Волоконно-оптический датчик переменного электрического и магнитного полей

Волоконно-оптический датчик переменного электрического и магнитного полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Волоконно-оптический датчик (вод) переменного электрического и магнитного полей содержит источник 1 когерентного излучения, чув ствительный элемент 2 из волоконного световода, навитого на цилиндр 3 из магнитострикционного металла, имеющий щелевидньй разрез вдоль образующей. Внутри цилиндра 3 размещен заземленный цилиндр 4 меньшего диаметра из электропроводного металла. ВОД содержит также фотодетектор 5 и блок 6 обработки сигнала. ВОД имеет расширенные функциональные возможности, так как позволяет измерять параметры как электрического, так и магнитного полей . При этом измерение магнитного поля осуществляется на основной частоте , а электрического - на удвоенной частоте измеряемого поля. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОШ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 511 4 С 02 В 6/00, О 01 R 33/032

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ . д, н А вторскоьм свидбтбльствм : н:.„,/ (21) 4093481/24-21 (22) 25.07.86 (46) 23.03.88. Бюл. У I. (71) Специализированное конструкторское бюро с опытным производством

Отдела теплофизики AH УэССР (72) В.В.Григорянц, С.В.Гущин, Г.Е,Креймерман, M.ß.Måm, В.B.Ïðoêëoâ и M.З.Хазин (53) 621,317.44(088.8) (56) Патент США У 4477723, кл. С 02 В 5/14, 1981.

Rashleigh S.Ñ. Magnetic f iel,d

sensing with à single-mode fiber °

Optic Letters, v. б, Р 1, 1981.

„.60, ИЫ267 А1 (54) ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Волоконно-оптический датчик (ВОД) переменного электрического и магнитного полей содержит источник 1 когерентного. излучения, чувствительный элемент 2 из волоконного световода, навитого на цилиндр 3 из магнитострикционного металла, имеющий щелевидный разрез вдоль образующей.

Внутри цилиндра 3 размещен заземлен« ный цилиндр 4 меньшего диаметра из электропроводного металла. ВОД содержит также фотодетектор 5 и блок 6 об- о работки сигнала. ВОД имеет расширенЖ ные функциональные возможности, так как позволяет измерять параметры как электрического, так.и магнитного полей. При этом измерение магнитного поля осуществляется на основной частоте, а электрического — на удвоенной частоте измеряемого поля. 1 ил.

1 1383267 2

Поскольку сила взаимодействия меж. 55 ду обкладками конденсатора пропорциональна квадрату напряженности электВНИИПИ Заказ 1293/43 Ти

Произв. — полигр. пр-тие, r. раж 533 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров электромагнитного поля.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлен волоконнооптический датчик переменного электI рического и магнитного полей,. 10

Датчик содержит источник 1 когерентного излучения, чувствительный элемент из волоконного световода 2, цилиндр 3 с щелевидным разрезом вдоль образующей и навитым на него светово- 15 дом 2, внутри которого расположен с воздушным зазором заземленный цилиндр

4 из электропроводного материала, фотодетектор 5 и блок 6 обработки сигнала. 20

Датчик работает следующим образом.

При измерении параметров электрического поля когерентное излучение от источника 1 поступает в световод 2, навитый витком к витку на цилиндр 3. Этот цилиндр вместе с размещенным внутри него заземленным цилиндром 4 помещается в переменное электрическое поле.

Цилиндры 3 и 4 образуют соответственно внешнюю и внутреннюю обкладки цилиндрического конденсатора с воздушным зазором между ними.

Под воздействием переменного электрического поля в этом конденсаторе возникают механические силы, приводяшие к динамическим деформациям цилиндра 3 и к динамическим деформациям навитого на него световода 2. Эти деформации распространяются по всей длине световода 2, навитого на цилиндр

3, и имеют максимальные значения в об ласти РазРеза. Это приводит к модуля- 45 ции потерь излучения, распространяющегося в световоде.

Модулированное излучение воспринимается фотодетектором 5, расположенным непосредственно перед выходным торцом световода 2,.сигнал, вырабатываемый фотодетектором 5, поступает далее на блок 6 обработки сигнала. рического поля, то деформации, вызываемые этой силой, происходят на удвоенной частоте приложенного поля. Следовательно, и модуляция потерь распространяющегося в световоде излучения происходит в этом случае (т.е. при измерении параметров электрического. поля) также на удвоенной частоте измеряемого поля.

При помещении датчика в магнитное поле в цилиндре 3 возникают механические деформации, вызывающие неоднородные напряжения в световоде 2. Максимальные деформации цилиндра 3 и напряжения в световаде 2 имеют место в области разреза цилиндра. Это приводит к модуляции потерь распространяющегося в световоде излучения, Поскольку магнитострикционная сила, вызывающая деформации цилиндра, прямо пропорциональна напряженности магнитного поля, то модуляция потерь излучения, распространяющегося в навитом на цилиндр световоде, также прямо про- . порциональна частоте измеряемого поля.

Таким образом, предлагаемый датчик позволяет измерять параметры как электрического, так и магнитного полей, причем измерение магнитного поля осуществляется на основной частоте, а электрического — на удвоенной частоте измеряемого поля. формула и з о б р е т е н и я

Волоконно-оптический датчик переменного электрического и магнитного полей, содержащий иСточник когерентного излучения, оптически связанный через чувствительный элемент с фотодетектором, выход которого соединен с входом блока обработки сигнала, причем чувствительный элемент состоит из волоконного световода, навитого на цилиндр из магнитострикционного металла, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика магнитного поля путем измерения электрического поля, вдоль образующей ци-, линдра из магнитострикционного металла содержится щелевидный разрез, а внутри цилиндра из магнитострикционного металла расположен заземленный цилиндр меньшего диаметра из электропроводного металла.