基于光纤电场传感技术的人体接近高压设备传感装置的制造方法_2

文档序号:9665736阅读:来源:国知局
高压设备传感装置,包括至少一个作为感应物的人体50、一个能够提供电场福射的高压设备10、至少一个光纤电场传感器20、至少一根传输光纤30和一台激光解调仪40 ;所述光纤电场传感器20通过传输光纤30与激光解调仪40相连接;所述光纤电场传感器20设置于人体50与高压设备10之间,且贴近高压设备10—侧。
[0023]所述光纤电场传感器20为无源的全光纤结构或晶体结构的电场传感器,能够感应高压设备10附近的电场,并改变激光解调仪40发送的探测激光光束中至少一种光参数的量值,其中光参数包括波长、相位、振幅和偏振态。
[0024]所述高压设备10为能向周围辐射足够强的交流电场或直流静电场的工频交流高压设备或直流高压设备。
[0025]所述激光解调仪40能够向光纤电场传感器20发送探测激光光束,并在返回激光光束中解调出光参数所包含的传感信息,输出与电场强度相对应的解调信号,实现电场传感。
[0026]根据激光解调仪40输出的解调信号平均值的大小,可推断出人体50与高压设备10相隔间距;具体地,平均值越大代表人体50越接近高压设备10。根据激光解调仪40输出的解调信号平均值单位时间内增量的大小,可推断出人体50接近高压设备10时的运动速度;具体地,单位时间内平均值增量越大代表人体运动的速度就越快。所述光纤电场传感器20可根据监测需要,在高压设备10周围安置多个光纤电场传感器20,并通过各自的传输光纤30与激光解调仪40相连,并由激光解调仪40输出对应于各个光纤电场传感器20的传感信号。
[0027]在本实施例中,采用了一块50厘米平方大小的平板电极并施加工频50赫兹4000伏特的交流电来模拟高压设备10。光纤电场传感器20则采用了中国专利102621403 B “一种光纤工频电场传感器”中所述的双光纤光栅F-P谐振腔类型的单体式光纤工频电场传感器,并安装在平板电极前方相距5厘米处,位于人体高度中间并与平板电极相平行。光纤工频电场传感器20通过一根长度为100米的单模传输光纤30与一台激光解调仪40相连接;激光解调仪40向光纤工频电场传感器20发送波长为1552.3nm的连续激光光束,并从返回激光光束中解调出与交变电场相关联的光相位信号,输出与电场强度相对应的解调信号电压,实现对工频交变电场的传感。激光解调仪40输出的解调信号接入到一台数字示波器中,进行波形的显示与记录。
[0028]如图2所示,是本发明实施例当无人体接近高压设备时传感系统输出的解调信号的时域波形图。具体地,在光纤工频电场传感器20周围半径5米区域内无人时,激光解调仪40输出的解调信号电压表示电场强度在5秒内的波动,图中虚直线表示每秒内解调信号电压的平均值,如图2所示,在5秒时间间隔内其值并无大的波动。
[0029]如图3所示,是本发明实施例当有人体接近高压设备时传感系统输出的解调信号的时域波形图。具体地,一个人体50最初与平板电极相隔为3米,并以平均每秒0.6米的速度迈步接近平板电极。此时激光解调仪40输出的解调信号表示的是电场强度在5秒内的波动,图中虚直线也表示每秒内解调信号电压的平均值,如图3所示,在5秒时间间隔内其值随着人体接近高压设备呈现出不断增加的趋势。
[0030]本发明所述的光纤电场传感器不限于实施所采用的光纤工频电场传感器,凡是能检测高压设备附近电场,包括工频交流电场或直流静电场的任何类型的光纤电场传感器均可以实现本方面目的。
【主权项】
1.一种基于光纤电场传感技术的人体接近高压设备传感装置,其特征在于:包括至少一个作为感应物的人体(50)、一个能够提供电场福射的高压设备(10)、至少一个光纤电场传感器(20 )、至少一根传输光纤(30 )和一台激光解调仪(40 );所述光纤电场传感器(20 )通过传输光纤(30 )与激光解调仪(40 )相连接;所述光纤电场传感器(20 )设置于人体(50 )与高压设备(10)之间,且贴近高压设备(10) —侧。2.根据权利要求1所述的基于光纤电场传感技术的人体接近高压设备传感装置,其特征在于:所述光纤电场传感器(20)为无源的全光纤结构或晶体结构的电场传感器,能够感应高压设备(10)附近的电场,并改变激光解调仪(40)发送的探测激光光束中至少一种光参数的量值,其中光参数包括波长、相位、振幅和偏振态。3.根据权利要求1所述的基于光纤电场传感技术的人体接近高压设备传感装置,其特征在于:所述高压设备(10)为能向周围辐射足够强的交流电场或直流静电场的工频交流高压设备或直流高压设备。4.根据权利要求1所述的基于光纤电场传感技术的人体接近高压设备传感装置,其特征在于:所述激光解调仪(40)能够向光纤电场传感器(20)发送探测激光光束,并在返回激光光束中解调出光参数所包含的传感信息,输出与电场强度相对应的解调信号,实现电场传感。
【专利摘要】本发明涉及一种基于光纤电场传感技术的人体接近高压设备传感装置,包括至少一个作为感应物的人体、一个能够提供电场辐射的高压设备、至少一个光纤电场传感器、至少一根传输光纤和一台激光解调仪;所述光纤电场传感器通过传输光纤与激光解调仪相连接;所述光纤电场传感器设置于人体与高压设备之间,且贴近高压设备一侧。当人体接近运作中的高压设备时,作为导电体的人体会干扰设备周围原有电场的分布,引起电场强度发生波动;通过分析激光解调仪输出的与电场强度相关的解调信号,可了解人体接近高压设备时的具体状况,包括相隔间距、移动速度等,实现对人体接近的传感。
【IPC分类】G01V8/10
【公开号】CN105425312
【申请号】CN201510763666
【发明人】王陆唐, 方捻
【申请人】上海大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月11日
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