طراحي و ساخت حسگر ميدان مغناطيسي بر پايه فيبر نوري نازك شده با استفاده از نانو فروسيال

Design and construction of magnetic field sensor based on nano ferofluid coated fiber optics

در اين تحقيق حسگر ميدان مغناطيسي بصورت مقرون به صرفه و با حساسيت بالا بر پايه فيبر نوري نازك شده با استفاده از سيال مغناطيسي طراحي شده‌ است. نانو فرو سيال توسط آناليزهاي پراش اشعه‌ي ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مشخصه‌يابي شد. حسگر ميدان مغناطيسي با قرار دادن فروسيال حول فيبرهاي نوري با طول يكسان وقطر‌هاي مختلف تهيه شدند. اثر قطر فيبر نوري بر خواص حسگر بصورت تجربي مورد بررسي قرار گرفت. فيبر نوري با قطر 0/4 ميليمتر بيشترين حساسيت mT/dbm 0/0189 بيشترين گستره آشكار سازي ميدان از mT 2/5 تا mT 125 را نسبت به ساير نمونه‌ها از خود نشان داد. حسگر در حالت بهينه‌ي عملكرد پاسخي خطي و در حدود 99 % را نشان داد.

In this research, a cost-effective magnetic field sensor with high sensitivity was designed based on thinned optical fiber covered with magnetic fluid. Nano ferrofluid characterized through X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy. The magnetic sensor was prepared by placing the ferrofluid around optical fibers with the same length and different diameters. The effect of fiber diameters on the sensor properties was investigated experimentally. Fiber optic with 0.4 mm in diameter exhibited the highest sensitivity 0.0189 mT/dbm and the widest range of field detection from 2.5 mT to 122.5 mT. The Sensor illustrated linear response around 99% in its optimal performance mode.