Gall synhwyrydd maes magnetig ganfod gwybodaeth maes magnetig yn yr amgylchedd, ac mae'n chwarae rhan bwysig mewn archwilio daearegol, trosglwyddo pŵer, awyrofod a meysydd eraill. Fel nanomaterial datblygedig sensitif yn sensitif, mae MHD nid yn unig yn arddangos priodweddau magneto-optegol cyfoethog (megis tiwniadwyedd mynegai plygiannol ac effaith birefringence), ond hefyd yn integreiddio'n ddi-dor â ffibr optegol oherwydd ei hylifedd hylif, sy'n dangos potensial cymhwysiad eang ym maes sensio maes optegol optegol. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae synhwyrydd maes magnetig ffibr MHD wedi bod yn bryderus iawn gan ymchwilwyr gartref a thramor oherwydd ei allu ymyrraeth gwrth-electromagnetig cryf, ymwrthedd cyrydiad, diogelwch uchel a chefnogaeth ar gyfer monitro o bell.
Ar hyn o bryd, mae strwythurau synhwyrydd maes magnetig cyffredin ffibr MHD yn cynnwys ffibr conigol, ffibr grisial ffotonig wedi'i lenwi â MHD [8], ffibr un modd un modd un modd a gratio ffibr cyfnod hir. Mae'r synwyryddion hyn yn cael eu demodwleiddio gan ddau brif ddull: canfod gwerth pŵer a chanfod gwrthbwyso tonfedd, er mwyn sicrhau mesur maes magnetig. Fodd bynnag, mae'n hawdd effeithio'n hawdd ar y synhwyrydd sy'n seiliedig ar ganfod gwerth pŵer gan amrywiad pŵer y ffynhonnell golau, a allai beri i'r gwall mesur gynyddu. Mae synwyryddion sy'n seiliedig ar ganfod gwrthbwyso tonfedd yn dibynnu ar sbectromedrau i fesur newidiadau tonfedd, sydd nid yn unig yn cynyddu'r gost, ond sydd hefyd yn gofyn am offer dadansoddi optegol mwy. Yn ogystal, mae synwyryddion presennol yn aml yn cynnig gallu un pwynt mesur yn unig.
I ddatrys y problemau hyn, cynigir system synhwyro maes magnetig ffibr taprog deuol yn seiliedig ar dechnoleg amlblecsio rhannu amser (TDM) yn y papur hwn. Mae'r system wedi'i chynllunio i oresgyn cyfyngiadau technoleg bresennol a darparu datrysiad mesur maes magnetig aml-bwynt mwy cywir.
Egwyddor System Synhwyro Maes Magnetig Ffibr Conigol Sianel Ddeuol
Mae trosglwyddo, derbyn, trosi ffotodrydanol a phrosesu data golau pylsog yn cael eu perfformio gan y adlewyrchiad parth amser optegol sy'n sensitif i gam (φ-OTDR) sydd wedi'i leoli ar ochr chwith y ddelwedd. Oherwydd egni uchel y pwls cychwynnol pan fydd y ddyfais φ-OTDR yn anfon pwls y prawf, efallai na fydd y derbynnydd yn gallu adnabod na phrosesu'r signal a ddychwelwyd yn gywir mewn cyfnod byr. Er mwyn datrys y broblem hon, mae ffibr oedi wedi'i gysylltu ag allbwn yr OTDR. Mae'r broses weithio benodol fel a ganlyn: Mae'r golau pylsog a gynhyrchir gan y ddyfais φ-OTDR yn cael ei phasio gyntaf trwy'r ffibr oedi i leihau effaith yr egni pwls cychwynnol wrth brosesu signal dilynol.
Yna caiff y golau pwls ei gyplysu â phorthladd 2 y cylched, ei drosglwyddo trwy lwybr optegol mewnol y cylched, ac allbwn o borthladd 3 y cylched. Nesaf, mae'r golau pylsog yn mynd i mewn i gyplydd 1 (OC1), lle mae 1% o'r golau pylsog yn cael ei ddyrannu i synhwyro sianel 1 sy'n cynnwys OC1 ac OC2, tra bod 99% o'r golau yn cael ei drosglwyddo i sianel synhwyro 2 sy'n cynnwys OC3 ac OC4. Yn Synhwyro Sianel 1, dychwelir y golau pylsog i OC2 ar ôl pasio trwy'r uned synhwyro (SU), lle mae 99% o'r golau yn parhau i gylchredeg yn sianel synhwyro 1, a throsglwyddir 1% o'r golau yn ôl i'r φ-OTDR trwy'r cylchrediad. Yn yr un modd, yn Sensing Channel 2, mae golau hefyd yn dilyn yr un llwybr i feicio. Dangosir taflwybr y golau pylsog gan y saethau yn y ffigur. Mae golau pylsog yn cael ei feicio lawer gwaith yn y sianel synhwyro, a phob tro y bydd yn mynd trwy'r UM maes magnetig, bydd yn profi colled benodol.
Sefydlogrwydd phrofest
Yn gyntaf, mewn amgylchedd maes nad yw'n magnetig, ailadroddwyd llethr pwls y system synhwyro a phŵer optegol allbwn y laser am 3 0 gwaith i gael llethr gwanhau cyfartalog y system, fel y dangosir yn Ffig. 4 (a). Gellir gweld mai pŵer optegol allbwn cyfartalog y laser yw 1.21 MW, a'r gwyriad safonol yw 0. 051 6 MW, sy'n cyfateb i 4.26% o'r cyfartaledd. Yn 3 0 arbrofion dro ar ôl tro, llethrau gwanhau cyfartalog sianel synhwyrydd 1 a sianel 2 yw -11. 57 db/km a -18. 117 db/km yn y drefn honno, ac mae'r gwyriadau safonol cyfatebol yn {{2 km}. db/km, gan gyfrif am 0.942% a 0.684% o'u gwerthoedd cymedrig priodol, yn y drefn honno. Mae hyn yn dangos, hyd yn oed os yw pŵer y ffynhonnell golau yn amrywio, mae'r system yn dal i ddangos sefydlogrwydd da ac mae'r canlyniadau mesur yn ddibynadwy.
Yn ail, gosodwyd y sianeli synhwyrydd 1 a 2 o dan ddwyster maes magnetig cyson o 5 MT i werthuso sefydlogrwydd ymateb y system synhwyro maes magnetig. Dangosir y canlyniadau arbrofol yn FIG. 4 (b). Gellir gweld mai llethr gwanhau cyfartalog sianel synhwyro 1 yw -14. 85 db/km, a'r gwyriad safonol yw 0. 131 db/km, gan gyfrif am 0. 882% o'r gwerth cyfartalog. Llethr gwanhau cyfartalog sianel synhwyrydd 2 yw -30. 94 db/km, a'r gwyriad safonol yw 0. 315 db/km, gan gyfrif am 1.02% o'r gwerth cymedrig. Mae'r data hyn yn profi bod gan ymateb y system synhwyrydd o dan ddylanwad maes magnetig gysondeb a sefydlogrwydd uchel.
Mae system synhwyro maes magnetig ffibr taprog deuol arloesol yn seiliedig ar dechnoleg amlblecsio rhannu amser (TDM) yn gwella gallu amlblecsio systemau synhwyro maes magnetig ffibr yn sylweddol. Mae'r system yn canfod cyfradd wanhau golau pylsog yn y sianel synhwyro yn union ac yn cyfuno technoleg TDM i wireddu mesuriad ar yr un pryd o faes magnetig aml-bwynt.
O'i gymharu â'r synhwyrydd maes magnetig ffibr MHD traddodiadol, nid yn unig mae gan y system allu ailddefnyddio cryfach, ond mae ganddo hefyd oddefgarwch uwch i amrywiad pŵer y ffynhonnell golau. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos bod sensitifrwydd maes magnetig y ddwy sianel synhwyro yn cyrraedd -1. 09 db/(km • mt) a -3. 466 db/(km • mt) yn y drefn honno yn ystod dwyster y maes o 3 ~ 14 mt a 2 ~ 7 mt. Mae'r data hyn yn dangos y gall y system ddarparu canlyniadau mesur manwl uchel dros ystod eang o feysydd magnetig.
Mae gan y system synhwyrydd lawer o fanteision: proses gynhyrchu syml, gallu ailddefnyddio cryf, perfformiad ymyrraeth gwrth-electromagnetig rhagorol, sefydlogrwydd da, cefnogaeth ar gyfer monitro o bell ac ati. Felly, mae'n arbennig o addas ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am fonitro maes magnetig aml-bwynt o bell, megis llinellau trosglwyddo pŵer, dyfeisiau mecanyddol mawr a meysydd ymchwil gwyddonol, gan ddangos rhagolygon cymwysiadau eang.