一種光纖光柵電壓傳感器的製造方法
2023-05-26 10:46:36 4
一種光纖光柵電壓傳感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光纖光柵電壓傳感器，本實用新型利用壓電材料的逆壓電效應，使電場中的壓電材料製成的基底產生形變，導致與其粘貼在一起的光纖光柵也發生一定程度的形變，從而可以對電壓進行測定。
【專利說明】一種光纖光柵電壓傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電壓傳感器，尤其是一種光纖光柵電壓傳感器。
【背景技術】
[0002]目前的電壓傳感器中，都需要加入電路，這些電子器件在強電磁幹擾及高壓的情況下，非常容易損壞或者影響測試數據。所以電力部門急需一種安全可靠的測量電壓的傳感器。
[0003]隨著科學技術的發展，光纖光柵越來越多的應用於通信、傳感領域。相比較電信號的傳感器，使用光纖光柵傳感器有如下優點:
[0004]I)光纖光柵使用的是光信號，不會產生電火花，使用時會比電信號的傳感器有更好的安全性。
[0005]2)光纖光柵傳感器避免因電源幹擾產生的錯誤信息。
[0006]3)在一根光纜上可以串接數十個光纖光柵傳感器，在需要的部位可以密集的安裝，因此在任何部位發生異常現象，都能及時傳輸到中控室。
[0007]4)光纖光柵傳感器屬于波長調製型非線性作用的光纖傳感器。通過待測量調製入射光束的波長，測量反射光的波長變化進行檢測。由于波長是一個絕對參數，不受總體光強水平、連接光纖及耦合器處的損耗或者光源能量的影響，因此比其他的方式更加穩定、準確。
【發明內容】
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種性能穩定可靠，可以準確測試電壓的傳感器。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是:
[0010]—種電壓傳感器，其包括由壓電材料製成的基底和粘接於基底上的光纖光柵，其中，所述基底為長方體，其上表面與光纖光柵接觸，光纖與上表面長邊平行，上表面長邊、上表面短邊和高度的比值為3:1:1。
[0011 ] 壓電材料是指具有壓電效應的電介質。本實用新型所述壓電材料選自石英晶體、鈮酸鋰晶體或鈮酸鉛壓電陶瓷中的任意一種。
[0012]其中，石英晶體的介電和壓電常數的溫度穩定性很好，機械強度很高，在衝擊力作用下，漂移很小，彈性係數較大，所以這種傳感器可以在很寬的條件下正常工作，與其他壓電材料相比具有明顯的優勢，因此本實用新型優選石英晶體製成基底。
[0013]優選地，所述基底與光纖光柵接觸的上表面的長邊為0.15m，短邊為0.05m，高度為 0.05m。
[0014]作為優選，本發明中的光纖光柵是金屬化處理的光纖光柵。金屬化光纖光柵比普通的光纖光柵靈敏度更高，有利於提高組件的響應時間和靈敏度及長期使用的可靠性。具體的說，本實用新型中金屬化光纖光柵為層狀結構，其中最內層為光纖光柵，中間層為鍍錫層，最外層為鍍金層。錫外面的鍍金層可以有效的防止錫氧化。
[0015][0013]本實用新型的技術效果為:
[0016]本實用新型利用壓電材料的逆壓電效應，將壓電材料在外加電場作用下發生的形變用光纖光柵測定出來，從而在中控室中就可以得到電壓情況。
[0017]逆壓電效應是指當在電介質的極化方向施加電場時，這些電介質就在一定方向上產生機械變形或者機械應力，當外加電場撤去時，這些變形或者應力也隨之消失的性能。
[0018]在本實用新型中，把光纖光柵與壓電材料做成的基底粘貼到一起，當外面的基底受到電場影響後，會引起變形，帶動光纖光柵一起變形，通過光纖光柵網絡分析儀測試波長的變化，就可以折算出相應的變形量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的示意圖。
[0020]在附圖中，1、基底，2、光纖光柵。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0022]本實用新型是通過以下方式具體實施的，但不限於以下實施方式:
[0023]實施例1
[0024]如附圖1所示，本實用新型提供的電壓傳感器，其包括由石英晶體製成的基底I和粘接於基底上的光纖光柵2,其中光纖光柵2是金屬化的光纖光柵，即為層狀結構，最內層為光纖光柵，中間層為鍍錫層，最外層為鍍金層，石英晶體為長方體，與光纖光柵接觸的上表面長邊0.15m,短邊0.05m,高度為0.05m,光纖光柵2的光纖與上表面長邊平行，與上表面粘貼在一起。
[0025]本實用新型利用石英晶體的逆壓電效應，將石英晶體在外加電場作用下發生的形變用光纖光柵測定出來，從而在中控室中就可以得到電壓情況。
[0026]逆壓電效應是指當在電介質的極化方向施加電場時，這些電介質就在一定方向上產生機械變形或者機械應力，當外加電場撤去時，這些變形或者應力也隨之消失的性能。
[0027]在本實用新型中，把光纖光柵與石英晶體做成的基底粘貼到一起，當外面的基底受到電場影響後，會引起變形，帶動光纖光柵一起變形，通過光纖光柵網絡分析儀測試波長的變化，就可以折算出相應的變形量。
[0028]實施例2
[0029]如附圖1所示，本實用新型提供的電壓傳感器，其包括由鈮酸鉛壓電陶瓷製成的基底I和粘接於基底上的光纖光柵2,其中光纖光柵2是經過先鍍錫後鍍金的光纖光柵，鈮酸鉛壓電陶瓷為長方體，與光纖光柵接觸的上表面的長邊0.15m,短邊0.05m,高度為
0.05m,光纖光柵2的光纖與上表面長邊平行,與上表面粘貼在一起。
【權利要求】
1.一種光纖光柵電壓傳感器，其特徵在於:其包括由壓電材料製成的基底(I)和粘接於基底(I)上的光纖光柵(2),其中，所述基底(I)為長方體,其上表面與光纖光柵接觸，光纖與上表面長邊平行，上表面長邊、上表面短邊和高度的比值為3:1:1。
2.根據權利要求1所述的光纖光柵電壓傳感器，其特徵在於:所述壓電材料選自石英晶體、鈮酸鋰晶體或鈮酸鉛壓電陶瓷的任意一種。
3.根據權利要求2所述的光纖光柵電壓傳感器，其特徵在於:所述壓電材料為石英晶體。
4.根據權利要求1所述的光纖光柵電壓傳感器，其特徵在於:所述基底(I)與光纖光柵接觸的上表面的長邊為0.15m，短邊為0.05m，高度為0.05m。
5.根據權利要求1?4中任意一項所述的光纖光柵電壓傳感器,其特徵在於:光纖光柵(2)為金屬化的光纖光柵。
6.根據權利要求5所述的光纖光柵電壓傳感器,其特徵在於:所述金屬化的光纖光柵為層狀結構，其中最內層為光纖光柵，中間層為鍍錫層，最外層為鍍金層。
【文檔編號】G01R19/00GK203572865SQ201320521570
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年8月26日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】文繼華, 朱月紅, 亢俊健 申請人:石家莊經濟學院