[实用新型]一种基于磁流体和FBG的磁场传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于磁流体和FBG的磁场传感器。

背景技术

FBG(布拉格光栅)传感器已经被应用在很多领域，由于它具有良好的电绝缘性，小体积，灵敏度高等特点。目前大多数的实验主要依靠磁光晶体。几乎没有人提出过用FBG浸没在磁流体中作为传感元件，所以我们将探究FBG与磁流体相结合作为磁场传感探头所具有的特性。

基于磁流体和FBG的磁场传感器。根据公式

λ_B＝2n_effΛ          (1)

其中λ_B为FBG的反射波长，n_eff为有效折射率，Λ光栅的栅距。

磁流体是一种稳定的铁磁性纳米粒子的胶体溶液，磁流体的折射率与外部磁场有关。有效折射率n将由下式表达：

n=ϵr=1+χ---(2)]]>

εr代表介电常数，χ代表电极化率

当外界磁场垂直于光传播方向时

∂x∂H<0---(3)]]>

磁场的增加导致磁流体的折射率减小。

一种基于磁流体和FBG的磁场传感器，主要将刻有布拉格光栅的单模光纤经过腐蚀，使直径在10μm左右。浸没在磁流体溶液中，用毛细管封装，制作简单，成本低廉。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于磁流体和FBG的磁场传感器，主要原理是外界磁场的增加导致磁流体的折射率降低，被腐蚀变细的FBG的反射波长向短波长方向漂移。

所述的一种基于磁流体和FBG的磁场传感器，其特征是包括宽带光源、FBG解调仪，三端环形器、磁流体溶液、毛细管、残留包层FBG，所述的宽带光源与三端环形器端口a相连，所述的FBG与三端环形器端口b相连，所述的光纤光栅解调仪与三端环形器端口c相连，所述的残留包层FBG通过HF溶液将光纤包层腐蚀掉，所述的磁流体溶液和残留包层FBG封装在毛细管内。

所述的一种基于磁流体和FBG的磁场传感器，其特征在于所述的残留包层FBG长度为2-4cm。

所述的一种基于磁流体和FBG的磁场传感器，其特征在于所述的残留包层FBG直径为8-10μm。

本实用新型专利的优点在于：FBG经过腐蚀直径变细，对磁场的灵敏度较高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型的残留包层FBG封装示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进一步说明：

如图1所示，一种基于磁流体和FBG的磁场传感器，包括宽带源1、FBG解调仪2、三端环形器3、磁流体溶液4、毛细管5、残留包层FBG 6，所述的宽带光源1与三端环形器3端口a相连，残留包层FBG 6浸没在磁流体溶液中并封装在毛细管中与三端环形器3的端口b相连，所述的光纤光栅解调仪2与三端环形器3的端口c相连，所述的残留包层FBG 6通过HF溶液将光纤包层腐蚀到8-10μm，所述的磁流体溶液4和残留包层FBG 6封装在毛细管5内。