Устройство для измерения напряженности электрического поля

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 111 978081(22) Заявлено 311080 Рт) 2999579/18-21с присоединением заявки Йо23) ПриоритетОпубликовано 30.1132, Бюллетень Йо 44Дата опубликования описания 30,1 Я 32 Р 11 М Кп з 6 01 й 29/12 /1 С 01 й 15/07 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий. л,72) Авторы изобретен В.П.Сондаевский и В Владими 71) Заявит 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯИзобме ит я к электро предназнач и реалиэаци высоких и ких полей светнемци еля ствакон ретение относитсиз р ельной технике и ено для использования пр и дистанционного контролясверхвысоких электричес(напряжений ).Известно устройство, обеспечивающее измерение напряженности электрического поля и содержащее установленный в зоне контролируемого поля электрический модулятор с уголковым от" ражателем, а также находящийся под потенциалом земли приемно-передающий блок, в состав которого входят источник монохроматического излучения, 15 оптическая насадка с поляризациоиной призмой, фазовой пластинкой, телескопической системой, линзой, оводом и светофильтром, фотопр к. выполненный в виде формироват 120 фототока 13.Недостаток известного устрой заключается в его значительной структивной сложности.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения напряженности электрического поля,: содержащее оптически связанные источник ьюнохроматического излучений, злектрооптический модулятор, установ- ЗО ленный в зоне контролируемого поля и выполненный в виде ячейки Керра, дефлектор, подключенный к индивидуапьному источнику питания, фотоприемник и блок регистрации, выполненные как единый функциональный узел в виде светочувствительного материала Г 23.Недостаток указанного устройства определяЕтся существенными в ряде случаев практического использования погрешностями измерения, обусловленными в основном выбранными исполнениями электрооптического модулятора и фотоприемника.Цель изобретения - повышение точности измерения рассматриваемого электрического параметра.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения напряженности электрического поля, содержащем источник монохроматичвского излучения, дефлектор, подключенный к индивидуальному источнику питания, электрооптический модулятор, установленный в зоне контролируемого поля, фотоприемник, соединенный с блоком регистрации, дефлектор расположен непосредственно за источником моно- хроматического излучения, в качестве электрооптического модулятора978081 формула изобретения 40 50 55 60 65 применен блок селекции боковых волн,выполненный в виде параллельно ориентированных реперной и рабочей, призм,а фотоприемник размещен на пути рас- .пространения боковых волн от обеихпризм и выполнен в виде формирователя временных интервалов между импуль-.сами воспринимаемой энергии,На чертеже представлена Функ-.циональная схема предлагаемого устройства для измерения напряженности 10электрического поля,В состав устройствавходят оптически связанные и установленные друг.за другом источник 1 монохроматичес-,кого, излучения (лазер),дефлектор 2,выполненный с возможностью угловогбперемещения светового пучка, вспомогательный расширитель 3 (афокальнаяоптическая система ), бЛоК 4 Селекциибоковых волн, состоящий из параллель но ориентированных реперной и рабочей призмы, фотонриемник 5 с преоб-разователем импульсов световой энергии в сдвинутые по времени последо-.,вательности импульсов электрического тока, блок б регистрации, осуществляющий Фиксацию сформированных временных интервалов.Работа устройства базируется надвух физических эффектах: электрооптическом (Покквльса ) и боковойволныЛинейный электрооптический эффектзаключается, как известно,в том,что с изменением нацряженности электрического поля изменяется плотность 35электрооптического материала. Эффект боковой волны наблюдается при паде нии светового монохроматического, коллимированного пучка из оптическиболее плотной среды на границу раздела сред под критическим углом. Вэтом экстремальном случае, кромеотраженной световой энергии, наблюдается световая энергия, распространяющаяся вдоль границы раздела сред(по поверхности ), Она постепенно возвращается назад в оптически более плотную среду, распространяясь строго коллимированным пучком и опятьже под критическим углом. Эффект боковой волны имеет место в узком угловом интервале, не превышающем одну угловую секунду. Показатель преломления, а следовательно, и критический угол реперной призмы являются неизменнымиПараметры рабочей приз- мы, изготовленной из электрооптического материала, изменяются пропор" ционально изменению электрического поля.Использование двух отмеченных эффектов в сочетании с синхронным вра-, щением светового пучка позволяет производить измерения напряженности электрического поля во временных ве-, личинах. Световой пучок, генерируемый лазером 1, направляется в дефлектор 2, которым он перемещается с равномерной угловой скоростью. Далее световой пучок направляется в расшири" тель 3, где увеличивается по сечению. При прохождении расширителя 3 одновременно повышается коллимированность пучка и уменьшается угол прокачки,задаваеьнйдефлектором 2. Блок 4селекции боковых волн, как уже указывалось, содержит две призмы: реперную,изготовленную из электронейтраль-,ного оптического стекла и рабочую - изготовленную из электрооптического материала. Световой пучок при своем угловом перемещении попадает в реперную и рабочую призмы и при совпадении угла падения с критическим значением в обеих призмах генерируют" Ся боковые световые волны, фотоприемник 5 преобразует импульсы световой энергии в сдвинутые по времени последовательности импульсов электрического тока. Блок 6 регистрации Фиксирует сформированные временные интервалы (интервалы сдвига ), которые в конечном счете отображают ве личину контролируемой напряженности электрического поля,В тех случаях, когда зона измеряемой напряженности электрического поля оказывается недостаточной для прямого распространения световых пуМков, на пути последних устанавливаются отклоняющие плоские отражатели.Кроме того, фотоприемник может бытьсоединен с блоком селекции боковыхволн 4 с помощью световодов. Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее источник монохроматического излучения, детектор, подключенный к индивидуальному источнику питания,электрооптический модулятор, установленный в зоне контролируемого поля, фотоприемник, соединенный с блоком регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем дефлектор расположен непосредственно за источникоммонохроматического излучения, в качестве электрооптического модулятора применен блок селекции боковыхволн, выполненный в виде параллельно ориентированных реперной и рабочей призм, а Фотоприемник размещенна пути распространения боковых волн от обеих призм и выполнен ввиде Формирователя временных интервалов между импульсами восприниемой энергии,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 240836, кл 6 О 1 й 15/02, 1966.оргБ 9209/61 Тираа 717ВНИИПИ Государственного какнтепо делам изобретений .и открыт113035, Москва, Ж, Раущская ПодписиСССР а 4 5 аб атентф,:.г. Уагород ктная,лиал 2. Кассиди Э.С, Прибор на основеимпульсного лазера и ячейки Керрадля измерения параметров переходных розов ич Ко М