摘要：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。

摘要：温度与磁场传感技术已广泛应用于电力工业领域,但随着高电场、大范围温度波动以及空间约束等特殊感知场景的出现,如变压器内部温度、磁场的感知,对传感器的研发提出了新要求。该文设计一种新型全绝缘光纤温度–磁场双参数传感器,将光纤光栅与磁光晶体进行集成小型化封装与共光路结构设计,运用光纤光栅的热光效应、磁光晶体的法拉第效应分别感知温度、磁场变化,并设计出实时温度补偿方法以解决磁场测量中温度干扰问题。经测试表明,该传感器具有高空间分辨率与高绝缘可靠性,在15~85℃宽温度区间仍保持着系数为0.998的线性温度响应,可准确测量0.04~50 mT范围内磁场,并在0~10 kHz内表现出出色的动态响应性能,同时所提温度补偿方法将磁场测量相对误差限制至1.78%以下,进而可用于满足电力设备中一些特殊场景下温度–磁场的传感需求。