基于FLRD和全光纖M--Z干涉的磁場與溫度傳感系統(tǒng)研究.pdf

1、磁場與溫度的傳感在電力系統(tǒng)放電監(jiān)測、復合材料成型加工、醫(yī)療生化安全監(jiān)控等領域有著廣泛的應用。功能多樣化和結構集成化的傳感器是實現(xiàn)磁場與溫度測量的有效途徑。和傳統(tǒng)電信號解調(diào)的傳感系統(tǒng)相比，光纖傳感器以其更高靈敏度、更強穩(wěn)定性以及結構上更加輕巧緊湊的優(yōu)勢，在近些年得到了迅速發(fā)展。論文將磁場測量與溫度測量和光纖傳感相結合，分別設計并制作了基于時分復用原理光纖環(huán)形衰蕩結構的磁場與溫度傳感系統(tǒng)和基于馬赫-曾德干涉的全光纖磁場與溫度傳感系統(tǒng)。具體工

2、作內(nèi)容包括:
　　從磁凝膠的光學特性入手，對磁凝膠實現(xiàn)光纖傳感的作用原理進行了系統(tǒng)分析。設計了磁凝膠的制備工藝，實現(xiàn)了利用化學共沉淀法制備磁凝膠基質(zhì)Fe3O4納米顆粒并利用該納米顆粒制備了適用于磁場傳感的磁凝膠。
　　對微納光纖的基本特性及傳感原理進行了分析。完成了基于化學腐蝕法和火焰拉錐法實現(xiàn)微納光纖制備的工藝。將制備好的微納光纖和磁凝膠結合，制備了磁場傳感系統(tǒng)的傳感頭。
　　設計并搭建了基于時分復用原理光纖環(huán)形衰蕩

3、結構的傳感系統(tǒng)，在室溫下，磁感應強度為25mT～70mT時，磁場傳感系統(tǒng)的測量靈敏度為12.70ns/mT。在磁感應強度為25mT，溫度為20.3℃～79.7℃時，溫度傳感系統(tǒng)的測量靈敏度為3.53ns/℃。該傳感器兼顧較高的測量靈敏度和穩(wěn)定性。
　　設計并搭建了基于馬赫-曾德干涉的全光纖磁場與溫度傳感系統(tǒng)，在室溫下，磁感應強度為25mT～50mT時，磁場傳感系統(tǒng)的測量靈敏度為0.30nm/mT。在磁感應強度為0，溫度為25℃～3