[发明专利]基于微光纤耦合器的双路检测式电流磁场传感器

权利要求书

1.基于微光纤耦合器的双路检测式电流磁场传感器，包括微光纤耦合器和金属线，其特征在于，微光纤耦合器由两根单模光纤利用火焰扫火方法制成，包括一个均匀腰区、两个锥形过渡区、两个输入端和两个输出端；所述微光纤耦合器的两个输入端共同与金属线的一端连接，两个输出端共同与金属线的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的基于微光纤耦合器的双路检测式电流磁场传感器，其特征在于，所述均匀腰区的长度为6毫米到15毫米，均匀腰区处单根光纤的直径为1微米到5微米。

3.根据权利要求1或2所述的基于微光纤耦合器的双路检测式电流磁场传感器，其特征在于，所述金属线采用铜线或铝线。

4.利用权利要求1所述的基于微光纤耦合器的双路检测式电流磁场传感器的测量方法，其特征在于，采用双路检测方法，具体步骤包括：

(1)将金属线与直流电源串联，将可调激光光源与所述微光纤耦合器的其中一个输入端连接；所述微光纤耦合器的两个输出端分别与功率测量装置连接，

(2)开启直流电源，电流产生热膨胀效应，牵引金属线微弯曲，使得所述微光纤耦合器在长度方向受到力的作用，从而所述微光纤耦合器两个输出端的功率分配会随着外加电流的变化发生明显的变化；对测量的功率值采用差分法进行数据处理：将两个输出端测量的功率之差值与二者之和的比值记为Γ，Γ会随着电流同步变化，通过线性拟合，将单位电流引起的Γ值的变化，定义为电流灵敏度，由此利用双路检测方法通过观察Γ的变化获得电流的大小，实现对电流的传感检测；

(3)将金属线与直流电源串联并置于磁场发生器产生的磁场中，固定直流电大小，利用磁场发生器在金属线垂直方向加上磁场，此时产生安培力，同样牵引金属线微弯曲，使得所述微光纤耦合器在长度方向受到力的作用，然后按照步骤(2)中的方法，通过线性拟合，将单位磁场引起的Γ值的变化，定义为磁场灵敏度，由此利用双路检测方法通过观察Γ的变化可以得到磁场的大小，实现对磁场的传感检测。