一种基于光纤光栅的磁场强度测量装置的制作方法

文档序号:11861861阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:包括依次连接的光源模块、隔离器、耦合器、光电探测模块和信号处理模块,以及与耦合器连接的磁感应模块;所述磁感应模块包括光纤、以等间距均匀布置在光纤上的光栅、粘贴于光栅上的磁致伸缩薄膜、装充在磁致伸缩薄膜所封闭的光栅间隔中的光纤匹配液,以及贴在磁致伸缩薄膜外表面的保护层。

2.根据权利要求1所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述磁感应模块,其光栅为Bragg光栅、光栅间距为2mm,光纤光栅的厚度为2mm,光纤光栅的反射光谱带宽在6nm-8nm。

3.根据权利要求1或2所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述磁致伸缩薄膜为树脂基超磁致伸缩薄膜;所述树脂基超磁致伸缩薄膜的制备方法包括以下几个步骤:

步骤一:制备树脂基超磁致伸缩材料;

步骤二:用金相砂纸将树脂基超磁致伸缩材料块表面打磨光亮,除去氧化层,然后分别用蒸馏水、丙酮和无水乙醇清洗、晾干;

步骤三:将步骤而制备的样品固定在箭射板上,抽真空,充入Ar气,溅射清洗样品;

步骤四:将样品放入瓷方舟中,再把瓷方舟放入高真空热处理炉中,进行加热4小时后取出,冷却,制得树脂基超磁致伸缩薄膜。

4.根据权利要求3所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述步骤一中树脂基超磁致伸缩材料的制备方法为:将体积比为12:12:2的E-44环氧树脂:650聚酰胺固化剂:铽镝铁合金粉末混合倒入容器中,再加入适量的丙酮溶液,反复搅拌脱气,并烘干让丙酮挥发,将混合物密封,放入200GS的弱磁场中取向,待7小时凝固后取出。

5.根据权利要求1所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述光源模块为半导体光源;所述信号处理模块采用嵌入式计算机,安装有测量软件。

6.根据权利要求1所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述光电探测模块包括PIN光电转换电路、除法器、低通滤波器和电压放大电路;所述PIN光电转换电路连接耦合器,用于将光信号转化成电流,再转化成电压;所述除法器连通PIN光电转换电路和低通滤波器,用于消除光源波动的影响;所述低通滤波器连接电压放大电路,用于进行滤波处理,减少输出电路中的噪声;所述电压放大电路,用于将处理的信号进行放大。

7.根据权利要求6所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述PIN光电转换电路包括PIN光电二极管、电阻和运算放大器,所述PIN光电二极管串联电阻,再连接运算放大器。

8.根据权利要求6所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述除法器包括运算放大器、电阻和模拟四象限乘法器。

9.根据权利要求6所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:所述电压放大电路包括三运放和可调电阻。

10.根据权利要求1-9之一所述基于光纤光栅的磁场强度测量装置,其特征在于:还包括测量方法:接通设备,将磁感应模块放置于非磁场中,通过光电探测模块收集反射光,并转化为信号处理模块可读取的数字信号,进行测量装置的标定;将磁感应模块放置于磁场中进行测量,所测的结果与标定的结果进行对比,找到磁场强度与波长之间的关系,检测波长就可以测得磁场强度。

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