[实用新型]一种场强探测系统

说明书

本实用新型涉及场强探测技术领域，公开了一种场强探测系统，即一方面通过对场强计探头的结构设计，可实现空间电场信号在光波信号上的调制目的，并分别得到在x轴、y轴和z轴方向上的光电调制结果，完成三维全向的高性能电磁脉冲场测量，使得在整个探头结构中，无需配置有源供电部分，也可实现无源和长距离探测使用目的，并利于探头小型化设计，减小适用空间需求；另一方面还配置了用于配合无源式场强计探头的场强计主机、频谱仪及计算机，不但可提供光学方法测量电场所需的光载波，还可对带有被测电场信息的光信号进行光功率测量、光电转换以及场强幅度和变化频率的测量，获取测量数据，最终完备了基于光学方法测量电场的场强探测系统。

技术领域

本实用新型属于场强探测技术领域，具体地，涉及一种可无源和长距离探测使用探头的场强探测系统。

背景技术

场强计是一种用于采集探头所处位置电场强度的常用电工设备，主要适用于诸如测量高压输变电系统、配电室、感应炉、地铁、电动机车、医疗设备、烘干设备以及计算机等具有电磁辐射的作业场所。但是现有的场强计探头还存在如下不足：以德国的纳射频达EF1891型电场探头为例，其只能测试低电场，并需要有源使用，无法进行长距离测试，同时探头尺寸也较大，适用空间受到限制。

实用新型内容

为了解决当前电场探头因需要有源使用而无法进行长距离测试的问题，本实用新型目的在于提供一种可无源和长距离探测使用探头的新型场强探测系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种场强探测系统，包括计算机、频谱仪、场强计主机和场强计探头，其中，所述计算机通信连接所述频谱仪；

所述场强计主机包括直流电源、可调谐光源、光学环形器、三选一光路开关、光分器、光功率计和光电探测器，还包括嵌设在主机外壳上的计算机通信接口、频谱仪通信接口和三路独立的单模光纤接口，其中，所述可调谐光源的输出端光路连通所述光学环形器的第一环形端口，所述光学环形器的第二环形端口光路连通所述三选一光路开关的公共端口，所述三选一光路开关的三个分路端口分别一一对应地光路连通各个单模光纤接口，所述光学环形器的第三环形端口光路连通所述光分器的输入端，所述光分器的主分光支路输出端口光路连通所述光功率计的输入端，所述光分器的次分光支路输出端口光路连通所述光电探测器的输入端，所述计算机通信接口分别通信连接所述可调谐光源和所述三选一光路开关的受控端，所述计算机通信接口还分别通信连接所述光功率计的输出端和所述计算机，所述频谱仪通信接口分别通信连接所述光电探测器的输出端和所述频谱仪；

所述场强计探头包括三棱柱、波导电光调制片和单模光纤，其中，所述三棱柱由绝缘材质制成且横截面为等边三角形，所述波导电光调制片的数目为三个且分别呈条形，所述单模光纤的数目为三根且分别与所述波导电光调制片一一对应，所述单模光纤还分别一一对应地光路连通所述场强计主机中的各个单模光纤接口；

所述三棱柱的三个侧面分别一一对应地平行设置有所述波导电光调制片，并使所述波导电光调制片的条形方向与所述三棱柱的轴心线平行；

所述波导电光调制片内置有由第一波导臂支路和第二波导臂支路构成的光波导Y形分支、一对平行电极板和一对相背设置的锥形天线，并在所述波导电光调制片的条形端面设置有反射膜，其中，所述第一波导臂支路和所述第二波导臂支路的传输路径相同且分别延伸至所述反射膜，并使所述第二波导臂支路穿过位于两平行电极板之间的空间，两平行电极板分别平行于所述三棱柱的轴心线且垂直于对应侧面，两平行电极板还分别电连接一个所述锥形天线的锥形底部，并使两锥形天线的锥形平面分别与所述三棱柱的轴心线平行，以及使两锥形天线的中心线重合且分别与所述三棱柱的轴心线的夹角为35.3度；

所述单模光纤的端部插入对应的所述波导电光调制片中且光路连通至所述第一波导臂支路与所述第二波导臂支路的Y形分叉点。

优化的，在所述光分器的次分光支路输出端口与所述光电探测器的输入端之间串联有光信号放大器，其中，所述光信号放大器为掺铒光纤放大器。