基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器的初步研究

【摘要】：目前,随着电力工业的迅速发展,电力传输系统容量不断增加,电压越来越高电流越来越大,强大电流的测量越来越困难。 光纤布拉格光栅是一种新型的光无源器件,因其体积小,易于与光纤耦合,可埋设入设备,具有确定的中心波长,可以被应力及温度调制等特点在传感领域得到了广泛应用。 超磁致伸缩材料是一种新型的磁-机械转换材料,其相对于磁致伸缩材料和压电陶瓷等微位移材料响应速度快,输出力大,能在低磁场强度下动作等特点,可作为光纤光栅的很好的应力调谐机构。 本文提出了一种新的光纤光栅电流传感的设计方案,将超磁致伸缩材料与光纤光栅结合起来,由超磁致伸缩材料完成将电流转换为形变拉伸光纤光栅,使光纤光栅波长偏移,只需知道光纤光栅波长偏移量就可知道电流的变化量,从而实现了对电流的测量。本文制作了传感所需的泵浦源、宽带光源及波长解调装置。式传感系统更加完整。本系统的电流测量精度为6.8mA,测量范围700mA-1700mA。