和锗酸铋(Bi 4 Ge 3 O 12 ,简称BGO)。
由于锗酸铋晶体在电压传感方向的优良性能,如透过率高、无自然双折射和自然旋光性、不存在热电效应等,许多OPT均采用它作为敏感元件 [1~3] 。文献[1]作者研制出以锗酸铋晶体作为传感头的光纤电压测量仪,其传感头重量只有200 g,输入阻抗为10 GΩ,可用于对实验室或野外现场工频电压的测量,测量范围为0~20 kV,测量精度为1 %。文献[2]报道的OPT则用于直流电压的传感或直流输电系统的保护与控制,传感头采用尺寸为15 mm×10 mm×10 mm的锗酸铋晶体,其额定电压测量范围为125 kV,测量精度约为2 %。
1.1.2 基于集成光学器件的OPT
集成光学器件主要用于光纤通信领域,但已在光纤传感领域中被用于制作光纤陀螺、光纤压力传感器和光纤电压(或电场)传感器 [4] 。其中用于OPT的主要是以铌酸锂晶体为衬底的光波导器件,它所依据的物理效应仍然是Pockels效应。
一种利用Ti:LiNbO 3 光波导调制器研制的OPT传感头结构如图1(a) [5] ,被测电场由平板型金属天线引入调制器电极,作用于光波导上从而产生光传感信号。它可用于频率为60 Hz~100 kHz电场的光学传感,其场强测量范围是(0.1~60) V/cm,测量灵敏度与天线形状有关。当采用10 mm×10 mm平板天线时,对于60 Hz,0.1 V/cm的被测电场,可获得0.01 mV的传感信号输出电压。此外,文献[6]报导了一种没有天线和电极的光波导型OPT,其传感头结构如图1(b)。这种OPT的频率响应不受电极电容的影响,而只取决于光波导的渡越时间。其理论频率响应上限为6.8 GHz,实际测量的频率响应为1 GHz;测量灵敏度为0.22 V 。 m -1 Hz -0.5 。
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