[发明专利]一种磁场传感器和磁场检测方法

说明书

本发明实施例公开一种磁场传感器和磁场检测方法。在一具体实施方式中，该磁场传感器，包括光源、光纤、光电探测器和数据处理器；其中，至少部分所述光纤的纤芯包层包括聚二甲基硅氧烷层和设置于所述聚二甲基硅氧烷层外侧的磁致伸缩材料层；所述光源，用于向所述光纤的第一端输出设定光强的光；所述磁致伸缩材料层，用于在待测环境中的磁场的作用下产生拉伸所述聚二甲基硅氧烷层的形变，以改变所述聚二甲基硅氧烷层的折射率；所述数据处理器，用于根据所述光电探测器感测的所述光纤的第二端输出的光的光强及预存的光强与磁场强度值的对应关系，确定待测环境中的磁场强度值。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域。更具体地，涉及一种磁场传感器和磁场检测方法。

背景技术

目前，传统的磁场传感器由于体积大又笨重、易受电磁干扰、温漂大、磁滞现象和铁磁共振等问题而具备一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁场传感器和磁场检测方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种磁场传感器，包括光源、光纤、光电探测器和数据处理器；其中，至少部分所述光纤的纤芯包层包括聚二甲基硅氧烷层和设置于所述聚二甲基硅氧烷层外侧的磁致伸缩材料层；

所述光源，用于向所述光纤的第一端输出设定光强的光；

所述磁致伸缩材料层，用于在待测环境中的磁场的作用下产生拉伸所述聚二甲基硅氧烷层的形变，以改变所述聚二甲基硅氧烷层的折射率；

所述数据处理器，用于根据所述光电探测器感测的所述光纤的第二端输出的光的光强及预存的光强与磁场强度值的对应关系，确定待测环境中的磁场强度值。

可选地，所述至少部分所述光纤的纤芯包层还包括设置于所述聚二甲基硅氧烷层内侧的内包层。

可选地，所述至少部分所述光纤的纤芯包层还包括设置于所述磁致伸缩材料层外侧的保护层。

可选地，所述光源为宽谱光源。

可选地，所述聚二甲基硅氧烷层的厚度的取值范围为100μm-200μm。

可选地，所述磁致伸缩材料层的厚度的取值范围为500μm-800μm。

可选地，所述内包层的材料为二氧化硅。

可选地，所述磁场传感器还包括存储有包含所述光强与磁场强度值的对应关系的查找表的存储装置。

本发明第二方面提供了一种磁场检测方法，包括：

利用所述光源向所述光纤的第一端输出设定光强的光；

使所述磁致伸缩材料层在待测环境中的磁场的作用下产生拉伸所述聚二甲基硅氧烷层的形变，以改变所述聚二甲基硅氧烷层的折射率；

利用所述数据处理器根据所述光电探测器感测的所述光纤的第二端输出的光的光强及预存的光强与磁场强度值的对应关系，确定待测环境中的磁场强度值。

可选地，在使所述磁致伸缩材料层在待测环境中的磁场的作用下产生拉伸所述聚二甲基硅氧烷层的形变之前，该方法还包括：

在利用所述光源向所述光纤的第一端输出设定光强的光时，使所述磁致伸缩材料层在多个已知磁场强度的环境中的磁场的作用下产生拉伸所述聚二甲基硅氧烷层的形变，并记录所述磁致伸缩材料层在每个已知磁场强度的环境中的磁场的作用下产生拉伸所述聚二甲基硅氧烷层的形变时所述光电探测器感测的所述光纤的第二端输出的光的光强，从而获取并存储光强与磁场强度值的对应关系。

本发明的有益效果如下：