[实用新型]基于克尔材料的高压电场强度测量系统

说明书

本实用新型公开了一种基于克尔材料的高压电场强度测量系统，依次包括激光源，相位物体，第一透镜，克尔材料元件，第二透镜及测量元件，所述相位物体、所述第一透镜、所述克尔材料元件、所述第二透镜以及测量元件构成4f系统，所述克尔材料元件在所述第一透镜与所述第二透镜的公共焦平面上。通过激光光斑能量变化可快速准确获得高压电场强度参数。本实用新型还公开了一种高压电场强度的测量方法。

技术领域

本实用新型涉及电场强度测量领域，具体地说，涉及高压电场强度的测量装置。

背景技术

1875年，苏格兰物理学家John Kerr发现某些物质在电场的作用下，其分子受到电场的作用会发生取向偏转，从而呈现各向异性，结果产生了双折射，这就是克尔电光效应(Kerr，John,”A new relation between electricity and light:Dielectrified mediabirefringent”,1985,4.50(332):337-348)。克尔效应自被发现以来，由于其电场极化作用的速度非常快、分子取向转换非常迅速的特点，在许多领域都获得了重要应用。

2015年，T Kamiya等人提出了一种利用气体克尔效应来测量交流高压的测量装置(Kamiya,T.,et al.High voltage measuring apparatus based on kerr effect ingas.2015,IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 22(2):760-765)，利用SF6、N2、CO2和CF3等气体的克尔效应，测量了130kV、50Hz的交流电压。但这种装置对系统的调制频率要求较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于克尔材料的高压电场强度测量系统，可以精确快速测量高压电场强度参数。

根据本实用新型所提供的测量装置，依次包括激光源，相位物体，第一透镜，克尔材料元件，第二透镜及测量元件，所述相位物体、所述第一透镜、所述克尔材料元件、所述第二透镜以及测量元件构成4f系统，所述克尔材料元件在所述第一透镜与所述第二透镜的公共焦平面上。

优选地，相位物体与克尔材料元件分别在第一透镜两侧的焦平面上。

优选地，克尔材料元件与测量元件分别在第二透镜两侧的焦平面上。

优选地，相位物体与克尔材料分别在第一透镜两侧的焦平面上。

优选地，克尔材料与测量元件分别在第二透镜两侧的焦平面上。

优选地，相位物体对激光源的激光束的相位调制为π/2。

优选地，第一透镜和所述第二透镜焦距相同，测量元件为能量计。

优选地，测量系统还包括参考光路，参考光路包括分光镜和能量计，其中分光镜设置于相位物体与第一透镜之间，测量元件为为CCD、LCoS、或DMD中的一种。

本实用新型在根据上述测量系统，利用高压电场对克尔材料光学折射率变化的影响，可以通过测量克尔材料对激光调制前后的光斑信息，快速准确地得出高压电场强度信息。

附图说明

附图1为本实用新型一实施例的测量装置示意图；

附图2为本实用新型又一实施例的测量装置示意图

附图3为本实用新型克尔材料调制前后光斑半径与能量变化的图。

其中：

1激光源；2相位物体；3第一凸透镜；4克尔材料元件；5第二透镜；6测量元件；7分光镜；8能量计

具体实施方式