光纖導入式電場測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電場測量領域，尤其涉及一種光纖導入式電場測量系統。
【背景技術】
[0002]電場是電力學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電氣參數通過計算的方法獲取的，其準確性需要經過實際測量進行驗證。而且在有些情況下，由于未知電場區域的情況非常復雜，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]以液體介質電場測量為例，現有的用于測量液體介質中電場的傳感器大都是使用分離的光學器件構成，測量時需要放在高穩定性的光學平臺上，因而只適用于在開放的空間中進行電場測量。如現有技術中所提出的基于Kerr效應的光電測量系統，其不具有高度集成的特點，所用的光學器件沒有集成到一個小的結構內部，該測量系統每次測試之前需要在光學平臺上進行儀器調整和開展電場測量，非常不方便，無法實現測量系統導入液體電介質內部進行電場在線測量。
【實用新型內容】
[0004]基于此，本實用新型在于提供能夠實現有限空間中的液體電介質的電場在線非接觸測量的光纖導入式電場測量系統。
[0005]本實用新型提供一種光纖導入式電場測量系統，包括光源、光學器件單元、檢測裝置、連接于所述光源和所述光學器件單元之間的第一光纖和連接于所述光學器件單元和所述檢測裝置之間的第二光纖，所述光學器件單元為集成式光學器件單元。
[0006]由于光源和光電探測器均通過光纖與光學器件單元進行信號傳輸，從而可以實現光源和檢測裝置的外置，避免有限空間中的液體電介質的在線電場測量中分離的測量裝置無法導入的問題。另外，通過高度集成和體積小的光學器件單元，可以置于液體電介質內部進行電場的在線測量，再結合外部檢測裝置而共同實現待測電場的測量。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型一實施例所提供的光纖導入式電場測量系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及【具體實施方式】，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應當理解的是，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入式電場測量系統，包括光源1、光學器件單元3、檢測裝置5，連接于光源I和光學器件單元3之間的第一光纖2和連接于光學器件單元3和檢測裝置5之間的第二光纖4。
[0010]光源I用于發出光信號，經過第一光纖2傳輸至光學器件單元3。所述光源I可以根據使用場合和要求從現有技術中選用，通常，該光源I應選擇具有特定方向性的光源，本實施例中，光源I優選為激光器。
[0011]光學器件單元3設置于需要實際測量的電場中，用于接收激光器發出的光信號，由于光學器件單元3位于需要測量的電場中，光信號通過該光學器件單元3時能夠疊加電場信號，實現電場信號到光信號的轉換。其中，光學器件單元3為集成式光學器件單元，通過將現有的用于測量液體介質中電場的傳感器的分離的光學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內部進行電場在線測量。在其中一實施例中，該光學器件單元3包括電場傳感器。所述電場傳感器無須電源供電，可以實現無源測量。所述電場傳感器包括晶體調制器、光波導、金屬電極和感應天線，光波導位于晶體調制器的中心。金屬電極通常為兩個，感應天線與兩個金屬電極連接。所述晶體調制器是非中心對稱的晶體。所述金屬電極是合金電極，與晶體調制器上下表面相連。所述感應天線是偶極子天線。所述光波導的材料為二氧化硅或是聚合物光波導。感應天線感應出空間電場，通過金屬電極作用在晶體調制器上下表面形成電勢差。當光信號通過該光學器件單元時，電場傳感器的晶體的折射率會發生改變，從而對光波導中的光信號進行調制，從而實現電場信號到光信號的轉換。
[0012]疊加電場信號后的光信號通過光學器件單元3輸出，并經過第二光纖4傳輸到檢測裝置5。檢測裝置5用于接收從光學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率發生變化把光信號轉換為電信號，并獲得光強信息，由于從光學器件單元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，其進行光的傳輸的原理為光的全反射。本實施例中，第一光纖2和第二光纖4均作為光傳導工具，用于實現光信號從外部光源到位于液體電介質電場中的光學器件單元3的傳輸以及從光學器件單元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器件單元進行信號傳輸，從而可以實現光源I和檢測裝置5的外置，避免有限空間中的液體電介質的在線電場測量中分離的測量裝置無法導入的問題。其次，通過高度集成和體積小的集成式的光學器件單元3，可以置于液體電介質內部進行電場的在線測量，再結合外部檢測裝置而共同實現待測電場的測量。
[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。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，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。
【主權項】
1.一種光纖導入式電場測量系統，其特征在于:包括光源、光學器件單元、檢測裝置、連接于所述光源和所述光學器件單元之間的第一光纖和連接于所述光學器件單元和所述檢測裝置之間的第二光纖，所述光學器件單元為集成式光學器件單元。2.如權利要求1所述的光纖導入式電場測量系統，其特征在于:所述光學器件單元包括電場傳感器。3.如權利要求2所述的光纖導入式電場測量系統，其特征在于:所述電場傳感器包括晶體調制器、位于所述晶體調制器的中心的光波導、與所述晶體調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天線。4.如權利要求1所述的光纖導入式電場測量系統，其特征在于:所述光源為激光器。5.如權利要求1所述的光纖導入式電場測量系統，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入式電場測量系統，包括光源、光學器件單元、檢測裝置、連接于所述光源和所述光學器件單元之間的第一光纖和連接于所述光學器件單元和所述檢測裝置之間的第二光纖，所述光學器件單元為集成式光學器件單元。通過集成式的光學器件單元，可以將其置于液體電介質內部進行電場的在線測量，且通過光纖分別實現光學器件單元與光源和檢測裝置之間的連接，可以實現光源和檢測裝置的外置，以結合外部檢測裝置而共同實現待測電場的測量。
【IPC分類】G01R29/12
【公開號】CN204882726
【申請號】CN201520642426
【發明人】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】中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心, 華北電力大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月24日