[实用新型]光纤导入式电场测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电场测量领域，尤其涉及一种光纤导入式电场测量系统。

背景技术

电场是电力学科中一个非常重要的物理量。通常，电场都是通过软件仿真或者由相关电气参数通过计算的方法获取的，其准确性需要经过实际测量进行验证。而且在有些情况下，由于未知电场区域的情况非常复杂，无法通过软件仿真或计算获得电场，只能通过实际测量获取电场值。

以液体介质电场测量为例，现有的用于测量液体介质中电场的传感器大都是使用分离的光学器件构成，测量时需要放在高稳定性的光学平台上，因而只适用于在开放的空间中进行电场测量。如现有技术中所提出的基于Kerr效应的光电测量系统，其不具有高度集成的特点，所用的光学器件没有集成到一个小的结构内部，该测量系统每次测试之前需要在光学平台上进行仪器调整和开展电场测量，非常不方便，无法实现测量系统导入液体电介质内部进行电场在线测量。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于提供能够实现有限空间中的液体电介质的电场在线非接触测量的光纤导入式电场测量系统。

本实用新型提供一种光纤导入式电场测量系统，包括光源、光学器件单元、检测装置、连接于所述光源和所述光学器件单元之间的第一光纤和连接于所述光学器件单元和所述检测装置之间的第二光纤，所述光学器件单元为集成式光学器件单元。

由于光源和光电探测器均通过光纤与光学器件单元进行信号传输，从而可以实现光源和检测装置的外置，避免有限空间中的液体电介质的在线电场测量中分离的测量装置无法导入的问题。另外，通过高度集成和体积小的光学器件单元，可以置于液体电介质内部进行电场的在线测量，再结合外部检测装置而共同实现待测电场的测量。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所提供的光纤导入式电场测量系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

请参阅图1，为本实用新型一实施例所提供的光纤导入式电场测量系统，包括光源1、光学器件单元3、检测装置5，连接于光源1和光学器件单元3之间的第一光纤2和连接于光学器件单元3和检测装置5之间的第二光纤4。

光源1用于发出光信号，经过第一光纤2传输至光学器件单元3。所述光源1可以根据使用场合和要求从现有技术中选用，通常，该光源1应选择具有特定方向性的光源，本实施例中，光源1优选为激光器。

光学器件单元3设置于需要实际测量的电场中，用于接收激光器发出的光信号，由于光学器件单元3位于需要测量的电场中，光信号通过该光学器件单元3时能够叠加电场信号，实现电场信号到光信号的转换。其中，光学器件单元3为集成式光学器件单元，通过将现有的用于测量液体介质中电场的传感器的分离的光学器件通过封装等方式集成在一个单元中，具有高度集成、体积小的特点，可以介入液体电介质内部进行电场在线测量。在其中一实施例中，该光学器件单元3包括电场传感器。所述电场传感器无须电源供电，可以实现无源测量。所述电场传感器包括晶体调制器、光波导、金属电极和感应天线，光波导位于晶体调制器的中心。金属电极通常为两个，感应天线与两个金属电极连接。所述晶体调制器是非中心对称的晶体。所述金属电极是合金电极，与晶体调制器上下表面相连。所述感应天线是偶极子天线。所述光波导的材料为二氧化硅或是聚合物光波导。感应天线感应出空间电场，通过金属电极作用在晶体调制器上下表面形成电势差。当光信号通过该光学器件单元时，电场传感器的晶体的折射率会发生改变，从而对光波导中的光信号进行调制，从而实现电场信号到光信号的转换。

叠加电场信号后的光信号通过光学器件单元3输出，并经过第二光纤4传输到检测装置5。检测装置5用于接收从光学器件单元输出的光信号，获取光强信号以获取电场强度信息。本实施例中，该检测装置5为光电探测器，该光电探测器通过由辐射引起被照射材料电导率发生变化把光信号转换为电信号，并获得光强信息，由于从光学器件单元3输出的光信号携带电场的信息，因此通过获得光强信息，能够获取待测电场强度的信息。

光纤是指由玻璃或者塑料制成的纤维，其进行光的传输的原理为光的全反射。本实施例中，第一光纤2和第二光纤4均作为光传导工具，用于实现光信号从外部光源到位于液体电介质电场中的光学器件单元3的传输以及从光学器件单元3到检测装置5的传输，保证传输效率。