CN109856462A - 电磁场测量探头、电磁场测量系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电磁场测量探头、电磁场测量系统及控制方法。电磁场测量探头包括壳体、光电转换装置、储能电池和电源电路。壳体定义一个容纳腔。光电转换装置设置于容纳腔，壳体开设有通孔，通孔用于连接光电转换装置和光源。储能电池设置于容纳腔。电源电路设置于容纳腔，分别与光电转换装置和储能电池电连接，用于控制光电转换装置为储能电池充电。电磁场测量探头通过将光电转换装置设置在容纳腔，可以避免光电转换装置中金属部件对测量电磁场产生的影响，且实现了对电磁场测量探头的持续供电。因此，电磁场测量探头解决了相关技术中供电方式无法在完全避免外置金属的影响下持续供电的问题。

Description

电磁场测量探头、电磁场测量系统及控制方法

技术领域

本申请涉及电磁场测量技术领域，特别是涉及一种电磁场测量探头、电磁场测量系统及控制方法。

背景技术

低(工)频电磁场通常指频率为1Hz-100kHz的电磁场。依据GB12720-91《工频电场测量》，工频电场探头有悬浮体型、地参考型和光电型三种，技术成熟推广应用的是悬浮体型电场探头。电场传感器为孤立导体，没有参考地电位，该类型探头使用内置电池供电，测量时安装在绝缘支架或绝缘手柄上，通过光纤与场强仪主机相连。

受到探头体积的限制，内置电池容量有限，且无法在外接充电状态下监测。即使使用高性能的电池及低能耗方式，测量时间也难以达到24小时，因此无法支持长期连续监测。针对上述问题，当前在工频电磁场在线监测系统中，一种方案通过采用太阳能板给探头外置电池充电，且经由电池为低频电磁场探头提供电能。太阳能板及电池悬浮在空中，与低频电磁场探头相连的供电线尽量缩短。上述方案存在以下问题：首先，太阳板及电池以及供电线含有的金属部件外置于低频电磁场探头，会改变低频电磁场探头周边电场的分布，从而影响工频电场的测量；其次，太阳能板、电池以及供电线会感应空间中的电磁干扰信号，然后传导到探头中的测量电路，从而影响电磁场的正常测量；最后，太阳能板供电依赖于日照条件，长期稳定供电可靠性差。综上所述，上述供电方式均无法在完全避免外置金属的影响下持续为探头供电。

发明内容

基于此，有必要针对现有供电方式无法在完全避免外置金属的影响下持续供电的问题，提供一种电磁场测量探头、电磁场测量系统及控制方法。

一种电磁场测量探头，包括：

壳体，定义一个容纳腔；

光电转换装置，设置于所述容纳腔，所述壳体开设有通孔，所述通孔用于连接所述光电转换装置和光源；

储能电池，设置于所述容纳腔；以及

电源电路，设置于所述容纳腔，分别与所述光电转换装置和所述储能电池电连接，用于控制所述光电转换装置为所述储能电池充电。

上述电磁场测量探头，通过将所述光电转换装置设置在所述容纳腔，可以避免所述光电转换装置中金属部件对测量电磁场产生的影响。所述光电转换装置接收光能并转化为电能，通过所述电源电路给所述储能电池充电，从而实现了对所述电磁场测量探头的持续供电。因此，所述电磁场测量探头解决了相关技术中供电方式无法在完全避免外置金属的影响下持续供电的问题。

在其中一个实施例中，所述电磁场测量探头还包括金属屏蔽层，所述金属屏蔽层设置于所述壳体内部，且所述光电转换装置贴合设置于所述金属屏蔽层远离所述壳体的一侧，所述光电转换装置和所述金属屏蔽层之间填充导热材料，所述金属屏蔽层用于传导所述光电转换装置产生的热量，并隔离所述电源电路和所述电磁场测量探头的电磁场传感器之间的相互影响。

一种电磁场测量系统，包括：

电磁场测量探头，所述电磁场测量探头包括：

壳体，定义一个容纳腔；

光电转换装置，设置于所述容纳腔，所述壳体开设有通孔，所述通孔用于连接所述光电转换装置和光源；

储能电池，设置于所述容纳腔；以及

电源电路，设置于所述容纳腔，分别与所述光电转换装置和所述储能电池电连接，用于控制所述光电转换装置为所述储能电池充电；以及

电光转换装置，与所述光电转换装置光信号连接，用于为所述光电转换装置提供光源。

在其中一个实施例中，所述电磁场测量探头还包括：

温度测量装置，设置于所述容纳腔，用于检测所述光电转换装置的温度。

在其中一个实施例中，所述电源电路包括：

充放电控制支路，分别与所述光电转换装置和所述储能电池电连接，用于控制所述光电转换装置为所述储能电池充电；以及

电压测量支路，与所述储能电池电连接，用于测量所述储能电池的电压。

在其中一个实施例中，所述电磁场测量探头还包括：

主控电路，分别与所述温度测量装置、所述充放电控制支路和所述电压测量支路电连接，用于接收所述温度测量装置测得的所述光电转换装置温度和所述电压测量支路测得的所述储能电池的电压；

其中，所述充放电控制支路为所述主控电路供电。

在其中一个实施例中，所述电磁场测量系统还包括：

监测控制装置，与所述主控电路电连接，用于接收所述主控电路的的控制指令。

在其中一个实施例中，所述监测控制装置包括：

数据收发装置，设置于所述容纳腔，与所述主控电路电连接，用于接收所述主控电路的控制指令并转化为光信号；

监测装置，与所述数据收发装置光信号连接，且与所述电光转换装置电连接，用于处理接收的所述主控电路的控制指令，并依据控制指令控制所述电光转换装置。

在其中一个实施例中，所述电光转换装置通过光纤与所述光电转换装置光信号连接，且所述光电转换装置与所述光纤通过非金属的固定件固定。

一种电磁场测量系统控制方法，包括：

主控电路监测光电转换装置的温度和所述储能电池的电压；

当所述光电转换装置的温度高于预设临界温度或所述储能电池的电量高于预设临界电量时，所述监测装置接收所述主控电路的控制指令，从而控制所述电光转换装置关闭；

当所述光电转换装置的温度低于预设临界温度且所述储能电池的电量低于预设临界电量时，所述监测装置接收所述主控电路的控制指令，从而控制所述电光转换装置打开。

上述实施例提供的所述电磁场测量探头，通过将所述光电转换装置贴合设置于所述壳体且与所述壳体之间填充导热材料，可以实现所述光电转换装置的良好散热。所述电磁场测量系统通过采用所述电磁场测量探头和所述电光转换装置，可以使所述电磁场测量系统不受天气等情况影响，可以长时间持续工作。所述电光转换装置与所述光电转换装置光信号连接，不会对导致电场畸变或对电磁场测量信号产生干扰。通过设置所述温度测量装置和所述电压测量电路，可以通过所述主控电路采集所述光电转换装置的温度和所述储能电池的电压并产生控制指令，结合所述监测控制装置，可以实现对充电过程的智能管理。所述数据收发装置和所述监测装置光信号连接，同样不会对电磁场测量过程产生影响，在对所述电磁场测量探头持续供电的同时，实现了对电磁场的准确测量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电磁场测量探头外部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种图1去掉主视方向的外壳和金属屏蔽层后的电磁场测量探头内部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种沿图2中A-A方向的电磁场测量探头内部结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种沿图2中B-B方向的电磁场测量探头内部结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电磁场测量系统结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电磁场测量系统电连接关系示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种电磁场测量系统电连接关系示意图；

图8为本申请实施例提供的一种充电控制方法流程图；

图9为本申请实施例提供的另一种充电控制方法流程图；

图10为本申请实施例提供的一种电磁场测量系统控制逻辑框图。

附图标号说明

10 电磁场测量系统

100 电磁场测量探头

110 壳体

111 容纳腔

112 金属屏蔽层

113 电磁场传感器

120 光电转换装置

130 通孔

140 储能电池

150 电源电路

151 充放电控制支路

152 电压测量支路

160 温度测量装置

170 主控电路

180 模拟电路板

200 电光转换装置

210 固定件

300 监测控制装置

310 数据收发装置

320 监测装置

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1-图4，本申请提供一种电磁场测量探头100。所述电磁场测量探头包括壳体110、光电转换装置120、储能电池140和电源电路150。所述壳体110定义一个容纳腔111。所述光电转换装置120设置于所述容纳腔111，所述壳体110开设有通孔130，所述通孔130用于连接所述光电转换装置120和光源。所述储能电池140设置于所述容纳腔111。所述电源电路150设置于所述容纳腔111，分别与所述光电转换装置120和所述储能电池140电连接，用于控制所述光电转换装置120为所述储能电池140充电。

所述外壳110的形状可以为正立方体，所述正立方体形状的外壳110内部设置有六个PCB电路板。所述外壳110可以为非金属材质。在一个实施例中，所述外壳110的边长为80mm。其中，三个正交的PCB板为电场传感器面，所述电场传感器采用覆铜形成的圆形电场极板。位于所述容纳腔110外面的极板的圆心可以引出一条金属引线接入到模拟电路板180中的调理电路的输入端。位于所述容纳腔110内侧的极板用金属线接地。另外三个正交的PCB板为磁场传感器面。所述磁场传感器为多圈覆铜线圈组成，所述线圈的终端的两根引线连接到所述模拟电路板180的调理电路输入端。

可以理解，所述模拟电路板180位于所述电磁场测量探头100的所述容纳腔111内。所述模拟电路板180用于采集并处理模拟信号。所述调理电路位于所述模拟电路板180。所述调理电路包括电场调理电路和磁场调理电路。所述电场调理电路可以为积分电路，用于平衡电场天线由于频率范围带来的信号不平坦的问题。所述磁场调制电路可以为微分电路，用于平衡磁场天线由于频率范围带来的信号不平坦的问题。

所述光电转换装置120可以利用激光供电技术进行实现。随着激光输能技术的发展，逐渐出现了较为成熟的激光供电技术。通过采用所述光电转换装置120，可以将激光供电技术引入到低频电磁场测量探头设计中，以实现长期稳定且无干扰的低频电磁场监测，为低频电磁环境在线监测系统奠定基础。所述光电转换装置120设置于所述容纳腔111内，可以避免所述光电转换装置120中金属部件对测量电磁场产生的影响。若所述光电转换装置120设置于所述容纳腔111外部，则其金属部件及供电线可能会导致电场产生畸变或对空间信号产生干扰，从而串扰到所述电磁场测量探头100内部电路，进而影响电磁场的测量结果。所述光电转换装置120可以接收激光，并将接收到的激光转化为电能。可以实现对所述电磁场测量探头100的持续供电。所述光电转换装置120的设置解决了相关技术中供电方式无法在完全避免外置金属的影响下持续供电的问题。

可以理解，由于所述电磁场测量探头100的尺寸相对固定，而增大探头尺寸并重新设计传感器及各个电路难度较大。此外，随着所述电磁场测量探头100尺寸的增大，其对场的扰动性也随之增大。因此，可以在保持所述电磁场测量探头100尺寸及结构框架基础上，将原有的内置大容量电池改为小容量的电池，以腾出空间，用以放置所述光电转换装置120。

所述电源电路150与所述光电转换装置120电连接。所述光电转换装置120将激光转化为电能后通过所述电源电路150为所述储能电池140进行充电。直接采用所述激光供电系统供电，可能受温度等因素的影响而出现供电不稳定的情况。因此，所述光电转换装置120产生的电能通过所述电源电路150给所述储能电池140充电，从而利用所述储能电池140中存储的电能保证供电过程的稳定性。可以理解，所述储能电池140可以用于储能电能，当光源出现故障或遭到人为破坏时，所述储能电池140可以在一定时间内维持所述电磁场测量探头100的正常工作。

所述电磁场测量探头100通过将所述光电转换装置120设置在所述容纳腔111，可以避免所述光电转换装置120中金属部件对电磁场产生干扰。所述光电转换装置120接收激光并转化为电能，并通过所述电源电路150为所述储能电池140充电，从而使所述电磁场测量探头100可以长期稳定工作，不会受天气等因素影响。此外，所述光电转换装置120的设置没有增加所述电磁场测量探头100的尺寸，仅通过优化设计进行实现，使所述电磁场测量探头100在具有较高测量准确率的基础上具有结构简单、易于实现等优点。综上所述，所述电磁场测量探头100解决了相关技术中供电方式无法在完全避免外置金属的影响下持续供电的问题。

在一个实施例中，所述电磁场测量探头100还包括金属屏蔽层112。所述金属屏蔽层112设置于所述壳体110内部，且所述光电转换装置120贴合设置于所述金属屏蔽层112远离所述壳体110的一侧。所述光电转换装置120和所述金属屏蔽层112之间填充导热材料。所述金属屏蔽层112用于传导所述光电转换装置120产生的热量，并隔离所述电源电路150和所述电磁场测量探头100的电磁场传感器113之间的相互影响。由于所述光电转换装置120散热量较大。通过将所述光电转换装置120紧贴与所述金属屏蔽层112，可以增加散热面积。所述电磁场测量探头100由外到内依次设置有所述壳体110、所述电磁场传感器113和所述金属屏蔽层112。在一个实施例中，所述电磁场传感器113可以由三个电场传感器和三个磁场传感器组成，为正方体形。所述金属屏蔽层112可以为正方体形。且在所述壳体110的通孔130对应位置，所述电磁场传感器113和所述金属屏蔽层112均开设有通孔，用于连接所述光电转换装置120和电源。所述电磁场传感器113位于所述壳体110和所述金属屏蔽层112之间。所述金属屏蔽层112还用于隔离所述电磁场测量探头100内部其他电路、元件与所述电磁场测量探头100的电磁场传感器113之间的相互影响。所述光电转换装置120紧贴于所述金属屏蔽层112，从而增加散热面积。所述光电转换装置120和金属屏蔽层112之间填充导热材料可以进一步增加散热。可以理解，所述导热材料可以为导热硅胶。

由于相关技术中激光供电技术中光能转化为电能的效率相对较低，所述电磁场测量探头100可以采用低功耗设计。在一个实施例中，可以通过选择低功耗芯片完成低功耗电路的设计。由于所述电磁场测量探头100应用的在线监测系统对测量速度和测量精度要求不高。因此，可以将功耗较大的主控芯片FPGA及高速AD采样芯片更换为低功耗的ARM芯片，如STM32系列低功耗芯片。同时使用ARM芯片自带的AD采样功能进行采样，可以大幅降低所述电磁场测量探头100的能耗。所述电磁场测量探头100的功耗可以降低至0.4W，进而降低对激光供电技术中光源功率的需求，同时减少所述光电转换装置120中热量产生。在一个实施例中，可以选用供电能力为0.5W的光源，即光源功率可以大于所述电磁场测量探头100的功耗。所述光源功率大于所述电磁场测量探头100的功耗的情况下，所述光电转换装置120可以在保证所述电磁场测量探头100工作的同时，确保所述储能电池140有电量盈余，确保所述电磁场探头100的使用性能不受影响。

在一个实施例中，针对不同的测试环境，所述电磁场测量探头100可以支持选择不同的功能。即可以选择性的关闭一些当前测试环境不需要的功能。例如，当所述电磁场测量探头100应用于高压输变电工程监测，一般多仅用50Hz(工频)进行监测，其他频段则可在此时关闭，以降低能耗。在一个实施例中，所述电磁场测量探头100可以设置为在一定时间间隔内关闭不使用的功能。例如，固定式在线传输的时间间隔为3s，那么在所述3s的时间间隔内，所述电磁场测量探头100可以关闭如采样、数据传输、数据存储等功能，以便降低功耗。在一个实施例中，针对不同的使用场景，对所述电磁场测量探头100进行定制开发，从而避免不必要的器件增加。例如，若用户只需要测量输变电交流，则一般只需要开发仅能测量50Hz的所述电磁场测量探头100，无需设计频段选择及其他频段监测等功能，可以同时降低功耗和成本。

请一并参见图5-图6，本申请提供一种电磁场测量系统10。所述电磁场测量系统10包括电磁场测量探头100。所述电磁场测量探头100包括壳体110、光电转换装置120、储能电池140和电源电路150。所述壳体110定义一个容纳腔111。所述光电转换装置120设置于所述容纳腔111，所述壳体110开设有通孔130，所述通孔130用于连接所述光电转换装置120和光源。所述储能电池140设置于所述容纳腔111。所述电源电路150设置于所述容纳腔111，分别与所述光电转换装置120和所述储能电池140电连接，用于控制所述光电转换装置120为所述储能电池140充电。所述电光转换装置200与所述光电转换装置120光信号连接，用于为所述光电转换装置120提供光源。

具体的，结合图1-图4，所述壳体110、所述光电转换装置120、所述储能电池140和所述电源电路150可以是前述实施例中提供的任意一种所述壳体110、所述光电转换装置120、所述储能电池140和所述电源电路150，在此不再赘述。

在一个实施例中，所述电光转换装置200通过光纤与所述光电转换装置120光信号连接，且所述光电转换装置120与所述光纤通过非金属的固定件210固定。所述光纤的一端与所述电光转换装置200光信号连接，所述光纤的另一端经所述通孔130设置于所述容纳腔111，且与位于所述容纳腔111内部的所述光电转换装置120光信号连接。所述光电转换装置120、所述光纤和所述电光转换装置200共同构成激光供电系统。所述电光转换装置200用于提供光源。在一个实施例中，所述电光转换装置200可以为激光发射源，用于将电能转化为激光能。在电磁场测量过程中，非绝缘物体会使电场产生畸变或将干扰信号串扰到所述电磁场测量探头100中从而影响测量结果。而所述光纤具有绝缘特性，利用所述光纤的绝缘特性可以杜绝电磁干扰，避免了由于相关技术中外部电缆供电对于电磁场测量造成的影响。所述光纤的波长与所述电光转换装置200对应。所述光电转换装置120即为激光接收端，用于将激光能转化为电能输出。

可以理解，高功率激光对人体存在潜在危害。随着激光供电功率的增大，产生的功耗和散热需求也随之增大，从而导致了激光供电装置尺寸的增大。因此，为了降低对人体危害并减小器件尺寸，在一个实施例中，可以选用功率较小的激光供电装置。

通过将相关技术中电磁场测量探头的充电端口改造为激光输入端口，所述激光输入端口为一个所述磁场传感器面中的磁场线圈中间空白位置开设的所述通孔130。并将所述光纤从所述激光输入端口穿入到所述电磁场测量探头100中，并连接所述光电转换装置120的输入端口。将所述光纤和所述光电转换装置120永久性的固定好，即二者进行一体化设计，不可以进行插拔。可以理解，通过将所述光纤和所述光电转换装置120进行一体化设计，可以防止插拔所述光纤时因操作不当等意外使激光对工作人员产生伤害。此外，所述一体化设计还可以减小由于多次插拔后的接触不良导致的损耗问题。同时用于固定所述光纤和所述光电转换装置120的所述固定件210采用非金属结构，避免了金属外露对电磁场测量产生的影响。通过上述防护设计，可以提高所述电磁场测量系统10的安全性，从而避免对工作人员的潜在伤害。

在一个实施例中，所述电磁场测量探头100还包括温度测量装置160。所述温度测量装置160设置于所述容纳腔111，用于检测所述光电转换装置120的温度。所述温度测量装置160可以为温度传感器。所述温度传感器可以设置于所述光电转换装置120附近。所述温度传感器的类型不作限定，只要其可以测量所述光电转换装置120的温度，并将温度转换为可以用输出信号即可。在一个实施例中，所述温度传感器可以为接触式或非接触式传感器。

请一并参见图7，在一个实施例中，所述电源电路150包括充放电控制支路151和电压测量支路152。所述充放电控制支路151分别与所述光电转换装置120和所述储能电池140电连接，用于控制所述光电转换装置120为所述储能电池140充电。所述电压测量支路152与所述储能电池140电连接，用于测量所述储能电池140的电压。可以理解，所述充放电控制支路151除控制所述光电转换装置120为所述储能电池140充电外，还可用于控制所述储能电池140为所述电磁场测量探头100中的装置和电路供电。在一个实施例中，所述充放电控制支路151包括电池充电支路和为其他电路板提供电源的支路。

在一个实施例中，所述电磁场测量探头100还包括主控电路170。所述主控电路170分别与所述温度测量装置160、所述充放电控制支路151和所述电压测量支路152电连接，用于接收所述温度测量装置160测得的所述光电转换装置120温度和所述电压测量支路152测得的所述储能电池140的电压。其中，所述充放电控制支路151为所述主控电路170供电。可以理解，所述主控电路170位于所述电磁场测量探头100中的数字电路板上。所述电磁场测量探头100测得电场和磁场数据传输给所述模拟电路板180，随后所述模拟电路板180完成模拟信号的处理后传输给所述数字电路板进行下一步处理。在一个实施例中，所述主控电路170可以采集所述光电转换装置120的温度和所述储能电池140的电压。通过所述温度和所述电压，可以监控所述电磁场测量探头100中激光供电的过程，从而提高激光供电的安全性。

在一个实施例中，所述电磁场测量系统10还包括监测控制装置300。所述监测控制装置300与所述主控电路170电连接，用于接收所述主控电路170的控制指令。

在一实施例中，所述监测控制装置300包括数据收发装置310和监测装置320。所述数据收发装置310设置于所述容纳腔111，与所述主控电路170电连接，用于接收所述主控电路170的控制指令并转化为光信号。所述监测装置320与所述数据收发装置310光信号连接，且与所述电光转换装置200电连接，用于处理接收的所述主控电路170的控制指令，并依据控制指令控制所述电光转换装置200。在电磁场测量过程中，非绝缘物体会使电场产生畸变或将干扰信号串扰到所述电磁场测量探头100中从而影响测量结果。可以理解，所述监测装置320与所述数据收发装置310通过光纤连接。所述光纤具有绝缘特性，利用所述光纤的绝缘特性可以杜绝电磁干扰，避免了由于相关技术中外部信号线对于电磁场测量造成的影响。所述光纤的波长与所述电光转换装置200对应。

可以理解，一个所述磁场传感器面中的磁场线圈中间空白位置开设有两个通孔。其中一个通孔为所述通孔130，即激光输入端口。所述激光输入端口可以使所述光电转化装置120与所述激光传输装置210光信号连接，进而实现为所述电磁场测量探头100进行激光供电。另一个通孔为数据输出端口，所述光纤经所述数据输出端口光信号连接所述数据收发装置310与所述监测装置320。所述主控电路170可以将控制指令通过所述数据收发装置310转化为光信号，所述光信号再经过所述光纤传输给所述监测装置320进行处理。所述监测装置320可以接收携带控制指令的光信号并进行处理从而实现对所述电光转换装置200的控制。可以理解，所述监测装置320包括数据转换装置和数据处理装置。所述数据转换装置用于将光信号转化为可处理的电信号，所述电信号经由所述数据处理装置处理后转化为控制指令，从而实现对所述电光转换装置200的智能控制。

请一并参见图8，本申请提供一种电磁场测量系统控制方法。所述电磁场测量系统控制方法包括S100，主控电路170监测光电转换装置120的温度和储能电池140的电压。S200，当所述光电转换装置120的温度高于预设临界温度或所述储能电池140的电量高于预设临界电量时，所述监测装置320接收所述主控电路170的控制指令，从而控制所述电光转换装置200关闭。S300，当所述光电转换装置120的温度低于预设临界温度且所述储能电池140的电量低于预设临界电量时，所述监测装置320接收所述主控电路170的控制指令，从而控制所述电光转换装置200打开。

请一并参见图9，检测所述储能电池140电压和所述光电转换装置120温度的顺序不作限定。在一个实施例中，所述电磁场测量系统控制方法可以对所述储能电池140电压和所述光电转换装置120温度进行同步监测。

在所述步骤S100中，所述主控电路170监测所述光电转换装置120的温度和所述储能电池140的电压。所述监测主机320通过所述光纤和所述数据收发装置310与所述主控电路170进行通信。可以理解，通过温度测量装置160监测所述光电转换装置120的温度，通过电源电路150中的电压测量支路152监测所述储能电池140的电压。

在所述步骤S200和所述步骤S300中，所述电磁场测量探头100内置有所述温度测量装置160，通过所述温度测量装置160可以监控所述光电转换装置120的温度。所述温度测量装置160将采集到温度数据传输给所述主控电路170。所述电磁场测量探头100内置有所述电源电路150，通过所述电源电路150可以监控所述储能电池140充电的过程，同时可以获取所述储能电池140相关的状态信息并传输给所述主控电路170。

当所述主控电路170监测到所述光电转换装置120的温度高于预设临界温度时，所述主控电路170依据采集到的数据产生控制指令，并将控制指令转化为光信号后经光纤发送给所述监测主机320。所述监测主机320控制所述电光转换装置200关闭。所述电光转换装置200停止输送激光，所述储能电池140充电结束。或者，当所述主控电路170监测到所述储能电池140的电压高于预设临界电压时，所述监控主机320接收所述主控电路170的控制信号。所述监控主机320控制所述电光转换装置200关闭。所述电光转换装置200停止输送激光，所述储能电池140充电结束。

当所述主控电路170监测到所述光电转换装置120的温度低于预设临界温度且所述主控电路170监测到所述储能电池140的电压低于预设临界电压时，所述主控电路170产生控制指令。控制指令经所述数据收发装置310传递给所述监测主机320。所述监测主机320控制所述电光转换装置200开始输送激光，所述储能电池140充电开始。

所述预设临界温度和所述预设临界电压可以依据实际情况进行设置。可以理解，为了避免激光供电的不稳定性对所述电磁场测量探头100的工作过程产生影响，所述电磁场测量探头100使用所述储能电池140进行供电。可以理解，所述电磁场测量探头100的所述主控电路170通过光纤与所述监测装置320通信。所述监测主机320接收所述主控电路170的控制指令后可以控制所述电光转换装置200的打开和关闭。所述电磁场测量系统控制方法优化了充供电管理过程，可以在保护激光供电相关装置的同时维持所述储能电池140的稳定性。

请一并参见图10，在一个实施例中，所述电光转换装置200经光纤输出激光给所述光电转换装置120，不会对电磁场的测量产生影响。所述光电转换装置120产生的电能经过所述电源电路150可以为所述储能电池140进行充电。所述储能电池140为所述主控电路170和所述模拟电路板180及其他电路供电，可以保证供电过程的稳定性。所述温度传感器160检测所述光电转换装置120的温度。所述电源电路150检测所述储能电池140的电压。所述的温度和所述电压数据经所述主控电路170处理后，所述主控电路170生成控制指令，并将控制指令传输给所述数据收发装置310。所述数据收发装置310将电信号转换为光信号，经光纤传输给所述监测主机320，同样不会对电磁场测量过程产生影响。所述监测主机320依据控制指令控制所述电光转换装置200的打开或闭合，可以实现对所述电光转换装置200的智能控制。所述电场传感器和所述磁场传感器分别测量电场和磁场强度，经所述模拟电路板180上电路处理后，将测得的信号传递给所述数字电路中的所述主控电路170进行处理，完成电磁场的测量过程。

综上所述，通过在所述电磁场测量探头100中引入激光供电相关装置，结合所述光纤的绝缘特性，可以将电量源源不断的引导至所述电磁场测量探头100通过激光供电模式为所述电磁场测量探头100进行充电，使得所述电磁场测量探头100不会因所述储能电池140容量较低或天气因素的影响，产生监测中断的情况。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电磁场测量探头(100)，其特征在于，包括：

壳体(110)，定义一个容纳腔(111)；

光电转换装置(120)，设置于所述容纳腔(111)，所述壳体(110)开设有通孔(130)，所述通孔(130)用于连接所述光电转换装置(120)和光源；

储能电池(140)，设置于所述容纳腔(111)；以及

电源电路(150)，设置于所述容纳腔(111)，分别与所述光电转换装置(120)和所述储能电池(140)电连接，用于控制所述光电转换装置(120)为所述储能电池(140)充电。

2.根据权利要求1所述的电磁场测量探头(100)，其特征在于，所述电磁场测量探头(100)还包括金属屏蔽层(112)，所述金属屏蔽层(112)设置于所述壳体(110)内部，且所述光电转换装置(120)贴合设置于所述金属屏蔽层(112)远离所述壳体(110)的一侧，所述光电转换装置(120)和所述金属屏蔽层(112)之间填充导热材料，所述金属屏蔽层(112)用于传导所述光电转换装置(120)产生的热量，并隔离所述电源电路(150)和所述电磁场测量探头(100)的电磁场传感器(113)之间的相互影响。

3.一种电磁场测量系统(10)，其特征在于，包括：

电磁场测量探头(100)，所述电磁场测量探头(100)包括：

壳体(110)，定义一个容纳腔(111)；

光电转换装置(120)，设置于所述容纳腔(111)，所述壳体(110)开设有通孔(130)，所述通孔(130)用于连接所述光电转换装置(120)和光源；

储能电池(140)，设置于所述容纳腔(111)；以及

电源电路(150)，设置于所述容纳腔(111)，分别与所述光电转换装置(120)和所述储能电池(140)电连接，用于控制所述光电转换装置(120)为所述储能电池(140)充电；以及

电光转换装置(200)，与所述光电转换装置(120)光信号连接，用于为所述光电转换装置(120)提供光源。

4.根据权利要求3所述的电磁场测量系统(10)，其特征在于，所述电磁场测量探头(100)还包括：

温度测量装置(160)，设置于所述容纳腔(111)，用于检测所述光电转换装置(120)的温度。

5.根据权利要求4所述的电磁场测量系统(10)，其特征在于，所述电源电路(150)包括：

充放电控制支路(151)，分别与所述光电转换装置(120)和所述储能电池(140)电连接，用于控制所述光电转换装置(120)为所述储能电池(140)充电；以及

电压测量支路(152)，与所述储能电池(140)电连接，用于测量所述储能电池(140)的电压。

6.根据权利要求5所述的电磁场测量系统(10)，其特征在于，所述电磁场测量探头(100)还包括：

主控电路(170)，分别与所述温度测量装置(160)、所述充放电控制支路(151)和所述电压测量支路(152)电连接，用于接收所述温度测量装置(160)测得的所述光电转换装置(120)温度和所述电压测量支路(152)测得的所述储能电池(140)的电压；

其中，所述充放电控制支路(151)为所述主控电路(170)供电。

7.根据权利要求6所述的电磁场测量系统(10)，其特征在于，所述电磁场测量系统(10)还包括：

监测控制装置(300)，与所述主控电路(170)电连接，用于接收所述主控电路(170)的控制指令。

8.根据权利要求7所述的电磁场测量系统(10)，其特征在于，所述监测控制装置(300)包括：

数据收发装置(310)，设置于所述容纳腔(111)，与所述主控电路(170)电连接，用于接收所述主控电路(170)的控制指令并转化为光信号；

监测装置(320)，与所述数据收发装置(310)光信号连接，且与所述电光转换装置(200)电连接，用于处理接收的所述主控电路(170)的控制指令，并依据控制指令控制所述电光转换装置(200)。

9.根据权利要求3所述的电磁场测量系统(10)，其特征在于，所述电光转换装置(200)通过光纤与所述光电转换装置(120)光信号连接，且所述光电转换装置(120)与所述光纤通过非金属的固定件(210)固定。

10.一种电磁场测量系统控制方法，用于权利要求3-9任一项所述的电磁场测量系统(10)的储能电池(140)的充电过程，其特征在于，包括：

主控电路(170)监测光电转换装置(120)的温度和所述储能电池(140)的电压；

当所述光电转换装置(120)的温度高于预设临界温度或所述储能电池(140)的电量高于预设临界电量时，所述监测装置(320)接收所述主控电路(170)的控制指令，从而控制所述电光转换装置(200)关闭；

当所述光电转换装置(120)的温度低于预设临界温度且所述储能电池(140)的电量低于预设临界电量时，所述监测装置(320)接收所述主控电路(170)的控制指令，从而控制所述电光转换装置(200)打开。