基于磁光晶体和光纤光栅的反射式磁场传感器

设计了一种基于稀土磁光晶体和光纤光栅的宽温区反射式光纤磁场传感器，其中，选用Bi∶YIG作为磁场传感元件、光纤布拉格光栅（FBG）作为温度补偿元件与反射器件（替代传统反射镜），建立了该结构的理论传感模型以支撑磁场-温度双参数感知，设计了磁场解调方法及其温度补偿法，以实现去温度干扰下磁场的精准测量。经测试，该磁场传感器在0.02~30 mT内直流磁场下的灵敏度为0.034 rad/mT，线性相关系数高达0.9995；在50 Hz~10 kHz正弦交流信号下具有良好的动态响应能力；同时，传感器的温度特性测试证明，本文所设计的温度补偿法可在一定程度上减小环境温度对磁场传感性能的影响，且不受光源波动的影响。本文提出的磁场传感器具有集成度高、系统结构简单、体积小和灵敏度高等优点，可满足电力设备中特殊场景下的磁场传感需求。