[发明专利]一种具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置

权利要求书

1.一种具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：包括伸缩方向互相垂直的第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13），第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）安装在外壳（15）内部，第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）同轴设置，第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）轴向之间设置具有弹性的水平预应力结构，第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）的外端设置有可以调节轴向预应力的预应力微调结构，第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）与外壳（15）之间设置有可以调节位置的垂直微夹紧结构；第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）上分别设置光纤磁场测量光栅（6）和光纤温度补偿光栅（14），光纤磁场测量光栅（6）和光纤温度补偿光栅（14）靠近的一端通过光纤连接，另一端分别通过光纤连接外壳（15）外部。

2.根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的水平预应力结构包括与第一超磁致伸缩材料（8）接触的第一预应力挡板（9）以及与第二超磁致伸缩材料（13）接触的第二预应力挡板（12），第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）可以在外壳（15）内部设置的空间内左右滑动，第一预应力挡板（9）和第二预应力挡板（12）之间设置预应力弹簧（10）。

3.根据权利要求2所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的第一预应力挡板（9）左侧为用于给第一超磁致伸缩材料（8）施加预应力的凸起方块，右侧为将预应力弹簧（10）部分置于其内部的圆柱形弹簧套筒；所述的第二预应力挡板（12）左侧为套有弹簧垫圈（11）和预应力弹簧（10）的圆柱形弹簧推轴，右侧为给第二超磁致伸缩材料（13）施加预应力的凸起方块。

4.根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的垂直微夹紧结构包括对称设置在第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）前后两侧的固定挡板（7），固定挡板（7）安装于矩形挡板安置槽（19）内，矩形挡板安置槽（19）为外壳内壁前后对称设置的结构，矩形挡板安置槽（19）内还设置有两个矩形螺丝槽（18），两个螺丝槽（18）处于挡板安置槽（19）内且固定在外壳（15）的内壁上，螺丝槽（18）内设有调平螺丝（4），螺丝槽（18）靠近固定挡板（7）一侧的槽边较厚且有内螺纹孔，固定挡板（7）一侧也有圆柱形开孔，内螺纹孔和圆柱形开孔内穿设调平螺丝（4），外壳（15）前后壁对应螺丝槽（18）处开有螺丝孔（3），外壳上的螺丝孔、螺丝槽的内螺纹孔和固定挡板的圆柱形开孔在同一轴线上，用于调节调平螺丝（4）。

5.根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的预应力微调结构包括左右对称设置的一对矩形滑块槽（21），矩形滑块槽（21）内放置有凹形滑块（17），凹形滑块（17）靠近外壳内壁的一面有凹槽，在与凹形滑块（17）的凹槽对应的外壳左右壁上对称开有圆柱形螺纹孔，预应力微调螺丝（20）从外部拧入外壳左右壁上的螺纹孔内并穿至凹形滑块（17）的凹槽处，凹形滑块（17）另一侧与第一超磁致伸缩材料（8）或第二超磁致伸缩材料（13）接触。

6.根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）为形状相同的长方体结构，第一超磁致伸缩材料（8）的伸缩方向平行于光纤磁场测量光栅（6）的轴线，第二超磁致伸缩材料（13）的伸缩方向垂直于光纤温度补偿光栅（14）的轴线。

7.根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的光纤磁场测量光栅（6）和光纤温度补偿光栅（14）的中心波长相同。

8.根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的外壳（15）左右壁上对称开有通孔，孔内插有聚四氟乙烯套管（1），所述的光纤（2）从聚四氟乙烯套管（1）穿出。

9.根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅磁场传感装置，其特征在于：所述的光纤磁场测量光栅（6）和光纤温度补偿光栅（14）通过UV固定胶（5）分别固定在第一超磁致伸缩材料（8）和第二超磁致伸缩材料（13）的表面。