Электрогирационное устройство для бесконтактного измерения высоких напряжений

Электрогирационное устройство для бесконтактного измерения высоких напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в высоковольтных установках. Целью изобретения является повышение точности измерений. В электрогирационном устройстве излучение источника 1 света последовательно проходит через моноблочную прямоугольную призму 2 из двулучепреломляющего вещества, блок 3 вращения плоскости поляризации на 90°, электрогирационные монокристаллы центросимметричного кристаллографического класса 4 и 5 с оптически прозрачными электродами на торцах, стержень из оптически прозрачного стекла 6, призменный анализатор 7, выходы которого через две линзы 8.1 и 8.2 соединены со входами фотоприемников 9 и 10, и функциональный преобразователь 11, выход которого является выходом устройства. Наличие второго оптического канала с необходимым поворотом угла поляризации увеличивает отношение сигнал-шум, благодаря чему достигается цель изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТ0РСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (61) 1 298669 (21) 4389647/24-21 (22) 09.03.88 (46) 15.03. 90. Бюл. 11р 10 (71) Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР (72) В.Г. Николайченко, Б.Е. Иихалишин, А.Б. Лопатин и Б.Г. Голота (53) 621.317.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1298669, кл. G 01 R 19/00, 1985. (54) Э KKTPOãÈPÀÖÈÎHHÎÅ УСТРОЙСТВО

ДПЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в высоковольтных установках. Целью изобретения является повышение точности измерений. В электрогирационном устройстве излучение

„.Я0„„1550428 А 2 (g1)g С 01 R 15/07, 19/00

2 ис точ ника 1 с в е та последов ат ель но проходит через моноблочную прямо угольную призму 2 из двулучепреломляющего вещества, блок 3 вращения плоскости о поляризации на 90, электрогирационные монокристаллы центросимметричного кристаллографического класса 4 и

5 с оптически прозрачными электродами на торцах, стержень из оптически прозрачного стекла 6, призменный анализатор 7, выходы которого через две линзы 8.1 и 8.2 соединены с вхо дами фотоприемников 9 и 10, и функциональный преобразователь 11, выход которого является выходом устройства. Наличие второго оптического канала с необходимым поворотом угла @ поляризации увеличивает отношение сигнал-шум, благодаря чему достигается леле изобретения. I з.п. ф-лы, 2 ил.

1550428

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано н высоковольтных установках.

Цель изобретения — повьш>ение точS ности измерений.

На фиг, 1 изображена функциональная схема электрогирационного устройства для бесконтактного измерения нысоких напряжений; на фиг. 2 — схема блока вращения плоскости поляризао ции на 90

Электрогирац>>онное устройство содержит оптически связанные источник

1 света, поляризатор 2 н виде моно,литной прямоугольной призмы из дну, лучепреломляющего оптического матери, .ала блока 3 вращения плоскости поляризации, электрогирационные монокристаллы 4 и 5 из электрогирационного материала центросимметричного кристаллографического класса с опти1. чески прозрачными электродами на торцах, стержень 6 из оптически прозрачного стекла, призменный анализатор 25

7, выходы которого через две линзы

8.1 и 8.2 оптически связаны с входами фотоприемников 9 и 10, и функциональный преобразователь 11.

Блок вращения плоскости поляризао ции для угла поворота 90 (фиг. 2) содержит призму 12 полного внутреннего отражения, разворачивающую оптическую ось на 180, на гипотенузной грани которой закреплены дне призмы 13 и 14 полного внутреннего отражения, 35 причем первая катетная грань призмы

13 оптически связана с входом блока

3 вращения плоскости поляризации, а вторая катетная грань призмы 13 .через призму 12 полного внутреннего отражения оптически связана с первой катетной гранью призмы 14 полного внутреннего отражения, вторая катетная грань которой является выходом блока 3 вращения плоскости поляризации.

Угол между плоскостью падения света на блок 3 вращения плоскости поляризации и плоскостью пропускания поляризатора, т.е. азимут поляризации, равен 45О, Линзы 8.1 и 8,2, которые применяются.для фокусировки двух пар параллельных проанализированных оптических лучей из разных оптических каналов в один из фотоприемников, выполняются в виде собирающих короткофокуснь>х линз и установлены на центральных оптических осях пар соответствующих лучей (фиг, 1).

Устройство работает следующим образом.

Световой луч, генерируемый источником 1 света, расщепляется поляризатором 2 на два луча одинаковой интенсивности Ip/2 с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации.

Один иэ лучей попадает на блок вращения плоскости поляризации на 90

При прохождении блока 3 вращения плоскости поляризации световой луч

4 раза полностью внутренне отражается, Тогда приобретенная разность фаэ между взаимно перпендикулярными компонентами соя 9;

3=8 arctg

sin < где 8; — уго полного внутреннего отражения, n — показатель преломления материала призмы.

Тогда при 8 =45 и n=l 554, 1 =

=180

Поскольку азимут начальной полярио зации бь>л равен 45, т.е, взаимно перпендикулярные компоненты были равны, то приобретение ими относительной разности фаэ в 180 означает поворот плоскости поляризации на 90 (фиг. 2), т.е. на монокристалл попадают дна луча одинаковой интенсивности I /2, с одинаковой плоскостью поляризации.

Пройдя оптическую систему из электрогирационных монокристаллов 4 и 5 и оптически прозрачного стержня 6, световые лучи расщепляются призменным анализатором 7, на выходе которого 4 луча. Пары лучей одинакового направления фокусируются линзами 8.1 и 8,2 на входные площадки фотоприемников 9 и 10, выходные сигналы которых равны

KyI p(1+sin 2d >-)

KyI о(1-s in 2 J эг) (2) ч.

7 где К вЂ” коэффициент преобраэонания

Ф фотоприемников;

1> — угол поворота плоскости поляризации;

Т вЂ” интенсивность излучения неполяризованного света.

В известном устройстве выходной сигнал фотоприемников пропорционален интенсивности света, прошедшей поляризатор, которая равна 1 =То/4, т.е. преимущество предлагаемого устройства

5 1 заключается в том, что интенсивность света на входе фотоприемников в 4 раза больше, следовательно, большим будет отношение сигнал-шум на выходе устройства, а значит повысится точность измерений.

550428 ческих осях первой и второй пар проаналиэированных световых лучей, угол между плоскостью пропускания поляризатора и плоскостью света на блок

5 вращения плоскости поляризации сосо тавляет 45

Формула изобретения

1. Электрогирационное устройство для бесконтактного измерения высоких напряжений по авт, св, В 1298669, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности иэмеренийъ 15 в него введены блок вращения плоскости поляризации, две собирающие линзы, поляризатор выполнен в виде моноблочной прямоугольной призмы иэ двулучепреломляющего оптического материала, блок вращения плоскости поляризации размещен между поляризатором и электрогирационным монокристаллом на оптической оси первого иэ световых лучей, прошедших поляризатор, первая и 25 вторая линзы размещены между призменным анализатором и фотоприемниками соответственно на центральных опти1

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вращения плоскости поляризации содержит первую и вторую призмы полного внутреннего отражения, разворачивающие оптическую ось на 90, н третью призму полного внутреннего отражения, разворачивающую оптическую ось на о ! 80, первая катетная грань первой и вторая катетная грань второй призм полного внутреннего отражения являются соответственно входной и выходной rpанями блока вращения плоскости поляризации и установлены нормально к падающему и выходящему световым лучам, вторая катетная грань первой и первая катетная грань второй призм полного внутреннего отражения установлены на гипотенуэной грани третьей призмы полного внутреннего отражения,