[发明专利]一种高温电弧气压测量装置

权利要求书

1.一种高温电弧气压测量装置，其特征在于，包括高压电源(1)、两个电极(2)、光纤连接器(3)、激光发射器(5)、分束器(6)、光纤耦合器(8)、信号调节器(7)、隔膜位移结构和密闭腔体(12)；

隔膜位移结构设置在密闭腔体(12)内腔，光纤连接器(3)的一端设置在密闭腔体(12)内腔，且与隔膜位移结构相连接，光纤连接器(3)的另一端设置在密闭腔体(12)的外侧，光纤连接器(3)位于密闭腔体(12)外侧的一端包括第一连接端和第二连接端，其中，分束器(6)产生第一光束和第二光束，第一连接端通过第一光纤与第一光束相连接，光纤耦合器(8)的一端分别通过第三光纤连接第二光束和通过第二光纤连接第二连接端，光纤耦合器(8)的另一端与信号调节器(7)相连接，激光发射器(5)与分束器(6)相连接，两个电极(2)设置在密闭腔体(12)内腔，且两个电极(2)相对设置，两个电极(2)的相远离的一端均与位于密闭腔体(12)外侧的高压电源(1)电性连接。

2.根据权利要求1所述的高温电弧气压测量装置，其特征在于，隔膜位移结构包括保护外壳(9)、反射镜(10)、隔膜(11)和微型气管(14)；

保护外壳(9)与密闭腔体(12)的内腔底部相连接，隔膜(11)设置在保护外壳(9)的一侧，反射镜(10)设置在隔膜(11)上，第一光束依次经过光纤连接器(3)和反射镜(10)，经过反射后第一光束经过第二连接端与光纤耦合器(8)相连接，微型气管(14)的一端连接保护外壳(9)，微型气管(14)的另一端穿过密闭腔体(12)外侧且连接大气。

3.根据权利要求2所述的高温电弧气压测量装置，其特征在于，隔膜位移结构还包括支架(13)，支架(13)的一端与密闭腔体(12)的内腔底部相连接，支架(13)的另一端连接保护壳体(9)。

4.根据权利要求1所述的高温电弧气压测量装置，其特征在于，光纤连接器(3)与密闭腔体(12)之间通过紧固件(4)相连接。

5.根据权利要求2所述的高温电弧气压测量装置，其特征在于，隔膜位移结构可通过激光测量隔膜进行位移。

6.根据权利要求5所述的高温电弧气压测量装置，其特征在于，隔膜位移结构通过激光测量隔膜进行位移为：

激光发射器(5)发出激光后经分束器(6)分为第一光束和第二光束，第一光束通过第一光纤传输至光纤连接器(3)后，传输至隔膜位移结构后经反射通过第二光纤传输至光纤耦合器(8)，第二光束直接通过第三光纤传输至光纤耦合器(8)。

7.根据权利要求6所述的高温电弧气压测量装置，其特征在于，设定第一光纤的长度为d₁，第二光纤的长度为d₂，第三光纤的长度为d₃，第一光纤与反射镜(10)之间距离为d₄，在隔膜(11)无压力不发生位移时，预设d₁+d₂+2d₄＝d₃，当隔膜(11)有压力进行位移时，即计算得到光程差，公式如下：

其中，I为干涉光强，I₁为测量光光强，I₂为参考光光强，为参考光相位，为测量光相位。

8.根据权利要求7所述的高温电弧气压测量装置，其特征在于，第一光束和第二光束的相位差公式如下：

其中，L为测量光与参考光之间的光程差，也就是两倍的待测距离d，v为光的频率，c为光的速度，为参考光与测量光相位差，为参考光相位，为测量光相位；

当激光频率v实现无跳模的线性扫描时，信号调节器(7)所测得的干涉光光强I为固定频率的周期信号，其频率表达式如下：

其中，为频率扫描范围，为频率扫描时间，L为测量光与参考光之间的光程差，f为干涉光信号的频率。