传感器设计赋予受损的光纤以新的生命
发布时间：2021-04-07 浏览次数：42815
2021年1月11日，一项国际合作发现了用于测量磁场的受损光纤的新用途。研究人员已经开发出一种传感器设计，比传统的光纤磁性检测方法更加灵敏，这依赖于当高功率光被注入具有弯曲、连接不良或低于理想条件等问题的光纤中时发生的“光纤熔断效应”。
当将高功率的光注入到这样的光纤中时，光被捕获在光纤的芯中，导致朝着光源移动的光放电。这种作用会在此过程中损坏光纤。
研究团队发现，当纤维由聚合物制成时，效果产生了一条导电的碳化路径，从而实现了对磁场反应所需的相互作用。
“磁场与碳化或受损区域之间的相互作用可能导致光纤中光学参数的变化，”圣埃斯皮里托联邦大学电气工程研究生课程教授ArnaldoLeal-Junior说。“通过将熔融的聚合物纤维夹在两个二氧化硅单模光纤之间，并引起我们所谓的多峰干扰，可以实现光纤磁场传感器。”
实验表明，该传感器能够检测到45微特斯拉（µT）的微小磁场变化，这比传统光纤方法检测到的20毫特斯拉（mT）灵敏度高数百倍。在操作过程中，距离标准厨房微波炉约1英寸远，测量的磁场约为100µT。
横滨国立大学工程学系副教授YosukeMizuno说：“磁场传感器经常用于处理电力系统中的各种设备，例如发电机和电动机。”
Leal-Junior说，新开发的传感器可以很容易地以低成本制造，这种方法通过抢救用于磁场传感器的熔融聚合物光纤为新的回收选择铺平了道路。研究人员说，除了提高设备的灵敏度和测量精度外，他们还计划使用这种方法来演示电场感应。