[發明專利]用于測量在電能傳輸導體中的電場和/或磁場的裝置

有效

• 申請號: 201880081907.1
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111492252B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 杰弗里·布勒農;保羅·文森
• 申請（專利權）人: 超級電力研究所
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R33/032
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

1.一種用于測量磁場(B)和/或電場(E)的測量裝置(1)，所述裝置包括：

-測量單元(3)，其包含對塞曼效應和/或斯塔克效應敏感的氣體，并且旨在被設置在磁場(B)和/或電場(E)中，

-偏振光源(7)，其波長被調整到對塞曼效應和/或斯塔克效應敏感的氣體吸收線，并發出穿過所述測量單元(3)的光束(9)，

-至少一個偏振測量系統(11)，其配置為測量與由于所述光束(9)穿過包含對塞曼效應和/或斯塔克效應敏感的氣體的測量單元(3)而導致的偏振角的轉動相對應的第一參數，所述第一參數取決于測量單元(3)中的溫度，

-吸收測量系統(13)，其配置為測量與由所述測量單元(3)中對塞曼效應和/或斯塔克效應敏感的氣體吸收的光束(9)的吸收率相對應的第二參數，所述第二參數取決于測量單元(3)中的溫度，和

-處理單元(15)，其配置為將與偏振角的轉動相對應的第一參數的測量值與由吸收測量系統測量的吸收率相對應的第二參數的測量值相結合，以從中提取與待測量的電場(E)相對應的第三參數和/或與待測量的磁場(B)相對應的第四參數，所述第三參數和第四參數與所述測量單元(3)中的溫度無關。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，其中，所述對塞曼效應和/或斯塔克效應敏感的氣體是堿性氣體。

3.根據權利要求2所述的測量裝置，其中，所述堿性氣體是銣、鋰、鈉、鉀、銫或鈁。

4.根據前述權利要求中任一項所述的測量裝置，其中，

-所述偏振測量系統(11)被配置為測量兩個第一參數，所述兩個第一參數分別對應于由于光束(9)穿過包含敏感氣體的測量單元(3)而一方面由塞曼效應和另一方面由斯塔克效應引起的偏振角的轉動，所述兩個第一參數取決于測量單元(3)中的溫度，

-所述處理單元(15)被配置為將與一方面由塞曼效應和另一方面由斯塔克效應引起的偏振角的轉動相對應的兩個第一參數的測量值與由吸收系統測量的吸收率相對應的第二參數結合，以從中提取分別與待測量的電場(E)和磁場(B)相對應的與所述測量單元(3)中的溫度無關的第三和第四參數。

5.根據權利要求1-3中的任一項所述的測量裝置，其中，所述處理單元(15)被配置為由吸收系統的吸收測量值中提取測量單元(3)中的溫度。

6.根據權利要求1-3中的任一項所述的測量裝置，其中，所述測量裝置包括測量頭(33)，所述測量頭包括來自偏振光源(7)的光束(9)分成至少兩個部分光束(9E、9B)的分光器(35)和限定彼此垂直的兩個測量分支的反射器(37、39)，所述測量單元(3)設置在兩個部分光束(9E、9B)的相交處的測量頭(33)中。

7.根據權利要求6所述的測量裝置，其中，所述測量頭(33)通過光纖(41)連接到偏振光源(7)、偏振測量系統(11)和吸收測量系統(13)。

8.根據權利要求1-3中任一項所述的測量裝置，其中，穿過所述測量單元(3)的光束(9)的路徑具有與待測量的磁場(B)或電場(E)共線的至少一個分量，或者與待測量的磁場(B)或電場(E)共線。

9.根據權利要求1-3中任一項所述的測量裝置，其中，所述測量單元(3)是立方體或圓柱體，所述立方體的第一側的長度為0.1mm至20mm且第二側的長度為0.1mm至25mm，所述圓柱體的高度為0.1mm至20mm且直徑為0.1mm至25mm。

10.根據權利要求1-3中的任一項所述的測量裝置，其中，所述偏振測量系統(11)是設置在測量單元(3)的下游并且包括偏振分光器(17)和兩個相關的光電檢測器(19、21)的平衡偏振系統。

11.根據權利要求1-3中任一項所述的測量裝置，其中，所述偏振測量系統(11)包括設置在測量單元(3)的下游的偏振器(44)和相關的光電檢測器(19E、19B)，所述測量單元(3)輸入處的光束是線偏振。