JPH1048263A - 光計測装置及びその製造方法 - Google Patents
光計測装置及びその製造方法Info
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- JPH1048263A JPH1048263A JP8205731A JP20573196A JPH1048263A JP H1048263 A JPH1048263 A JP H1048263A JP 8205731 A JP8205731 A JP 8205731A JP 20573196 A JP20573196 A JP 20573196A JP H1048263 A JPH1048263 A JP H1048263A
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- linearly polarized
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/245—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】周囲温度変化に対して精度を損なうことなく小
型軽量可能な光計測装置を求めることを目的とする。 【解決手段】光源からの入射光を直線偏光に変換する偏
光部と、旋回した直線偏光を直交成分に分解する検光部
と、を収納する光学系収納箱４は、３つの同一部材４
１、４２、４３で外函を構成し、相互の部材間は薄板状
に形成した偏光子３４及び検光子３５並びに反射鏡３６
を介して接着したことを特徴とする電流計測装置。
型軽量可能な光計測装置を求めることを目的とする。 【解決手段】光源からの入射光を直線偏光に変換する偏
光部と、旋回した直線偏光を直交成分に分解する検光部
と、を収納する光学系収納箱４は、３つの同一部材４
１、４２、４３で外函を構成し、相互の部材間は薄板状
に形成した偏光子３４及び検光子３５並びに反射鏡３６
を介して接着したことを特徴とする電流計測装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はファラデー効果の原
理を応用して電流を測定する光計測装置に関し、特にそ
の光学系取付ボックスの構造に関するものである。
理を応用して電流を測定する光計測装置に関し、特にそ
の光学系取付ボックスの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光計測装置の一つとして電力用Ｇ
ＩＳシステムに用いられる、ＧＩＳ用光変流器を示す図
６を参照して説明する。導体８は、内部を数気圧の絶縁
ガスで封入したＧＩＳタンク１０内に設置され、これを
取り巻くように加工組立された、石英や鉛ガラス等から
なるセンサー２で覆われている。光源を発した光は、送
信ファイバー７１を経由して光学系取付ボックス３１に
入射され、ここで所定の直線偏光に変換された後、ＧＩ
Ｓタンク１０内のガス圧を保つために設置された圧力封
止窓１１を透過してセンサー２に達する。センサー２内
で反射を繰り返すことにより導体８近傍を通過した直線
偏光は、再び圧力封止窓１１を透過して光学系取付ボッ
クス３１に入射される。ファラデー効果の原理によれ
ば、導体８に流れる電流量に応じて周囲に生ずる磁力の
強度に比例して偏光面は回転するので、再び光学系取付
ボックス３１に入射された直線偏光は、導体８の電流量
に応じて旋回している。これを光学系取付ボックス３１
にて相互に直角なＸＹ成分にベクトル分解し、それぞれ
Ｘ成分用受信ファイバー７２及びＹ成分用受信ファイバ
ー７３に出射する。その後、図示せぬ受光器に達して電
気信号に変換された後、信号処理回路で求める電流値が
算出される。
ＩＳシステムに用いられる、ＧＩＳ用光変流器を示す図
６を参照して説明する。導体８は、内部を数気圧の絶縁
ガスで封入したＧＩＳタンク１０内に設置され、これを
取り巻くように加工組立された、石英や鉛ガラス等から
なるセンサー２で覆われている。光源を発した光は、送
信ファイバー７１を経由して光学系取付ボックス３１に
入射され、ここで所定の直線偏光に変換された後、ＧＩ
Ｓタンク１０内のガス圧を保つために設置された圧力封
止窓１１を透過してセンサー２に達する。センサー２内
で反射を繰り返すことにより導体８近傍を通過した直線
偏光は、再び圧力封止窓１１を透過して光学系取付ボッ
クス３１に入射される。ファラデー効果の原理によれ
ば、導体８に流れる電流量に応じて周囲に生ずる磁力の
強度に比例して偏光面は回転するので、再び光学系取付
ボックス３１に入射された直線偏光は、導体８の電流量
に応じて旋回している。これを光学系取付ボックス３１
にて相互に直角なＸＹ成分にベクトル分解し、それぞれ
Ｘ成分用受信ファイバー７２及びＹ成分用受信ファイバ
ー７３に出射する。その後、図示せぬ受光器に達して電
気信号に変換された後、信号処理回路で求める電流値が
算出される。
【０００３】なお、光学系取付ボックス３１内の構造を
詳述すると、受信ファイバー７１から入射した光はレン
ズ３３によって平行な空間ビームに変換された後、方解
石のグラントムソンプリズム等からなる偏光子３４によ
って直線偏光に変換され、前述した圧力封止窓１１に出
射される。一方、旋回した後、再び光学系取付ボックス
３１に入射した直線偏光は、方解石のウォラストンプリ
ズムや偏光ビームスプリッター等からなる検光子３５に
入射し、相互に直角方向に分離される。これらＸ成分光
及びＹ成分光をそれぞれレンズ３３で集光した後、前述
したＸ成分用受信ファイバー７２及びＹ成分用受信ファ
イバー７３に出射する。ここで、これら各光学部品間の
光軸を合わせて固定するために、光学部品取付具３２を
用いる。
詳述すると、受信ファイバー７１から入射した光はレン
ズ３３によって平行な空間ビームに変換された後、方解
石のグラントムソンプリズム等からなる偏光子３４によ
って直線偏光に変換され、前述した圧力封止窓１１に出
射される。一方、旋回した後、再び光学系取付ボックス
３１に入射した直線偏光は、方解石のウォラストンプリ
ズムや偏光ビームスプリッター等からなる検光子３５に
入射し、相互に直角方向に分離される。これらＸ成分光
及びＹ成分光をそれぞれレンズ３３で集光した後、前述
したＸ成分用受信ファイバー７２及びＹ成分用受信ファ
イバー７３に出射する。ここで、これら各光学部品間の
光軸を合わせて固定するために、光学部品取付具３２を
用いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成のもとでは、以下の諸問題を包含する。第一の問題
点として、かかる構成では高精度を維持するにはガス中
を光束が伝播する距離が長過ぎるという点である。例え
ば、ある光学部品から光ファイバーに光束を入射する場
合、両者間の距離が５ミリメートルだとすると、光ファ
イバーのコア部は直径数ミクロンであるため、それだけ
でも１万倍前後の精度が要求される。一方、周囲温度の
変化によってガスの屈折率が変動するためビームの方向
が変動し、光学部品間を通過する光量が変動することに
なる。
構成のもとでは、以下の諸問題を包含する。第一の問題
点として、かかる構成では高精度を維持するにはガス中
を光束が伝播する距離が長過ぎるという点である。例え
ば、ある光学部品から光ファイバーに光束を入射する場
合、両者間の距離が５ミリメートルだとすると、光ファ
イバーのコア部は直径数ミクロンであるため、それだけ
でも１万倍前後の精度が要求される。一方、周囲温度の
変化によってガスの屈折率が変動するためビームの方向
が変動し、光学部品間を通過する光量が変動することに
なる。
【０００５】第二の問題点として、かかる構成では高精
度を維持するには光学系取付ボックス３１内の各構成部
品間の構造が複雑過ぎることである。つまり、周囲の温
度変化による熱歪によって部品相互間の光軸ずれが生じ
るとともに、振動や衝撃に対しても不安定となる。
度を維持するには光学系取付ボックス３１内の各構成部
品間の構造が複雑過ぎることである。つまり、周囲の温
度変化による熱歪によって部品相互間の光軸ずれが生じ
るとともに、振動や衝撃に対しても不安定となる。
【０００６】第三の問題点として、第一及び第二の問題
点の結果として、光変流器全体が大型化する点である。
特にこれは、ＧＩＳ全体の小型化の要請に反するもので
ある。
点の結果として、光変流器全体が大型化する点である。
特にこれは、ＧＩＳ全体の小型化の要請に反するもので
ある。
【０００７】本発明は、以上の諸問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、周囲温度変化に対
して精度を損なうことなく小型軽量可能な光計測装置を
求めることである。
になされたものであり、その目的は、周囲温度変化に対
して精度を損なうことなく小型軽量可能な光計測装置を
求めることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本発明においては、請求項１の発明として、光源か
ら入射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過
させることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分に
ベクトル分解して旋回角を求めることにより通電電流値
を求める電流計測装置において、光源からの入射光を直
線偏光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成
分に分解する検光部と、を収納する光学系収納箱は、複
数からなる同一部材で外函を構成することを特徴とする
電流計測装置を提供する。
めに本発明においては、請求項１の発明として、光源か
ら入射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過
させることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分に
ベクトル分解して旋回角を求めることにより通電電流値
を求める電流計測装置において、光源からの入射光を直
線偏光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成
分に分解する検光部と、を収納する光学系収納箱は、複
数からなる同一部材で外函を構成することを特徴とする
電流計測装置を提供する。
【０００９】かかる構成を有する電流計測装置において
は、光学系収納箱が同一部材で外函を構成するため、外
気温の変化の際に、熱膨張係数の相違による熱歪の発生
を阻止することが可能となる。
は、光学系収納箱が同一部材で外函を構成するため、外
気温の変化の際に、熱膨張係数の相違による熱歪の発生
を阻止することが可能となる。
【００１０】また、請求項２の発明として、光源から入
射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過させ
ることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分にベク
トル分解して旋回角を求めることにより通電電流値を求
める電流計測装置において、光源からの入射光を直線偏
光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成分に
分解する検光部と、を収納する光学系収納箱は、３つの
同一部材で外函を構成し、相互の部材間は薄板状に形成
した偏光子及び検光子並びに反射鏡を介して接着したこ
とを特徴とする電流計測装置を提供する。
射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過させ
ることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分にベク
トル分解して旋回角を求めることにより通電電流値を求
める電流計測装置において、光源からの入射光を直線偏
光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成分に
分解する検光部と、を収納する光学系収納箱は、３つの
同一部材で外函を構成し、相互の部材間は薄板状に形成
した偏光子及び検光子並びに反射鏡を介して接着したこ
とを特徴とする電流計測装置を提供する。
【００１１】かかる構成を有する電流計測装置において
は、光路を複数回反射させることで光学系収納箱内の光
路長を短縮することができることに加え複数の光ファイ
バーを相互に平行に配置することもできるため、電流計
測装置の単純化及び小型化が可能となる。
は、光路を複数回反射させることで光学系収納箱内の光
路長を短縮することができることに加え複数の光ファイ
バーを相互に平行に配置することもできるため、電流計
測装置の単純化及び小型化が可能となる。
【００１２】また、請求項３の発明として、前記偏光子
は光源から入射した光を受光する位置に配置されかつ導
体側の面がハーフミラーとして構成され、前記偏光子よ
り偏光方位が４５度に設定されかつ導体側の面がハーフ
ミラーとして構成された第１の検光子と、前記偏光子よ
り偏光方位が４５度に設定されかつ前記第１の検光子よ
り偏光方位が９０度に設定された第２の検光子と、を前
記反射鏡を介して光路が連通するべく配置されたことを
特徴とする請求項２記載の電流計測装置を提供する。
は光源から入射した光を受光する位置に配置されかつ導
体側の面がハーフミラーとして構成され、前記偏光子よ
り偏光方位が４５度に設定されかつ導体側の面がハーフ
ミラーとして構成された第１の検光子と、前記偏光子よ
り偏光方位が４５度に設定されかつ前記第１の検光子よ
り偏光方位が９０度に設定された第２の検光子と、を前
記反射鏡を介して光路が連通するべく配置されたことを
特徴とする請求項２記載の電流計測装置を提供する。
【００１３】かかる構成を有する電流計測装置において
は、簡易かつ効果的に光路を反射することができるとと
もに、導体近傍を通過して偏光した直線偏光を、効果的
にベクトル分解することができる。
は、簡易かつ効果的に光路を反射することができるとと
もに、導体近傍を通過して偏光した直線偏光を、効果的
にベクトル分解することができる。
【００１４】また、請求項４の発明として、前記偏光子
及び検光子より光源側のレンズには屈折率分布型のロッ
ド形状レンズを用いることを特徴とする請求項２記載の
電流計測装置を提供する。
及び検光子より光源側のレンズには屈折率分布型のロッ
ド形状レンズを用いることを特徴とする請求項２記載の
電流計測装置を提供する。
【００１５】かかる構成を有する電流計測装置において
は、光源側の光学部品取付具への取付を容易にして装置
全体の小型化を可能とすることができる。また、請求項
５の発明として、前記偏光子及び検光子よりも導体側の
レンズには歪を除去した凸レンズをゴム状接着剤で固着
したものを用いることを特徴とする請求項２記載の電流
計測装置を提供する。
は、光源側の光学部品取付具への取付を容易にして装置
全体の小型化を可能とすることができる。また、請求項
５の発明として、前記偏光子及び検光子よりも導体側の
レンズには歪を除去した凸レンズをゴム状接着剤で固着
したものを用いることを特徴とする請求項２記載の電流
計測装置を提供する。
【００１６】かかる構成を有する電流計測装置では、通
過する光の偏光状態を変化させずかつ周囲から応力が加
わった場合はこれをゴム状接着剤で吸収することにより
測定精度を一層向上することが可能となる。
過する光の偏光状態を変化させずかつ周囲から応力が加
わった場合はこれをゴム状接着剤で吸収することにより
測定精度を一層向上することが可能となる。
【００１７】また、請求項６の発明として、前記偏光子
及び検光子はガラス中に金属微粒子を多数の平行線状に
配列したワイヤグリッド型偏光素子であることを特徴と
する請求項２記載の電流計測装置を提供する。
及び検光子はガラス中に金属微粒子を多数の平行線状に
配列したワイヤグリッド型偏光素子であることを特徴と
する請求項２記載の電流計測装置を提供する。
【００１８】かかる構成を有する電流計測装置では、高
分子型偏光素子と異なり光変流器に最低限度必要な精度
を満足することに加え、熱膨張による精度ズレをも防止
することができる。
分子型偏光素子と異なり光変流器に最低限度必要な精度
を満足することに加え、熱膨張による精度ズレをも防止
することができる。
【００１９】また、請求項７の発明として、光源から入
射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過させ
ることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分にベク
トル分解して旋回角を求めることにより通電電流値を求
める電流計測装置において、光源からの入射光を直線偏
光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成分に
分解する検光部と、を収納する光学系収納箱には、光源
から入射した光を受光する位置及び第一の受信ファイバ
ーに通ずる位置の導体側の面がハーフミラーとして形成
され、その他の反射面には鏡面加工が施してなるガラス
状媒質が封入され光路が構成されるとともに、前記光学
系収納箱の内面には反射錯乱防止用の表面処理が施して
なることを特徴とする電流計測装置を提供する。
射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過させ
ることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分にベク
トル分解して旋回角を求めることにより通電電流値を求
める電流計測装置において、光源からの入射光を直線偏
光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成分に
分解する検光部と、を収納する光学系収納箱には、光源
から入射した光を受光する位置及び第一の受信ファイバ
ーに通ずる位置の導体側の面がハーフミラーとして形成
され、その他の反射面には鏡面加工が施してなるガラス
状媒質が封入され光路が構成されるとともに、前記光学
系収納箱の内面には反射錯乱防止用の表面処理が施して
なることを特徴とする電流計測装置を提供する。
【００２０】かかる構成を有する電流計測装置では、反
射鏡等を個別に設け光路を構成する必要はなく種々の表
面処理を施したガラス状媒質を使用すれば良いため、光
学系収納箱を単一の外函で構成し得る等、部品点数の一
層の削減が可能となる。
射鏡等を個別に設け光路を構成する必要はなく種々の表
面処理を施したガラス状媒質を使用すれば良いため、光
学系収納箱を単一の外函で構成し得る等、部品点数の一
層の削減が可能となる。
【００２１】また、請求項８の発明として、光源から入
射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過させ
ることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分にベク
トル分解して旋回角を求めることにより通電電流値を求
める電流計測装置において、光源からの入射光を直線偏
光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成分に
分解する検光部と、を収納する光学系収納箱に光ファイ
バーを固着する際に、光軸を合わせた後固着する光学部
品取付具を溶接によって固着することを特徴とする電流
計測装置の製造方法を提供する。
射した光を直線偏光に変換し、通電導体近傍を通過させ
ることにより旋回した前記直線偏光を、直交成分にベク
トル分解して旋回角を求めることにより通電電流値を求
める電流計測装置において、光源からの入射光を直線偏
光に変換する偏光部と、旋回した直線偏光を直交成分に
分解する検光部と、を収納する光学系収納箱に光ファイ
バーを固着する際に、光軸を合わせた後固着する光学部
品取付具を溶接によって固着することを特徴とする電流
計測装置の製造方法を提供する。
【００２２】かかる溶接固着によって製造された電流計
測装置では、ネジや接着剤等の異種部材を用いずに同種
部材のみで固着するため、周囲の温度変化の際に熱膨張
係数の相違による熱歪の発生を阻止することが可能とな
る。
測装置では、ネジや接着剤等の異種部材を用いずに同種
部材のみで固着するため、周囲の温度変化の際に熱膨張
係数の相違による熱歪の発生を阻止することが可能とな
る。
【００２３】また、請求項９の発明として、前記光学部
品取付具のうち、導体側のものは、光軸方向及び光軸に
直角な方向に摺動可能とすることにより光軸合わせをす
ることを特徴とする請求項８記載の電流計測装置の製造
方法を提供する。
品取付具のうち、導体側のものは、光軸方向及び光軸に
直角な方向に摺動可能とすることにより光軸合わせをす
ることを特徴とする請求項８記載の電流計測装置の製造
方法を提供する。
【００２４】かかる製法を採用すると、光軸あわせを摺
動によって行うことにより、部品点数を減少し、構造を
単純化することが可能となり、ひいては光計測装置全体
の小型軽量化が可能となる他立体的な光軸あわせが可能
となる。
動によって行うことにより、部品点数を減少し、構造を
単純化することが可能となり、ひいては光計測装置全体
の小型軽量化が可能となる他立体的な光軸あわせが可能
となる。
【００２５】また、請求項１０の発明として、前記光学
部品取付具のうち、光源側のものは、光軸に直角な方向
に摺動可能とすることにより光軸合わせをすることを特
徴とする請求項８記載の電流計測装置の製造方法を提供
する。かかる製法を採用した場合であっても前項と同
様、光軸合わせを摺動で行うことによる構造単純化等が
可能となる。
部品取付具のうち、光源側のものは、光軸に直角な方向
に摺動可能とすることにより光軸合わせをすることを特
徴とする請求項８記載の電流計測装置の製造方法を提供
する。かかる製法を採用した場合であっても前項と同
様、光軸合わせを摺動で行うことによる構造単純化等が
可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。ここで、図１は本発明を
光変流器に用いた場合の全体構成図で、特に光ファイバ
ー型のセンサーを用いた場合を示す。
て、図面を参照して説明する。ここで、図１は本発明を
光変流器に用いた場合の全体構成図で、特に光ファイバ
ー型のセンサーを用いた場合を示す。
【００２７】光源１を発した光は、送信ファイバー７１
を介して、光学系収納箱４に入射する。当該光はここで
所定の直線偏光に変換された後、センサー２内にて当該
偏光面が旋回し、再び光学系収納箱４に入射する。今度
はここで相互に直角なＸ成分及びＹ成分に分解された
後、Ｘ成分用受信ファイバー７２及びＹ成分用受信ファ
イバー７３を介して受光器５で検出され最終的には信号
処理回路６で光データが処理される。
を介して、光学系収納箱４に入射する。当該光はここで
所定の直線偏光に変換された後、センサー２内にて当該
偏光面が旋回し、再び光学系収納箱４に入射する。今度
はここで相互に直角なＸ成分及びＹ成分に分解された
後、Ｘ成分用受信ファイバー７２及びＹ成分用受信ファ
イバー７３を介して受光器５で検出され最終的には信号
処理回路６で光データが処理される。
【００２８】ここまでの構成は従来技術と同一である
が、本発明では光学系収納箱４内の構成に改良を施した
ものである。以下、光学系収納箱４の断面構造を示す図
２を参照して説明する。
が、本発明では光学系収納箱４内の構成に改良を施した
ものである。以下、光学系収納箱４の断面構造を示す図
２を参照して説明する。
【００２９】光学系収納箱４は熱膨張係数の小さい同一
部材から成形される３つの取付部材４１、４２、４３か
らなり、その両端には後に詳述する光学部品取付具３２
１、３２２が固着されている。３３は、光学系収納箱４
から導体８側のセンサーへ直線偏光を入射するためのレ
ンズで、焼きなまし等により光学的歪み除去の処理を施
した後、ゴム状接着剤で固着してある。３４は、光源か
ら入射された光を直線偏光に変換するために用いる、薄
板状に形成した偏光子である。３５は、導体側のセンサ
ーを経由した直線偏光からＸ成分のみ、あるいはＹ成分
のみ、を取り出すための、薄板状に形成した検光子であ
る。２つの検光子３５は、それぞれ光の直交成分を検出
するべく偏光方位が相互に直交するように配置されてい
る。また、もとの直線偏光の初期条件も公平にするべく
偏光子３４の偏光方位も２つの検光子３５に対してそれ
ぞれ４５度となるように配置されている。偏光子３４、
検光子３５は、ガラス中に金属微粒子を平行線上に多数
配置してなる、ワイヤグリッド型偏光素子である。さら
に、偏光子３４の導体８側の面は、透過光と反射光との
強度比がほぼ１：１となるようハーフミラー状に構成さ
れている。また、Ｘ成分用受信ファイバー７２側に設置
された検光子３５も同様に、導体８側の面がハーフミラ
ー状に構成される。３６は、光路を折り曲げるための反
射鏡であり、送信ファイバー７１、Ｘ成分用受信ファイ
バー７２、Ｙ成分用受信ファイバー７３が互いに平行を
なすため、光路を折り曲げるものである。３７は、送信
ファイバー７１、受信ファイバー７２、７３を光学的に
結合するための屈折率分布型ロッドレンズである。
部材から成形される３つの取付部材４１、４２、４３か
らなり、その両端には後に詳述する光学部品取付具３２
１、３２２が固着されている。３３は、光学系収納箱４
から導体８側のセンサーへ直線偏光を入射するためのレ
ンズで、焼きなまし等により光学的歪み除去の処理を施
した後、ゴム状接着剤で固着してある。３４は、光源か
ら入射された光を直線偏光に変換するために用いる、薄
板状に形成した偏光子である。３５は、導体側のセンサ
ーを経由した直線偏光からＸ成分のみ、あるいはＹ成分
のみ、を取り出すための、薄板状に形成した検光子であ
る。２つの検光子３５は、それぞれ光の直交成分を検出
するべく偏光方位が相互に直交するように配置されてい
る。また、もとの直線偏光の初期条件も公平にするべく
偏光子３４の偏光方位も２つの検光子３５に対してそれ
ぞれ４５度となるように配置されている。偏光子３４、
検光子３５は、ガラス中に金属微粒子を平行線上に多数
配置してなる、ワイヤグリッド型偏光素子である。さら
に、偏光子３４の導体８側の面は、透過光と反射光との
強度比がほぼ１：１となるようハーフミラー状に構成さ
れている。また、Ｘ成分用受信ファイバー７２側に設置
された検光子３５も同様に、導体８側の面がハーフミラ
ー状に構成される。３６は、光路を折り曲げるための反
射鏡であり、送信ファイバー７１、Ｘ成分用受信ファイ
バー７２、Ｙ成分用受信ファイバー７３が互いに平行を
なすため、光路を折り曲げるものである。３７は、送信
ファイバー７１、受信ファイバー７２、７３を光学的に
結合するための屈折率分布型ロッドレンズである。
【００３０】かかる構成においては、光学系収納箱４
は、３つの取付部材４１、４２、４３から構成されては
いるが、いずれも同一部材であり熱膨張係数も同一であ
るため、温度変化による光軸ズレを低減することができ
る。また、偏光子３４及び検光子３５に、ワイヤグリッ
ド型偏光素子を用いたため、カメラ偏光フィルター等に
用いる高分子型偏光素子と異なり光変流器に最低限度必
要な精度を満足することに加え、熱膨張による精度ズレ
をも防止することができる。また、歪を除去した凸レン
ズ３３をゴム状接着剤で固着するのは、通過する光の偏
光状態を変化させず、周囲から応力が加わった場合はこ
れをゴム状接着剤で吸収するためである。また、反射鏡
３６等を用いて、光路を反射させる構成を採用すること
により、光学系収納箱４内の光路短縮による装置の小型
化が可能となる他、前述したように、送信ファイバー７
１、Ｘ成分用受信ファイバー７２、Ｙ成分用受信ファイ
バー７３が互いに平行をなすことによる装置の小型化も
可能となる。更に、３つの取付部材４１、４２、４３、
の設置と相まって、複雑な光軸調整作業無しに偏光子３
４、検光子３５、反射鏡３６を取り付けることが可能と
なる。なお、光学部品取付具３２１への取付を容易にし
て装置全体の小型化を図るため、屈折率分布型ロッドレ
ンズ３７を図示の如く用いているが、偏光子３４を通過
した後導体８近傍のセンサー２を通過する間は、特に正
確な精度を要求されるため、導体８側へ光を入射する部
分では、図示の如く通常の凸レンズ３３を用いる。
は、３つの取付部材４１、４２、４３から構成されては
いるが、いずれも同一部材であり熱膨張係数も同一であ
るため、温度変化による光軸ズレを低減することができ
る。また、偏光子３４及び検光子３５に、ワイヤグリッ
ド型偏光素子を用いたため、カメラ偏光フィルター等に
用いる高分子型偏光素子と異なり光変流器に最低限度必
要な精度を満足することに加え、熱膨張による精度ズレ
をも防止することができる。また、歪を除去した凸レン
ズ３３をゴム状接着剤で固着するのは、通過する光の偏
光状態を変化させず、周囲から応力が加わった場合はこ
れをゴム状接着剤で吸収するためである。また、反射鏡
３６等を用いて、光路を反射させる構成を採用すること
により、光学系収納箱４内の光路短縮による装置の小型
化が可能となる他、前述したように、送信ファイバー７
１、Ｘ成分用受信ファイバー７２、Ｙ成分用受信ファイ
バー７３が互いに平行をなすことによる装置の小型化も
可能となる。更に、３つの取付部材４１、４２、４３、
の設置と相まって、複雑な光軸調整作業無しに偏光子３
４、検光子３５、反射鏡３６を取り付けることが可能と
なる。なお、光学部品取付具３２１への取付を容易にし
て装置全体の小型化を図るため、屈折率分布型ロッドレ
ンズ３７を図示の如く用いているが、偏光子３４を通過
した後導体８近傍のセンサー２を通過する間は、特に正
確な精度を要求されるため、導体８側へ光を入射する部
分では、図示の如く通常の凸レンズ３３を用いる。
【００３１】次に、光学系収納箱４に光が入射あるいは
出射する際に光軸を合わせるために用いる、光学部品取
付具について、特に導体８側の光学部品取付具３２２の
詳細構造を図３を参照して説明する。ここで、フェルー
ルホルダＢはフェルールＡとはめあわせて取り付けられ
るとともに、スリーブＣにもはめあわせられている。さ
らにフェルールＡの先端は、反射光が光学系収納箱４に
入射しないように図示の如く斜めに形成されている。光
学系収納箱４とセンサー２の光軸を合致させるために
は、フェルールホルダＢとスリーブＣとを摺動して光軸
方向の調整を行い、取付部材４２とスリーブＣとを摺動
して光軸と直交方向の調整を行う。その後、フェルール
Ａ、フェルールホルダＢ、スリーブＣ、取付部材４２を
溶接によって固着する。
出射する際に光軸を合わせるために用いる、光学部品取
付具について、特に導体８側の光学部品取付具３２２の
詳細構造を図３を参照して説明する。ここで、フェルー
ルホルダＢはフェルールＡとはめあわせて取り付けられ
るとともに、スリーブＣにもはめあわせられている。さ
らにフェルールＡの先端は、反射光が光学系収納箱４に
入射しないように図示の如く斜めに形成されている。光
学系収納箱４とセンサー２の光軸を合致させるために
は、フェルールホルダＢとスリーブＣとを摺動して光軸
方向の調整を行い、取付部材４２とスリーブＣとを摺動
して光軸と直交方向の調整を行う。その後、フェルール
Ａ、フェルールホルダＢ、スリーブＣ、取付部材４２を
溶接によって固着する。
【００３２】ネジによって固着した場合には、異種部材
であるため、熱膨張によって歪みが発生し、あるいはズ
レが生ずるため、高精度を維持することが困難となる。
接着剤を用いた場合もやはり異種部材であるため、熱膨
張によって高精度の維持が困難となる。これに対し、溶
接固着は同種部材であるため、温度変化による精度低下
の影響を考慮する必要がない。
であるため、熱膨張によって歪みが発生し、あるいはズ
レが生ずるため、高精度を維持することが困難となる。
接着剤を用いた場合もやはり異種部材であるため、熱膨
張によって高精度の維持が困難となる。これに対し、溶
接固着は同種部材であるため、温度変化による精度低下
の影響を考慮する必要がない。
【００３３】次に、光源側の光学部品取付具３２１、す
なわち、Ｘ成分用受信ファイバー７２、Ｙ成分用受信フ
ァイバー７３の取付部について、図４を参照して説明す
る。ロッドホルダＤは、フェルールＡと屈折率分布形ロ
ッドレンズ３７を光軸を合致させた状態で組み合わさ
れ、取付部材４３に形成された穴に挿入されて、溶接に
よって固着されている。ただし、取付部材４３に形成さ
れた穴の直径はロッドホルダＤの直径より大きいため、
ロッドホルダＤを光軸に対して直交方向に摺動させるこ
とで、直交方向の光軸を合致することができる。また、
溶接固着するのは、やはり熱歪みによる精度低下の影響
を考慮したからである。その他、光学部品取付具３２
１、３２２に共通の効果として、光軸あわせを摺動によ
って行うことにより、部品点数を減少し、構造を単純化
することが可能となり、ひいては光計測装置全体の小型
軽量化が可能となる。
なわち、Ｘ成分用受信ファイバー７２、Ｙ成分用受信フ
ァイバー７３の取付部について、図４を参照して説明す
る。ロッドホルダＤは、フェルールＡと屈折率分布形ロ
ッドレンズ３７を光軸を合致させた状態で組み合わさ
れ、取付部材４３に形成された穴に挿入されて、溶接に
よって固着されている。ただし、取付部材４３に形成さ
れた穴の直径はロッドホルダＤの直径より大きいため、
ロッドホルダＤを光軸に対して直交方向に摺動させるこ
とで、直交方向の光軸を合致することができる。また、
溶接固着するのは、やはり熱歪みによる精度低下の影響
を考慮したからである。その他、光学部品取付具３２
１、３２２に共通の効果として、光軸あわせを摺動によ
って行うことにより、部品点数を減少し、構造を単純化
することが可能となり、ひいては光計測装置全体の小型
軽量化が可能となる。
【００３４】次に、本発明の他の実施形態について、図
５を参照して説明する。ここで、図２と同一部分には同
一符号を付し、説明は省略する。ここで、１３は、対向
する二つの面を相互に平行ならしめ菱形状に形成したガ
ラス状媒質である。また、ガラス状媒質１３上の面のう
ち、送信ファイバー７１に通ずる面及びＸ成分用受信フ
ァイバー７２に通ずる面には、反射光強度と透過光強度
の比率が１：１の部分反射面１３１が、センサー２に通
ずる面及びＹ成分用受信ファイバー７３に通ずる面に
は、反射防止面１３２が、その他の光路反射面には全反
射面１３３が、それぞれ形成されている。また、光学系
収納箱４は内面を黒色つや消し塗装等の反射散乱防止用
の表面処理を施してあり、更に、全ての接合部を気密あ
るいは水密構造として密閉してなることを特徴とする。
５を参照して説明する。ここで、図２と同一部分には同
一符号を付し、説明は省略する。ここで、１３は、対向
する二つの面を相互に平行ならしめ菱形状に形成したガ
ラス状媒質である。また、ガラス状媒質１３上の面のう
ち、送信ファイバー７１に通ずる面及びＸ成分用受信フ
ァイバー７２に通ずる面には、反射光強度と透過光強度
の比率が１：１の部分反射面１３１が、センサー２に通
ずる面及びＹ成分用受信ファイバー７３に通ずる面に
は、反射防止面１３２が、その他の光路反射面には全反
射面１３３が、それぞれ形成されている。また、光学系
収納箱４は内面を黒色つや消し塗装等の反射散乱防止用
の表面処理を施してあり、更に、全ての接合部を気密あ
るいは水密構造として密閉してなることを特徴とする。
【００３５】かかる構成においては、第一実施形態に示
すような反射鏡３６を二つ個別に設ける必要はなく、反
射面を形成したガラス状媒質１３を用いているため、部
品点数及び接着箇所を減ずることが可能となり、ひいて
は光変流器の小型化、精度向上化が可能となる。また光
学系収納箱４の内面を黒色つや消し塗装等の反射散乱防
止用表面処理を施すことにより、迷光による測定精度の
低下を防止することができる。また、本実施形態では、
薄板状に形成した反射鏡等を個別に介在する必要がない
ため、光学系収納箱４は、単一の取付部材４４で構成す
ることができる。
すような反射鏡３６を二つ個別に設ける必要はなく、反
射面を形成したガラス状媒質１３を用いているため、部
品点数及び接着箇所を減ずることが可能となり、ひいて
は光変流器の小型化、精度向上化が可能となる。また光
学系収納箱４の内面を黒色つや消し塗装等の反射散乱防
止用表面処理を施すことにより、迷光による測定精度の
低下を防止することができる。また、本実施形態では、
薄板状に形成した反射鏡等を個別に介在する必要がない
ため、光学系収納箱４は、単一の取付部材４４で構成す
ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上本発明においては、周囲温度の変化
に対しても精度を損なうことなくなおかつ小型軽量可能
な光計測装置及びその製造方法を得ることが可能とな
る。
に対しても精度を損なうことなくなおかつ小型軽量可能
な光計測装置及びその製造方法を得ることが可能とな
る。
【図１】本発明を光ファイバー型のセンサーに適用した
場合の概略構成を示す全体構造図。
場合の概略構成を示す全体構造図。
【図２】本発明の一実施形態の光学系収納箱の詳細断面
を示す全体構造図。
を示す全体構造図。
【図３】図２に示した光学系収納箱のうち、導体側に取
り付けた光学部品取付具の詳細を示す断面構造図。
り付けた光学部品取付具の詳細を示す断面構造図。
【図４】図２に示した光学系収納箱のうち、光源側に取
り付けた光学部品取付具の詳細を示す断面構造図。
り付けた光学部品取付具の詳細を示す断面構造図。
【図５】本発明の他の実施形態の光学系収納箱の詳細断
面を示す全体構造図。
面を示す全体構造図。
【図６】従来のＧＩＳ用光変流器の概略構成を示す断面
構造図。
構造図。
１…光源、４…光学系収納箱、８…導体、１３…ガラス
状透明媒質、３３…凸レンズ、３４…偏光子、３５…検
光子、３６…反射鏡、３７…屈折率分布型ロッドレン
ズ、４１、４２、４３…取付部材。
状透明媒質、３３…凸レンズ、３４…偏光子、３５…検
光子、３６…反射鏡、３７…屈折率分布型ロッドレン
ズ、４１、４２、４３…取付部材。
Claims (10)
- 【請求項１】光源から入射した光を直線偏光に変換し、
通電導体近傍を通過させることにより旋回した前記直線
偏光を、直交成分にベクトル分解して旋回角を求めるこ
とにより通電電流値を求める電流計測装置において、光
源からの入射光を直線偏光に変換する偏光部と、旋回し
た直線偏光を直交成分に分解する検光部と、を収納する
光学系収納箱は、複数からなる同一部材で外函を構成す
ることを特徴とする電流計測装置。 - 【請求項２】光源から入射した光を直線偏光に変換し、
通電導体近傍を通過させることにより旋回した前記直線
偏光を、直交成分にベクトル分解して旋回角を求めるこ
とにより通電電流値を求める電流計測装置において、光
源からの入射光を直線偏光に変換する偏光部と、旋回し
た直線偏光を直交成分に分解する検光部と、を収納する
光学系収納箱は、３つの同一部材で外函を構成し、相互
の部材間は薄板状に形成した偏光子及び検光子並びに反
射鏡を介して接着したことを特徴とする電流計測装置。 - 【請求項３】前記偏光子は光源から入射した光を受光す
る位置に配置されかつ導体側の面がハーフミラーとして
構成され、前記偏光子より偏光方位が４５度に設定され
かつ導体側の面がハーフミラーとして構成された第１の
検光子と、前記偏光子より偏光方位が４５度に設定され
かつ前記第１の検光子より偏光方位が９０度に設定され
た第２の検光子と、を前記反射鏡を介して光路が連通す
るべく配置されたことを特徴とする請求項２記載の電流
計測装置。 - 【請求項４】前記偏光子及び検光子より光源側のレンズ
には屈折率分布型のロッド形状レンズを用いることを特
徴とする請求項２記載の電流計測装置。 - 【請求項５】前記偏光子及び検光子よりも導体側のレン
ズには歪を除去した凸レンズをゴム状接着剤で固着した
ものを用いることを特徴とする請求項２記載の電流計測
装置。 - 【請求項６】前記偏光子及び検光子はガラス中に金属微
粒子を多数の平行線状に配列したワイヤグリッド型偏光
素子であることを特徴とする請求項２記載の電流計測装
置。 - 【請求項７】光源から入射した光を直線偏光に変換し、
通電導体近傍を通過させることにより旋回した前記直線
偏光を、直交成分にベクトル分解して旋回角を求めるこ
とにより通電電流値を求める電流計測装置において、光
源からの入射光を直線偏光に変換する偏光部と、旋回し
た直線偏光を直交成分に分解する検光部と、を収納する
光学系収納箱には、光源から入射した光を受光する位置
及び第一の受信ファイバーに通ずる位置の導体側の面が
ハーフミラーとして形成され、その他の反射面には鏡面
加工が施してなるガラス状媒質が封入され光路が構成さ
れるとともに、前記光学系収納箱の内面には反射錯乱防
止用の表面処理が施してなることを特徴とする電流計測
装置。 - 【請求項８】光源から入射した光を直線偏光に変換し、
通電導体近傍を通過させることにより旋回した前記直線
偏光を、直交成分にベクトル分解して旋回角を求めるこ
とにより通電電流値を求める電流計測装置において、光
源からの入射光を直線偏光に変換する偏光部と、旋回し
た直線偏光を直交成分に分解する検光部と、を収納する
光学系収納箱に光ファイバーを固着する際に、光軸を合
わせた後固着する光学部品取付具を溶接によって固着す
ることを特徴とする電流計測装置の製造方法。 - 【請求項９】前記光学部品取付具のうち、導体側のもの
は、光軸方向及び光軸に直角な方向に摺動可能とするこ
とにより光軸合わせをすることを特徴とする請求項８記
載の電流計測装置の製造方法。 - 【請求項１０】前記光学部品取付具のうち、光源側のも
のは、光軸に直角な方向に摺動可能とすることにより光
軸合わせをすることを特徴とする請求項８記載の電流計
測装置の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20573196A JP3544069B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 光計測装置及びその製造方法 |
| CN97115145.8A CN1082665C (zh) | 1996-08-05 | 1997-07-30 | 光计测装置及其制造方法 |
| DE69738789T DE69738789D1 (de) | 1996-08-05 | 1997-08-01 | Optische Strommessung |
| EP97305826A EP0823638B1 (en) | 1996-08-05 | 1997-08-01 | Optical current measurement |
| KR1019970037141A KR19980018335A (ko) | 1996-08-05 | 1997-08-02 | 광계측장치 및 그 제조방법 |
| US08/906,335 US5933238A (en) | 1996-08-05 | 1997-08-05 | Optical current measurement device and method of manufacturing it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20573196A JP3544069B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 光計測装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048263A true JPH1048263A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3544069B2 JP3544069B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=16511744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20573196A Expired - Fee Related JP3544069B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 光計測装置及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5933238A (ja) |
| EP (1) | EP0823638B1 (ja) |
| JP (1) | JP3544069B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980018335A (ja) |
| CN (1) | CN1082665C (ja) |
| DE (1) | DE69738789D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2820593B1 (fr) * | 2001-02-02 | 2003-05-23 | Schlumberger Services Petrol | Chemin optique |
| JP4889885B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2012-03-07 | 株式会社リコー | 半導体集積回路 |
| US8488244B1 (en) * | 2010-07-12 | 2013-07-16 | Alliance Fiber Optic Products, Inc. | Ultra compact optical multiplexer or demultiplexer |
| CN102650823A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-08-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 具有偏振能力的彩色滤光片及其制作方法 |
| US10852482B1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | Alliance Fiber Optic Products, Inc. | Precision TFF POSA and WDM systems using parallel fiber interface devices |
| CN113252961A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-13 | 哈尔滨工业大学 | 抑制线性双折射的全光纤电流互感器传感头 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3364239D1 (en) * | 1982-03-08 | 1986-07-31 | Hitachi Ltd | Apparatus for optically measuring a current |
| FR2613839B1 (fr) * | 1987-04-10 | 1990-11-16 | Alsthom | Procede de mise a jour du facteur d'echelle d'un appareil de mesure d'intensite d'un courant electrique alternatif par effet faraday |
| DK108691D0 (da) * | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Allan Goettsche | Maaling af induceret dobbeltbrydning |
| FR2686423B1 (fr) * | 1992-01-22 | 1996-12-13 | Balteau France | Boitier polarimetrique de mesure de l'angle de faraday. |
| DE4312183A1 (de) * | 1993-04-14 | 1994-10-20 | Siemens Ag | Optisches Meßverfahren zum Messen eines elektrischen Wechselstromes mit Temperaturkompensation und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JPH0843450A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Toshiba Corp | 光変流器 |
| JPH0980266A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-28 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザモジュール |
| JP3488565B2 (ja) * | 1996-01-22 | 2004-01-19 | 株式会社東芝 | 光応用測定装置とその製造方法 |
-
1996
- 1996-08-05 JP JP20573196A patent/JP3544069B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-30 CN CN97115145.8A patent/CN1082665C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-01 EP EP97305826A patent/EP0823638B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-01 DE DE69738789T patent/DE69738789D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-02 KR KR1019970037141A patent/KR19980018335A/ko not_active Ceased
- 1997-08-05 US US08/906,335 patent/US5933238A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| DE69738789D1 (de) | 2008-08-07 |
| EP0823638B1 (en) | 2008-06-25 |
| CN1174325A (zh) | 1998-02-25 |
| CN1082665C (zh) | 2002-04-10 |
| US5933238A (en) | 1999-08-03 |
| EP0823638A2 (en) | 1998-02-11 |
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