JPH0639342Y2 - 光学式電界検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電界強度を光学的に測定する光学式電界検出
器に関し、更に詳述すると、水に濡れても電界を乱すこ
となく高精度測定が可能な光学的電界検出器を提供する
ものである。

〔従来技術〕

光学式電界検出器は、ポッケルス効果、つまり電界強度
に応じて電界検出素子の屈折率が変化する現象を利用し
て電界の強度を測定するものであり、電界内に置く電界
検出素子としては水晶を用いたものが公知である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案者等は斯かる水晶を電界検出素子として備えた光
学式電界検出器につき検討した結果、電界検出素子が水
で濡れた状態で使用した場合は、その水の存在により電
界検出素子の周りの電界が乱され、また電界の集中が起
って部分放電が発生することがあるため、精度の良い測
定を行えないという知見を得た。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、少な
くとも水晶製の電界検出素子、撥水性を有する低誘電率
の合成樹脂材料又は天然樹脂材料にて覆うことにより、
水に濡れないようにすると共にこの覆体の外表面に凹凸
を形成しておくこととして電界の乱れ、部分放電の発生
を防止し、高精度な電界強度検出が可能である光学式電
界検出器を提供することを目的とする。

本考案に係る光学式電界検出器は、電界検出素子として
水晶を用いた光学式電界検出器において、少なくとも前
記電界検出素子の周囲を、撥水性を有する低誘電率の合
成樹脂材料又は天然樹脂材料にて覆ってなり、この覆体
の外表面には凹凸を形成して沿面距離が長くなるように
構成したことを特徴とする。

〔作用〕

本考案に係る光学式電界検出器は、少なくとも電界検出
素子を、撥水性を有する低誘電率の合成樹脂材料又は天
然樹脂材料にて覆ってあるので、水に濡れることがな
く、これにより電界の乱れ、部分放電等を防止できる。

そして、覆体の外表面に凹凸を形成してあるので沿面距
離が長く、これによっても部分放電の発生が防止され
る。

〔実施例〕

以下本考案を図面に基づき具体的に説明する。第１図は
本考案の実施例を示す模式的断面図であり、図中１は発
光部を示す。発光部１からの光（ランダムな方向に振動
成分をもっている）〔第２図（ａ）参照〕は、光ファイ
バ２及びレンズ系３を経て偏光子４に入射されてここで
一方向に直線偏光され〔第２図（ｂ）参照〕、次いで補
償板、例えばｎ＋1/4波長板（ｎ＝0,1,2…）（以下単に
λ/4板という）５へ入射されてこれを透過する間に円偏
光され〔第２図（ｃ）参照〕、その円偏光波は水晶６へ
入射される。

水晶６は、Ｚ軸方向に対して垂直にカットした両端を有
し、Ｚ軸方向に長い直方体になっており、その円偏光波
が水晶６のＺ軸方向に透過する間に電界を受けると楕円
偏光波となり〔第２図（ｄ）参照〕、その状態で回転し
つつ出射側へ進行していく。

水晶６の出射側には、直角二等辺三角柱状のプリズム８
が直角部に対向する面8aの一方の短辺側半分を接触させ
て設けられており、プリズム８に入射した光は上記直角
部を含む２側面8b,8cにて順次２回反射される。

プリズム８に入射して楕円偏光波が第１回目に反射され
る側面8bには、プリズム８と同一形状でこれよりも小さ
い検光子７が設けられており、側面8bにて反射される光
は検光子７により直線偏光されて〔第２図（ｅ）参
照〕、この直線偏光波がもう一方の側面8cにて反射され
て前記面8aの他方の短辺寄りの位置より出射される。

面8aの他方の短辺側には、光出射部分にレンズ系９が接
着されており、面8aから出射された直線偏光波はレンズ
系９を経てこれに接続した受光側光ファイバ10を通過し
て受光部11にて捉えられる。

受光部11は、光を電気信号として取出す光電変換素子，
光の振幅測定を行う回路及び入射光の強度レベルと電界
の強度との関係を示す相関関数を記憶している演算回路
を備えており、入射した光の強度に基づき、つまり直線
偏光波の振幅に基づき電界の強度を求める。

上記レンズ系3,偏光子4,λ/4板5,水晶6,検光子7,プリズ
ム８及びレンズ系９は、ケース13にて覆われており、ケ
ース13は、撥水性，絶縁性を有した低誘電率の合成樹脂
材料又は天然樹脂材料例えばアクリル樹脂又はフッ素樹
脂からなる。フッ素樹脂は吸湿しないので電界の乱れの
防止にはより効果的である。

上記ケース13の内面は光吸収層（図示せず）が塗着され
ており、光吸収層は発光部１以外からの外乱光の侵入を
防止する。ケース13の外表面はＺ軸方向に沿って凹凸状
となしている。

なお、前記水晶６のＺ軸方向長さは、その長さに応じて
偏光面の回転角度が異なり、検光子７にて最短径方向の
成分を取出すように定める。つまり、楕円偏光波の水晶
６での入射側端面と出射側端面との旋光角度差が90度の
整数倍となるようにする。

このように構成された本案器は、ケース13に撥水性を有
する低誘電率の合成樹脂材料又は天然樹脂材料を使用し
ているので、水等が飛散する箇所、雨水が当たる箇所等
の測定環境下であっても精度よい測定が可能である。即
ち、ケース13が撥水性を有しているので、水がケース13
に当たっても濡れることがなく。このため電界の乱れ、
部分放電等を防止でき、更に、ケース13自体の誘電率が
低いので電界に及ぼす影響が少ない。このため上記測定
環境下で使用しても電界強度を精度よく測定できる。

またケース13の外表面の凹凸のために沿面距離が長いの
で、部分放電の防止効果が大である。

なお、上記実施例では前述のようにレンズ系3,偏光子４
等をケース13にて覆っているが、本考案はこれに限ら
ず、少なくとも水晶６のみを覆うようにしてもよい。

また、ケース内部をケースと同一材料のものでモールド
してもよい。

更に、上記実施例ではＺ軸方向に沿った外表面が凹凸状
となったケース13にて覆うようにしているが、本考案は
これに限らずケースの外表面を全軸方向に凹凸状にして
もよいことは勿論である。

〔効果〕

以上詳述した如く本考案は水等が飛散する箇所、雨水が
当たる箇所等で使用しても水に濡れないので、電界の乱
れ、部分放電の発生を防止でき、このため水の存在を気
にせず高精度の電界強度測定が可能となり、また電界検
出素子を覆うケース等の覆体に低誘電率の合成樹脂材料
又は天然樹脂材料を使用しているので本案器自体が電界
に影響を及ぼしにくく正確な電界検出ができ、更に割れ
易い水晶を覆体により保護できる等、優れた効果を奏す
る。

また、覆体を、撥水性を有する低誘電率の合成樹脂材料
又は天然樹脂材料より構成したから、覆体外表面に設け
る沿面距離保持用の凹凸面形成が頗る容易となる。

殊に、覆体構成材料としてフッ素樹脂を用いれば、当該
樹脂のもつ良撥水性および非吸湿性により水滴の付着お
よび覆体内への湿気侵入を完全に阻止でき、この水滴，
湿気に起因する電界の乱れは効果的に防止され、従っ
て、より正確な電界検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す模式的断面図、第２図は
本案器における偏向形態の説明図である。 ６……水晶、13……ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−7177（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電界検出素子として水晶を用いた光学式電
   界検出器において、少なくとも前記電界検出素子の周囲
   を、撥水性を有する低誘電率の合成樹脂材料又は天然樹
   脂材料にて覆ってなり、この覆体の外表面には凹凸を形
   成して沿面距離が長くなるように構成したことを特徴と
   する光学式電界検出器。