基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器的制造方法
【专利摘要】基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器，属于电压传感器领域。解决了现有利用光电子技术和光纤传感技术实现电力系统静电电压信号测量传感器动态测量范围窄、测量精度低问题。它包括铝电极主体、光纤准直器、微调器、光纤和聚酯膜，铝电极主体为圆柱体结构，且铝电极主体上表面中心位置设圆形凹槽，圆形凹槽底部同心设一个通孔，聚酯膜覆盖在圆形凹槽上，并通过环氧树脂黏贴在铝电极主体上表面，聚酯膜上表面镀有铝，其下表面与通孔相对位置粘有反射膜，光纤准直器端面上镀有反射膜，光纤准直器固定在微调器上，光纤准直器信号输出端与光纤一端连接，微调器嵌入在凹槽底部通孔内，光纤准直器端面与聚酯膜之间形成FP腔。它应用在电压测量领域。
【专利说明】基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电压传感器领域。
【背景技术】
[0002]静电电压的测量在电力系统中起着非常重要的作用，其测量的精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和运行密切相关。目前在电力系统中广泛使用的是电磁式电压测量方法和电容分压式电压测量方法，前者缺点主要是绝缘结构复杂，固有的磁饱和问题导致输出波形失真，响应速度低、频带窄。后者缺点主要是工作带宽窄，抗干扰能力差。鉴于传统的电压测量方法的诸多缺点，人们一直在寻求安全可靠、性能优越的新方法。光学电压测量法具有测量灵敏度高、抗干扰能力强等优点，是非常有潜能的解决方案。1993年L.Fabiny等人提出利用玛赫-泽德干涉仪原理(Mach-Zehnder Interferometer)设计并实现了光纤低频电压传感器；1995年Cha1-Nan Chang等人利用模-模干涉仪原理(Mode-ModeInterferometer)设计了温度和电压传感器，同年N.A.F.Jaeger等人利用集成光学技术设计了高压传感器；1996年M.Sedlar等人利用晶体的逆压电效应提出了光纤电磁场传感器；2000年J.C.Santos等人利用Pockels电光效应设计了高压测量系统；2009年国内学者胡涛、赵勇等人采用光纤磁流体设计了电磁场传感器。以上光学测量方法都是利用光电子技术和光纤传感技术来实现电力系统电压信号的测量，虽然克服了传统电磁式和电容分压式电压测量方法的磁饱和、铁磁谐振等问题，设计结构简单，频率响应快，但是由于测量动态范围窄、测量精度较低，在一定程度上影响了测量效果，法布里-珀罗干涉仪，简称FP(Fabry-Perot)干涉仪。
实用新型内容
[0003]本发明是为了解决现有利用光电子技术和光纤传感技术来实现电力系统静电电压信号的测量传感器动态测量范围窄、测量精度低的问题，本发明提供了一种基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器。
[0004]基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器，它包括铝电极主体、光纤准直器、微调器、光纤和聚酯膜，
[0005]所述的铝电极主体为圆柱体结构，且铝电极主体上表面中心位置设有圆形凹槽，在所述圆形凹槽底部同心设有一个通孔，
[0006]聚酯膜覆盖在所述圆形凹槽上，并通过环氧树脂黏贴在铝电极主体的上表面，所述的聚酯膜的上表面镀有铝，其下表面与通孔相对的位置粘有反射膜，反射膜的反射率为40% 至 55%，
[0007]光纤准直器的端面上镀有反射膜，光纤准直器固定在微调器上，光纤准直器的信号输出端与光纤的一端连接，微调器嵌入在凹槽底部通孔内，光纤准直器的端面与聚酯膜之间形成了 FP腔，且光纤准直器的端面与聚酯膜之间的垂直距离I小于凹槽的深度，
[0008]聚酯膜下表面粘有反射膜的面积大于光纤准直器的端面上镀有反射膜的面积。[0009]原理分析:本实用新型所述的电压传感器在实际应用时，使高压电极与电压传感器的铝电极主体的上表面相对设置，铝电极主体的上表面与高压电极之间的垂直高度为d，铝电极主体接地，在高压直流电源给高压电极供电电压不变的情况下，高压电极与铝电极主体间形成了一个稳定的电场，即高压电极给铝电极主体施加了一个均匀载荷，根据高电压试验技术可得均匀载荷为:
【权利要求】
1.基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器，其特征在于，它包括铝电极主体(I)、光纤准直器(2)、微调器(3)、光纤(4)和聚酯膜(5)， 所述的铝电极主体(I)为圆柱体结构，且铝电极主体(I)上表面中心位置设有圆形凹槽，在所述圆形凹槽底部同心设有一个通孔， 聚酯膜(5)覆盖在所述圆形凹槽上，并通过环氧树脂黏贴在铝电极主体(I)的上表面，所述的聚酯膜(5)的上表面镀有铝，其下表面与通孔相对的位置粘有反射膜(6)，反射膜(6)的反射率为40%至55%， 光纤准直器(2)的端面上镀有反射膜(6)，光纤准直器(2)固定在微调器(3)上，光纤准直器(2)的信号输出端与光纤(4)的一端连接，微调器(3)嵌入在凹槽底部通孔内，光纤准直器(2)的端面与聚酯膜(5)之间形成了 FP腔，且光纤准直器(2)的端面与聚酯膜(5)之间的垂直距离I小于凹槽的深度， 聚酯膜(5)下表面粘有反射膜(6)的面积大于光纤准直器(2)的端面上镀有反射膜(6)的面积。
2.根据权利要求1所述的基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器，其特征在于，所述的聚酯膜(5)的厚度为30um到50um。
3.根据权利要求1或2所述的基于法布里-珀罗干涉仪的静电电压传感器，其特征在于，所述的聚酯膜(5)的厚度为40um。
【文档编号】G01R19/00GK203759096SQ201420164270
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】赵洪, 张开玉, 杨玉强, 张伟超 申请人:哈尔滨理工大学