[发明专利]一种矢量磁场传感器及矢量磁场检测系统和方法

权利要求书

1.一种矢量磁场传感器，其特征在于，包括光纤（1），光纤（1）中间呈环形设置，呈环形设置的部分呈气球弧形结构，光纤（1）的环形外部套设有圆柱壳体（2），光纤（1）的环形截面与圆柱壳体（2）的轴线垂直，圆柱壳体（2）内填充有磁流体（3），光纤（1）呈环形设置靠近的两端采用毛细管（4）固定，圆柱壳体（2）管壁与光纤（1）采用UV胶水（5）密封。

2.一种用于权利要求1所述矢量磁场传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将一段单模光纤的两末端插入毛细管中，并同时拖拉光纤两末端，获得初始环形结构；

S2，将呈环形结构的中心加热变形、冷却后固定；

S3，将毛细管与光纤固定后，在光纤中间呈环形设置的部分外圈套设圆柱壳体，中间呈环形设置的光纤平面与圆柱壳体柱面平行；

S4，将光纤与圆柱壳体外壁接触部分密封，然后向圆柱壳体内注入磁流体后再次密封圆柱壳体即可得到矢量磁场传感器。

3.一种矢量磁场检测系统，其特征在于，包括光谱仪（10）、宽带光源（11）和权利要求1所述的矢量磁场传感器，矢量磁场传感器设置于待测磁场内，光谱仪（10）和宽带光源（11）分别连接于矢量磁场传感器的两端，宽带光源用于产生宽波段的光，光谱仪（10）用于监测干涉光谱的变化。

4.一种基于权利要求3所述矢量磁场检测系统的矢量磁场检测方法，包括以下步骤：

S1，将矢量磁场传感器在已知磁场大小和方向的磁场下进行标定，得到在不同磁场大小下对应的干涉光谱值，然后将标定后的矢量磁场传感器固定于待测磁场中；

S2，转动矢量磁场传感器在待测磁场中的方向，然后利用光谱仪获取矢量磁场传感器在待测磁场中干涉光谱，根据干涉光谱的波谷位置以及折射率与标定值对比，即可得到待测磁场的大小和方向。

5.根据权利要求4所述的矢量磁场检测方法，其特征在于，步骤S1中，将矢量磁场传感器固定于已知大小和方向的磁场中，将矢量磁场传感器与光谱仪和宽带光源连接，利用宽带光源产生宽波段光，然后利用光谱仪监测在不同磁场大小下干涉光谱的变化，记录在相应磁场大小下的干涉光谱。