交流磁力测量使用纳米铁流体覆盖的多模干扰度光纤光学传感器用于电网监控应用

科学领域:

• *纳米技术和材料科学 *纳米技术和材料科学
• * 光纤光学和光子学
• * 传感器技术 * 传感器技术

背景情况:

• * 超偏磁纳米铁流体表现出由尼尔和布朗的放松控制的交流磁场反应.
• *高频响应对于在时间变化的磁场中保持平衡状态至关重要.
• *光学光纤中使用纳米铁流体的光学交流磁场传感仍然在很大程度上未被探索,由于响应时间的限制.

研究的目的:

• * 为了研究纳米铁流体的高频交流磁场传感能力.
• * 开发和优化使用纳米铁流体覆盖的光纤多模干扰度 (MMI) 传感器.
• * 评估传感器在电力系统中监测电流和电流诱导的磁场方面的有效性.

主要方法:

• *采用光纤多模干扰度 (MMI) 结构,优化了第四次自成像光谱响应.
• * 使用超偏磁纳米铁流体作为覆盖材料.
• * 优化了传感结构和纳米铁流体溶液,以实现不到1毫秒的响应时间.
• * 测试了使用60 Hz交流磁场和电流场的传感器性能.

主要成果:

• * 证明了高频 (高达15kHz) 交流磁场传感能力.
• * 在60Hz的磁场中,磁场灵敏度为240mV/Gauss/dBm.
• * 测量60 Hz交流电流的灵敏度为2.83 mV/A.
• *验证了传感器在电力电网系统中的计量和监控潜力.

结论:

• *纳米铁流体可以有效地用于光纤传感器中的高频交流磁场传感.
• *优化的MMI结构和纳米铁流体解决方案克服了以前的响应时间限制.
• * 开发的传感器对电力行业的实时监控应用非常有希望.