带有横向偏压装置的铁磁流体光学式电流传感装置及方法

摘要

本发明公开了一种带有横向偏压装置的铁磁流体光学式电流传感装置，所述铁磁流体光学式电流传感器包括单色光源、起偏器、铁磁流体薄膜、检偏器、光电探测器，另外，在铁磁流体光学式电流传感器中加设一个横向偏压磁场发生装置，使用时，单色光束经起偏器后成为线偏振光，在外加纵向磁场调制作用下铁磁流体薄膜使透射其中的线偏振光振动方向旋转一定角度，旋转角度大小与外加纵向磁场强度有关，因此检测线偏振光旋转角度可得到产生外加纵向磁场的电流大小，由横向偏压磁场发生装置产生的磁场可以加快铁磁流体中磁性颗粒受到外加纵向磁场调制时磁性颗粒磁矩翻转速度，降低响应时间，提高传感器的灵敏度和精确度；基于上述装置，本发明还公开了一种电流测量方法。

主权项

带有横向偏压装置的铁磁流体光学式电流传感装置，其特征在于：所述装置包括单色光源、起偏器、铁磁流体薄膜、检偏器、光电探测器、预处理模块、数据采集器、数据处理器、控制模块、驱动模块、开关电源、励磁电源、人机交互接口、磁极I和磁极II；所述铁磁流体薄膜的表面与待测电流产生的磁场或待测磁场的方向保持垂直，所述单色光源用于发出检验光束，该光束经起偏器后成为振动方向一定的线偏振光，线偏振光垂直穿过由磁场调制的铁磁流体薄膜同时其振动方向发生旋转；所述检偏器设置于铁磁流体薄膜的另一侧，并配合光电探测器将旋转后的线偏振光光强大小转化为电压信号，并输出至预处理模块，所述预处理模块对信号进行滤波和放大处理后，输出至数据采集器，所述数据采集器将模拟信号转换为数字信号并送入数据处理器；所述数据处理与控制模块用于对测得的结果进行运算处理后，将待测参量的相关信息输出至人机交互接口，同时，所述数据处理器根据测量的结果判定电流/磁场的类型和参数范围，发出相应的调整指令至控制模块；所述控制模块用于根据数据处理器发出的励磁调整指令，输出励磁电源的控制信号，以调节横向偏压磁场的相关参数；所述励磁电源励磁电源12在控制信号的调节作用下，用于为磁极I14和磁极II15提供励磁电流，使得磁极产生磁场参量符合控制目的，所述磁极I和磁极II设置于铁磁流体薄膜，在励磁电源的作用下产生一个方向与偏振光传播方向相垂直的横向磁场，以辅助铁磁流体中磁性颗粒的磁矩翻转；所述磁极I包括电磁铁I和线圈I，磁极II包括电磁铁II和线圈II，所述电磁铁I和电磁铁II均为圆柱体，所述线圈I和线圈II为漆包线且分别密绕于电磁体I和电磁铁II上，所述线圈I的两线头端分别为电流输入端口P1和电流输出端口P2，所述线圈II的两线头端分别为电流输入端口P3和电流输出端口P4，两电磁铁相对端面为磁靴结构且两个磁极的中轴线重合，相距为1～6mm。