Измеритель напряженности электрического поля

Измеритель напряженности электрического поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„1970236 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03. 04. 81(21) 32б9667/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (5 ) М Кд 3 е, 01 а 13/40

Государственный) комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.10.82. Бюллетень №40 (53) УДК 621.317.7 (088.8) Дата опубликования описания 30. 10.82 (72) Авторы изобретения

М.В.Хащина, С.М.Черевиченко С.А.Тюри и Е.A.Êàëèíè÷åíêo (71) Заявитель

Харьковский политехнический институ им. В.И.Ленина (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к электройз= мерительной технике и может быть использовано в высоковольтных установках и системах, а также при мощных электромагнитных явлениях в атмосфере: разряде молнии на объект, разряде генератора импульсного напряжения, имитирующим попадание молнии в объект

И Т»Д»

Известны электрооптические устройства для измерения напряженности электрического поля, содержащие источник монохроматического плоскополяризованного луча света, электрооптически активную среду, которая становится двулучепреломляющей при воздействии измеряемого электрического поля, анализатор,.совмещенный с.плоскостью поляризации невозмущенного луча света, компенсатор и фотоприемник, последний используется как нуль-индикатор, а отсчет измеряемого параметра поля (напряженности или напряжения ) производится по шкале крмпенсатора, когда регулировка компенсатора

:обеспечивает на фотоприемнике нуль, компенсируя двулучепреломление электрической активной среды, вызванное воздействием измеряемого поля (1).

Однако указанные устройства не позволяют измерять сравнительно малые величины напряженности электрического поля (менее 100 В/см).изза их малой чувствительности.

Кроме того, они не могут быть использованы для измерения напряженности поля в пространстве, так как поз-.

1Q воляют определять лишь среднкю напряженность поля в электрооптически активной среде ячейки (a пространстве, ограниченном электродами ячейки).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее источник света, поляризатор, формирующий плоскополяризованный луч света, модулятор и фотоприемник (2).

Недостатком указанного устройства является низкая чувствительность .

Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение функциональных . воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе напряженности поля, содержащем источник света в виде лазера, поляризатор, пространственный модулятор и фотоприеи970236 ник, пространственный модулятор вы, полнен в виде зонда из трех идентичных цилиндров-кристаллов Керра с взаимно перпендикулярными осями, установленных на пути луча и включенных в лазерный резонатор. 5

На чертеже изображена блок-схема измерителя напряженности электрического поля.

Измеритель напряженности электри ческого поля содержит зеркала. 1 и 2,, образующие резонатор, причем зеркало 2 полупрозрачно, поворотные зеркала 3 и 4, лазер 5, электрооптический кристаллический элемент обладающий эффект Керра, выполненный в виде зонда иэ трех идентичных цилиндров 6,7 и 8 с взаимно перпендикулярными осями,четвертьволновую пластину 9, поляризатор 10 фотоприемник 11, содержащий фото меситель с частотным анализатором (не по-2О казан). Поворотные зеркала 3 и 4 жестко укреплены на общем основании с цилиндрами 6, 7 и 8 и зафиксированы ннутри,резонатора между зеркалами 1 и 2.

Устройство:..работает следующим о6разом.

При отсутствий измеряемого поля информационный луч лазера 5 не претерпеная никаких изменений свободно проходит через цилиндры-кристаллы

8 и 9 зонда, оптически связанные поноротньми зеркалами 3 и 4, полупрозрачное зеркало 2, четнертьволноную пластину 9, поляризатор 1.0 и попадают н фотоприемник 11,.котсрый 35, регистрирует состояние поляризации.

При воздействии напряженности измеряемого поля на электрооптические кристаллы б, 7 и,8 зонда начальное состояние поляризации лазерного лу- 4Q ча изменится за счет днулучепреломления н кристаллах 6, 7 и 8, что регистрируется фотоприемником 11.

Такал образом, измеряемое электрическое поле одновременно воздействует на электрические кристаллы б, 7 и 8. При этом разность фаз составляющих плоскополяризованного луча, приобретаемая после прохождения через каждый кристалл, расположенный на каждой оси прямоугольных координат, пропорциональна cyme квадратов проекций измеряемого век в o тора Е на две другие оси координат.

Выполнение зонда из трех идентичных цилиндров-кристаллов Керра с 55 взаюино перпендикулярными осями, установленных на пути луча лазера, позволяет определять ".лодуль измеряемой напряженности произвольно направленного электрического поля. Это 60 достигается не путем математических операций стремя отдельными измеренными проекциями напряженности на оси координат, а автоматически, путем одновременной модуляции этими тремя проекциями вектора Е интенсивности связующего информационного луча и его воздействием на общий фотоприемник.

Цилиндрическая форма кристалла зонда автоматически обеспечивает перпендикулярность к поверхности кристалла проекций напряженности произвольно направленного электрического поля, не совпадающих с осями цилиндра, т.е, соответ твующие проекции напряженности изменяемого электрического поля в электрооптической среде будут всегда перпендикулярны информационному лучу, как это необходимо для работы кристалла Керра.

Упомянутые цилиндры жестко укреп.лены на общем основании с двумя поворотными зеркалами для того, чтобы обеспечить стабильность работы лазер- ного резонатора при возможных вибрациях и других воздействиях.

Высокая точность и чувствительность, обеспеченные конструкцией зонда в сочетании с лазерным резонатором, позволяют использовать прибор н качестве образцовой меры при государственной проверке приборов аналогичного назначения.

Прибор позволяет измерять непрерывные и импульсные сигналы, а также сигналы импульсного однократного действия (разряда молний, конденсаторов и т.п.) .

Формула изобретения

Измеритель напряженности электрического поля, содержащий источник света н виде лазера, поляризатор, пространственный модулятор и фотоприемник,отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения функциональных возможностей, пространственный модулятор выполнен в виде зонда из трех идентичных цилиндров-кристаллов

Керра с взаимно перпендикулярными осями, установленных на пути луча и включенных в лазерный резонатор.

Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 1484684, кл. 6 01 13/40, 1960.

2. Патент CUIA Р 4002975, кл.324-96, 1 977.

970236

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8379/53

Филиал ППП "Патент ", r . Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Сердобольская

Редактор М. Янович Техред М.Надь Корректор р. Билак