0 引言

       在电学领域中，温度和磁场传感器发展较为成熟，该类传感器一般将外界温度和磁场强度的变化转换为电信号，并通过检测电信号的变化情况来达到测量温度和磁场强度的目的[1-4]。然而，这种传感器存在设备体积大、测量精度低、抗电磁干扰能力弱、灵敏度低、测量参量单一等缺点。在光学领域中，光纤传感器不仅体积小、测量精度高、抗电磁干扰能力强、灵敏度高，还可以通过灵活设计来实现多参量测量和降低干扰参量的影响[5-15]。磁流体作为磁性敏感材料，常与不同的传感结构相组合，方便传感器实现对外界磁场强度的测量。CHEN Y F等人[16]设计了一种宏弯光纤布喇格光栅（FBG）温度磁场传感器，将FBG刻制在普通单模光纤一侧上，并将另一侧弯曲成直径为4 mm的圆环，最后将该传感结构封装于充满磁流体的铁氟龙管中。该传感器温度灵敏度为8.1 pm/℃，磁场强度灵敏度为1 426 pm/mT。为了提高磁场强度测量的精度，梁星等人[17]设计了一种磁流体封装薄包层FBG的磁场传感器，当磁场强度为5~20 mT时，传感器的磁场强度灵敏度、温度灵敏度分别为34.9 pm/mT、9.2 pm/℃。为了扩大磁场强度测量的范围，吴磊等人[18]设计了一种混并式长周期光纤光栅（LPFG）、FBG温度磁场传感器，使用酯基磁流体作为磁场敏感材料，当温度为15~45 ℃时，温度灵敏度为44.9 pm/℃；磁场强度为0~75 mT时，磁场强度灵敏度为52.3 pm/mT。

        上述光学领域的光纤传感器虽然实现了温度和磁场双参量测量，但其测量温度和磁场强度时的灵敏度较低。因此，本文设计的光纤传感器以LPFG级联FBG（下文简称LPFG-FBG）作为温度磁场传感结构，利用HF溶液腐蚀光纤包层并封装磁流体来提高灵敏度。

3 结束语

      本文设计了一种具有较高温度灵敏度和磁场强度灵敏度的光纤温度磁场传感器，以磁流体作为磁性敏感材料，LPFG级联FBG作为传感单元，再通过腐蚀传感器的光纤包层以提高灵敏度，不仅可以测量环境的温度变化，还可以测量磁场强度的变化情况。通过仿真与实验，得到该传感器在温度为35~85 ℃时其温度灵敏度为85.7 pm/℃；在磁场强度为4~20 mT时，磁场强度灵敏度为65 pm/mT。综上所述，本文设计的磁流体LPFG-FBG传感器具有体积小、灵敏度高、稳定性好、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强和可实现双参量同时测量等优点，可以应用在集成度较高的电路系统、环境酸碱度较高的矿井中。