[發(fā)明專(zhuān)利]一種場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010066306.2
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111239506A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汲勝昌;賈云飛;高璐;楊欣頤;李志兵;劉偉;劉子恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R29/14
• 分類(lèi)號(hào): G01R29/14
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開(kāi)了一種場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器，該傳感器由場(chǎng)致發(fā)光片、多模塑料光纖和光電探測(cè)器構(gòu)成。場(chǎng)致發(fā)光片由摻有場(chǎng)致發(fā)光粉末的透明環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃或透明橡膠等絕緣性能較好的材料制成，多模塑料光纖一端埋入場(chǎng)致發(fā)光片，另一端接入光電探測(cè)器。當(dāng)場(chǎng)致發(fā)光片處的場(chǎng)強(qiáng)較大時(shí)，將出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象，多模塑料光纖將發(fā)出的光送入光電探測(cè)器，通過(guò)測(cè)量光電探測(cè)器的輸出電壓即可計(jì)算出場(chǎng)強(qiáng)大小。本發(fā)明基于場(chǎng)致發(fā)光效應(yīng)設(shè)計(jì)的電場(chǎng)傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需載波光源、成本低、對(duì)被測(cè)區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)分布影響小的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓電場(chǎng)傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器。

背景技術(shù)

電場(chǎng)傳感器在電氣、航空航天和工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。電場(chǎng)傳感器根據(jù)工作的原理的不同可分為電荷感應(yīng)式電場(chǎng)傳感器和光纖式電場(chǎng)傳感器兩大類(lèi)，而光纖式電場(chǎng)傳感器具有電氣絕緣性能優(yōu)良、響應(yīng)速度快、頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)與電氣通信網(wǎng)絡(luò)的連接，在電力系統(tǒng)的測(cè)量、智能電網(wǎng)以及電磁兼容等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前的光學(xué)電場(chǎng)傳感器主要是基于光學(xué)晶體、光纖以及光波導(dǎo)等功能材料的電光效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)以及彈光效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)傳感，這些傳感器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價(jià)格昂貴，需要載波光源，而載波光源的工作壽命和性能穩(wěn)定性會(huì)直接影響光學(xué)電場(chǎng)傳感器的性能。因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的光學(xué)電場(chǎng)傳感器具有重要的工程意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低的場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器，非常適合測(cè)量絕緣子等高壓器件的表面場(chǎng)強(qiáng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器，場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器由多模塑料光纖、場(chǎng)致發(fā)光片和光電探測(cè)器構(gòu)成，塑料光纖一端埋入摻有場(chǎng)致發(fā)光粉末的場(chǎng)致發(fā)光片，另一端接入光電探測(cè)器。

場(chǎng)致發(fā)光片由摻有場(chǎng)致發(fā)光粉末的透明環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃、透明橡膠或其他絕緣強(qiáng)度較高的材料制成，具有較高的耐壓性能，其形狀為片狀、柱狀、半球狀或其他形狀。

用于連接場(chǎng)致發(fā)光片和光電探測(cè)器的多模塑料光纖中不含有金屬材料。

相比于使用光學(xué)晶體、光纖以及光波導(dǎo)等功能材料的電光效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)以及彈光效應(yīng)的光學(xué)電場(chǎng)傳感器，場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器主要有以下優(yōu)勢(shì)：

1)場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器的探頭是一個(gè)場(chǎng)致發(fā)光片，在透明環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃、透明橡膠或其他絕緣強(qiáng)度較高的材料中摻入場(chǎng)致發(fā)光粉末即可，且可根據(jù)使用場(chǎng)景制作不同結(jié)構(gòu)的探頭，制作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

2)相對(duì)于其他電場(chǎng)測(cè)量方法，由于場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器的探頭(場(chǎng)致發(fā)光片和多模塑料光纖)不含有金屬材料，且探頭體積小，探頭的引入對(duì)空間電場(chǎng)分布影響較小，使得電場(chǎng)的測(cè)量較為符合真實(shí)情況。

3)不使用載波光源，消除了載波光源帶來(lái)的不穩(wěn)定性，使用壽命較長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

1—場(chǎng)致發(fā)光片，2—多模塑料光纖，3—光電探測(cè)器

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的場(chǎng)致發(fā)光電場(chǎng)傳感器以及使用該電場(chǎng)傳感器進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法作進(jìn)一步說(shuō)明。