Joanna Baraniak - Politechnika Lubelska

Światłowodowe czujniki pola magnetycznego
Joanna Baraniak
[email protected]
Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Lubelska
Wstęp
Zmienne pole magnetyczne prowadzi do pobudzenia różnych
procesów biochemicznych w organizmie ludzkim. W związku z tym
wartości natężenia pola magnetycznego powinny być
monitorowane szczególnie w pobliżu linii elektroenergetycznych,
które są głównymi sztucznymi źródłami tego pola w środowisku
naturalnym.
Pomiary pola magnetycznego są także bardzo ważne w wielu
obszarach technicznych np. awionice, gdzie pole magnetyczne
ziemi jest wykorzystywane jako jedna z metod nawigacji, a także w
kontrolowanych fuzjach nuklearnych gdzie utrzymanie stałego pola
magnetycznego o wysokim natężeniu jest bardzo ważne.
Źródło: Ginter M., Światłowodowy czujnik polarymetryczny do pomiaru prądu,
PAC vol. 7 number 3/2011, p. 274-276.
Źródło: Szuba M., Stanowska A., Linie kablowe wysokich napięć w systemie
elektroenergetycznym, elektro-info 1-2/2008, luty 2008
Główne właściwości czujników światłowodowych
niska masa i małe rozmiary,
brak konieczności zasilania czujnika i stosowania dodatkowych
przetworników w miejscu pomiaru,
odporność na czynniki zewnętrzne,
wysoka czułość,
możliwość łączenia kilku różnych czujników jednym
światłowodem,
możliwość wykorzystania jednego światłowodu zarówno
do celów pomiarowych jak i telekomunikacyjnych,
możliwość konstruowania czujników rozłożonych.
Źródło: Giao L., Zhu T., Deng M., Chiang K. S., Sun X., Dong X., Hou Y., Long-Period Fiber
Grating Within D-Shaped Fiber Using Magnetic Fluid for Magnetic-Field Detection, IEEE
Photonics Journal, Volume 4, Number 6, December 2012
Światłowodowe czujniki pola magnetycznego
Światłowodowe czujniki pola magnetycznego można podzielić na
dwa rodzaje: o przetwarzaniu wewnętrznym i zewnętrznym.
Czujniki o przetwarzaniu wewnętrznym, w których modulacja
światła zachodzi wewnątrz światłowodu, najczęściej wykorzystują
zjawisko Faradaya.
W przypadku czujników o przetwarzaniu zewnętrznym modulacja
sygnału świetlnego zachodzi poza światłowodem. W takich
przypadkach stosuje się modulatory wykorzystujące zjawisko
magnetostrykcji lub tzw. ciecze magnetyczne, w których
współczynnik załamania zależy od wartość indukcji magnetycznej.
Źródło: Mihailovic P., Petricevic S., Stojkovic Z., Radunovic J. B., Development of a Portable
Fiber-Optic Current Sensor for Power Systems Monitoring, IEEE Transactions on Instruments
and Measurement, vol. 53, nr 1, luty 2004
Źródło: Ding Z., Du Y., Liu T., Liu K., Feng B., Jiang J., Distributed optical fiber current sensor
based on magnetostriction in OFDR, IEEE Photonics Technology Letters, not fully edited
Lublin University of Technology
Nadbystrzycka 38 D
20 – 618 Lublin, Poland
www.pollub.pl