一種基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器，屬于光電子測(cè)量器件【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括聚四氟乙烯外殼、光纖Bragg光柵、光纖固定凸點(diǎn)、聚四氟乙烯套管、外接光纖、超磁致伸縮材料Ⅰ、超磁致伸縮材料Ⅱ、超磁致伸縮材料Ⅲ；其中超磁致伸縮材料Ⅰ、超磁致伸縮材料Ⅱ、超磁致伸縮材料Ⅲ分別位于聚四氟乙烯外殼內(nèi)的三個(gè)正交邊線上且三個(gè)超磁致伸縮材料的表面兩端分別有兩個(gè)光纖固定凸點(diǎn)，超磁致伸縮材料Ⅱ與聚四氟乙烯外殼采用彈性環(huán)氧膠連接，兩個(gè)光纖固定凸點(diǎn)中間為光纖Bragg光柵。本實(shí)用新型具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力和耐腐蝕能力；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作。
【專利說(shuō)明】一種基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器，屬于光電子測(cè)量器件【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]磁場(chǎng)傳感器是傳感器領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、生物、醫(yī)學(xué)、宇航等許多領(lǐng)域。當(dāng)前的磁場(chǎng)傳感器主要是基于霍爾器件、磁敏電阻、磁通門(mén)、核磁共振等，但傳統(tǒng)傳感器存在著不能電絕緣等頻率響應(yīng)窄等弱點(diǎn)。光纖磁場(chǎng)傳感器有著電絕緣、全光通信等優(yōu)勢(shì)，能夠在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定工作。超磁致伸縮材料是一種在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生體積、長(zhǎng)度變化的定向結(jié)晶材料，Tba3Dya7Feh92材料具有以下幾個(gè)顯著特性:響應(yīng)頻率范圍寬(DC?20kHz);且機(jī)械響應(yīng)速度快(微秒級(jí));較高的居里溫度(150°C );靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下具有良好的穩(wěn)定性等。
[0003]光纖Bragg光柵具有體積小、波長(zhǎng)選擇性好、不受非線性效應(yīng)影響、極化不敏感、易于與光纖系統(tǒng)連接、便于使用和維護(hù)等特點(diǎn)，是波長(zhǎng)調(diào)制的元件。采用光纖Bragg光柵作為傳感元件，Tba3Dya7Feh92作為敏感元件，可以在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)(_40°C?150°C)快速響應(yīng)磁場(chǎng)的變化，并通過(guò)解調(diào)儀解調(diào)出反射光的波長(zhǎng)來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度。通過(guò)笛卡爾空間坐標(biāo)系上的三個(gè)這樣的傳感臂，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空間磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。
[0004]通過(guò)采用光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器對(duì)空間磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)時(shí)，需要考慮光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器的構(gòu)成，及如何安裝來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量時(shí)對(duì)光纖的保護(hù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供了一種基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器，以用于解決對(duì)空間磁場(chǎng)強(qiáng)度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)時(shí)光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器的結(jié)構(gòu)、安裝問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器，包括聚四氟乙烯外殼1、光纖Bragg光柵2、光纖固定凸點(diǎn)3、聚四氟乙烯套管
4、外接光纖5、超磁致伸縮材料I 7、超磁致伸縮材料II 8、超磁致伸縮材料III 9 ;其中超磁致伸縮材料I 7、超磁致伸縮材料II 8、超磁致伸縮材料III 9分別位于聚四氟乙烯外殼I內(nèi)的三個(gè)正交邊線上且3個(gè)超磁致伸縮材料的表面兩端分別有兩個(gè)光纖固定凸點(diǎn)3，超磁致伸縮材料II 8與聚四氟乙烯外殼I采用彈性環(huán)氧膠連接，兩個(gè)光纖固定凸點(diǎn)3中間為光纖Bragg光柵2，光纖Bragg光柵2通過(guò)有聚四氟乙烯套管4保護(hù)的小孔引出并于外接光纖5相連。
[0007]還包括四個(gè)平衡螺母底座6和一個(gè)萬(wàn)向水泡10 ;其中平衡螺母底座6位于聚四氟乙烯外殼I底部的四個(gè)角上，萬(wàn)向水泡10位于聚四氟乙烯外殼I的上表面正中間。[0008]本實(shí)用新型的數(shù)學(xué)模型分析如下:
[0009]光纖Bragg光柵均勻軸向應(yīng)變引起的波長(zhǎng)移位為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器,其特征在于:包括聚四氟乙烯外殼(I)、光纖Bragg光柵(2)、光纖固定凸點(diǎn)(3)、聚四氟乙烯套管(4)、外接光纖(5)、超磁致伸縮材料I (7)、超磁致伸縮材料II (8)、超磁致伸縮材料III(9);其中超磁致伸縮材料I (7)、超磁致伸縮材料II (8)、超磁致伸縮材料111(9)分別位于聚四氟乙烯外殼(I)內(nèi)的三個(gè)正交邊線上且3個(gè)超磁致伸縮材料的表面兩端分別有兩個(gè)光纖固定凸點(diǎn)(3)，超磁致伸縮材料II (8)與聚四氟乙烯外殼(I)采用彈性環(huán)氧膠連接，兩個(gè)光纖固定凸點(diǎn)(3)中間為光纖Bragg光柵(2)，光纖Bragg光柵(2)通過(guò)有聚四氟乙烯套管(4)保護(hù)的小孔引出并于外接光纖(5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超磁致伸縮材料的光纖Bragg光柵空間磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器，其特征在于:還包括四個(gè)平衡螺母底座(6)和一個(gè)萬(wàn)向水泡(10);其中平衡螺母底座(6)位于聚四氟乙烯外殼(I)底部的四個(gè)角上，萬(wàn)向水泡(10)位于聚四氟乙烯外殼(I)的上表面正中間。
【文檔編號(hào)】G01R33/032GK203745623SQ201420026993
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】李川, 肖元強(qiáng), 曹敏, 陳富云, 趙成均, 趙振剛 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)