光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電場(chǎng)是電力學(xué)科中一個(gè)非常重要的物理量。通常，電場(chǎng)都是通過(guò)軟件仿真或者由相關(guān)電氣參數(shù)通過(guò)計(jì)算的方法獲取的，其準(zhǔn)確性需要經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量進(jìn)行驗(yàn)證。而且在有些情況下，由于未知電場(chǎng)區(qū)域的情況非常復(fù)雜，無(wú)法通過(guò)軟件仿真或計(jì)算獲得電場(chǎng)，只能通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲取電場(chǎng)值。
[0003]以液體介質(zhì)電場(chǎng)測(cè)量為例，現(xiàn)有的用于測(cè)量液體介質(zhì)中電場(chǎng)的傳感器大都是使用分離的光學(xué)器件構(gòu)成，測(cè)量時(shí)需要放在高穩(wěn)定性的光學(xué)平臺(tái)上，因而只適用于在開(kāi)放的空間中進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)量。如現(xiàn)有技術(shù)中所提出的基于Kerr效應(yīng)的光電測(cè)量系統(tǒng)，其不具有高度集成的特點(diǎn)，所用的光學(xué)器件沒(méi)有集成到一個(gè)小的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，該測(cè)量系統(tǒng)每次測(cè)試之前需要在光學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行儀器調(diào)整和開(kāi)展電場(chǎng)測(cè)量，非常不方便，無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)導(dǎo)入液體電介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行電場(chǎng)在線測(cè)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，本實(shí)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(chǎng)在線非接觸測(cè)量的光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型提供一種光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，包括光源、光學(xué)器件單元、檢測(cè)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(cè)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(cè)器均通過(guò)光纖與光學(xué)器件單元進(jìn)行信號(hào)傳輸，從而可以實(shí)現(xiàn)光源和檢測(cè)裝置的外置，避免有限空間中的液體電介質(zhì)的在線電場(chǎng)測(cè)量中分離的測(cè)量裝置無(wú)法導(dǎo)入的問(wèn)題。另外，通過(guò)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(jìn)行電場(chǎng)的在線測(cè)量，再結(jié)合外部檢測(cè)裝置而共同實(shí)現(xiàn)待測(cè)電場(chǎng)的測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例所提供的光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用以解釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0009]請(qǐng)參閱圖1，為本實(shí)用新型一實(shí)施例所提供的光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，包括光源1、光學(xué)器件單元3、檢測(cè)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(cè)裝置5之間的第二光纖4。
[0010]光源I用于發(fā)出光信號(hào)，經(jīng)過(guò)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(chǎng)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(shí)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(shí)際測(cè)量的電場(chǎng)中，用于接收激光器發(fā)出的光信號(hào)，由于光學(xué)器件單元3位于需要測(cè)量的電場(chǎng)中，光信號(hào)通過(guò)該光學(xué)器件單元3時(shí)能夠疊加電場(chǎng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)到光信號(hào)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(guò)將現(xiàn)有的用于測(cè)量液體介質(zhì)中電場(chǎng)的傳感器的分離的光學(xué)器件通過(guò)封裝等方式集成在一個(gè)單元中，具有高度集成、體積小的特點(diǎn)，可以介入液體電介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行電場(chǎng)在線測(cè)量。在其中一實(shí)施例中，該光學(xué)器件單元3包括電場(chǎng)傳感器。所述電場(chǎng)傳感器無(wú)須電源供電，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)源測(cè)量。所述電場(chǎng)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(gè)，感應(yīng)天線與兩個(gè)金屬電極連接。所述晶體調(diào)制器是非中心對(duì)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(chǎng)，通過(guò)金屬電極作用在晶體調(diào)制器上下表面形成電勢(shì)差。當(dāng)光信號(hào)通過(guò)該光學(xué)器件單元時(shí)，電場(chǎng)傳感器的晶體的折射率會(huì)發(fā)生改變，從而對(duì)光波導(dǎo)中的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
[0012]疊加電場(chǎng)信號(hào)后的光信號(hào)通過(guò)光學(xué)器件單元3輸出，并經(jīng)過(guò)第二光纖4傳輸?shù)綑z測(cè)裝置5。檢測(cè)裝置5用于接收從光學(xué)器件單元輸出的光信號(hào)，獲取光強(qiáng)信號(hào)以獲取電場(chǎng)強(qiáng)度信息。本實(shí)施例中，該檢測(cè)裝置5為光電探測(cè)器，該光電探測(cè)器通過(guò)由輻射引起被照射材料電導(dǎo)率發(fā)生變化把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并獲得光強(qiáng)信息，由于從光學(xué)器件單元3輸出的光信號(hào)攜帶電場(chǎng)的信息，因此通過(guò)獲得光強(qiáng)信息，能夠獲取待測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度的信息。
[0013]光纖是指由玻璃或者塑料制成的纖維，其進(jìn)行光的傳輸?shù)脑頌楣獾娜瓷?。本?shí)施例中，第一光纖2和第二光纖4均作為光傳導(dǎo)工具，用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)從外部光源到位于液體電介質(zhì)電場(chǎng)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(cè)裝置5的傳輸，保證傳輸效率。
[0014]由于光源I和光電探測(cè)器均通過(guò)光纖與光學(xué)器件單元進(jìn)行信號(hào)傳輸，從而可以實(shí)現(xiàn)光源I和檢測(cè)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(chǎng)測(cè)量中分離的測(cè)量裝置無(wú)法導(dǎo)入的問(wèn)題。其次，通過(guò)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(jìn)行電場(chǎng)的在線測(cè)量，再結(jié)合外部檢測(cè)裝置而共同實(shí)現(xiàn)待測(cè)電場(chǎng)的測(cè)量。
[0015]以上描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括光源、光學(xué)器件單元、檢測(cè)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(cè)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(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述光學(xué)器件單元包括電場(chǎng)傳感器。3.如權(quán)利要求2所述的光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述電場(chǎng)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(chǎng)測(cè)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(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測(cè)裝置為光電探測(cè)器。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光纖導(dǎo)入式電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，包括光源、光學(xué)器件單元、檢測(cè)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(cè)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(guò)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(jìn)行電場(chǎng)的在線測(cè)量，且通過(guò)光纖分別實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件單元與光源和檢測(cè)裝置之間的連接，可以實(shí)現(xiàn)光源和檢測(cè)裝置的外置，以結(jié)合外部檢測(cè)裝置而共同實(shí)現(xiàn)待測(cè)電場(chǎng)的測(cè)量。
【IPC分類】G01R29/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204882726
【申請(qǐng)?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(qǐng)人】中國(guó)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(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日