一種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器及其使用方法，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括直流異步電機、電機轉(zhuǎn)軸、換向器、電刷、矩形線圈、橋式整流二極管、濾波電容、可變電阻、光纖Bragg光柵、康銅片、聚四氟乙烯、外接引出光纖；其中直流異步電機、電機轉(zhuǎn)軸、換向器和矩形線圈固定在一起，電刷與換向器相接觸且電刷的觸點通過導(dǎo)線與橋式整流二極管相連，橋式整流二極管的引出端與濾波電容、可變電阻相連，光纖Bragg光柵通過聚四氟乙烯粘接在康銅片上，并與外接引出光纖相連。本發(fā)明可以調(diào)節(jié)磁場的測量范圍大小及傳感器的測量靈敏度；電阻不會隨溫度的變化而變化；抗干擾能力強；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
【專利說明】—種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器及其使用方法，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都要涉及到磁場測量問題，如磁探礦、地質(zhì)勘探、磁性材料研究、磁導(dǎo)航、同位數(shù)分離、受控?zé)岷朔磻?yīng)及人造地球衛(wèi)星等。隨著高壓直流輸變電的發(fā)展，變電站、高壓輸電線等周圍磁場的監(jiān)測對于電網(wǎng)的安全運行有著重要的意義。為此，電絕緣、抗電磁干擾、全光通信的光纖Bragg光柵磁場傳感器成為磁場檢測領(lǐng)域一個重要研究方向。
[0003]與本發(fā)明專利接近的檢測技術(shù)是光纖光柵溫度電流傳感器及其測量裝置(參見專利，專利公布號:CN 101033990A)，該發(fā)明專利是由光纖光柵和螺線管構(gòu)成，光纖光柵表面設(shè)置有金屬導(dǎo)體，由于交變電流在金屬導(dǎo)體上渦流發(fā)熱，通過變化溫度的檢測，只能實現(xiàn)對交流電流的測量。由于法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象是以變化的磁場產(chǎn)生電場，故采用螺線管結(jié)構(gòu)只能是實現(xiàn)對變化磁場的測量，本發(fā)明設(shè)計采用線圈切割，可以實現(xiàn)對勻強磁場的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器及其使用方法，通過采用直流電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，利用矩形線圈切割磁場，以用于解決對勻強磁場的測量問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器,包括直流異步電機1、電機轉(zhuǎn)軸2、換向器3、電刷4、矩形線圈5、橋式整流二極管6、濾波電容7、可變電阻8、光纖Bragg光柵9、康銅片10、聚四氟乙烯11、外接引出光纖12 ;其中直流異步電機1、電機轉(zhuǎn)軸2、換向器3和矩形線圈5固定在一起，電刷4與換向器3相接觸且電刷4的觸點通過導(dǎo)線與橋式整流二極管6相連，橋式整流二極管6的引出端與濾波電容7、可變電阻8相連，光纖Bragg光柵9通過聚四氟乙烯11粘接在康銅片10上，并與外接引出光纖12相連。
[0006]所述康銅片10上割出矩形方槽，其中矩形方槽內(nèi)放置光纖Bragg光柵9。
[0007]—種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器的使用方法,所述方法的具體步驟如下:
A、通過直流異步電機的電機轉(zhuǎn)軸帶動矩形線圈切割磁場；通過換向器和電刷，將磁場能轉(zhuǎn)換成電能；將產(chǎn)生的電壓通過導(dǎo)線，經(jīng)過橋式整流二極管的整流，濾波電容的濾波，得到感應(yīng)電壓^與磁場的大小沒的關(guān)系
U = ^NBSW ;
B、根據(jù)感應(yīng)電壓V與 磁場的大小A的關(guān)系及電流做功的平衡關(guān)系，得到電流的大/J與磁場大小n的關(guān)系
【權(quán)利要求】
1.一種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器,其特征在于:包括直流異步電機(I)、電機轉(zhuǎn)軸(2)、換向器(3)、電刷(4)、矩形線圈(5)、橋式整流二極管(6)、濾波電容(7)、可變電阻(8)、光纖Bragg光柵(9)、康銅片(10)、聚四氟乙烯(11)、外接引出光纖(12);其中直流異步電機(I)、電機轉(zhuǎn)軸(2)、換向器(3)和矩形線圈(5)固定在一起，電刷(4)與換向器(3)相接觸且電刷(4)的觸點通過導(dǎo)線與橋式整流二極管(6)相連，橋式整流二極管(6)的引出端與濾波電容(7)、可變電阻(8)相連，光纖Bragg光柵(9)通過聚四氟乙烯(11)粘接在康銅片(10)上，并與外接引出光纖(12)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器,其特征在于:所述康銅片(10)上割出矩形方槽，其中矩形方槽內(nèi)放置光纖Bragg光柵(9)。
3.一種基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器的使用方法,其特征在于:所述方法的具體步驟如下: A、通過直流異步電機的電機轉(zhuǎn)軸帶動矩形線圈切割磁場；通過換向器和電刷，將磁場能轉(zhuǎn)換成電能；將產(chǎn)生的電壓通過導(dǎo)線，經(jīng)過橋式整流二極管的整流，濾波電容的濾波，得到感應(yīng)電壓^與磁場的大小沒的關(guān)系
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電流熱效應(yīng)的光纖Bragg光柵磁場傳感器的使用方法，其特征在于:直流驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸與安裝換向器與電刷的轉(zhuǎn)軸必須以同軸安裝，確保中心旋轉(zhuǎn)在同一方向上，使得同軸的轉(zhuǎn)速傳遞達(dá)到最佳值。
【文檔編號】G01R33/06GK103645446SQ201310599864
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】李川, 趙成均, 陳富云, 王敏吉, 莊君剛, 趙振剛, 謝濤 申請人:昆明理工大學(xué)