JPH06242149A - 光式電流センサ - Google Patents
光式電流センサInfo
- Publication number
- JPH06242149A JPH06242149A JP5028160A JP2816093A JPH06242149A JP H06242149 A JPH06242149 A JP H06242149A JP 5028160 A JP5028160 A JP 5028160A JP 2816093 A JP2816093 A JP 2816093A JP H06242149 A JPH06242149 A JP H06242149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- polarizer
- optical fiber
- analyzer
- optical
- Prior art date
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- Pending
Links
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Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】小形化が可能な光式電流センサを提供する。
【構成】端面に薄膜偏光子６を積層した第１の光ファイ
バ１と、端面に薄膜検光子７を積層した第２の光ファイ
バ２と、薄膜偏光子６と薄膜検光子７との間に介在され
た磁気光学効果素子３とを備えている。
バ１と、端面に薄膜検光子７を積層した第２の光ファイ
バ２と、薄膜偏光子６と薄膜検光子７との間に介在され
た磁気光学効果素子３とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電路の電流を検出す
る光式電流センサに関するものである。
る光式電流センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光式電流センサは通常、光源と受光部と
の間に、光ファイバ，コリメータ，偏光子，磁気光学効
果素子，検光子，コリメータ，光ファイバの順に配列し
た光経路を設け、磁気光学効果素子を電線の外周に配設
している。電線に電流が流れると、電線の周囲に磁界が
発生し、磁気光学効果素子の偏光面が磁界の強さに比例
して回転する。一方、光源よりランダムな光が光ファイ
バおよびコリメータを通して偏光子に入射すると直線偏
光が取り出される。この直線偏光が磁気光学効果素子に
入射し、偏光子に対して４５度回転した検光子に入射す
ると、磁界の強さに比例した強さの光が得られ、コリメ
ータおよび光ファイバを通して受光部に入射し電気信号
に変換される。
の間に、光ファイバ，コリメータ，偏光子，磁気光学効
果素子，検光子，コリメータ，光ファイバの順に配列し
た光経路を設け、磁気光学効果素子を電線の外周に配設
している。電線に電流が流れると、電線の周囲に磁界が
発生し、磁気光学効果素子の偏光面が磁界の強さに比例
して回転する。一方、光源よりランダムな光が光ファイ
バおよびコリメータを通して偏光子に入射すると直線偏
光が取り出される。この直線偏光が磁気光学効果素子に
入射し、偏光子に対して４５度回転した検光子に入射す
ると、磁界の強さに比例した強さの光が得られ、コリメ
ータおよび光ファイバを通して受光部に入射し電気信号
に変換される。
【０００３】電路の電流の大きさは磁界の強さに比例す
るので受光部の信号により電流の大きさが検出される。
るので受光部の信号により電流の大きさが検出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この光式電流
センサは、そのセンサ部分のサイズが約３０×３０×１
０ｍｍと大きく、コネクタ部分を含めると５ｃｍ位の大
きさが必要であるため、電路の周囲の取付け場所やスペ
ースが大きくなり、たとえばガス絶縁開閉装置などにお
ける導体の導体間距離が１０ｃｍ程度の場所に挿入でき
ないという欠点があった。また光式電流センサを設置し
た際の美観もよくないという問題があった。
センサは、そのセンサ部分のサイズが約３０×３０×１
０ｍｍと大きく、コネクタ部分を含めると５ｃｍ位の大
きさが必要であるため、電路の周囲の取付け場所やスペ
ースが大きくなり、たとえばガス絶縁開閉装置などにお
ける導体の導体間距離が１０ｃｍ程度の場所に挿入でき
ないという欠点があった。また光式電流センサを設置し
た際の美観もよくないという問題があった。
【０００５】したがって、この発明の目的は、小形化が
可能な光式電流センサを提供することである。
可能な光式電流センサを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の光式電流セン
サは、端面に薄膜偏光子を積層した第１の光ファイバ
と、端面に薄膜検光子を積層した第２の光ファイバと、
前記薄膜偏光子と前記薄膜検光子との間に介在された磁
気光学効果素子とを備えたものである。
サは、端面に薄膜偏光子を積層した第１の光ファイバ
と、端面に薄膜検光子を積層した第２の光ファイバと、
前記薄膜偏光子と前記薄膜検光子との間に介在された磁
気光学効果素子とを備えたものである。
【０００７】
【作用】この発明の構成によれば、光が第１の光ファイ
バを通して薄膜偏光子に入射し直線偏光に変換される。
この直線偏光が磁気光学効果素子および薄膜検光子を透
過することにより、磁気光学効果素子は、電路の周囲の
磁界の大きさに比例した回転角に偏光面を回転している
ので、磁界の大きさに比例した強さの直線偏光を出射す
る。この直線偏光が第２の光ファイバを通して受光部に
入射し、磁界したがって電流の大きさに比例した信号を
検出する。
バを通して薄膜偏光子に入射し直線偏光に変換される。
この直線偏光が磁気光学効果素子および薄膜検光子を透
過することにより、磁気光学効果素子は、電路の周囲の
磁界の大きさに比例した回転角に偏光面を回転している
ので、磁界の大きさに比例した強さの直線偏光を出射す
る。この直線偏光が第２の光ファイバを通して受光部に
入射し、磁界したがって電流の大きさに比例した信号を
検出する。
【０００８】この場合、薄膜偏光子および薄膜検光子を
用いたため、小形化が可能となり、取付場所のスペース
を小さくでき、狭い間隔の導体間に挿入することが可能
となり、美観もよくなる。
用いたため、小形化が可能となり、取付場所のスペース
を小さくでき、狭い間隔の導体間に挿入することが可能
となり、美観もよくなる。
【０００９】
【実施例】この発明の第１の実施例を図１ないし図５に
より説明する。すなわち、この光式電流センサは、第１
の光ファイバ１と、第２の光ファイバ２と、磁気光学効
果素子３とを有する。第１の光ファイバ１は端面に薄膜
偏光子６を積層している。実施例では第１の光ファイバ
１はマルチモードファイバを使用しており、図２に示す
ようにコア４とクラッド５を有する。また薄膜偏光子６
はたとえばラミポール（商品名）を使用し、コア径×３
０μｍ（厚さ）の大きさにして、図３に示すようにコア
４の端面に積層している。８はコア４を保護および固定
するためのフェルールである。
より説明する。すなわち、この光式電流センサは、第１
の光ファイバ１と、第２の光ファイバ２と、磁気光学効
果素子３とを有する。第１の光ファイバ１は端面に薄膜
偏光子６を積層している。実施例では第１の光ファイバ
１はマルチモードファイバを使用しており、図２に示す
ようにコア４とクラッド５を有する。また薄膜偏光子６
はたとえばラミポール（商品名）を使用し、コア径×３
０μｍ（厚さ）の大きさにして、図３に示すようにコア
４の端面に積層している。８はコア４を保護および固定
するためのフェルールである。
【００１０】第２の光ファイバ２は、端面に薄膜検光子
７を薄膜偏光子６と４５度傾けて積層している。実施例
は第１の光ファイバ１における構成と同じにしている。
磁気光学効果素子３は、薄膜偏光子６と薄膜検光子７と
の間に介在されている。実施例では磁気光学結晶たとえ
ば厚さ２０μｍのＲＩＧ（希土類鉄ガーネット結晶）を
適用している。
７を薄膜偏光子６と４５度傾けて積層している。実施例
は第１の光ファイバ１における構成と同じにしている。
磁気光学効果素子３は、薄膜偏光子６と薄膜検光子７と
の間に介在されている。実施例では磁気光学結晶たとえ
ば厚さ２０μｍのＲＩＧ（希土類鉄ガーネット結晶）を
適用している。
【００１１】この光式電流センサは、図４（ａ）に示す
ようなランダムな光が光源より第１の光ファイバ１を通
して薄膜偏光子６に入射し、同図（ｂ）の直線偏光に変
換される。この直線偏光が磁気光学効果素子３および薄
膜検光子７を透過することにより、磁気光学効果素子は
同図（ｃ）のように電路の周囲の磁界の大きさに比例し
た回転角に偏光面を回転し、また薄膜検光子７は薄膜偏
光子６に対して４５度回転した位置に傾斜しているの
で、同図（ｄ）のように磁界の大きさに比例した強さの
光量を出射する。この直線偏光が第２の光ファイバ２を
通して受光部（図示せず）に入射し、磁界したがって電
流の大きさに比例した信号を検出する。
ようなランダムな光が光源より第１の光ファイバ１を通
して薄膜偏光子６に入射し、同図（ｂ）の直線偏光に変
換される。この直線偏光が磁気光学効果素子３および薄
膜検光子７を透過することにより、磁気光学効果素子は
同図（ｃ）のように電路の周囲の磁界の大きさに比例し
た回転角に偏光面を回転し、また薄膜検光子７は薄膜偏
光子６に対して４５度回転した位置に傾斜しているの
で、同図（ｄ）のように磁界の大きさに比例した強さの
光量を出射する。この直線偏光が第２の光ファイバ２を
通して受光部（図示せず）に入射し、磁界したがって電
流の大きさに比例した信号を検出する。
【００１２】この実施例によれば、薄膜偏光子６および
薄膜検光子７を用いたため、小形化が可能となり、取付
場所のスペースを小さくでき、狭い間隔の導体間に挿入
することが可能となり、美観もよくなる。とくに、第１
の光ファイバ１の入射側と第２の光ファイバ２の出射側
の距離を１００μｍとすることができ、光の拡がりを押
えることができるので、コリメータを省略することが可
能になる。また全体として４．５φ×３０ｍｍ〜３．０
φ×２０ｍｍのサイズとすることができ、ほぼコードの
太さまで小形化することができる。したがって、導体間
距離が１０ｃｍ程度の隙間にも容易に設置することがで
きる。
薄膜検光子７を用いたため、小形化が可能となり、取付
場所のスペースを小さくでき、狭い間隔の導体間に挿入
することが可能となり、美観もよくなる。とくに、第１
の光ファイバ１の入射側と第２の光ファイバ２の出射側
の距離を１００μｍとすることができ、光の拡がりを押
えることができるので、コリメータを省略することが可
能になる。また全体として４．５φ×３０ｍｍ〜３．０
φ×２０ｍｍのサイズとすることができ、ほぼコードの
太さまで小形化することができる。したがって、導体間
距離が１０ｃｍ程度の隙間にも容易に設置することがで
きる。
【００１３】図５は、この実施例を電路導体に直付けし
リニアリティを測定した結果を示す。すなわち、この図
は定格８００Ａからその５％値である４０Ａまでの電流
に対する比誤差（％）のグラフＱ1 および位相角（分）
のグラフＱ2 であり、１％以内という良好な結果が得ら
れた。またＲＩＧを用いた光式電流センサは帯域１ＭＨ
ｚの広帯域化が可能である。
リニアリティを測定した結果を示す。すなわち、この図
は定格８００Ａからその５％値である４０Ａまでの電流
に対する比誤差（％）のグラフＱ1 および位相角（分）
のグラフＱ2 であり、１％以内という良好な結果が得ら
れた。またＲＩＧを用いた光式電流センサは帯域１ＭＨ
ｚの広帯域化が可能である。
【００１４】なお、薄膜偏光子６および薄膜検光子７は
クラッドの径の大きさでもよい。この発明の第２の実施
例を図６により説明する。すなわち、この光式電流セン
サは、薄膜偏光子６をコリメータまたは薄膜コリメータ
９を介して第１の光ファイバ１の端面に積層し、また薄
膜検光子７をコリメータまたは薄膜コリメータ９を介し
て第２の光ファイバ２に積層している。その他は第１の
実施例と同様である。
クラッドの径の大きさでもよい。この発明の第２の実施
例を図６により説明する。すなわち、この光式電流セン
サは、薄膜偏光子６をコリメータまたは薄膜コリメータ
９を介して第１の光ファイバ１の端面に積層し、また薄
膜検光子７をコリメータまたは薄膜コリメータ９を介し
て第２の光ファイバ２に積層している。その他は第１の
実施例と同様である。
【００１５】
【発明の効果】この発明の光式電流センサによれば、薄
膜偏光子および薄膜検光子を用いたため、小形化が可能
となり、取付場所のスペースを小さくでき、狭い間隔の
導体間に挿入することが可能となり、美観もよくなると
いう効果がある。
膜偏光子および薄膜検光子を用いたため、小形化が可能
となり、取付場所のスペースを小さくでき、狭い間隔の
導体間に挿入することが可能となり、美観もよくなると
いう効果がある。
【図１】この発明の第１の実施例の接続前の状態の側面
図である。
図である。
【図２】光ファイバの端面を示す部分斜視図である。
【図３】薄膜偏光子を積層した状態の部分斜視図であ
る。
る。
【図４】光式電流センサを通過する光の偏光状態を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図５】電流に対する比誤差および位相角のグラフであ
る。
る。
【図６】第２の実施例の接続前の側面図である。
１ 第１の光ファイバ ２ 第２の光ファイバ ３ 磁気光学効果素子 ６ 薄膜偏光子 ７ 薄膜検光子
Claims (1)
- 【請求項１】 端面に薄膜偏光子を積層した第１の光フ
ァイバと、端面に薄膜検光子を積層した第２の光ファイ
バと、前記薄膜偏光子と前記薄膜検光子との間に介在さ
れた磁気光学効果素子とを備えた光式電流センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5028160A JPH06242149A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 光式電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5028160A JPH06242149A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 光式電流センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06242149A true JPH06242149A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12241008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5028160A Pending JPH06242149A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 光式電流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06242149A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5699461A (en) * | 1994-12-12 | 1997-12-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical fiber sensors and method for making the same |
| KR100428891B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2004-04-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 레이저를 이용한 비접촉식 전류 측정장치 |
-
1993
- 1993-02-17 JP JP5028160A patent/JPH06242149A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5699461A (en) * | 1994-12-12 | 1997-12-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical fiber sensors and method for making the same |
| KR100428891B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2004-04-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 레이저를 이용한 비접촉식 전류 측정장치 |
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