JPH065888A - 光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視装置 - Google Patents
光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視装置Info
- Publication number
- JPH065888A JPH065888A JP4163050A JP16305092A JPH065888A JP H065888 A JPH065888 A JP H065888A JP 4163050 A JP4163050 A JP 4163050A JP 16305092 A JP16305092 A JP 16305092A JP H065888 A JPH065888 A JP H065888A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- photodetector
- receiving element
- input
- dark current
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微弱光を検出する光検出装置に関し、暗電流
による信号を除去することにより微弱光の検出を可能と
した光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視装
置を提供することを目的とする。 【構成】 逆バイアスされ、入力光が照射されるアバラ
ンシェ・フォト・ダイオードＤ2 のアノードをオペアン
プ１６ａの非反転入力端子に接続し、逆バイアスされ、
遮光容器１６ｂに収納されたアバランシェ・フォト・ダ
イオードＤ3 のアノードをオペアンプ反転入力端子に接
続し、フォトダイオードＤ2 とフォトダイオードＤ3 と
の出力信号の差分を増幅することにより、暗電流を除去
し、微弱光の検出を可能とする。
による信号を除去することにより微弱光の検出を可能と
した光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視装
置を提供することを目的とする。 【構成】 逆バイアスされ、入力光が照射されるアバラ
ンシェ・フォト・ダイオードＤ2 のアノードをオペアン
プ１６ａの非反転入力端子に接続し、逆バイアスされ、
遮光容器１６ｂに収納されたアバランシェ・フォト・ダ
イオードＤ3 のアノードをオペアンプ反転入力端子に接
続し、フォトダイオードＤ2 とフォトダイオードＤ3 と
の出力信号の差分を増幅することにより、暗電流を除去
し、微弱光の検出を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光検出装置及びそれを用
いた電気機器の故障監視装置に係り、特に、微弱光を検
出する光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視
装置に関する。
いた電気機器の故障監視装置に係り、特に、微弱光を検
出する光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視
装置に関する。
【０００２】近年、電力変電設備は電力の安定供給のた
め、その増設が進んでいる。一方、安全性の面からは、
故障が発生した場合の復旧時間を短縮するため、故障に
対する故障監視装置が発達している。
め、その増設が進んでいる。一方、安全性の面からは、
故障が発生した場合の復旧時間を短縮するため、故障に
対する故障監視装置が発達している。
【０００３】例えば、絶縁性のガス等を絶縁媒体として
封入した変圧器や開閉装置等の高電圧電気機器では故障
が発生する前駆現象として、異常部分から微弱な部分放
電が発生する。また、さらに、異常な状態が進行すると
高電圧導体と接地導体との間で絶縁破壊が生じ、閃絡現
象が発生する。予備診断システムではこの微弱な部分放
電や閃絡現象等による発光を検出することにより故障の
予備診断を行っている。
封入した変圧器や開閉装置等の高電圧電気機器では故障
が発生する前駆現象として、異常部分から微弱な部分放
電が発生する。また、さらに、異常な状態が進行すると
高電圧導体と接地導体との間で絶縁破壊が生じ、閃絡現
象が発生する。予備診断システムではこの微弱な部分放
電や閃絡現象等による発光を検出することにより故障の
予備診断を行っている。
【０００４】従って、このような故障監視装置では微弱
な放電光を検出する必要があるため、微弱な光を雑音等
の影響なく検出できる光検出装置が必要とされている。
な放電光を検出する必要があるため、微弱な光を雑音等
の影響なく検出できる光検出装置が必要とされている。
【０００５】
【従来の技術】図４は従来の電気機器の故障監視装置の
ブロック構成図を示す。同図中、１は電気機器を示す。
電気機器１は遮光容器１ａ内に電気機器本体１ｂを収納
してなる。遮光容器１ａ内には電気機器本体１ｂを包囲
するようにコアに入射光を蛍光変換する蛍光物質を含有
する蛍光ファイバ２が配設されている。
ブロック構成図を示す。同図中、１は電気機器を示す。
電気機器１は遮光容器１ａ内に電気機器本体１ｂを収納
してなる。遮光容器１ａ内には電気機器本体１ｂを包囲
するようにコアに入射光を蛍光変換する蛍光物質を含有
する蛍光ファイバ２が配設されている。
【０００６】蛍光ファイバ２の一端は貫通端子３を介し
て遮光容器１ａ外に引き出され、導光ファイバ４により
光検出装置となる光電気変換部５に接続される。光電気
変換部５は定電圧ＶC により逆バイアスされたアバラン
シェ・フォト・ダイオードＤ 1 のアノードを抵抗Ｒ1 と
共に反転増幅器を構成するオペアンプ５ａの反転入力端
子に接続してなる。
て遮光容器１ａ外に引き出され、導光ファイバ４により
光検出装置となる光電気変換部５に接続される。光電気
変換部５は定電圧ＶC により逆バイアスされたアバラン
シェ・フォト・ダイオードＤ 1 のアノードを抵抗Ｒ1 と
共に反転増幅器を構成するオペアンプ５ａの反転入力端
子に接続してなる。
【０００７】導光ファイバ４より出力される光はアバラ
ンシェ・フォト・ダイオードＤ1 の接合部に照射され
る。アバランシェ・フォト・ダイオードＤ1 は入射され
た光に応じて流れる光電流が変化する。このため、オペ
アンプ５ａの反転入力端子に入力される信号レベルが変
化する。オペアンプ５ａは抵抗Ｒ1 と共に反転増幅回路
を構成し、入力された信号レベルを反転増幅して出力す
る。
ンシェ・フォト・ダイオードＤ1 の接合部に照射され
る。アバランシェ・フォト・ダイオードＤ1 は入射され
た光に応じて流れる光電流が変化する。このため、オペ
アンプ５ａの反転入力端子に入力される信号レベルが変
化する。オペアンプ５ａは抵抗Ｒ1 と共に反転増幅回路
を構成し、入力された信号レベルを反転増幅して出力す
る。
【０００８】このように、光電気変換部５では入力光を
反転増幅した電気信号が出力される。光電気変換部５の
出力信号は判定器６に入力される。
反転増幅した電気信号が出力される。光電気変換部５の
出力信号は判定器６に入力される。
【０００９】判定器６は光電気変換部５の出力信号レベ
ルが一定値以上となると電気機器１内で放電等が生じた
と判定して、判定信号を表示器７に供給する。表示器７
では判定器６からの判定信号に応じて電気機器１に異常
があることを知らせる表示を行なっていた。
ルが一定値以上となると電気機器１内で放電等が生じた
と判定して、判定信号を表示器７に供給する。表示器７
では判定器６からの判定信号に応じて電気機器１に異常
があることを知らせる表示を行なっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の光検
出装置では一つのＡＰＤ（アバランシェ・フォト・ダイ
オード）等の受光素子で入力光を検出していたため、そ
の検出信号には熱や逆バイアス変動による暗電流が混入
していた。このため、入力光が微弱な場合、検出信号レ
ベルが暗電流による信号にうもれてしまい、入力光の検
出が行なえない等の問題点があった。
出装置では一つのＡＰＤ（アバランシェ・フォト・ダイ
オード）等の受光素子で入力光を検出していたため、そ
の検出信号には熱や逆バイアス変動による暗電流が混入
していた。このため、入力光が微弱な場合、検出信号レ
ベルが暗電流による信号にうもれてしまい、入力光の検
出が行なえない等の問題点があった。
【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、暗電流による信号を除去することにより微弱光の検
出を可能とした光検出装置及びそれを用いた電気機器の
故障監視装置を提供することを目的とする。
で、暗電流による信号を除去することにより微弱光の検
出を可能とした光検出装置及びそれを用いた電気機器の
故障監視装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図を示す。同図中、８は第１の受光素子、１０は第
２の受光素子、１１は差分検出手段を示す。第１の受光
素子８は入力光ＬINを受光し、入力光ＬINに応じた検出
信号を出力する。
ック図を示す。同図中、８は第１の受光素子、１０は第
２の受光素子、１１は差分検出手段を示す。第１の受光
素子８は入力光ＬINを受光し、入力光ＬINに応じた検出
信号を出力する。
【００１３】第２の受光素子１０は遮光容器９内に収納
され、暗状態で検出される参照信号を出力する。差分検
出手段１１は検出信号と参照信号との差分を検出する。
され、暗状態で検出される参照信号を出力する。差分検
出手段１１は検出信号と参照信号との差分を検出する。
【００１４】
【作用】第１の受光素子により入力光に応じた検出信号
を検出する。第２の受光素子は遮光容器内に収納されて
いて暗状態での信号を参照信号として出力する。このと
き、第１の受光素子で検出した光電流には暗電流が混合
されている。
を検出する。第２の受光素子は遮光容器内に収納されて
いて暗状態での信号を参照信号として出力する。このと
き、第１の受光素子で検出した光電流には暗電流が混合
されている。
【００１５】従って、差分検出手段により第１の受光素
子で検出した光電流に応じた検出信号と第２の受光素子
で検出した暗状態での参照信号との差分を取ることによ
り暗状態で発生する信号分が除去され、入力光に応じた
信号のみを検出できる。
子で検出した光電流に応じた検出信号と第２の受光素子
で検出した暗状態での参照信号との差分を取ることによ
り暗状態で発生する信号分が除去され、入力光に応じた
信号のみを検出できる。
【００１６】
【実施例】図２は本発明の一実施例の構成図を示す。同
図中、１２は電気機器を示す。電気機器１２は遮光容器
１２ａ内に電気機器本体１２ｂを収納してなる。遮光容
器１２ａ内には蛍光ファイバ１３が電気機器本体１２ｂ
を取り巻くように配設されている。
図中、１２は電気機器を示す。電気機器１２は遮光容器
１２ａ内に電気機器本体１２ｂを収納してなる。遮光容
器１２ａ内には蛍光ファイバ１３が電気機器本体１２ｂ
を取り巻くように配設されている。
【００１７】蛍光ファイバ１３は軸中心に透明体（例え
ば、ポリカーボネートや石英ガラス等）よりなり、光を
当てると蛍光を発する発光物質を含有したコアを有し、
このコアの外径側にやはり透明体よりなるクラッドを形
成してなる。コアの屈折率はクラッドのそれより大きく
なるようにそれぞれの材料組成が選ばれている。
ば、ポリカーボネートや石英ガラス等）よりなり、光を
当てると蛍光を発する発光物質を含有したコアを有し、
このコアの外径側にやはり透明体よりなるクラッドを形
成してなる。コアの屈折率はクラッドのそれより大きく
なるようにそれぞれの材料組成が選ばれている。
【００１８】このため、蛍光ファイバ１３は光や放射線
が入射すると、発光物質が発光する。蛍光ファイバ１３
内で発光した光は蛍光ファイバ１３の端部に伝達され
る。
が入射すると、発光物質が発光する。蛍光ファイバ１３
内で発光した光は蛍光ファイバ１３の端部に伝達され
る。
【００１９】蛍光ファイバ１３の一端は貫通端子１４を
介して遮光容器１２ａ外部に引き出された導光ファイバ
１５の一端に接続される。導光ファイバ１５の他端は光
検出装置となる光／電気変換器１６に接続される。光／
電気変換器１６は第１の受光素子となるアバランシェ・
フォト・ダイオード（以下、フォトダイオード）Ｄ2，
第２の受光素子となるアバランシェ・フォト・ダイオー
ド（以下、フォトダイオード）Ｄ3 ，抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 と
共に差動増幅器を構成するオペアンプ１５ａより構成さ
れる。
介して遮光容器１２ａ外部に引き出された導光ファイバ
１５の一端に接続される。導光ファイバ１５の他端は光
検出装置となる光／電気変換器１６に接続される。光／
電気変換器１６は第１の受光素子となるアバランシェ・
フォト・ダイオード（以下、フォトダイオード）Ｄ2，
第２の受光素子となるアバランシェ・フォト・ダイオー
ド（以下、フォトダイオード）Ｄ3 ，抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 と
共に差動増幅器を構成するオペアンプ１５ａより構成さ
れる。
【００２０】フォトダイオードＤ2 及びフォトダイオー
ドＤ3 のカソードは定電圧ＶC が印加され、逆バイアス
状態とされる。
ドＤ3 のカソードは定電圧ＶC が印加され、逆バイアス
状態とされる。
【００２１】また、フォトダイオードＤ2 のアノードは
オペアンプ１６ａの反転入力端子に接続され、フォトダ
イオードＤ3 のアノードはオペアンプ１６ａの非反転入
力端子に接続される。
オペアンプ１６ａの反転入力端子に接続され、フォトダ
イオードＤ3 のアノードはオペアンプ１６ａの非反転入
力端子に接続される。
【００２２】オペアンプ１６ａの出力端子は判定器１７
の入力端子に接続される。判定器１７は入力信号レベル
に応じて故障の判定を行なう。判定器１７の出力端子は
表示器１８に接続されていて、表示器１８に判定結果を
供給する。表示器１８は判定器１７からの判定結果を表
示する。
の入力端子に接続される。判定器１７は入力信号レベル
に応じて故障の判定を行なう。判定器１７の出力端子は
表示器１８に接続されていて、表示器１８に判定結果を
供給する。表示器１８は判定器１７からの判定結果を表
示する。
【００２３】また、フォトダイオードＤ2 の接合部には
導光ファイバ１５の他端が結合していて、フォトダイオ
ードＤ2 に蛍光ファイバ１３で蛍光変換された光を照射
する。フォトダイオードＤ2 は照射された光Ｌ1 に応じ
てインピーダンスが変化し、オペアンプ１６ａの反転入
力端子に供給する信号レベルを変化させる。
導光ファイバ１５の他端が結合していて、フォトダイオ
ードＤ2 に蛍光ファイバ１３で蛍光変換された光を照射
する。フォトダイオードＤ2 は照射された光Ｌ1 に応じ
てインピーダンスが変化し、オペアンプ１６ａの反転入
力端子に供給する信号レベルを変化させる。
【００２４】フォトダイオードＤ3 は遮光容器１６ｂ内
に収納されていて、暗状態に保持される。このため、フ
ォトダイオードＤ3 からは熱や逆バイアス電圧ＶC の変
動に応じた暗電流が出力される。従って、オペアンプ１
６ａの非反転入力端子には暗電流に応じた信号が入力さ
れる。
に収納されていて、暗状態に保持される。このため、フ
ォトダイオードＤ3 からは熱や逆バイアス電圧ＶC の変
動に応じた暗電流が出力される。従って、オペアンプ１
６ａの非反転入力端子には暗電流に応じた信号が入力さ
れる。
【００２５】このため、オペアンプ１６ａの出力はフォ
トダイオードＤ3 より供給される暗電流に応じた信号よ
りフォトダイオードＤ2 より供給される入射光Ｌに応じ
た光電流とフォトダイオードＤ2 で発生する暗電流との
和の信号を減じた信号となる。
トダイオードＤ3 より供給される暗電流に応じた信号よ
りフォトダイオードＤ2 より供給される入射光Ｌに応じ
た光電流とフォトダイオードＤ2 で発生する暗電流との
和の信号を減じた信号となる。
【００２６】従って、暗電流の信号分は除去され、光電
流に応じた信号だけが出力されることになる。このよう
に入力光Ｌに応じた信号だけを取り出すことができるた
め、暗電流によりうずもれてしまうような微弱な光電流
しか得られない微弱な光をも確実に検出することができ
る。
流に応じた信号だけが出力されることになる。このよう
に入力光Ｌに応じた信号だけを取り出すことができるた
め、暗電流によりうずもれてしまうような微弱な光電流
しか得られない微弱な光をも確実に検出することができ
る。
【００２７】従って、電気機器内での放電等による発光
を確実に検出でき、電気機器の状態を確実に知り得る。
を確実に検出でき、電気機器の状態を確実に知り得る。
【００２８】なお、本実施例は電気機器の故障監視シス
テムにおいて、光電変換部として本発明の光検出装置を
適用しているが、これに限ることはなく、種々のものに
適用できることは言うまでもない。
テムにおいて、光電変換部として本発明の光検出装置を
適用しているが、これに限ることはなく、種々のものに
適用できることは言うまでもない。
【００２９】また、受光素子もアバランシェ・フォト・
ダイオードに限ることはなく、暗電流等のノイズの影響
を受ける受光素子に対して適用できる。
ダイオードに限ることはなく、暗電流等のノイズの影響
を受ける受光素子に対して適用できる。
【００３０】なお、光／電気変換器１６は図３に示すよ
うにフォトダイオードＤ2 ，Ｄ3 を増幅回路を構成する
オペアンプ１９ａ，１９ｂに接続し、フォトダイオード
Ｄ2，Ｄ3 による光電流及び暗電流を夫々増幅して、差
動増幅器を構成するオペアンプ１６ａに供給する構成と
してもよい。
うにフォトダイオードＤ2 ，Ｄ3 を増幅回路を構成する
オペアンプ１９ａ，１９ｂに接続し、フォトダイオード
Ｄ2，Ｄ3 による光電流及び暗電流を夫々増幅して、差
動増幅器を構成するオペアンプ１６ａに供給する構成と
してもよい。
【００３１】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、第１の受
光素子で検出した入力光に応じた検出信号と第２の受光
素子から出力される参照信号との差分を取ることにより
検出信号より暗電流成分を除去することができるため、
入力光が微弱な場合でも暗電流によるノイズを除去し、
入力光に応じた信号を検出できる。
光素子で検出した入力光に応じた検出信号と第２の受光
素子から出力される参照信号との差分を取ることにより
検出信号より暗電流成分を除去することができるため、
入力光が微弱な場合でも暗電流によるノイズを除去し、
入力光に応じた信号を検出できる。
【００３２】また、このような光検出装置を用いた電気
機器の故障監視装置では微弱な光を確実にとらえること
ができるため、電気機器の故障を早期に確実に知ること
ができる等の特長を有する。
機器の故障監視装置では微弱な光を確実にとらえること
ができるため、電気機器の故障を早期に確実に知ること
ができる等の特長を有する。
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例の構成図である。
【図３】本発明の他の実施例の要部の構成図である。
【図４】従来の一例の構成図である。
８ 第１の受光素子 ９ 遮光容器 １０ 第２の受光素子 １１ 差分検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｈ 5/00 Ｂ 9061−5Ｇ (72)発明者 田中 章 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 入力光（ＬIN）を受光し、該入力光（Ｌ
IN）に応じた検出信号を出力する第１の受光素子（８）
と、 遮光容器（９）内に収納され、暗電流に応じた参照信号
を出力する第２の受光素子（１０）と、 前記第１の受光素子（８）から前記検出信号が入力さ
れ、前記第２の受光素子（１０）から前記参照信号が入
力され、前記検出信号と前記参照信号との差分を検出
し、前記検出信号より前記暗電流成分を除去した信号を
得る差分検出手段（１１）とを有することを特徴とする
光検出装置。 - 【請求項２】 前記差分検出手段（１１）は差動増幅回
路により構成されたことを特徴とする請求項１記載の光
検出装置。 - 【請求項３】 遮光容器内に収納された電気機器から故
障時に発生する光を検出することにより前記電気機器の
故障を監視する電気機器の故障監視装置において、 前記光の検出に請求項１記載の光検出装置を用いること
を特徴とする電気機器の故障監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4163050A JPH065888A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4163050A JPH065888A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065888A true JPH065888A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15766224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4163050A Withdrawn JPH065888A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光検出装置及びそれを用いた電気機器の故障監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065888A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002229511A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Tohoku Pioneer Corp | 有機ｅｌ表示パネルの駆動装置および駆動方法 |
| US8405019B2 (en) | 2008-09-12 | 2013-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Photon detector |
| JP2016524690A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-08-18 | セラノス， インコーポレイテッド | フェムトワット非真空管検出器組立品 |
| JP2019207946A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光差分検出器及び検査装置 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4163050A patent/JPH065888A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002229511A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Tohoku Pioneer Corp | 有機ｅｌ表示パネルの駆動装置および駆動方法 |
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| US10014837B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-07-03 | Theranos Ip Company, Llc | Femtowatt non-vacuum tube detector assembly |
| US10778167B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-09-15 | Labrador Diagnostics Llc | Femtowatt non-vacuum tube detector assembly |
| US11309856B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-04-19 | Labrador Diagnostics Llc | Femtowatt non-vacuum tube detector assembly |
| JP2019207946A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光差分検出器及び検査装置 |
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| CN112204755A (zh) * | 2018-05-29 | 2021-01-08 | 浜松光子学株式会社 | 光差分检测器及检查装置 |
| US11243113B2 (en) | 2018-05-29 | 2022-02-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical difference detector and inspection device |
| US11733091B2 (en) | 2018-05-29 | 2023-08-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical difference detector and inspection device |
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