[发明专利]一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头及检测方法

权利要求书

1.一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头，其特征在于，包括检测系统和棒-板电极局部放电系统；

所述检测系统包括光纤电场检测探头(16)，所述光纤电场检测探头(16)连接有3db耦合器(8)，所述3db耦合器(8)分别连接有光电二极管(9)、窄带光源(10)，所述光电二极管(9)连接有示波器(11)，所述光纤电场检测探头(16)位于棒-板电极局部放电系统一侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头，其特征在于，所述棒-板电极局部放电系统包括工作台(17)，所述工作台(17)的底部设置有铜板电极(13)，所述工作台(17)顶部套设有棒电极(12)，所述棒电极(12)与铜板电极(13)垂直且对应设置，所述棒电极(12)的顶部连接有高压电源(15)，所述高压电源(15)和铜板电极(13)接地。

3.根据权利要求1所述的一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头，其特征在于，所述光纤电场检测探头(16)包括两端开口的圆柱形套筒(4)，所述套筒(4)的内部设置有塑胶板(5)，所述塑胶板(5)上插接有陶瓷插针(2)，所述陶瓷插针(2)的一端插接有光纤(1)，所述套筒(4)远离光纤(1)的一端设置有压电陶瓷片(3)，所述陶瓷插针(2)的端面与压电陶瓷片(3)的端面构成以空气为介质的法珀腔，所述压电陶瓷片(3)位于套筒(4)外部的侧面上连接有电场探头(6)，所述光纤(1)与3db耦合器(8)连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头，其特征在于，所述压电陶瓷片(3)的直径和套筒(4)的内径相等。

5.根据权利要求3所述的一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头，其特征在于，所述法珀腔的初始腔长为0.5mm～0.6mm。

6.根据权利要求1所述的一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头，其特征在于，所述窄带光源(10)采用DFB激光器，中心波长1550nm。

7.一种基于窄带光源的高分辨率电场检测方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的一种基于窄带光源的高分辨率电场检测探头，具体步骤如下：

步骤1，将绝缘材料(14)放置在铜板电极(13)上，调整棒电极(12)与绝缘材料接触，启动高压电源(15)，则棒电极(12)与铜板电极(13)进行局部放电，工作台(17)周围伴有电场；

步骤2，将步骤1产生的电场通过光纤电场检测探头(16)收集并作用在压电陶瓷片(3)上，是压电陶瓷片(3)振动产生形变，此时，法珀腔的腔长发生变化，导致光的强度和干涉相位发生变化；

步骤3，将步骤2发生变化的光信号经3db耦合器(8)作用后，将信号传输至光电二极管(9)进行光电转换后，将信号传输至示波器(11)上进行采集，得到检测结果。

8.根据权利要求7所述的一种基于窄带光源的高分辨率电场检测方法，其特征在于，所述步骤2中，光的强度和干涉相位也发生变化关系式为：

式中，为任意两束光的相位差，R为法珀腔两个端面的反射率；n为法珀腔内介质的折射率；L为法珀腔的腔长，λ为入射光的波长，θ为反射光与反射平面法线夹角，I₀为入射光光强。