[发明专利]电场强度测量传感器及包括其的电场强度测量装置

说明书

本发明涉及一种电场强度测量传感器，该电场强度测量传感器包括：光纤，其上设有光栅区；固定套管，套接于所述光纤上；电致伸缩外壳，套接于所述固定套管上；其中，所述光栅区包覆于所述电致伸缩外壳内，该电场传感器置于电场中时，所述电致伸缩外壳发生应变，并经所述固定套管将应变力传输至所述光纤上，带动所述光栅区发生应变使得所述光栅区伸长，从而使得所述光栅区发生折射率的变化，并通过折射率的变化测出电场强度。该电场强度测量传感器测量精度高，能够对电场强度进行有效测量。还公开一种单纤多点测量的电场强度测量装置以及用于未知电场方向的电场强度测量装置。

技术领域

本发明涉及电场测量技术领域，更具体地，涉及一种电场强度测量传感器及包括其的电场强度测量装置。

背景技术

测量电场强度，传统的电测法(基于检测电压和电流的方法)若回路中存在高频电电干扰，或电阻元件深低温下的近藤效应和温差电效应，或低频电电场下的电阻效应，都将大大影响测量结果的可靠性，甚至无法使用。并且多点测量需要大量的电缆进行信息传输，布线将干扰结构性能。光纤光栅测量方法不仅克服了电测法的种种致命缺点，还带来了性能的极大提升。

传统的通过电致伸缩材料测量电场的方法是将光栅直接粘在等长电致伸缩材料的表面。当电致伸缩材料遇到待测电场而发生伸缩变化时，将这种变化的飘移量传递给等长的光栅，再通过光栅的长度变化来得出待测电场的电场强度。

然而，传统的测量方式，由于电致伸缩材料与光栅是等长的，而电致伸缩材料的伸缩量往往很小，这就导致了光栅的伸缩量也很小。如果通过光栅这种很细微的伸缩量来判断电场强度时，往往会出现误差而导致测量结果不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用范围广，灵敏度高，能够对电场强度进行精准测量的，电场强度测量传感器及包括其的电场强度测量装置，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种电场强度测量传感器，包括：

光纤，其上设有光栅区；

固定套管，套接于所述光纤上；

电致伸缩外壳，套接于所述固定套管上；

其中，所述光栅区包覆于所述电致伸缩外壳内，该电场传感器置于电场中时，所述电致伸缩外壳发生应变，并经所述固定套管将应变力传输至所述光纤上，带动所述光栅区发生应变使得所述光栅区伸长，从而使得所述光栅区发生折射率的变化，并通过折射率的变化测出电场强度。

优选地，所述固定套管与所述光纤之间设有粘结剂，所述固定套管与所述光纤经所述粘结剂粘连。

优选地，所述光纤的表面设有聚合物涂覆层，用于加强光纤的抗拉能力。

优选地，所述固定套管为分体式结构，包括第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管彼此间隔预设距离地设于所述电致伸缩外壳的两端头上。

优选地，所述第一套管和第二套管相对的两个端面以及所述电致伸缩外壳之间形成容纳腔，用于容纳所述光栅区，所述光栅区位于所述容纳腔内。

优选地，所述第一套管和第二套管彼此远离的一端分别伸出所述电致伸缩外壳。

优选地，所述固定套管为整体式结构，所述固定套管的两端分别伸出所述电致伸缩外壳形成外伸端头，两个所述外伸端头上分别旋拧有螺母，两个所述螺母相对的端面分别挤压于所述电致伸缩外壳的外端面上。

优选地，所述光栅区位于所述固定套管内，

并且，所述光栅区的长度为所述电致伸缩外壳的长度的1/4-1/3。

根据本发明的第二方面，提供一种单纤多点测量的电场强度测量装置，其特征在于，包括多个所述的电场强度测量传感器，多个所述电场强度测量传感器彼此间隔预设距离设置；