施例中，該光學(xué)器件單元3包括電場傳感器。所述電場傳感器無須電源供電，可以實現(xiàn)無源測量。所述電場傳感器包括晶體調(diào)制器、光波導(dǎo)、金屬電極和感應(yīng)天線，光波導(dǎo)位于晶體調(diào)制器的中心。金屬電極通常為兩個，感應(yīng)天線與兩個金屬電極連接。所述晶體調(diào)制器是非中心對稱的晶體。所述金屬電極是合金電極，與晶體調(diào)制器上下表面相連。所述感應(yīng)天線是偶極子天線。所述光波導(dǎo)的材料為二氧化硅或是聚合物光波導(dǎo)。感應(yīng)天線感應(yīng)出空間電場，通過金屬電極作用在晶體調(diào)制器上下表面形成電勢差。當(dāng)光信號通過該光學(xué)器件單元時，電場傳感器的晶體的折射率會發(fā)生改變，從而對光波導(dǎo)中的光信號進行調(diào)制，從而實現(xiàn)電場信號到光信號的轉(zhuǎn)換。
[0012]疊加電場信號后的光信號通過光學(xué)器件單元3輸出，并經(jīng)過第二光纖4傳輸?shù)綑z測裝置5。檢測裝置5用于接收從光學(xué)器件單元輸出的光信號，獲取光強信號以獲取電場強度信息。本實施例中，該檢測裝置5為光電探測器，該光電探測器通過由輻射引起被照射材料電導(dǎo)率發(fā)生變化把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并獲得光強信息，由于從光學(xué)器件單元3輸出的光信號攜帶電場的信息，因此通過獲得光強信息，能夠獲取待測電場強度的信息。
[0013]光纖是指由玻璃或者塑料制成的纖維，其進行光的傳輸?shù)脑頌楣獾娜瓷洹１緦嵤├?，第一光纖2和第二光纖4均作為光傳導(dǎo)工具，用于實現(xiàn)光信號從外部光源到位于液體電介質(zhì)電場中的光學(xué)器件單元3的傳輸以及從光學(xué)器件單元3到檢測裝置5的傳輸，保證傳輸效率。
[0014]由于光源I和光電探測器均通過光纖與光學(xué)器件單元進行信號傳輸，從而可以實現(xiàn)光源I和檢測裝置5的外置，避免有限空間中的液體電介質(zhì)的在線電場測量中分離的測量裝置無法導(dǎo)入的問題。其次，通過高度集成和體積小的集成式的光學(xué)器件單元3，可以置于液體電介質(zhì)內(nèi)部進行電場的在線測量，再結(jié)合外部檢測裝置而共同實現(xiàn)待測電場的測量。
[0015]以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型范圍的限制。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，其特征在于:包括光源、光學(xué)器件單元、檢測裝置、連接于所述光源和所述光學(xué)器件單元之間的第一光纖和連接于所述光學(xué)器件單元和所述檢測裝置之間的第二光纖，所述光學(xué)器件單元為集成式光學(xué)器件單元。2.如權(quán)利要求1所述的光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，其特征在于:所述光學(xué)器件單元包括電場傳感器。3.如權(quán)利要求2所述的光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，其特征在于:所述電場傳感器包括晶體調(diào)制器、位于所述晶體調(diào)制器的中心的光波導(dǎo)、與所述晶體調(diào)制器的表面相連的金屬電極和與所述金屬電極相連的感應(yīng)天線。4.如權(quán)利要求1所述的光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，其特征在于:所述光源為激光器。5.如權(quán)利要求1所述的光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測裝置為光電探測器。
【專利摘要】本實用新型提供一種光纖導(dǎo)入式電場測量系統(tǒng)，包括光源、光學(xué)器件單元、檢測裝置、連接于所述光源和所述光學(xué)器件單元之間的第一光纖和連接于所述光學(xué)器件單元和所述檢測裝置之間的第二光纖，所述光學(xué)器件單元為集成式光學(xué)器件單元。通過集成式的光學(xué)器件單元，可以將其置于液體電介質(zhì)內(nèi)部進行電場的在線測量，且通過光纖分別實現(xiàn)光學(xué)器件單元與光源和檢測裝置之間的連接，可以實現(xiàn)光源和檢測裝置的外置，以結(jié)合外部檢測裝置而共同實現(xiàn)待測電場的測量。
【IPC分類】G01R29/12
【公開號】CN204882726
【申請?zhí)枴緾N201520642426
【發(fā)明人】齊波, 趙曉林, 趙林杰, 孫夏青, 朱宗旺, 朱俊霖, 高春嘉, 雷園園, 田坤, 李銳海, 李成榕
【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心, 華北電力大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月24日