[发明专利]基于磁流体与光栅的新型光学电流传感器、系统及方法

权利要求书

1.基于磁流体与光栅的新型光学电流传感器，其特征在于，包括：毛细管、长周期光纤光栅和光纤布拉格光栅；所述毛细管内填充磁流体，所述毛细管的两端端口通过胶体进行密封；所述长周期光纤光栅的栅区和所述光纤布拉格光栅的栅区并排分布在所述毛细管内中部，所述长周期光纤光栅和所述光纤布拉格光栅的两端均伸出毛细管外。

2.根据权利要求1所述的基于磁流体与光栅的新型光学电流传感器，其特征在于，所述磁流体为Fe₃O₄水基磁流体。

3.基于磁流体与光栅的新型光学电流传感系统，包括光源、耦合器、传感探头、第一光谱分析仪、第二光谱分析仪和上位机，其特征在于，光源和第一光谱分析仪通过光纤连接耦合器的输入端，耦合器的输出端通过光纤连接传感探头的一端，传感探头的另一端通过光纤连接第二光谱分析仪，第一光谱分析仪和第二光谱分析仪的输出端均与上位机电连接，所述传感探头采用如权利要求1所述的基于磁流体与光栅的新型光学电流传感器。

4.根据权利要求3所述的基于磁流体与光栅的新型光学电流传感系统，其特征在于，所述光源采用ASE光源。

5.基于磁流体与光栅的新型光学电流传感器的制作方法，其特征在于，包括：

步骤1：选取毛细管，所述毛细管的两端开口，在所述毛细管的管身上方的两端分别开设第一孔和第二孔；

步骤2：将光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅沿毛细管轴线方向从毛细管的一端贯穿至毛细管的另一端，使光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅的栅区并排分布在所述毛细管内中部，长周期光纤光栅和光纤布拉格光栅的两端均伸出毛细管外；

步骤3：通过胶体对毛细管的两端端口进行密封，同时对光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅进行固定；

步骤4：将磁流体通过所述第一孔注入毛细管内，同时通过所述第二孔排出毛细管中的空气；

步骤5：密封所述第一孔和所述第二孔，至此形成基于磁流体与光栅的新型光学电流传感器。

6.基于权利要求3或4所述的基于磁流体与光栅的新型光学电流传感系统的电流传感方法，其特征在于，包括：

步骤1：将传感探头置于待测电路产生的磁场中；

步骤2：使光源发出的光束通过耦合器分成第一路光束和第二路光束；

步骤3：使第一路光束进入传感探头的光纤布拉格光栅，使第二路光束进入传感探头的长周期光纤光栅；

步骤4：利用第一光谱分析仪对光纤布拉格光栅反射回的第一路光束进行波长解调，得到第一波长信息，利用第二光谱分析仪对长周期光纤光栅透射的第二路光束进行波长解调，得到第二波长信息；

步骤5：通过上位机接收第一波长信息和第二波长信息，并利用第一波长信息对第二波长信息进行温度补偿，得到补偿后的第二波长信息；

步骤6：根据补偿后的第二波长信息和预先标定的电流与波长关系得到电流信息。