本实用新型专利技术提供了一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，涉及光纤磁场和温度传感技术领域，具体涉及一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头。本实用新型专利技术是为了解决在现有传感领域中，现有的光纤传感器外形较大，且无法稳定的在单根光纤上实现磁场与温度的双参量测量的问题。本实用新型专利技术传感头中包括一号多模光纤、微纳光纤固定装置、微纳光纤、二号多模光纤、光纤光栅、传感头保护壳。其中，微纳光纤固定装置为有机玻璃保护壳，且其内部填注磁流体，并采用物理方法将磁流体包覆到微纳光纤。可通过观察经过传感头后的光的干涉谱波峰和透射谱波谷的横向漂移变化，从而辨别出外界磁场与温度的变化情况。
【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头
本技术涉及光纤磁场与温度传感
，具体涉及一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头。
技术介绍
在人们的日常生活中,温度和磁场两个物理量时常扮演着非常重要的角色。对于温度和磁场的测量，在工程应用中也是人们关注的热点。例如在电力系统的局部放电检测方面，若能同时侦测系统的磁场与温度的变化，即可及时并准确的对系统的局部放电情况做出判别。随着科技的发展以及人们生活需求的增加，光纤传感
得到人们越来越多的重视，光纤传感技术日趋成熟。光纤传感器以光信号为载体，具有抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、重量轻、灵敏度高、响应速度快等优点。现阶段，大多数传感器均为单一参量测量，极少数可进行双参量测量传感器又因其结构繁琐、外形过大而导致应用不便。Mach-Zehnder干涉结构制作简单，又拥有良好的测量灵敏度。所以，将光纤传感器与Mach-Zehnder干涉结构相结合，设计出一种可同时进行磁场与温度侦测的双参量全光纤传感头十分必要。
技术实现思路
本技术的实施实例提供了一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，是为了解决现有的光纤传感器外形较大，且无法稳定的在单根光纤上实现磁场与温度的双参量测量的问题。为达上述目的，本技术实施实例采用如下技术方案：提供了一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，其特征在于：它包括一号多模光纤（1）、微纳光纤固定装置（2）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）、光纤光栅（5）、传感头保护壳（6）；一号多模光纤（1）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）以熔融的方式连接，且一号多模光纤（1）、二号多模光纤（4）长度均为1cm，二号多模光纤（4）与光纤光栅（5）之间通过3cm长的单模光纤连接，且三者以熔融的方式连接。所述的所述的一号多模光纤（1）与二号多模光纤（3）中间部位为由氢氟酸腐蚀形成的微纳光纤，腐蚀后微纳光纤的锥腰直径为50μm。所述的微纳光纤固定装置（2）为2.5cm长的有机玻璃保护壳，且其内部填注磁流体。所述的光纤光栅（5）的布拉格波长在室温的条件下为1536.13nm。所述的传感头保护壳（6）为透明亚克力板，其长度为15cm，宽度为4cm，高度为2cm。本技术专利提供了一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，该传感头实现了将磁场与温度的双参量测量集于单根光纤，将传感头做到微型化、集成化，并且改善了传感头的稳定性差的问题。本技术的有益效果是：本技术针对目前现有的光纤传感器外形较大，且无法稳定的在单根光纤上实现磁场与温度的双参量测量的问题，提出改进方案。通过将由氢氟酸腐蚀形成锥腰直径为50μm的微纳光纤固定在2.5cm长的有机玻璃保护壳中，且其内部填注磁流体，并采用物理方法将磁流体包覆到微纳光纤。在微纳光纤两端分别以熔融方式连接两段长为1cm的一号多模光纤和二号多模光纤。一号多模光纤起分光作用，它会将由单模光纤传输过来的光分出一部分至包层和磁流体中，另一部分仍在纤芯中传播。当光经过磁流体时由于磁场对磁流体的作用导致磁流体的折射率发生变化，从而使得该部分的光其光程发生改变，通过纤芯的光与通包层和磁流体中的光会在二号多模光纤处相遇并发生干涉，形成干涉光谱。此外，通过二号多模光纤的光会在后续的3cm长的单模光纤纤芯中继续传输，当纤芯中的光通过光纤光栅时，满足布拉格波长的光被反射，其余的光透射，形成透射光谱。当外界磁场与温度发生变化时，在我们可以观察到由微纳光纤产生的干涉谱波峰和光纤光栅透射谱波谷的横向漂移变化，从而辨别出外界磁场与温度的变化情况。在整个传感头中，磁流体的存在可保证了传感头对磁场变化做出反应，光纤光栅的存在可保证传感头对温度变化做出反应，同时将两个测量参量集于一根光纤，又可保证对磁场与温度双参量测量的高稳定性。因此，该传感头可实现了将磁场与温度的双参量测量集于单根光纤，并将传感头做到微型化、集成化，同时又可改善传感头的稳定性差的问题。附图说明图1为传感头的结构图。具体实施方式下面结合说明书附图进一步说明本技术的具体实施方式。如图1，本实施方式所述的一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，其特征在于：它包括一号多模光纤（1）、微纳光纤固定装置（2）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）、光纤光栅（5）、传感头保护壳（6）；一号多模光纤（1）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）以熔融的方式连接，且一号多模光纤（1）、二号多模光纤（4）长度均为1cm，二号多模光纤（4）与光纤光栅（5）之间通过3cm长的单模光纤连接，且三者以熔融的方式连接。所述的所述的一号多模光纤（1）与二号多模光纤（3）中间部位为由氢氟酸腐蚀形成的微纳光纤，腐蚀后微纳光纤的锥腰直径为50μm。所述的微纳光纤固定装置（2）为2.5cm长的有机玻璃保护壳，且其内部填注磁流体。所述的光纤光栅（5）的布拉格波长在室温的条件下为1536.13nm。所述的传感头保护壳（6）为透明亚克力板，其长度为15cm，宽度为4cm，高度为2cm。在使用时，先按照附图说明将光路搭建完成，将传感头垂直于磁场方向放置。待光源输出信号稳定后即可进行测量。工作原理：基于Mach-Zehnder干涉结构：工作过程：当光束进入传感头，在一号多模光纤的作用下，有一部分光会进入包层和磁流体中，另一部分光则留在纤芯。包层中的光在经过磁流体时，由于磁场对磁流体的作用导致磁流体的折射率发生变化，从而使得该部分的光其光程发生改变，通过纤芯的光与通包层和磁流体中的光会在二号多模光纤处相遇并发生干涉。此外，光会继续在纤芯中传输，当纤芯中的光通过光纤光栅时，满足布拉格波长的光被反射，其余的光透射，形成透射光谱。当外界磁场与温度发生变化时，在我们可以观察到由微纳光纤产生的干涉谱波峰和光纤光栅透射谱波谷的横向漂移变化，从而辨别出外界磁场与温度的变化情况。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，其特征在于：它包括一号多模光纤（1）、微纳光纤固定装置（2）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）、光纤光栅（5）、传感头保护壳（6）；一号多模光纤（1）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）以熔融的方式连接，且一号多模光纤（1）、二号多模光纤（4）长度均为1cm，二号多模光纤（4）与光纤光栅（5）之间通过3cm长的单模光纤连接，且三者以熔融的方式连接。
【技术特征摘要】
1.一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，其特征在于：它包括一号多模光纤（1）、微纳光纤固定装置（2）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）、光纤光栅（5）、传感头保护壳（6）；一号多模光纤（1）、微纳光纤（3）、二号多模光纤（4）以熔融的方式连接，且一号多模光纤（1）、二号多模光纤（4）长度均为1cm，二号多模光纤（4）与光纤光栅（5）之间通过3cm长的单模光纤连接，且三者以熔融的方式连接。2.根据权利要求1所述的一种高稳定性全光纤磁场与温度双参量测量传感头，其特征在于：所述的一号多模光纤（1）与二号多模光纤（3）中间部位...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈涛，王金鹏，
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
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