[发明专利]基于磁流体和多模干涉的全光纤电流传感器及检测方法

摘要

本发明公开了一种基于磁流体和多模干涉结构的全光纤电流传感器，包括信号检测单元和传感单元；信号检测单元包括SLD光源、50:50光纤分束器、可调光纤衰减器、光电平衡探测器、数据采集卡、计算机、通电线圈和可编程电源；传感单元包括置于一石英毛细管中的多模无芯光纤，石英毛细管与多模无芯光纤之间充满有磁流体，多模无芯光纤的两端分别熔接有单模输入、输出光纤，石英毛细管的两端用光学固化胶密封；本发明利用磁流体对电流所产生的磁场的灵敏性和多模干涉理论，并结合双光路检测法，采用直接检测输出光强与电流的变化关系达到测量电流的目的，克服了传统全光纤电流传感器采用偏振光检测方法的不稳定性缺陷。

主权项

一种基于磁流体和多模干涉结构的全光纤电流传感器，包括信号检测单元和传感单元；所述信号检测单元包括SLD光源（1）、50:50光纤分束器（2）、可调光纤衰减器（3）、光电平衡探测器（5）、数据采集卡（6）、计算机（7）、通电线圈（8）和可编程电源（9）；其特征在于，所述传感单元（4）包括置于一石英毛细管（11）中的多模无芯光纤（13），所述石英毛细管（11）与所述多模无芯光纤（13）之间充满有磁流体（12），所述磁流体（12）由分散剂包裹的纳米级磁性颗粒的水或油溶液构成；所述多模无芯光纤（13）的一端熔接有单模输入光纤（10），所述多模无芯光纤（13）的另一端熔接有单模输出光纤（14），所述石英毛细管（11）的两端用光学固化胶密封；所述SLD光源（1）发出的光经所述50:50光纤分束器（2）被分成两束强度相等的光，其中：一束光经所述可调光纤衰减器（3）送往所述光电平衡探测器（5）的一输入端口，从而构成参考光路；另一束光依次经所述传感单元（4）的单模输入光纤（10）、多模无芯光纤（13）和单模输出光纤（14）后进入所述光电平衡探测器（5）的另一输入端口，从而构成测量光路。