CN100334454C - 电流测量装置 - Google Patents

Abstract

一种电流测量装置包括电流检测器(10)和光电转换器(20)。所述检测器(10)提供有光纤传感器(11)，它被安装来围绕导体(30)的外表面，并且传感器(11)被提供在其一个端侧并且具有反射膜(12)，以便在其端实现反射。电流检测器(10)包括第一法拉第元件(13)、光透射双折射元件(14)、第一光纤(15)、第二光纤(16)和透镜(17)。法拉第元件将入射光的偏振面旋转大约22.5度。双折射元件(14)具有下述功能：将来自传感器(11)的输出光分离为彼此正交的寻常光线L₁和异常光线L₂，并且发送从光源发出的线偏振光L₀。透镜(17)被布置在元件(13)和双折射元件(14)之间，并且图像形成点被设置在传感器(11)的入射端(11a)和在第一光纤(15)的一个端面(15a)的芯。因此，减少了构成元件的数量从而减小所述装置的大小。

Description

电流测量装置

技术领域

本发明涉及一种使用法拉第效应的电流测量装置。具体上，本发明涉及使用反射型或透射型光纤传感器的电流测量装置。

背景技术

公知一种使用法拉第效应的电流测量装置，通过法拉第效应，由于磁场的作用而导致光的偏振面旋转。作为这种类型的电流测量装置的示例，在日本专利申请公开第H10-319051号和日本专利申请公开第2000-292459号中公开了反射型电流测量装置。

这种类型的电流测量装置的优点在于，它不受电磁噪音的影响，并且仅仅检测流过被围绕光纤的导体的一部分的电流，而且不受在光纤外部的导体的一部分中的电流影响。因此，已经提出使用这种类型的电流测量装置来用于气体绝缘开关，或用于识别短路或接地故障发生部分、监控由于新的市场加入者而导致的电力供求的变化，或实现有效的分配以匹配供求。

在上述专利文件中公开的反射型电流测量装置中，光纤传感器延伸或环绕要测量的电流流过的导体。对于射入光纤传感器的一端并且在光纤传感器的相对端被反射的线偏振光在要测量的电流的磁场下的、法拉第旋转的角度进行测量。

图11示出了传统的反射型电流测量装置的必要部分。这种电流测量装置包括延伸或环绕要测量的电流流过的导体1的反射型光纤传感器2。

能够磁饱和的光透射铁磁体法拉第元件3被布置在光纤传感器2的输入端的一侧。铁磁体法拉第元件3被适配来将线偏振光的偏振面旋转通过22.5度。光透射双折射件4被布置在铁磁体法拉第元件3的前端的一侧。光透射双折射件4被适配来将从光纤传感器2发射的光分离为彼此正交的寻常光线和特别光线，并且将这些光线引导向光接收元件。

但是，这种电流测量装置在技术上是有缺点的，如下所述。

当上述专利文件的电流测量装置被实际用于测量时，必须在光纤的芯部分将光会聚。因此，例如，如图11所示，多个透镜7被独立地布置在光纤传感器2和铁磁体法拉第元件3之间的区域中以及在双折射件4和光纤5之间的区域中以用于向双折射件4引入线偏振光，或者在双折射件4和光纤6之间的区域中以用于在分离后引导特别光线。

但是，使用这种配置，在从双折射件4出现的寻常光线和特别光线之间的相隔距离较窄，因此很难在双折射件4和光纤5和6并列地提供两个透镜7。

如果足够地提高相隔距离以容纳透镜7，则因为所述相隔距离和双折射件4的厚度彼此成比例，因此双折射件4的厚度变大，所以所述电流测量装置的整体结构变大。

而且，图11所示的结构需要大量的部件，这使得结构复杂化。将透镜7和光纤对齐是耗时的，并且需要大量的操作来进行组配，这导致制造的高成本。

在日本专利申请公开第H10-319051号的装置中，在电流检测单元中布置了由单轴双折射的水晶构成的平面平行板。但是，这种装置的结构不允许组配操作，以便保持光纤5和光纤6的偏振相对于彼此固定以形成组件，并且被连接到透镜。因此，必须独立地固定每个光纤。因此，对于每个光纤，需要对应于固定件的体积的空间和用于组配操作的空间。因此，在保持光纤5和光纤6的偏振之间的距离变大，所以电流检测单元变大。

作为对策，考虑在图12中所示的布置。在这种布置中，罗歇棱镜4a被用作双折射件，并且单个透镜9被布置在罗歇棱镜4a与光纤5和6之间。

而且，可以如图13所示进行布置，其中由单轴双折射水晶构成的楔形棱镜4b被用作双折射件，并且在楔形棱镜4b与光纤5和6之间提供单个透镜9。在图12和13中所示的任何一种布置中，可以实现部件数量的减少。

但是，在这些布置中，从罗歇棱镜4a或楔形棱镜4b出现的寻常光线和特别光线的各自的光路不平行。当普通和特别光线在这种状态线进入透镜9时，必须在通过透镜9之后使得寻常光线和特别光线平行。因此，透镜9的结构变得复杂，并且需要细致的调整，因此使得难于获得期望的效果。

另一方面，在日本专利申请公开第2000-292459号中，通过经由单个光纤连接电流检测单元和光电转换器来在结构上简化所述电流测量装置。但是，不可能补偿由于被布置在所述电流检测单元中的22.5度的法拉第元件的温度特性导致的电流的测量值的改变。即，光被光电转换器在下述状态下接收：所述状态使得通过法拉第效应获得的、在电流检测光纤中的线偏振光的旋转角度与在22.5度法拉第元件中的光的偏振面的旋转角中的、由温度引起的变化相结合。因此，在22.5度法拉第元件中的光的偏振面的旋转角中的、由温度引起的变化不能与由法拉第效应产生的旋转分离。因此，没有手段来提供下述的便宜的电流测量装置：它包括小尺寸的电流检测单元，并且有效地接收从电流检测单元发出的要被测量的光，同时补偿由于22.5度法拉第元件的温度特征而导致的电流的测量值的变化。

接着，参见图14，进行说明传统的透射型电流测量装置。在透射型电流测量装置中，光纤传感器200被延伸或环绕要测量的电流流过的导体。光纤传感器200的一端连接到薄型偏振器202，并且光纤传感器200的另一端连接到偏振光分光单元204。偏振器202接收从光源(未示出)发出的随机光，并且向光纤传感器200仅仅发送包括在同一方向中振荡的波形的线偏振光。线偏振光当通过光纤传感器200时受到由要被测量的电流产生的磁场的作用，所述线偏振光的偏振面通过与磁场的幅度成比例的预定角度旋转。在这种状态下的线偏振光是从光纤传感器200的另一端发送的，并且进入偏振光分光单元204，其中线偏振光被分为寻常光线和异常光线。所述寻常光线被输出到第一光纤206，所述异常光线被输出到第二光纤208。来自第一光纤206的寻常光线和来自第二光纤208的异常光线被输出到光电转换器(未示出)。在所述光电转换器中，寻常光线和异常光线分别被转换为电值，它们继而被供给信号处理电路(未示出)。基于这些电值，确定法拉第旋转的角度，并且最终确定要测量的电流的幅度。

偏振光分光单元204包括：双折射件210，用于将线偏振光分离为寻常光线和异常光线；透镜212，用于将从光纤传感器200的输出端发出的线偏振光引导到双折射件210；透镜214，用于将从双折射件210发出的寻常光线引导到第一光纤206；光路偏移棱镜216和透镜218，用于将从双折射件210发出的异常光线引导到第二光纤208。偏振器202的晶轴和双折射件210的晶轴在角度上被布置在彼此相对45度，以便双折射件210能够将来自光纤传感器200的线偏振光分离为彼此正交的寻常光线和异常光线。

因此，在透射型光线传感器中，需要在双折射件210和光纤传感器206和208之间提供两个透镜214和218。当使得相隔距离大时，也需要光路偏移棱镜216。结果，电流测量装置的整体结构较大。

已经考虑到上述的缺点而提出了本发明。本发明的目的是提供一种电流测量装置，它由于减少部件数量而降低了大小，并且它可以容易地被组配。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种电流测量装置，包括：光纤传感器，它延伸或环绕要测量的电流流过的导体，从光源发出并且通过光纤传感器传播的线偏振光具有在由要测量的电流产生的磁场下旋转的偏振面；光电转换器，用于在线偏振光离开光纤传感器后将线偏振光的偏振面的旋转角度转换为电值；在光纤传感器和光电转换器之间布置的光电电路(photocircuit)。所述光电电路包括双折射件，它具有晶轴，并且被布置使得从光纤传感器发出的线偏振光当它沿着与包括所述晶轴和一个光轴的平面正交的平面入射时在所述光轴上透射通过所述双折射件，同时所述线偏振光当它沿着包括所述晶轴和光轴的平面入射时与所述光轴分离地透射和与所述光轴平行地离开所述双折射件。所述电流测量装置还包括：保持彼此平行的多个光纤，彼此平行地输出的寻常光线和异常光线进入所述光纤，用于从光电电路的双折射件向光电转换器发送寻常光线，同时从所述光电电路的双折射件向光电转换器发送异常光线；保持装置，被适配来保持多个光纤，并且在其间形成预定大小的间隙，所述多个光纤具有一端和一个相对端，所述多个光纤的一端被布置在所述双折射件的附近，所述相对端连接到光电转换器。

在上述布置的电流测量装置中，可以通过在所述双折射件附近提供的每个光纤的一端被引入到所述每个光纤的芯部分。因此，与传统的技术相反，不必在每个光纤的一端和双折射件之间提供一个透镜，因此可以使用至少一个透镜向光纤引入光。因此，可以实现电流测量装置的尺寸的减小。

本发明也提供了一种电流测量装置，包括：光纤传感器，它延伸或围绕要测量的电流流过的导体，并且被适配来检测从光源发出并且通过所述光纤传感器传播的线偏振光在要测量的电流的磁场下的、法拉第旋转的角度；光电转换器，用于将由光纤传感器检测的法拉第旋转角度转换为电值；光电电路，它被布置在光纤传感器和光电转换器之间。所述光电电路包括：法拉第元件，它被布置在光纤传感器的输入端的附近，并且被适配来将线偏振光的偏振面旋转预定角度；光透射双折射件，它被布置在法拉第元件的光电转换器侧，并且被适配来将从光纤传感器发出的光分离为彼此正交的寻常光线和异常光线。所述电流测量装置还包括：第一光纤，用于将线偏振光引导到双折射件，同时向光电转换器发送从双折射件出现的寻常光线；第二光纤，用于向光电转换器发送从双折射件出现的异常光线。所述光电电路还包括透镜系统，它被布置在光纤传感器的输入端和双折射件之间，其焦点被形成在光纤传感器的端面的芯部分和第一光纤的端面的芯部分。

利用这种布置，被布置在光纤传感器的输入端和双折射件之间的、所述透镜系统的焦点被形成在光纤传感器的端面的芯部分和第一光纤的端面的芯部分，用于将线偏振光引导到双折射件，同时从双折射件向光电转换器发送寻常光线。因此，仅仅需要一个透镜系统，因此可以减少部件的数量和光电电路的大小。而且，对齐操作变得容易。

而且，在其中在双折射件与第一和第二光纤之间不提供透镜的布置中，如果降低双折射件的厚度，并且因此降低在寻常光线和异常光线之间的相隔距离，则在第一光纤和第二光纤之间的距离可以与所述相隔距离匹配。因此，可以通过降低双折射件的厚度来进一步降低光电电路的大小。

在所述电流测量装置中，可以在双折射件和法拉第元件之间或在法拉第元件和光纤传感器之间布置透镜系统。

双折射件可以包括由从下述组中选择的一种材料制成的平面平行板：所述组包括金红石、钇原钒酸盐、铌酸锂和方解石。

第一和第二光纤可以被保持彼此平行，并且在其间通过诸如两芯套圈的间隙保持件而形成预定大小的间隙。在这种情况下，在第一和第二光纤之间的间隙的大小可以与在寻常光线和异常光线之间的相隔距离匹配，所述相隔距离是根据由平面平行板形成的双折射件的厚度和材料来确定的。

附图说明

图1是按照本发明的第一实施例的电流测量装置的整体结构的说明视图。

图2是图1的必要部分的放大图。

图3是按照本发明的第二实施例的电流测量装置的必要部分的放大图。

图4是按照本发明的第三实施例的电流测量装置的整体结构的说明视图。

图5是按照本发明的第四实施例的电流测量装置的整体结构的说明视图。

图6是按照本发明的第五实施例的电流测量装置的整体结构的说明视图。

图7是按照本发明的第七实施例的电流测量装置的整体结构的说明视图。

图8(a)是按照本发明的第七实施例的电流测量装置的整体结构的说明视图。

图8(b)是按照本发明的第七实施例的电流测量装置的必要部分的放大图。

图9是按照本发明的第八实施例的电流测量装置的必要部分的放大图。

图10是用于说明在本发明的一个实施例中的透镜的布置的示意图；

图11是传统的电流测量装置的必要部分的说明视图。

图12是图11所示的电流测量装置的一种改进布置的必要部分的说明视图。

图13是图11所示的电流测量装置的另一种改进布置的必要部分的说明视图。

图14是传统的透射型电流测量装置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。图1和2示出了按照本发明的第一实施例的电流测量装置。图1和2所示的电流测量装置包括反射型光纤传感器11、光电电路10和光电转换器20。

光纤传感器11被延伸或围绕要测量的电流I流过的导体30。光纤传感器11包括火石玻璃光纤或石英玻璃光纤，入射的线偏振光L₀或反射的线偏振光L_R通过它来传播。在光纤传感器11的一端提供作为反射件的反射膜12，以便反射已经在围绕导体30的光路中传播的线偏振光L₀。虽然在这个实施例中提供了反射膜12，但是这不限定本发明。可以使用各种元件来作为反射件，只要它们能够反射线偏振光。例如，可以使用反射镜，它包括相对于光具有低吸收率和高反射率的金属，诸如金、银、铜、铬或铝，所述反射镜或者包括相对于光具有低吸收率和高反射率的多层膜。

光电电路10是这样的电路，它用于向光纤传感器11输入线偏振光来作为寻常光线或异常光线的任何一个，并且用于将被由电流I产生的磁场H影响的线偏振光分为寻常光线和异常光线，以便使得能够检测从光纤传感器11输出的线偏振光的偏振面的法拉第旋转的角度。光电电路10包括第一法拉第元件13、双折射件14、第一光纤15、第二光纤16和透镜17。

应当注意，光电电路10和光纤传感器11提供电流检测单元，用于检测法拉第旋转的角度，其中在由电流I产生的磁场H的影响下，旋转通过光纤传感器传播的线偏振光L₀、L_R的偏振方向。

第一法拉第元件13对光是透明的，并且被磁铁13a环绕。它被提供在光纤传感器11的输入端11a的附近，并且将入射的线偏振光L₀或反射的线偏振光L_R的偏振面旋转22.5度。因此，如果没有电流I的影响，已经进入第一法拉第元件13的线偏振光L₀的偏振面和已经通过第一法拉第元件13的反射的线偏振光L_R的偏振面在角度上彼此相差45度。线偏振光的偏振面因此旋转45度，以便使得反射的线偏振光L_R能够在双折射件14中被划分为寻常光线和异常光线。根据这些光线来确定法拉第旋转的角度，并且从法拉第旋转的角度来计算电流I的幅度。在后述的透射型光纤传感器中，不必提供用于22.5度旋转的法拉第元件，因为可以通过在光纤传感器的输入端提供偏振器和在光纤传感器的输出端提供双折射件(也称为分析器)来获得与由22.5度旋转法拉第元件获得的相同效果，其中分析器的晶轴与偏振器的晶轴相差45度。另一方面，在这个实施例中使用的反射型光纤传感器中，提供了第一法拉第元件13，用于22.5度旋转线偏振光的偏振面，以便在从双折射件14出现的线偏振光的偏振面和返回到双折射件14的反射线偏振光的偏振面之间出现45度的角位移。

为了根据寻常光线和异常光线来确定法拉第旋转的角度、并且容易和准确地从法拉第旋转的角度计算电流，在没有要测量的电流的磁场的情况下，在从双折射件14出现的线偏振光的偏振面和返回到双折射件14的反射线偏振光的偏振面之间的角度差最好是45度。但是，这不限定本发明。设置用于22.5度旋转的第一法拉第元件13的目的是获得要测量的电流的最大范围。如果要测量的电路的范围较窄，电流测量装置仍然工作。因此，第一法拉第元件13可以被适配来将偏振面旋转小于或大于22.5度的角。

双折射件14对于光是透明的，并且被提供在第一法拉第元件13的光电转换器20侧。双折射件14包括这样一个双折射件，它具有晶轴使得寻常光线和异常光线彼此平行地离开双折射件14。所述双折射件14用于当线偏振光沿着与包括晶轴和光轴的平面正交的平面入射时在光轴上发送线偏振光。当线偏振光沿着包括晶轴和光轴的平面入射在双折射件14上时，线偏振光与光轴分离地被发送，并且与光轴平行地离开双折射件14。当线偏振光沿着除了上述两个正交平面以外的平面入射时，光的强度被划分为向量分量；在光轴上发送寻常光线，并且异常光线与光轴分离并且与光轴平行地离开。因此，双折射件14将从光纤传感器11发出的光分为彼此正交的寻常光线L₁和异常光线L₂，并且通过从下述的光源发出的线偏振光L₀。

双折射件14由从下组中选择的材料制成，所述组包括具有下表中指示的属性的双折射晶体，即金红石、钇原钒酸盐、铌酸锂和方解石。

所选择的材料形成具有预定厚度 t和具有两个彼此平行的相对表面的平板，由此获得双折射件14。双折射件14以下述方式来布置：所述方式使得平板表面之一面向第一光纤15和第二光纤16的端面，并且另一个表面面向透镜17。

在如此布置的双折射件14中，入射在双折射件14的一个平面表面上的反射线偏振光L_R被分为寻常光线L₁和异常光线L₂，它们然后从彼此平行的、具有预定相隔距离 d的、双折射件14的另一个平面表面出现。

双折射晶体的属性

双折射晶体		TiO2金红石	YVO4钇原钒酸盐	LiNbO3铌酸锂	CaCO3方解石
						热膨胀系数(/℃)	c轴	9.19×10-6	11.37×10-6	16.7×10-6	5.68×10-6
a轴	7.14×10-6	4.43×10-6	7.0×10-6	24.39×10-6
					折射率@1.55μm		no	2.452	1.938	2.219	1.6629
ne	2.709	2.138	2.14	1.4885
						双折射@1.55μm		-0.257	-0.2	0.079	0.1744
水晶结构		正单轴晶体	正单轴晶体	负单轴晶体	负单轴晶体
						莫氏硬度		6.5	5	5	3
环境阻抗		满意	满意	满意	溶解属性
						在晶轴和入射光束之间的角度(°)，其中在寻常光线和异常光线之间的最大相隔距离被获得		47.8	47.8	44	41.9
当晶体的厚度 t(毫米)是1时的光束相隔距离(毫米)
								0.099841	0.098372	0.036259	0.111021

第一光纤15包括偏振保持光纤，并且被布置使得在第一光纤15的一端的端面15a位于双折射件14附近。即，端面15a可以被布置在与双折射件14短距离处或与双折射件14接触。结果，第一光纤15被使能来在向光电转换器20输出从双折射件14发出的寻常光线L₁的同时向双折射件14发出线偏振光L₀。

第二光纤16包括传统的单模光纤、多模光纤或偏振保持光纤。使用与在第一光纤15的情况实质相同的方式，在第二光纤16的一端的端面16a被布置在双折射件14附近。即，端面16a可以被布置在与双折射件14短距离处和与双折射件14接触。因此，第二光纤16被使能来向光电转换器20发出从双折射件14发出的异常光线L₂。

在这个实施例中，第一光纤15和第二光纤16被双芯套管18固定，以便在其间形成预定大小L的间隙。在第一光纤15和第二光纤16的一端的端面15a和端面16a互相对齐。

根据包括平面平行板的双折射件14的厚度 t和所选择的材料的属性来确定间隙的预定大小L。即，对于在表1中所示的双折射晶体，按照下面的公式(d＝L)来确定在寻常光线L₁和异常光纤L₂之间的相隔距离 d。

d＝t×(nn-no)/λ

其中， $\mathrm{nn}=\sqrt{\frac{{\mathrm{ne}}^2\·{\mathrm{no}}^2}{{\mathrm{ne}}^2\·{\cos }^2\mathrm{\α}+{\mathrm{no}}^2\·{\sin }^2\mathrm{\α}}}$

d：在寻常光线L₁和异常光线L₂之间的相隔距离

t：双折射件14的厚度

no：双折射件14的寻常光折射率

ne：双折射件14的异常光折射率

α：由入射角和双折射件14的晶体光轴形成的角度

λ：光波长

在由平面平行板形成的双折射件14中，从双折射件14出现的寻常光线L₁和异常光线L₂彼此平行。因此，当确定相隔距离 d时，通过将间隙的预定大小L与相隔距离 d匹配，使得寻常光线和异常光线能够被引入第一光纤15和第二光纤16各自的芯部分中。

对于双芯套管18，具有125微米间隙的标准设计的双芯套管是可以通过商业方式获得的。可以通过设置双折射件14的厚度来使用这样的标准套管，以便相隔距离 d匹配这个间隙，这在经济上是有益的。

将第一光纤15和第二光纤16保持在其间形成预定大小的间隙的手段不限于双芯套管18。例如，可以使用具有两个平行V形槽的夹紧型间隙保持件，其中第一光纤15和第二光纤16通过插入V形槽中被定位。

在这个实施例中，透镜17是单透镜。它被布置在第一法拉第元件13和双折射件14之间，并且如图2所示，在光纤传感器11的输入端11a和第一光纤15的端面15a的芯部分形成焦点A和B。

在这个实施例中，光纤传感器11的输入端11a和第一光纤15的端面15a是分别与光纤传感器11和第一光纤15的光轴正交的垂直定位(verticallyoriented)的表面。透镜17的每个焦点被基本形成在每个光纤的芯部分的中心。

光电转换器20包括光源21、透镜22、偏振分离棱镜23、第一和第二光电转换器元件24和25、第二法拉第元件26。

光源21包括例如半导体激光器，并且发出具有预定波长λ的光。透镜22被定位在光源21的前面，并且收集从光源21发出的光。由透镜22收集的光进入偏振分离棱镜23。

偏振分离棱镜23发送和偏振来自光源21的光，同时将来自第一光纤15的寻常光线反射到第一光电转换器元件24。

第一光电转换器元件24和第二光电转换器元件25每个包括光电二极管，它接收光和将其转换为电信号。第二法拉第元件26被定位在偏振分离棱镜23前面，并且将入射的线偏振光旋转45度。用于45度旋转线偏振光的第二法拉第元件26被提供，以便引起在正向传播的线偏振光的偏振面和反向传播的反射的线偏振光的偏振面之间的90度位移，因此使得反向传播的线偏振光能够在偏振分离棱镜23被折射，并且全部入射到第一光电转换器元件24中。

第一光纤15的另一端15b被定位在其附近的第二法拉第元件26的前面。第二光电转换器元件25被适配来从第二光纤16接收光。

在如上所述布置的电流测量装置中，从光源21发出的光穿过透镜22和偏振分离棱镜23，并且进入第二法拉第元件26，其中光的偏振面被旋转45度。然后，光作为线偏振光L₀从第二法拉第元件26发出。线偏振光L₀传播通过第一光纤15，双折射件14、透镜17和第一法拉第元件13，并且到达光纤传感器11的输入端11a。光通过输入端11a被入射到光纤传感器11中。当线偏振光L₀通过双折射件14时，其偏振面沿着与包括双折射件14的晶轴和光轴的平面正交的平面入射。因此，线偏振光L₀通过双折射件14在光轴上传播。

已经通过透镜17的线偏振光L₀进入第一法拉第元件13，其中偏振面旋转22.5度。此时的偏振状态被指示为L₀′。已经进入光纤传感器11的线偏振光L₀′通过光纤传感器11传播，并且到达光纤传感器11的另一端。光被反射膜12反射，并且作为反射的线偏振光L_R返回输入端11a。

光纤传感器11被延伸或围绕要测量的电流I流过的导体30。因此，当通过光纤传感器11传播时的线偏振光L₀′或反射的线偏振光L_R的平面受到电流引起的磁场的影响，并且对应于电流I的幅度而旋转一个角度。

从输入端11a发出的反射线偏振光L_R通过第一法拉第元件13。在这种情况下，偏振面相对于L₀′进一步旋转22.5度，并且通过透镜17和进入双折射件14。

入射在双折射件14上的反射的线偏振光L_R的偏振面与线偏振光L₀的偏振面在角度上位移45度+α度(α度是由要测量的电流影响的角度)。因此，在双折射件14中，反射的线偏振光L_R被分为彼此正交的寻常光线L₁和异常光线L₂。寻常光线L₁沿着与包括双折射件14的晶轴和光轴的平面正交的平面离开双折射件14。异常光线L₂在与光轴分离后离开双折射件14。寻常光线L₁通过第一光纤15传播，并且被第一光电转换器元件24接收，其中光被转换为电信号。异常光线L₂通过第二光纤16传播，并且被第二光电转换器元件25接收，其中光被转换为电信号。

由第一光电转换器元件24和第二光电转换器元件25获得的电信号被输出到逻辑电路，诸如在例如1996年公布的一篇技术论文[IEEJ会报(DenkiGakkai Ronbunshi)B，第116卷、第一号，93-103]中公开的逻辑电路。该逻辑电路进行预定的计算以因此确定要测量的电流I的幅度。

如果由第一法拉第元件13引起的偏振面的旋转角度没有温度依赖性，则在双折射件14上分离的寻常光线L₁和异常光线L₂之间的平均强度比率是1∶1。

但是，本发明人已经发现，由第一法拉第元件13引起的偏振面的旋转角度具有温度依赖性。因此，如果不考虑温度依赖性，则出现测量误差。因此，在这种实施例中，对于由第一光电转换器元件24和第二光电转换器元件25获得的两个电信号的每个计算调制度(交流分量/直流分量)的平均值。

利用这种计算，有可能补偿由于第一法拉第元件13的温度特征而导致的在偏振面的旋转角度中的变化。因此，有可能有效地接收从光电电路10发出的要测量的光，同时进行精确的测量。

在如上所述布置的电流测量装置中，仅仅在第一法拉第元件13和双折射件14之间的提供了单个透镜17，因为可以分别在光纤传感器11的端面芯部分和在第一光纤15的端面芯部分形成透镜17的焦点，第一光纤15向双折射件14输出线偏振光L₀，并且同时从双折射件14向光电转换器20输出寻常光线L₁。因此，可以实现减少光电电路10的部件的数量和光电电路10的大小。而且，可以容易地进行光学调准。

而且，不必在双折射件14和第一和第二光纤15和16之间提供透镜。即使当双折射件14变薄并且在寻常光线L₁和异常光线L₂之间的相隔距离 d被降低时，在第一光纤15和第二光纤16之间的间隙的大小L可以被匹配到相隔距离 d。因此，与传统的系统相反，通过将双折射件14变薄不会遇到问题，并且可以在大小上进一步降低电流测量装置。

图3示出了按照本发明的第二实施例的电流测量装置。与上述实施例中那些部分相同或对应的部分被指定与在上述实施例中使用的相同的附图标号，其说明被省略。在下面的说明中，仅仅第二实施例的有特性的特征被详细说明。

在图3的实施例中，像在上述实施例中一样，光电电路10包括第一法拉第元件13、光透射双折射件14、第一光纤15和第二光纤16。

透镜系统19被放入在双折射件14和第一法拉第元件13之间。透镜系统19包括两个透镜19a和19b，它们以预定的相间关系彼此相对。

一个透镜19a被布置使得其焦点A被形成在第一光纤15的端面15a的芯部分。另一个透镜19b被布置使得其焦点B被形成在光纤传感器11的入射表面11a的芯部分。

在透镜19a和透镜19b之间的距离被确定，以便在透镜19a和19b之间的光形成平行的光线。

在第二实施例中，透镜的数量与第一实施例相比较增加了一个。但是，可以使用具有简单结构的准直透镜来作为透镜19a和19b。因此，每个透镜的大小可以很小，因此可以降低电流测量装置的整体结构的大小。

通过使用透镜系统19，光纤11和15的每个的模场和空间传播的光可以匹配，因此降低了插入损耗。

图4示出了按照本发明的第三实施例的电流测量装置。与上述实施例中那些部分相同或对应的部分被指定与在上述实施例中使用的相同的附图标号，其说明被省略。在下面的说明中，仅仅第三实施例的有特性的特征被详细说明。

在上述的实施例中，在双折射件14和第一法拉第元件13之间提供透镜系统17或19。但是，这不限定本发明。可以在第一法拉第元件13和光纤传感器11之间提供透镜系统17或19，只要在光纤传感器11和第一光纤15的端面芯部分形成焦点。

在图4的实施例中，光电电路10的结构与在图1中所示的第一实施例的大致相同。光电转换器20a的结构是有特性的。即，与第一实施例一样，在这个实施例中的光电转换器20a包括光源21和第一和第二光电转换器元件24和25，但是取代偏振分离棱镜23而包括大致对应于在第一实施例中的光电电路10(由图1中的一点点划线围绕的部分)的部分C。

所述部分C包括第一法拉第元件13或13′、双折射件14、第一光纤15和第二光纤16、透镜17和由套管18固定的第一光纤15和第二光纤16。

在如上所述布置的第三实施例中，光电电路10和光电转换器20a具有包括类似的部件的优点，这意味着装置的部件的多样性不大。这提供了当将部件形成到一个单元中时容易组配的附加优点。

应当注意在图4中所示的光电转换器20a中的第一法拉第元件13′的法拉第旋转的角度是45度，而在图4中的光电电路10的第一法拉第元件13中的法拉第旋转的角度是22.5度。

接着，参见图5，说明按照第四实施例的电流测量装置。

在第四实施例中的电路测量装置中，对于在电流检测光纤传感器102中的线偏振光的旋转角度进行测量，所述在电流检测光纤传感器102中的线偏振光的旋转角度是由流过导体100的电流产生的磁场下的法拉第效应引起的。这个电路测量装置包括：光纤传感器102，用于检测流过导体100的电流；光电电路104；光电转换器106，用于将来自光电电路104的光值转换为电值；光纤108、110和112，用于连接光电电路104和光电转换器106。光电电路104是用于向光纤传感器11输入从自光源114发出的线偏振光或随机偏振光获得的线偏振光的电路。它也被适配来将由要测量的电流I的磁场H影响的线偏振光分离为寻常光线和异常光线，以便使能检测从光纤传感器11发出的线偏振光的偏振面的法拉第旋转角度。

光电转换器106包括：光源114，诸如LD(半导体激光器)、LED(发光二极管)或SLD(超发光二极管)；透镜116，用于在保偏光纤108的输入端108a聚焦来自光源114的光；两个光接收单元118和120。光源114、透镜116和所述两个光接收单元118和120被提供在同一外壳内。三个光纤、即两个光纤(单模光纤或多模光纤)110和112和保偏光纤108从光电转换器106向光电电路104延伸。

光电电路104包括：三芯套管122，用于固定光纤；第一双折射件124；第二双折射件126；45度法拉第元件128；磁体130，用于向45度旋转法拉第元件施加磁场；22.5度法拉第元件132；磁体134；用于向22.5度旋转法拉第元件施加磁场；透镜136，被提供在第二双折射件126和22.5度法拉第元件132之间。

在三芯套管122中提供了所述三个光纤。光纤108、光纤110和光纤112被固定为在其间形成预定大小的间隙。图5(k)指示当从光源114观看三芯套管122时保偏光纤108、光纤110和光纤112的布置模式。如图5(k)所示，保偏光纤108通过三芯套管122被定位在中心。光纤110被布置在图5(k)的上侧，光纤112被布置在图5(k)的右下侧。

电流检测光纤传感器102从光电电路104延伸。光纤传感器102包括火石玻璃光纤。反射镜102a被附加到光纤传感器102的前端。

接着，参见图5(a)-(j)来说明这个实施例的操作。

从光源114向在光纤传感器102的前端的反射镜102a的光的传播方向被称为“正向”。在(a)-(e)中指示在正向中传播的光。从反射镜向光接收单元的光传播方向被称为“反向”。在(f)-(j)中指示了在反向中传播的光。

图5(a)-(j)示意性地指示了寻常光线Ro和异常光线Re的偏振面。

在正向中，从光源114发出的随机偏振光通过透镜116耦合到保偏光纤108的输入端108a。然后，所述光通过三芯套管122并进入第一双折射件124(见图5(a))。

在第一双折射件124中，光被分离为作为线偏振光的寻常光线Ro和作为线偏振光的异常光线Re(见图5(b))。第一双折射件124的晶轴被放置在α＝47.8度。因此，在与包括所述晶轴和所述光轴的平面垂直的平面中振荡的寻常光线Ro被投射在所述光轴上，并且按照折射的斯涅耳定律离开第一双折射件124，而在包括所述晶轴的平面中振荡的异常光线Re当通过第一双折射件时被折射，并且在远离光轴P的方向上与寻常光线分离。

然后，通过45度旋转放大率元件128，寻常光线Ro和异常光线Re的偏振面旋转45度，并且进入第二双折射件126(见图5(c))。

第二双折射件126的晶轴位于与寻常光线Ro的45度旋转的偏振面正交的平面中。因此，寻常光线Ro通过第二双折射件126被投射在光轴上来作为寻常光线Ro。另一方面，由在包括第二双折射件126的晶轴的平面中振荡的波组成的异常光线Re在它离开第二双折射件126之前位移(见图5(d))。

在已经通过22.5度旋转的法拉第元件132的寻常光线Ro和异常光线Re中，仅仅寻常光线Ro通过透镜136耦合到光纤传感器102的输入端102b(见图5(e))。通过22.5度旋转法拉第元件132，寻常光线Ro和异常光线Re各自的偏振面旋转22.5度(见图5(d))。然后，如上所述，仅仅寻常光线Ro通过透镜136的作为被发射到光纤传感器102。被分离并远离光轴P的异常光线Re不进入光纤传感器102。可以设置一种布置使得仅仅异常光线Re进入光纤传感器102。为了选择寻常光线Ro或异常光线Re来作为发射进入光纤传感器102中的光，从高检测性能的角度来看，应当选择其偏振面具有高光功率的光。

寻常光线Ro当通过光纤传感器102时依赖于线路100的电流而受到磁场的影响。由于法拉第效应，寻常光线的偏振面按照磁场的强度旋转(这个旋转以下称为“法拉第旋转”)。在光纤传感器102的终端提供了全内反射镜102a。反射镜102a引起寻常光线Ro的全内反射，它继而反向传播，因此变为反向光(即在反向中传播的线偏振光)。在全内反射之后的反向线偏振光进一步在火石玻璃光纤中进行法拉第旋转(见图5(f))。并且进入22.5度旋转法拉第元件。在火石玻璃光纤中的总的法拉第旋转被指示为α度。

在22.5度旋转法拉第元件中，反向光的偏振面进一步旋转22.5度(见图5(g))。

因此，已经通过22.5度旋转法拉第元件132和透镜136的反向线偏振光的偏振面相对于在正向中的同一位置的寻常光线Ro的偏振面在角度上位移45度+α度。如上所述，α是依赖于磁场强度的法拉第旋转角度，它是通过将光在正向和反向上通过光纤传感器102传播而获得的。

反向线偏振光当通过第二双折射件126时被分为寻常光线Ro和异常光线Re(见图5(h))，因为反向线偏振光相对于在第二双折射件126中的正向中的光的偏振面位移45度+α度。寻常光线Ro的偏振面沿着与包括第二双折射件126的晶轴和光轴的平面正交的平面离开第二双折射件126。异常光线Re离开第二双折射件126，并且具有一个在包括晶轴和光轴的平面中振荡的波。即，在透射通过第二双折射件126期间分离的寻常光线和异常光线的偏振面基于第二双折射件的晶轴分离。寻常光线Ro的偏振面位于与包括晶轴和光轴的平面正交的平面中，而异常光线Re的偏振面与垂直于包括所述晶轴和光轴的平面的平面垂直。

在寻常光线和异常光线之间的光强比率被指示如下。当在通过第二双折射件的透射之前的光的强度被表示为P时，寻常光线Ro的强度被指示为Ro＝P·cos²(45+α)，而异常光线Re的强度被表示为Re＝P·sin²(45+α)。α是通过将光在正向和反向中通过光纤传感器102传播而获得的、依赖于磁场强度的法拉第旋转角度。

寻常光线Ro和异常光线Re当通过45度法拉第元件128时的偏振面旋转45度(见图5(i))，并且进入第一双折射件124。

在第一双折射件124中，寻常光线Ro位移。其原因是在正向中的寻常光线通过45度旋转法拉第元件128，其中其偏振面旋转45度，并且在反向通过第二双折射件和45度旋转法拉第元件128，其中其偏振面还旋转45度。即，具有总旋转角90度的光进入第一双折射件124，并且作为异常光线。位移的方向在正向中描绘了这一点(见图5(j))。结果，通过第一双折射件124的寻常光线Ro和异常光线Re不返回保偏光纤108——通过该保偏光纤108寻常光线Ro和异常光线Re在正向中传播——而是耦合到剩余的两个光纤110和112。寻常光线Ro通过光纤110被引导到光接收单元118，并且异常光线光纤Re通过光纤112被引导到光接收单元120。寻常光线Ro和异常光线Re分别被光接收单元118和112转换为电信号。其后，通过算术处理单元(未示出)，相对于通过光接收单元118和112获得的两个电信号的每个来计算调制度的平均值(AC分量/DC分量)。使用这种计算，如上所述，有可能有效地接收从光电电路10发出的用于测量的光，同时通过补偿由于法拉第元件128和132的温度特征引起的、在偏振面的旋转角中的变化来进行精确的测量。

45度法拉第元件的角度和22.5度法拉第元件的角度是法拉第旋转角度的最优选的值。但是，这些值不限定本发明。这些角度是最佳的。与这些值的偏离不影响本发明的必要功能。但是，应当注意，这样的偏离可能导致光损耗，要测量的电流的窄范围或低的测量精度。

根据两个双折射件的晶轴的方向和施加到所述两个法拉第元件128和132的磁体130和134的磁场的方向以及寻常光线和异常光线的哪个在正向透射通过22.5度法拉第元件之后耦合到光纤102，可以考虑在三芯套管中布置光纤的各种模式。

图6是按照本发明的第五实施例的电流测量装置的布置的示意图，其中改变了在三芯套管中的光纤的布置模式。在图6中，通过与图5中所使用的相同附图标号来指定与图5所示的相同位置，并且省略重复的说明。

三芯套管123固定所述三个光纤108、110、112。使用这种布置，保偏光纤108、光纤110和光纤112被固定为在其间形成预定大小的间隙。图6(k)指示当从光源114看所述三芯套管122时保偏光纤108、光纤110和光纤112的布置模式。如图6(k)所示，保偏光纤108通过三芯套管123被定位在中心。光纤110被定位在图6(k)的右下侧，光纤112被垂直定位在保偏光纤108的下面。

图5所示的第一双折射件124的晶轴沿着光轴向上延伸。图6所示的第一双折射件124的晶轴沿着光轴向下延伸。因此，对于在正向中的光，在图5的实施例中，异常光线Re通过第一双折射件124向下位移(见图5(b))。在图6的实施例中，异常光线Re通过第一双折射件124向上位移。另一方面，对于在反向中的光，在第一双折射件124中，寻常光线Ro向下位移。位移的方向在正向中描绘了这一点(见图6(j))。结果，透射通过第一双折射件124的寻常光线Ro和异常光线Re不返回保偏光纤108——通过该保偏光纤108寻常光线Ro和异常光线Re在正向中传播——而是耦合到剩余的两个光纤110和112。

所述三芯套管的套管模式(保偏光纤和所述光纤的布置模式)依赖于第二双折射件126的晶轴和第一双折射件124的晶轴。在图5的实施例中，第二双折射件126的晶轴相对于第一双折射件124的晶轴倾斜45度。在这种情况下，可以使用不仅图5所示的套管模式而且图6中所示的套管模式。

图7是按照本发明的第六实施例的电流测量装置的布置的示意图，其中在图5中所示的45度旋转法拉第元件中的法拉第旋转的角度被改变为30度，并且在图5中所示的22.5度法拉第元件中的法拉第旋转的角度被改变为15度。在图7中，图5所示的相同位置被指定为在图5中使用的相同附图标号，省略重复的说明。

三芯套管125固定三个光纤108、110和112。使用这种配置，保偏光纤108、光纤110和光纤112被固定为在其间形成预定大小的间隙。图7(k)指示当从光源114观看三芯套管125时保偏光纤108、光纤110和光纤112的布置模式。如图6(k)所示，保偏光纤108通过三芯套管125被定位在中心。光纤110被布置在保偏光纤108的上面，光纤112被布置在图7(k)的右下侧。

在图7中，第二双折射件126的晶轴相对于第一双折射件124的晶轴倾斜30度，并且在45度法拉第元件中的法拉第旋转的角度是30度。在这种情况下，也可以使用除了图7所示的之外的套管模式。

即使当第二双折射件126的晶轴相对于第一双折射件124的晶轴倾斜30度时，所述电流测量装置仍然工作。但是，存在多种缺点，以至于要测量的电流的范围变窄，并且产生光损耗(反向的光最后被分离为四个光线，所以由光接收单元接收的光量降低，因此增加整个系统的光损耗)。因此，如图5和6的实施例所示，优选的是，第二双折射件的晶轴相对于第一双折射件的晶轴倾斜45度。

相对于图1-4的电流测量装置，使用反射型光纤传感器的图5-7的电流测量装置是便宜的，并且能够降低光损失。

在图1中所示的光电转换器20中，提供了45度法拉第元件26、磁体26a、双折射件23和光接收单元24和25。在图1的布置中，不在保偏光纤15和光接收单元24之间提供透镜。但是，由于45度旋转法拉第元件26和双折射件23，在保偏光纤15和光接收单元24之间的距离不能被减少。因此，为了使能由光接收单元24接收从保偏光纤15发出的所有反向光，需要光接收单元24具有大的光接收区域。结果，光接收单元变得昂贵。

在图4的实施例中，光接收单元可以具有小光接收区域。而且，在两个位置提供的C部分可以被标准化，因此与传统技术相比较实现了成本的降低。但是，必须对这些C部分进行两个对准操作。在一个对准操作中，为了通过透镜在光纤之间进行最佳的光耦合，部件的位置在X-、Y-和Z-方向上精细地移位，以便确定最佳的耦合位置，在这个位置最后固定部件。对准操作是耗时的，并且需要昂贵的设备，包括激光电焊机。因此，对准操作的成本高。如果对准操作仅仅需要进行一次，则与进行两次的对准操作相比较，成本减半。而且，可以加倍对准设备的通过量。通过将C部分的数量从二减少到一，可以减少透镜或两芯毛细管的数量。

在上述的实施例中，应当在光电电路中进行一次对准操作。因此，有可能提供具有减少的数量的部件的便宜的反射型电流传感器。而且，因为减少了部件的数量，因此抑制了光的透射损失，而且，因为仅仅进行一次对准操作，因此减少了光耦合点的数量，于是减少了耦合损失。

接着，参见图8，进行描述按照本发明的第七实施例的电流测量装置。在上述的实施例中，说明使用反射型光纤传感器的电流测量装置。在第七实施例的电流测量装置中，使用透射型光纤传感器。通过改进图14的传统的电流测量装置的配置来形成第七实施例的电流测量装置。与图14所示的相同的布置被指定与图14中所使用的相同的附图标号。

在图8所示的透视型电流测量装置中，光纤传感器200被延伸或围绕要测量的电流流过的导体。光纤传感器200的一端连接到薄型偏振器202，并且光纤传感器200的另一端连接到作为偏振光束分光器的光电电路300。偏振器202从光源(未示出)接收随机光，并且仅仅向光纤传感器200输出线偏振光。所述线偏振光当通过光纤传感器200时受到由要测量的电流产生的磁场的影响，并且光的偏振面由于法拉第效应而旋转。具有旋转的偏振面的线偏振光从光纤传感器200的另一端发出，并且进入光电电路300。在光电电路300中，提供了双折射件310，以便其晶轴相对于在没有磁场情况下的来自光纤传感器200的光的偏振面旋转45度。利用这种布置，光被分割为寻常光线500和异常光线600。寻常光线500被发射到第一光纤306中，并且异常光线600被发射到第二光纤308中。已经通过第一光纤306的光和已经通过第二光纤308的光被输出到光电转换器(未示出)。在所述光电转换器中，已经通过第一光纤306的光和已经通过第二光纤308的光分别被转换为电值，它们然后被提供到信号处理电路(未示出)。根据这些电值，法拉第旋转的角度被确定，并且最后确定要测量的电流的幅度。

光电电路300包括：双折射件310，用于将线偏振光400分为寻常光线500和异常光线600；透镜312，用于将从光纤传感器200的输出端200a发出的线偏振光引导到双折射件310。双折射件310和透镜312被布置在圆柱外壳320中。一孔套管322连接到圆柱外壳320的一端部分，两芯套管324连接到圆柱外壳320的另一端部分。光纤传感器200的输出端被适配到一孔套管322的孔中并且被固定在那里。第一光纤206和第二光纤208的输入端分别被适配到两芯套管324的孔内并且被固定在那里。两芯套管324被形成为保持装置，用于将第一和第二光纤保持在其间形成预定大小的间隙(对应于在两个芯之间的距离)。所述两芯套管324包括传感器侧的端面324a，用于固定第一和第二光纤306和308的输入端。端面324a被布置在双折射件310附近。

于是，第一和第二光纤通过两芯套管324被固定为在其间形成预定大小的间隙。因此，第一和第二光纤306和308的输入端可以被提供在双折射件310附近。因此，不必在第一和第二光纤306和308的输入端和双折射件310之间提供透镜，并且可以容易地匹配在双折射件310中的寻常光线500和异常光线600之间的分隔距离以及在两芯套管324中的间隙的预定大小。

透镜312被提供在光纤传感器的输出端200a和透镜312之间。透镜312的焦点被形成在光纤传感器的输出端200a和第一和第二光纤306和308的输入端。

偏振器202的透射轴和双折射件310的晶轴彼此位移45度。通过这种布置，从光纤传感器200发出的线偏振光可以被分为彼此正交的寻常光线和异常光线。

因此，在这个实施例中的透射型光纤传感器中，不必在双折射件310和光纤传感器306和308之间提供两个透镜214和218和光路移位棱镜216，它们需要被提供在传统的透射型电流测量装置中。因此，可以降低光电电路300的大小，因此可以在大小上减小电流测量装置的整体结构。

应当注意，取代在图8中所示的透镜312，可以使用具有不一致的折射率的GRIN透镜。

在上述的实施例中，单个透镜312被提供在光纤传感器200的输出端和双折射件310之间。但是，如图9所示，两个透镜330和332可以一前一后被布置在光纤传感器200的输出端和双折射件310之间。在这种情况下，优选的是使用准直透镜(用于形成平行光线的透镜)来作为透镜330，同时使用聚光透镜来作为透镜332。通过这种布置，线偏振光在通过聚光透镜332聚焦之前通过准直透镜330而变得平行。因此，线偏振光可以容易地在第一和第二光纤306和308的输入端被聚焦。在图9中，图8所示的相同元件通过与在图8中使用的相同的附图标号来被指示，省略重复的说明。

产业上的应用

如上详细所述，在按照本发明的电流测量装置中，可以减少部件的数量，因此实现了降低电流测量装置的大小。而且，可以容易地组配电流测量装置，从而实现了成本的降低。

Claims (26)

1.一种电流测量装置，包括：

光纤传感器，它延伸或环绕要测量的电流流过的导体，

从光源发出并且通过所述光纤传感器传播的线偏振光，其具有在由要测量的电流产生的磁场下旋转的偏振面；

光电转换器，用于在线偏振光离开所述光纤传感器后将线偏振光的偏振面的旋转角度转换为电值；和

在所述光纤传感器和所述光电转换器之间布置的光电电路，

所述光电电路包括第一双折射件，用于通过双折射将线偏振光分离为寻常光线和异常光线，并且将该寻常光线和异常光线彼此平行地输出，

所述电流测量装置还包括：

保持彼此平行的多个光纤，彼此平行地输出的寻常光线和异常光线进入所述光纤；

所述光纤从光电电路的第一双折射件向所述光电转换器发送寻常光线，同时从所述光电电路的第一双折射件向所述光电转换器发送异常光线；和

保持装置，被适配来保持并且在其间形成预定大小的间隙的所述多个光纤；

所述多个光纤具有一端和一个相对端，所述多个光纤的一端被布置在所述第一双折射件的附近，而所述相对端被连接到所述光电转换器。

2.按照权利要求1的电流测量装置，其中在所述第一双折射件中的寻常光线和异常光线之间的相隔距离与在保持装置中的间隙的所述预定大小匹配。

3.按照权利要求1或2的电流测量装置，其中所述光电电路还包括透镜系统，其被布置在所述光纤传感器的一端和所述第一双折射件之间，所述透镜系统的焦点被形成在所述光纤传感器的所述端和所述光纤的所述一端。

4.按照权利要求1的电流测量装置，其中所述保持装置为间隙保持件，用于将所述光纤保持彼此平行并且在其间形成预定大小的间隙。

5.按照权利要求4的电流测量装置，其中所述光纤传感器具有线偏振光入射到其上的一端和通过其入射的线偏振光被反射的相对端，所述反射的线偏振光被适配来从所述一端离开光纤传感器。

6.按照权利要求5的电流测量装置，其中所述光电电路还包括布置在光纤传感器的所述一端和所述第一双折射件之间的第一法拉第元件，所述第一法拉第元件被适配来将线偏振光的偏振面旋转22.5度。

7.按照权利要求6的电流测量装置，其中所述多个光纤包括：

第一光纤，用于将光从所述光源发送到所述第一双折射件，并且将从所述第一双折射件返回的寻常光线发送到所述光电转换器；和

第二光纤，用于将从所述第一双折射件返回的异常光线发送到所述光电转换器。

8.按照权利要求7的电流测量装置，其中所述透镜系统被布置在所述光纤传感器的所述一端和所述第一双折射件之间，所述透镜系统的焦点被形成在所述光纤传感器的端面芯部分和所述第一光纤的端面芯部分。

9.按照权利要求8的电流测量装置，其中所述间隙保持件包括两芯套管，用于将所述第一光纤和所述第二光纤保持为彼此平行，并且在其间形成预定大小的间隙。

10.按照权利要求6的电流测量装置，其中所述光电电路还包括：

布置在第一双折射件与第一法拉第元件之间的第二双折射件，具有通过所述第一法拉第元件被从所述光纤传感器引导到那里的线偏振光，并且被适配来将该线偏振光分离为彼此正交的寻常光线和异常光线；和

布置在第一双折射件与第二双折射件之间的第二法拉第元件，用于将来自所述第二双折射件的寻常光线和异常光线各自的偏振面旋转45度，

所述第二双折射件被布置使得具有45度旋转的偏振面的寻常光线在光轴上透射通过它，同时具有45度旋转的偏振面的异常光线通过双折射被折射以便所述寻常光线和所述异常光线以增加的分隔距离离开所述第二双折射件，

所述第一双折射件被布置使得，在从光源发出的光中，沿着与包括所述第一双折射件的晶轴和光轴的平面正交的平面入射的线偏振光在该光轴上透射通过它，并且被输出到所述第二法拉第元件。

11.按照权利要求10的电流测量装置，其中所述多个光纤包括：

保偏光纤，用于将所述随机光从该光源引导到所述第一双折射件；

第一光纤，用于将从所述第一双折射件出现的寻常光线发送到所述光电转换器；和

第二光纤，用于将从所述第一双折射件出现的异常光线发送到所述光电转换器。

12.按照权利要求11的电流测量装置，其中

所述光电电路还包括透镜系统，它被布置在所述光纤传感器的所述一端和所述第二双折射件之间，所述透镜系统的焦点被形成在所述光纤传感器的端面芯部分和所述保偏光纤的端面芯部分。

13.按照权利要求12的电流测量装置，其中所述间隙保持件包括三芯套管，用于将所述保偏光纤、所述第一光纤和所述第二光纤保持彼此平行，并且在其间形成预定大小的间隙。

14.按照权利要求5-13的任何一个的电流测量装置，其中所述光纤传感器是反射型传感器。

15.按照权利要求1的电流测量装置，其中所述光纤传感器具有线偏振光入射到其上的一端和入射的线偏振光从其输出的相对端。

16.按照权利要求15的电流测量装置，其中所述光电电路还包括偏振器，用于仅仅发送在从光源发出的随机光中的线偏振光，

所述光纤传感器的一端被布置在所述偏振器的附近，

所述光纤传感器的该相对端被布置为与所述第一双折射件接触，

所述偏振器的透射轴和所述第一双折射件的晶轴在角度上彼此位移45度，因此使所述第一双折射件能将从所述光纤传感器发出的线偏振光分离为彼此正交的寻常光线和异常光线。

17.按照权利要求16的电流测量装置，其中所述多个光纤包括：

第一光纤，用于将从所述第一双折射件出现的寻常光线发送到所述光电转换器；和

第二光纤，用于将从所述第一双折射件出现的异常光线发送到所述光电转换器。

18.按照权利要求17的电流测量装置，其中所述透镜系统被布置在所述光纤传感器的相对端和所述第一双折射件之间，并且所述透镜系统的焦点被形成在所述光纤传感器的相对端的端面芯部分和所述第一光纤的端面芯部分。

19.按照权利要求18的电流测量装置，其中所述间隙保持件包括两芯套管，用于将所述第一光纤和所述第二光纤保持彼此平行，并且在其间形成预定大小的间隙。

20.按照权利要求15的电流测量装置，其中所述光纤传感器是透射型传感器。

21.按照权利要求1的电流测量装置，其中：

所述光电转换器包括第一光电转换器元件和第二光电转换器元件；并且

所述多个光纤包括：

第一光纤，用于将寻常光线从所述第一双折射件发送到所述第一光电转换器元件；和

第二光纤，用于将异常光线从所述第一双折射件发送到所述第二光电转换器元件，

调制指数的平均值，它是相对于通过所述第一和第二光电转换器元件获得的两个电信号的每个而计算的。

22.一种使用反射型传感器的电流测量装置，包括：

光纤传感器，它被延伸或围绕要测量的电流流过的导体，所述光纤传感器被适配来检测从光源发出并且通过所述光纤传感器传播的线偏振光在要测量的电流的磁场下的法拉第旋转的角度；

光电转换器，用于将由所述光纤传感器检测的法拉第旋转的角度转换为电值；和

在所述光纤传感器和所述光电转换器之间布置的光电电路，

所述光电电路包括：

法拉第元件，被布置在所述光纤传感器的输入端附近，并且被适配来将线偏振光的偏振面旋转预定角度；和

光发送双折射件，它被布置在所述法拉第元件和所述光电转换器之间，并且被适配来将从所述光纤传感器发出的光分离为彼此正交的寻常光线和异常光线，

所述电流测量装置还包括：

第一光纤，用于将所述线偏振光引导到所述双折射件，同时将从该双折射件出现的寻常光线发送到所述光电转换器；和

第二光纤，用于将从该双折射件出现的异常光线发送到所述光电转换器，

所述光电电路还包括透镜系统，它被布置在所述光纤传感器的输入端和所述双折射件之间，所述透镜系统的焦点被形成在所述光纤传感器的端面芯部分和所述第一光纤的端面芯部分。

23.按照权利要求22的电流测量装置，其中所述透镜系统被布置在所述双折射件和所述法拉第元件之间。

24.按照权利要求22的电流测量装置，其中所述双折射件包括由从下述组中选择的材料制成的平面平行板：所述组包括金红石、钇原钒酸盐、铌酸锂和方解石。

25.按照权利要求22-24的任何一个的电流测量装置，其中：

所述第一和第二光纤保持平行，并且通过间隙保持件在其间形成预定大小的间隙；

在所述第一和第二光纤之间的所述间隙的预定大小与在寻常光线和异常光线之间的相隔距离匹配，所述相隔距离是根据由平面平行板形成的所述双折射件的厚度和材料来确定的。

26.按照权利要求22的电流测量装置，其中所述预定角度近似为22.5度。

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