[發明專利]一種基于Li-Fi的全光傳輸磁場檢測系統

有效

• 申請號: 201710801306.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107607889B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 于盟盟
• 申請（專利權）人: 蚌埠高靈傳感系統工程有限公司
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 楊潤

本發明提供了一種基于Li?Fi的全光傳輸磁場檢測系統，涉及光纖傳感器技術領域。本發明包括光纖定向耦合器、LD光源、磁場傳感器、匹配液和Li?Fi模塊。光纖定向耦合器，其配置成2*2光纖定向耦合器，具有第一端口至第四端口。LD光源用于向磁場檢測系統發射預設頻率的調制激光，其輸出端與所述第一端口連接。磁場傳感器，與第二端口通過Y型光纖本體連接，用于檢測磁場的強度。Li?Fi模塊包括Li?Fi發射單元和Li?Fi接收單元，所述Li?Fi發射單元通過匹配光柵與第三端口連接，所述Li?Fi接收單元與光電探測器連接，以建立所述光電探測器與所述磁場傳感器之間的無線傳輸網絡。本發明工作在全光激勵下，不會對待測磁場產生干擾，體積小，適用于狹小的空間使用。

技術領域

本發明涉及光纖傳感器技術領域，特別是涉及一種基于Li-Fi的全光傳輸磁場檢測系統。

背景技術

目前的磁場傳感器主要基于霍爾效應、磁阻效應、磁通門效應、隧道效應和核磁共振效應等機理，這些傳統的磁場傳感器均需要電信號激勵，電信號激勵產生的磁場會對被測磁場產生干擾，從而限制了傳感器檢測精度的進一步提高。傳統磁場傳感器體積較大，難以對狹小空間的磁場進行檢測。光纖磁場傳感器不影響待測電磁場，并且有耐腐蝕、重量輕、體積小等優點，有利于在航空、航天領域以及狹小空間的應用。光纖懸臂梁磁場傳感器結合了光纖磁場傳感器和懸臂梁的特點，有微型化、易實現多點式分布檢測、遠距離檢測、高精度、低功耗和全光傳輸等優點。

發明內容

本發明的一個目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種基于Li-Fi的全光傳輸磁場檢測系統。

特別地，本發明提供了一種基于Li-Fi的全光傳輸磁場檢測系統，包括：

光纖定向耦合器，其配置成2*2光纖定向耦合器，具有第一端口至第四端口；

LD光源，用于向磁場檢測系統發射預設頻率的調制激光，其輸出端與所述第一端口連接；

磁場傳感器，與第二端口通過Y型光纖本體連接，用于檢測磁場的強度；

匹配液，其與所述第四端口連接，以防止產生菲涅爾反射；

Li-Fi模塊，包括Li-Fi發射單元和Li-Fi接收單元，所述Li-Fi發射單元通過匹配光柵與第三端口連接，所述Li-Fi接收單元與光電探測器連接，以建立所述光電探測器與所述磁場傳感器之間的無線傳輸網絡。

進一步地，所述Li-Fi發射單元包括第一LED燈和信號調制器，通過所述信號調制器將透射過所述匹配光柵的中心波長信號調制成高頻光波信號并通過所述第一LED燈發射。

進一步地，所述Li-Fi接收單元包括第二LED燈和信號解調器，通過所述信號解調器解調光波信號中加載的所述中心波長信號。

進一步地，所述磁場傳感器包括溫度補償探頭和磁場檢測探頭，所述溫度補償探頭用于檢測磁場內的環境溫度以作所述磁場檢測探頭的溫度補償基礎。

進一步地，所述溫度補償探頭直接構造在Y型光纖本體第一端部處，其呈第一D型光纖光柵懸臂梁結構。

進一步地，所述磁場檢測探頭包括：

第二D型光纖光柵懸臂梁，直接構造在所述Y型光纖本體的第二端部處；

金屬薄膜，鍍設在所述第二D型光纖光柵懸臂梁上表面處；

超磁致伸縮薄膜，布置在所述金屬薄膜表面處，以感應磁場的強度；

F-P諧振腔，其由所述第二D型光纖光柵懸臂梁與光纖端面構成，所述光纖端面外側設有所述超磁致伸縮薄膜。

進一步地，所述磁場檢測探頭與所述Y型光纖本體為一體化結構。

進一步地，所述超磁致伸縮薄膜的厚度為0.5μm-2μm。