基于磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器。磁场传感器包括传感头、光纤耦合器、光谱仪和宽谱光源，其中传感头由级联的空气腔和磁流体腔构成，且空气腔和磁流体腔的自由光谱范围之差的绝对值小于磁流体腔的1/10。宽谱光源发出的宽谱光经过光纤耦合器进入传感头，经传感头反射的光信号经光纤耦合器进入光谱仪。经空气腔和磁流体腔反射的光信号会产生游标效应，从而大大提高了磁场的测量灵敏度。本实用新型专利技术设计的光纤支架结构固定在磁流体腔两侧的单模光纤和熊猫光纤上，利用光纤支架的热膨胀效应抵消磁流体的热光效应，从而实现温度自动补偿。该磁场传感器具有可温度自动补偿、结构紧凑、灵敏度高、测量范围大的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利涉及一种光学磁场传感器，具体设计一种磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器。
技术介绍
光纤磁场传感器具有安全性能好、抗电磁干扰、非接触测量、可现场实时遥测和动态测量范围广等诸多优点。在磁场测量和分析领域中，光纤磁场传感器吸引众多学者进行研究，并且将会在电力检测行业得到广泛使用。磁流体是应现代科学发展而产生的一种超顺磁特性液体功能材料，几乎无固体磁性物质所具有的磁滞现象，其折射率随外加磁场在一定范围内呈线性变化，且易于与光纤相结合。将磁流体与F-P腔相结合的磁场传感技术可弥补基于法拉第效应磁场传感器沃尔德常数较低以及基于超磁致伸缩材料的磁场传感器难以克服磁滞现象的问题。但是，由于磁流体的热光系数非常大，高出石英2个数量级，因此基于磁流体的磁场传感器必须消除温度的干扰。目前，通常采用串联光纤光栅的方法实现温度和磁场同时测量，例如文献1（Ri-QingLv,YongZhao,DanWang,andQiWang.MagneticFluid-FilledOpticalFiberFabry–PérotSensorforMagneticFieldMeasurement.IEEEPhot本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器，其特征在于，所述基于磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器包括传感头、光纤耦合器、光谱仪以及宽谱光源；其中，所述的传感头包括第一单模光纤部分、第一空芯光纤部分、第二单模光纤部分、第二空芯光纤部分、熊猫光纤部分以及光纤支架部分；所述光纤支架一端固定在所述第二单模光纤部分上，所述光纤支架另一端固定在所述熊猫光纤部分上，且所述该两固定端与所述第二空芯光纤部分的距离均为1mm‑10mm；其中，所述第一空芯光纤部分的内部为空气腔，所述第二空芯光纤部分的内部为磁流体腔，且该空气腔和磁流体腔的自由光谱范围之差的绝对值小于该磁流体腔自由光谱范围的1/10；其中，...

【技术特征摘要】
1.基于磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器，其特征在于，所述基于磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器包括传感头、光纤耦合器、光谱仪以及宽谱光源；其中，所述的传感头包括第一单模光纤部分、第一空芯光纤部分、第二单模光纤部分、第二空芯光纤部分、熊猫光纤部分以及光纤支架部分；所述光纤支架一端固定在所述第二单模光纤部分上，所述光纤支架另一端固定在所述熊猫光纤部分上，且所述该两固定端与所述第二空芯光纤部分的距离均为1mm-10mm；其中，所述第一空芯光纤部分的内部为空气腔，所述第二空芯光纤部分的内部为磁流体腔，且该空气腔和磁流体腔的自由光谱范围之差的绝对值小于该磁流体腔自由光谱范围的1/10；其中，所述宽谱光源发出的宽谱光经过所述光纤耦合器后进入所述传感头，经所述传感头反射的光信号通过所述光纤耦合器进入所述光谱仪。2.根据权利要求1所述的基于磁流体填充光纤微腔的温度不敏感磁场传感器，其特征在于，所述第一单模光纤部分的一端与所述第一空芯光纤部分的一端相熔接，所述第一空芯光纤部分的另一端与所述第二单模光纤部分的一端相熔接，所述第一空芯光纤部分内部为空气腔；所述第二单模光纤部分的另一端与所述第二空芯光纤部分的一端相熔接，所述第二空芯光纤部分的另一端与所述熊猫光纤部分相熔接，所述第二空芯光纤部分内部为磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉强，葛伟，杨群，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23