全保偏M-Z型光纤磁场传感系统实验研究

报道一种基于全保偏Mach Zender型干涉检测的光纤磁场传感系统。采用TbDyFe磁致伸缩材料,在长度约为10cm的裸保偏光纤上环绕了一层厚度约为2μm的膜,大大提高了磁致伸缩材料与光纤的附着性能,解决了光纤弯曲问题。选用保偏光纤耦合器、保偏光纤偏振器,构成包括传感部分在内的全部保偏的Mach Zender型光纤传感系统,从根本上抑制了系统偏振噪声;利用主动相位补偿法有效地消除了干涉仪系统的相位漂移。对系统的直流偏置和交流磁场响应特性进行了测试。实验结果表明,系统的相位随磁场变化的灵敏度为0.45458rad/mT,可检测的磁场分辨率达到2×10-8T。     

基于磁致伸缩棒的干涉型微纳光纤磁场传感器

提出了一种干涉型微纳光纤磁场传感器,由微纳光纤干涉仪和TbDyFe超磁致伸缩棒构成,单模光纤经过熔融拉锥形成双锥型微纳光纤干涉仪,与TbDyFe超磁致伸缩棒平行固定封装,磁场作用下磁致伸缩棒和微纳光纤干涉仪发生轴向应变,引起干涉谱的波长漂移,形成波长编码型的光纤磁场传感器。实验结果表明,相同应变特性的微纳光纤干涉仪,磁致伸缩棒直径越小,磁场灵敏度越高,直径为2 mm的TbDyFe磁致伸缩棒组成的光纤磁场传感器灵敏度可以达到0.178 nm/mT,该传感器结构简单,易于制备,成本低廉,响应快,可以实现微弱磁场的高灵敏探测。     

全保偏光纤地磁传感器

采用保偏光纤耦合器等保偏器件，搭建了马赫-曾德尔型保偏光纤干涉仪，在干涉臂中接入磁致伸缩材料粘附光纤结构的保偏光纤磁传感探头，通过磁致伸缩效应探测地磁场引起的光纤中的相位变化，建立了保偏光纤地磁场传感器实验系统，实现了稳定的磁场检测。实验分析了系统相位信号随磁场变化的特性以及频率响应特性，为系统选择适当的交流磁场进行直流磁场检测提供了依据，结果表明该系统最小可检测到1nT量级的磁场。实验测量了地磁场矢量在水平面各方向上的分量大小，得到的实验结果与理论值吻合得较好，证明该系统能够用于基于地磁场测量的定向导航。     

光纤微弱磁场传感技术研究进展

文章扼要评述了光纤微弱磁场传感器的工作原理及在换能器、信号处理、传感器等阵列等方面的研究进展。     

超磁致伸缩材料及其应用

介绍了超磁致伸缩材料具有高磁致伸缩应变λ，能量转换效率高、工作频带宽、频率特性好；稳定性好、可靠性高，其磁致伸缩性能不随时间而变化，无过热失效等特点；开发出的TbxDyt（1-x）Fe，合金，在较低的外磁场下就能达到超磁致伸缩效果，并对TbFez，DyFe2，Tb0.3Dy0.7Fe2（Terfenol-D）做了特性对比；超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面广阔的应用前景，超磁致伸缩材料的应用及研究对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。     

基于光纤光栅传感器和超磁致伸缩材料的磁场测量

在实际工程应用中,磁传感器应用越来越广泛。在储罐底板或传输管道缺陷监测中,多用到漏磁检测。市面上大部分的磁传感器都是用电信号来传递的,而在储罐一类高火险等级的作业中,严禁有电信号。设计了一种测量磁场强度的实验方案,利用光纤和磁致伸缩材料,光纤测量由磁场引起的磁致伸缩材料应变,间接得到磁场的变化。通过已知的磁致伸缩材料应变特性得到可靠数据,证明该测量方法稳定可行。     

超磁致材料涂层光纤磁场传感器

简要介绍了超磁致材料涂层光纤磁场传感器的工作原理和优化技术,并介绍了超磁致材料涂层光纤的结构、性能与制备工艺。     

光纤电流传感技术研究进展

电力系统计量和继电保护对电流传感器技术的要求越来越高,传统的电磁式互感器已经不能满足要求。自从光纤电流传感器问世以来,主要研究集中在如何减小双折射和温度对传感器性能的影响。从光纤电流传感技术的原理着手分别阐述了光纤电流传感领域的研究现状、新技术、新发现以及发展前景等内容,并进行了综合分析、归纳整理,详细介绍了光纤电流传感器的研究进展。     

磁致伸缩效应光纤微分干涉电流传感器

基于磁致伸缩效应，利用微分干涉仪，设计了一种光纤电流传感器，可用于高精度，高灵敏度电流和磁场的测量，分析了用磁致伸缩效应实现光纤电流传感器的原理，建立了基于磁致伸缩效应传感头的数学模型，并通过实验对光纤电流传感器的输入－输出特性，直流偏置特性和精确度等进行了研究，在8－200A的电流测量范围内，测量比差约为0．5％。     

基于保偏光纤的光纤应力传感器研究与设计

为了提高光纤应力传感器的抗干扰能力,提出了一种基于保偏光纤的光纤应力传感器设计方案.该方案主要利用保偏光纤的高双折射机理,通过光偏振度的变化来反映外界应力的变化.还给出提高系统性能的一些措施.实验表明,该系统能准确检测出光纤弯曲程度的变化.     

抗恶劣环境的保偏光纤温度传感器

基于应力型保偏光纤传输常数差对温度的敏感性并利用偏光干涉技术,提出了一种反射型保偏光纤温度传感器并推导出传感方程。在传感器中采用宽谱光源抑制了输入/输出光纤中偏振耦合引起的误差,特性分析表明这种传感器实用、精度高并且配置灵活。实验结果与理论完全吻合,其噪声等效可探测温度精度达0.01℃。根据大型电力变压器的绕组温度监测要求,研制出一套远程多路温度传感器系统。采用特殊的涂覆和密封石英毛细管封装技术,保证光纤传感头能在热油及250℃的高温下工作,而且具有很高的绝缘性。检测结果表明传感器在0~200℃内,达到了±0.5℃测量精度。     

抗恶劣环境的保偏光纤温度传感器

基于应力型保偏光纤传输常数差对温度的敏感性并利用偏光干涉技术，提出了一种反射型保偏光纤温度传感器并推导出传感方程。在传感器中采用宽谱光源抑制了输入/输出光纤中偏振耦合引起的误差，特性分析表明这种传感器实用、精度高并且配置灵活。实验结果与理论完全吻合，其噪声等效可探测温度精度达0.01℃。根据大型电力变压器的绕组温度监测要求，研制出一套远程多路温度传感器系统。采用特殊的涂覆和密封石英毛细管封装技术，保证光纤传感头能在热油及250℃的高温下工作，而且具有很高的绝缘性。检测结果表明传感器在0-200℃内，达到了±0.5℃测量精度。     

全保偏光纤水听器阵列

报道了全保偏光纤水听器阵列的研究结果。在详细介绍全保偏光纤水听器基元结构和工作原理基础上 ,描述了四基元阵列结构和性能 ,给出了光纤水听器基元相对接收灵敏度的频率响应和阵列指向性的测量结果     

基于波长扫描调制法测量保偏光纤的偏振特性

分析了保偏光纤偏振特性及其拍长和偏振消光比的基本测量原理,并根据单模保偏光纤基模的2个正交偏振模分量HEx11与HEy11间的相位差与波长的关系,推导出偏振拍长的测量关系式,提出了测量保偏光纤偏振特性的波长扫描调制法.采用此方法对熊猫型保偏光纤(YOFC-3367WY)的偏振特性进行了验证性实验研究.拍长和偏振消光比的测量结果表明,在该保偏光纤工作波长处试验结果与理论分析相当一致,说明该方法具有简单易行、测量精度高的优点.     

高精确度光纤磁场传感器的研究

分析了基于法拉第效应的高精度光纤磁场传感器的理论基础和偏振结构 ,选择了灵敏度高、动态范围大的磁光晶体 ,并采用计算机模拟技术优化设计和评估性能 ,在 2GHz的频率范围内 ,实验结果与计算机模拟结果是一致的     

基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感研究

将磁致伸缩材料粘贴单模光纤构成的光纤磁传感探头接入Sagnac光纤环的一端,外加交流磁场将探头周围的直流磁场加载到4.9kHz的高频信号上,建立了基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感实验系统.采用锯齿波相位调制的方法,将干涉仪系统相位偏置在π/2附近,通过测量所加高频信号的幅度,实现了对直流磁场的测量.实验得到系统信号稳定性为0.4%,磁场分辨率为4.3nT,并给出36.75g铁块经过磁传感探头时系统的响应信号.     

锥形微透镜保偏光纤与超辐射发光二极管的耦合

对采用锥形光纤微透镜的保偏光纤与超辐射发光二极管的耦合进行了理论分析.制作出几种不同的微透镜保偏光纤,并对它们进行了耦合试验,找到了制作具有高耦合效率的微透镜保偏光纤的方法.