CN203572865U - 一种光纤光栅电压传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光纤光栅电压传感器，本实用新型利用压电材料的逆压电效应，使电场中的压电材料制成的基底产生形变，导致与其粘贴在一起的光纤光栅也发生一定程度的形变，从而可以对电压进行测定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电压传感器，尤其是一种光纤光栅电压传感器。
背景技术
目前的电压传感器中，都需要加入电路，这些电子器件在强电磁干扰及高压的情况下，非常容易损坏或者影响测试数据。所以电力部门急需一种安全可靠的测量电压的传感器。
随着科学技术的发展，光纤光栅越来越多的应用于通信、传感领域。相比较电信号的传感器，使用光纤光栅传感器有如下优点：
1）光纤光栅使用的是光信号，不会产生电火花，使用时会比电信号的传感器有更好的安全性。
2）光纤光栅传感器避免因电源干扰产生的错误信息。
3）在一根光缆上可以串接数十个光纤光栅传感器，在需要的部位可以密集的安装，因此在任何部位发生异常现象，都能及时传输到中控室。
4）光纤光栅传感器属于波长调制型非线性作用的光纤传感器。通过待测量调制入射光束的波长，测量反射光的波长变化进行检测。由于波长是一个绝对参数，不受总体光强水平、连接光纤及耦合器处的损耗或者光源能量的影响，因此比其他的方式更加稳定、准确。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种性能稳定可靠，可以准确测试电压的传感器。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种电压传感器，其包括由压电材料制成的基底和粘接于基底上的光纤光栅，其中，所述基底为长方体，其上表面与光纤光栅接触，光纤与上表面长边平行，上表面长边、上表面短边和高度的比值为3:1:1。
压电材料是指具有压电效应的电介质。本实用新型所述压电材料选自石英晶体、铌酸锂晶体或铌酸铅压电陶瓷中的任意一种。
其中，石英晶体的介电和压电常数的温度稳定性很好，机械强度很高，在冲击力作用下，漂移很小，弹性系数较大，所以这种传感器可以在很宽的条件下正常工作，与其他压电材料相比具有明显的优势，因此本实用新型优选石英晶体制成基底。
优选地，所述基底与光纤光栅接触的上表面的长边为0.15m，短边为0.05m，高度为0.05m。
作为优选，本发明中的光纤光栅是金属化处理的光纤光栅。金属化光纤光栅比普通的光纤光栅灵敏度更高，有利于提高组件的响应时间和灵敏度及长期使用的可靠性。具体的说，本实用新型中金属化光纤光栅为层状结构，其中最内层为光纤光栅，中间层为镀锡层，最外层为镀金层。锡外面的镀金层可以有效的防止锡氧化。
[0013] 本实用新型的技术效果为：
本实用新型利用压电材料的逆压电效应，将压电材料在外加电场作用下发生的形变用光纤光栅测定出来，从而在中控室中就可以得到电压情况。
逆压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场时，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或者机械应力，当外加电场撤去时，这些变形或者应力也随之消失的性能。
在本实用新型中，把光纤光栅与压电材料做成的基底粘贴到一起，当外面的基底受到电场影响后，会引起变形，带动光纤光栅一起变形，通过光纤光栅网络分析仪测试波长的变化，就可以折算出相应的变形量。
附图说明
图1是本实用新型的示意图。
在附图中，1、基底，2、光纤光栅。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型是通过以下方式具体实施的，但不限于以下实施方式：
实施例1
如附图1所示，本实用新型提供的电压传感器，其包括由石英晶体制成的基底1和粘接于基底上的光纤光栅2，其中光纤光栅2是金属化的光纤光栅，即为层状结构，最内层为光纤光栅，中间层为镀锡层，最外层为镀金层，石英晶体为长方体，与光纤光栅接触的上表面长边0.15m，短边0.05m，高度为0.05m，光纤光栅2的光纤与上表面长边平行，与上表面粘贴在一起。
本实用新型利用石英晶体的逆压电效应，将石英晶体在外加电场作用下发生的形变用光纤光栅测定出来，从而在中控室中就可以得到电压情况。
逆压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场时，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或者机械应力，当外加电场撤去时，这些变形或者应力也随之消失的性能。
在本实用新型中，把光纤光栅与石英晶体做成的基底粘贴到一起，当外面的基底受到电场影响后，会引起变形，带动光纤光栅一起变形，通过光纤光栅网络分析仪测试波长的变化，就可以折算出相应的变形量。
实施例2
如附图1所示，本实用新型提供的电压传感器，其包括由铌酸铅压电陶瓷制成的基底1和粘接于基底上的光纤光栅2，其中光纤光栅2是经过先镀锡后镀金的光纤光栅，铌酸铅压电陶瓷为长方体，与光纤光栅接触的上表面的长边0.15m，短边0.05m，高度为0.05m，光纤光栅2的光纤与上表面长边平行，与上表面粘贴在一起。
Claims (6)
1.一种光纤光栅电压传感器，其特征在于：其包括由压电材料制成的基底（1）和粘接于基底（1）上的光纤光栅（2），其中，所述基底（1）为长方体，其上表面与光纤光栅接触，光纤与上表面长边平行，上表面长边、上表面短边和高度的比值为3:1:1。
2.根据权利要求１所述的光纤光栅电压传感器，其特征在于：所述压电材料选自石英晶体、铌酸锂晶体或铌酸铅压电陶瓷的任意一种。
3. 根据权利要求2所述的光纤光栅电压传感器，其特征在于：所述压电材料为石英晶体。
4.根据权利要求1所述的光纤光栅电压传感器，其特征在于：所述基底（1）与光纤光栅接触的上表面的长边为0.15m，短边为0.05m，高度为0.05m。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的光纤光栅电压传感器，其特征在于：光纤光栅（2）为金属化的光纤光栅。
6.根据权利要求5所述的光纤光栅电压传感器，其特征在于：所述金属化的光纤光栅为层状结构，其中最内层为光纤光栅，中间层为镀锡层，最外层为镀金层。
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