DE2624692A1

DE2624692A1 - Magnetooptischer wandler

Info

Publication number: DE2624692A1
Application number: DE19762624692
Authority: DE
Inventors: Alan John Thomas
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1975-06-05
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1976-12-16
Also published as: AU1440676A; FR2313691B3; FR2313691A1

Description

BeicTiel

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THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, London, England

Magnetooptischer Wandler

Die Erfindung betrifft magnetooptische Wandler, die den Faradayeffekt ausnutzen, sowie Schaltungsanordnungen, in denen derartige Wandler verwendet werden. Bei dem bekannten Faradayeffekt wird in bestimmten lichtleitenden Materialien die Polarisationsebene eines linear polarisierten Lichtstrahls unter dem Einfluß eines Magnetfeldes, das sich entlang dem Lichtstrahl erstreckt, um eine Achse gedreht, die parallel zu dem Lichtstrahl verläuft. Das Ausmaß der Drehung der Polarisationsebene ist im wesentlichen proportional zur Größe des Magnetfeldes.

Die Anwendung eines derartigen Wandlers ist für die Überwachung des Stromes in einem elektrischen Kraftübertragungssystem und Verteilernetz vorgeschlagen worden, wobei das Magnetfeld von dem zu überwachenden Strom erzeugt wird. Eine derartige Anordnung kann einen Ersats für einen Stromtransformator bilden, wobei der magnetooptische Wandler den Vorteil hat_f da£ kein Eisenkern erforderlich ist, der Sättigungserscheinunger. und Hichtlinearitäten aufweist.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen magnetooptischen Wandler anzugeben, der eine größere Empfindlichkeit als die bisher bekannten Anordnungen haben und eine Schaltungsanordnung mit einem oder mehreren derartigen Wandlern auszubilden.

Gemäß der Erfindung ist der magnetooptische Wandler, der in Abhängigkeit von einem elektrischen Strom eine Drehung der optischen Polarisationsebene liefert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wicklung aus optischen Fasern einen elektrischen Leiter umgibt und daß die optischen Fasern einen solchen Aufbau haben, daß das von ihnen geführte linearpolarisierte Licht in Anwesenheit eines parallel zu den Fasern verlaufenden Magnetfeldes in seiner Ebene gedreht wird, und daß die Faserwicklung so angeordnet ist, daß eine eindeutige Beziehung zwischen der Größe des Stromes in dem Leiter und dem Winkel zwischen den Ebenen des polarisierten, in die Fasern eintretenden und des aus den Fasern austretenden polarisierten Lichtes besteht.

Der elektrische Leiter kann ein Stab oder ein Rohr sein oder kann auch die Form einer Wicklung oder Spule aufweisen, die von der Faserwicklung so durchsetzt wird, daß die Faserwicklung jede Windung des elektrischen Leiters der Wicklung umschließt.

Entweder die elektrische Leiterwicklung oder die Faserwicklung können die Form einer Toroidspule aufweisen.

Die optische Faser enthält vorzugsweise ein Rohr mit einem Kern aus optisch durchsichtigem Material, dessen Brechzahl größer ist als die des Rohres.

Die Brechzahl des Kernes kann innerhalb des Querschnittes verschieden sein und z.B. in der Kitte am größten sein und radial nach außen auf einen Wert abnehmen,, der die Brechzahl

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des Materials des umgebenden Rohres an der Trennschicht
zwischen Kern und Rohr überschreitet.

Die äußere Oberfläche der optischen Faser ist vorzugsweise mit einem lichtabsorbierenden Material überzogen, so daß das Licht, welches aus dem Kern austritt, gehindert wird, wieder in den Kern einzutreten.

Die Schaltungsanordnung mit dem magnetooptischen Wandler
enthält außer dem genannten Wandler Einrichtungen, die einen Strahl von linearpolarisiertera Licht an dem einen Ende der optischen Faser zuführen und Einrichtungen, die den Strahl des linearpolarisierten Lichtes, der am anderen Ende der
optischen Faser austritt, aufnehmen, und ein Ausgangssignal liefern, das von der Größe des Winkels zwischen den Polarisationsebenen des eintretenden und des austretenden Lichtstrahls abhängt.

Verschiedene Ausführungsformen eines magnetooptischen Wandlers gemäß der Erfindung und einer Schaltungsanordnung, in der derartige Wandler verwendet werden, werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines magnetooptischen Wandlers bekannter Art;

Fig. 2a und 2b sind schaubildliche schematische Ansichten eines Wandlers gemäß der Erfindung, der als Stromwandler verwendet werden kann;

Fig. 3a und 3b sind schaubildliche und schematische Ansichten eines Wandlers gemäß der Erfindung, der als
Spannungstransformator verwendet werden kann und

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Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung, in der Wandler nach Fig. 2 und 3 verwendet werden.

Fig. 1 zeigt ein Grundelement eines bekannten Wandlers, der einen kurzen graden Zylinder aus einem Material,z.B. einem dichten Flintglas enthält, das den Faradayeffekt aufweist. Um den Zylinder ist ein elektrischer Leiter gewickelt, so daß ein Strom in der Wicklung ein Magnetfeld entlang der Achse des Zylinders erzeugt. Ein Lichtstrahl, der linear in einer vertikalen Ebene polarisiert ist, tritt an dem linken Ende des Zylinders in Axialrichtung ein. Während der Lichtstrahl den Zylinder durchsetzt, wird die Polarisationsebene fortschreitend gedreht und zwar nach der Zeichnung im Uhrzeigersinn bis beim Austritt am rechten Ende des Zylinders eine Drehung um den Winkel α. vorliegt. Es ist bekannt, daß die auf diese Weise erzeugte Drehung proportional von der Stärke des Magnetfeldes, der Länge der Bahn und einer Materialkonstante abhängig ist, die als Verdetskonstante bezeichnet wird.

Die Drehung erfolgt im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, je nachdem, ob das Magnetfeld die gleiche oder die entgegengesetzte Richtung wie der Lichtstrahl hat. Bei einem Wechselstromsystem wird daher die Polarisationsebene am Ausgang um einen Nullwert schwingen zwischen zwei Extremlagen, die von dem Spitzenwert des Stromes abhängen. Ein Aufnahmegerät, welches auf die Größe der Komponente des Lichtstrahls anspricht, die parallel zu der Eingangsebene verläuft, erzeugt daher ein Ausgangssignal, dessen Amplitude von dem Spitzenwert des Stromes abhängt.

Ein passender Aufnehmer oder Detektor für diesen Zweck kann aus einem Polarisationsanalysator bekannter Form bestehen, der diejenige Komponente eines Lichtstrahls hindurchläßt, die

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in einer vorgegebenen Polarisationsebene des Analysators liegt, wobei die durchgelassene Komponente dann einem lichtempfindlichen Detektor zugeführt wird, der lediglich auf die Intensität des Lichtes anspricht.

In einem Kraftübertragungssystem, bei dem es notwendig ist, den Strom z.B. in einer Phase eines Dreiphasensystems zu überwachen, hat die Anordnung nach Fig. 1 eine begrenzte und geringe Empfindlichkeit, weil die Größe des in Betracht kommenden Stromes,der mehrere hundert oder tausend Ampere beträgt, die Abmessungen des Leiters der Wicklung nach unten begrenzt und daher die Zahl der möglichen Windungen und des resultierenden Magnetfeldes beschränkt ist. Bei einer derartigen Anordnung erzeugt eine Erregung von 1000 Amperewindungen zusammen mit einer Länge des optischen Weges von 300 mm eine Drehung der Polarisationsebene um etwa 1°.

Nach Fig. 2 ist auf einem rohrförmigen Leiter 1 eine Anordnung mit Faseroptik vorgesehen, die auf einem Spulenträger 2 eine zylindrische Wicklung aus optischen Fasern 3 trägt. Der Durchmesser der Fasern ist so gewählt, daß die Faserwicklung leicht mehrere 100 Windungen aufweisen kann. Die Faser 3 ist rohrförmig und hat einen Kern, der ebenso wie das Rohr lichtdurchlässig ist. Das Kernmaterial hat jedoch eine Brechzahl, die größer ist als die des Rohrmaterials, so daß eine interne Totalreflexion an der Zwischenschicht zwischen Kern und Rohr stattfindet.

Die Enden der Wicklung (nicht dargestellt) werden zusammen herausgeführt und in einem Teil *-:■ gekapselt ₅ der ein Anschlußstück oder- einen Steckverbinder nit Stecker und Fassung bildet. Der übrige Teil der Faserwiokliins rnid des Spulenträgers ist ebenfalls gekapselt, se oLsß ©In einheitlicher, ^edoci: biegsrimar Bauteil,- zusaürnier. sai't ά©& Steckverbinder

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zustande kommt. Der Steckverbinder wird dann an einen komplementären Bauteil (nicht dargestellt) angeschlossen, der einen Strahl von linearpolarisiertem Licht aus einer entsprechenden Lichtquelle in das eine Ende der Faserspule einführt und den zurückkehrenden Lichtstrahl an den Detektor überträgt, um das Ausmaß der Drehung zu bestimmen, der der linearpolarisierte Strahl unterworfen wurde.

In der Anordnung der Fig. 2 wird der Lichtstrahl einem Magnetfeld ausgesetzt, das parallel zu ihm verläuft, ähnlich wie bei dem Beispiel der Fig. 1, jedoch über eine Bahnlänge, die vielmals größer ist. Es wird daher auch eine wesentlich größere Drehung bei gleicher Größe des Stroms erhalten.

Die Anordnung der Fig. 2 ist in den Fällen brauchbar, in denen ein Stromwandler benutzt würde, wobei das Rohr 1 entweder die Leitung selbst ist oder ein Leiterabschnitt mit entsprechenden Anschlußmöglichkeiten, um ihn in die Leitung in Reihe einzuschalten.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung eines Wandlers, der Anwendung nach Art eines Spannungstransformators finden kann. Bei dieser Anordnung bilden die optischen Fasern eine einfache Wicklung 6, deren Enden 7 und 8 herausgeführt und in eine Steckverbindung k eingekapselt sind. Um die Faserwicklung 6 ist ein Leiter in Form eines Toroids 9 gewickelt, wobei die Faserwicklung 6 sich entlang der kreisförmigen Achse des Toroids erstreckt und damit auch entlang der Bahn des Magnetfeldes, welches von der Toroidspule 9 erzeugt wird, Vorzugsweise Ist der Querschnitt der Faserwicklung 6 kreisförmig,. aber dies ist nicht unbedingt- notwendige Die gesamte Anordnung Ist in ein Gehäuse 10 eingeschlossen.

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Durch die Verwendung eines dünneren Leiters wird bei dieser Anordnung die Größe des Stromes begrenzt, der von der Anordnung geführt werden kann, jedoch wird die Empfindlichkeit auf einem hohen Wert gehalten, da die Zahl der Leiterwindungen, die mit dem schwächeren Querschnitt aufgenommen werden können, verhältnismäßig hoch ist« Der verhältnismäßig niedrige Stromverbrauch macht diese Ausführung des Wandlers besser geeignet als Ersatz für einen Spannungstransformator als für einen Stromwandler, obwohl auch ein vorbestimmter Anteil des Hauptstromes die Spule 9 durchfließen kann wie bei dem Stromüberwachungswandler .

Eine sehr genaue-Wiedergabe von großen Strömen, die bei hohen Spannungen auftreten, kann mit Hilfe von kleinen Strömen bei niedrigen Spannungen dadurch erhalten werden, daß zwei einander entgegengesetzte Wandler in einer Kompensationsschaltung verwendet werden.

Fig· 4 zeigt eine solche Anordnung für eine Hochspannungsleitung, die mit Wechselstrom arbeitet. In dieser Anordnung werden drei Wandler benutzt, die in dem Blockschaltbild mit 15, 16 und 17 bezeichnet sind. Der Wandler 15 ist ein Stromwandler nach Fig. 2, während die Wandler 16 und 17 Spannungstransformatoren nach Fig. 3 sind. Der Wandler 15 trägt einen Leiter 16 in Reihe mit der Hochspannungshochstromleitung, der magnetisch mit der Faseroptik 19 gekoppelt ist. Diese Faser 19 ist als Einzelfaser dargestellt, welche durch die drei Wandler hindurchgeht, jedoch kann jeder Wandler mit seiner eigenen optischen Faser ausgerüstet sein und die drei Fasern liegen in Reihe.

Das Eingangsende der Faser 19 ist an einen Polarisator 20 angeschlossen, der seinerseits von einer Lichtquelle S belichtet wird. Der Polarisator kann in ansich bekannter Weise

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einen Strahl von linearpolarisiertem Licht erzeugen, der auf einen Winkel «γ gegenüber einem willkürlich angenommenen Bezugswert eingestellt ist. Das ferne Ende der Faser 19 ist mit einem Polarisationsanalysator 21 verbunden, der diejenige Komponente des einfallenden Lichtes durchläßt, das in einer bestimmten Ebene polarisiert ist. Diese Ebene kann auf einen Winkel γ. eingestellt werden und zwar gegenüber demselben Bezugswert wie der Polarisator 20. Wenn daher die Wandler 15_f 16 und 17 keine Drehung hervorrufen, dann durchsetzt der Strahl des polarisierten Lichtes den Analysator 21 ohne wesentliche Dämpfung, da die Winkel γ und γ. einander gleich sind.

Der Analysator 21 überträgt die in Phase liegende Komponente an den Detektor D, der eine elektrische Ausgangsgröße erzeugt, die der Lichtintensität entspricht. Derartige optische Detektoren haben im allgemeinen eine nichtlineare, z.B. quadratische Kennlinie. Wenn, wie oben erwähnt, der Strom I in der Leitung 18 ein Wechselstrom ist, dann hat der Wandler 15 die Wirkung, daß die Polarisationsebene des Lichtstrahls um eine Ruhelage schwingt. Wenn daher ein Strom durch den Wandler 16 geleitet werden kann, der eine solche Phase und Amplitude hat, daß er diese Schwingung auslöscht, dann wird dieser Strom eine Wiedergabe des Leitungsstromes I in kleinerem Maßstab sein. Der Zweck der Schaltung der Fig. 4 ist es_f diesen Wiedergabestrom i^ in dem Wandler 16 automatised herzustellen.

Eine Stromes!!© für dsr_ !iJaaälsj? 16 besteht aas eines Rück« verstärker 22₉ der ©isi@a Strom liefert,, welcher in timmung isit einem Fehl@F©iE.g&sigssig£i©l aus ©iser grationsschalttmg 23 steuerbar ist, wie weiter mrtea er wird.

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Wenn die beiden Wandler 15 und 16 durch genau miteinander korrespondierende Ströme gespeist werden und wenn für einen Augenblick die Wirkung des Wandlers 17 außer Acht gelassen wird, dann tritt die maximale Belichtung des Detektors D ein. Wenn die beiden Ströme nicht genau miteinander korrespondieren, sei es in der Phase oder in der Größe oder in beiden Beziehungen, dann wird die Intensität des am Detektor D einfallenden Lichtes vermindert, jedoch wird diese Verminderung nicht ohne weiteres infolge Fehlens eines Bezugswertes bemerkbar. Außerdem wäre es nicht klar, ob die Verminderung auf einen Fehler in der Größe oder der Phase zurückzuführen ist und ob der Fehler positiv oder negativ verläuft, wenn das Letztere der Fall ist.

Bei der oben beschriebenen Anordnung muß eine Drehung der Polarisationsebene um den Winkel 0 und ein maximaler Lichtdurchtritt mit dem Nulleitungsstrom zusammenfallen, wobei der Lichtdurchtritt etwa sinusförmig abnimmt, wenn das resultierende Magnetfeld (der Wandler 15 und 16) von Null aus zunimmt. Dieses resultierende Magnetfeld bildet einen Fehler, dessen Größe und Richtung durch Überlagerung einer verhältnismäßig hohen Störfrequenz kleiner Amplitude in der Polarisationsebene bestimmt werden kann. Die beiden Grenzwerte der Störung sollten die aufgenommene Lichtintensität durch Erzeugung gleicher und entgegengesetzter Fehler in gleichem Maße vermindern. Wenn jedoch ein echter Fehler auftritt, dann haben die beiden Störungsfehler eine Differenz, die entweder positiv oder negativ je nach dem Zeichen des echten Fehlers ist.

Die Störung wird durch den dritten Wandler 17 herbeigeführt^ der mit einem Strom £ von Rechxecixi'orE gespeist wird. Dieser Strom wird einem C-enerator 24 entnommmL uni hat eine Frequenz von etwa 5 bis ⁴G kHz mit gleichen: TeraHtjiis von Signal zu Zwischenraum. !*·;■.-£ Wirkung aes Waiiiispg 17 ist daher, äaß die Polarisations»oe;^ us. sine?:. kleine νΓ£.^1:©1 mit einer ziemlich

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hohen Frequenz schwingt.

Die Ausgangsgröße des Generators 24 und die Ausgangsgröße des Detektors D werden einer Dekodierschaltung DL zugeführt, welche das Vorzeichen des Signals umkehrt, das von einem der beiden Störungspegel synchron mit der Rechteckschwingung des Generators 24 abgeleitet ist. Im Gleichgewichtsfall sind die beiden Störfehlerpegel der Dekodierschaltung gleich groß und entgegengesetzt. Die Ausgangsgröße der Dekodierschaltung jedoch ist ein Rechtecksignal, dessen Mittelwert bei Anwesenheit eines Fehlers zwischen den Wandlern 15 und 16 vom Nullwert abweicht. Wenn man dieses Signal daher in einer Integrationsschaltung 23 integriert, ergibt sich ein Gleichstromfehlersignal, das dem Rückkopplungsverstärker 22 zugeführt wird. Die Größe dieses Signals ist eine Funktion der Differenz zwischen den aufgenommenen Störpegeln und das Vorzeichen ist eine Funktion des Vorzeichens dieser Differenz.

Der Verstärker 22 spricht auf das Fehlereingangssignal an und erzeugt einen Strom, der den Fehl er eingangswert auf Null zu reduzieren versucht. Der Strom i_r hat daher das Bestreben, dem Haupt strom I zu folgen, jedoch mit entsprechend verkleinerter Amplitude und bildet daher eine Wiedergabe des Stromes bei niedriger Spannung. Eine entsprechende Spannung Ve ist daher an dem Wiederstand R abnehmbar.

Bei der Anordnung der Fig. 4 kann die Lichtquelle S durch eine Komparatorschaltung 26 gesteuert werden, welche die Ausgangsgröße des Detektors D mit einem festen Bezugswert vergleicht«. Hierdurch wird die Fefelerbestimmung nicht beeinflußt* die differentiell erfolgt, jedoch wird der Arbeitspegel stabilisiert.

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Bei einer anderen Betriebsweise können die Winkel Y Y_A der Polarisationsebenen auf einen um 90° abweichenden Betrag eingestellt werden, so daß die Schaltung auf ein Minimum der Lichtdurchlässigkeit anspricht.

Wenn man noch einmal auf die Ausbildung der einzelnen Wandler eingeht, so kann in Abweichung von der Ausführung nach Fig. 3 die Anordnung auch umgekehrt werden, d.h. die einfache Wicklung kann den elektrischen Leiter bilden und die Toroidwicklung kann die Faserwicklung sein. In beiden Fällen erstreckt sich das Magnetfeld entlang der Bahn der optischen Fasern und hat daher die Wirkung, die Polarisationsebene zu drehen.

Die Anordnung der Fig. 3 und die inverse Ausführung können als Weiterbildungen der gleichen Grundanordnung verstanden werden, bei der zwei einfache Wicklungen miteinander verknüpft sind, von denen die eine die Wicklung des elektrischen Leiters und die andere die optische Faserwicklung ist. In dem einen Fall verläuft die elektrische Wicklung axial so, daß sie ein Toroid bildet, welches die Faserwicklung einschließt und in dem anderen Fall verläuft die Faserwicklung axial, so daß sie ein Toroid bildet, welches die elektrische Wicklung einschließt. In beiden Fällen jedoch wird jede einzelne Windung des elektrischen Leiters mit der Faserwicklung verknüpft und von ihr umschlossen.

Aus dem obigen geht hervor, daß der Ausdruck "einfache Wicklung" dazu benutzt wird, um eine Wicklung zu bezeichnen, deren Wirkung lediglich derjenigen einer einzelnen Windung entspricht, jedoch multipliziert mit der Zahl der Windungen, d.h. es handelt sich um eine dichtgedrängte Gruppe von einander ähnlichen Windungen. Andererseits ist eine Toroidspule eine solche, deren Windungen ein Toroid bilden, d.h. eine Oberfläche,

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die durch Rotation einer ebenen geschlossenen Kurve um eine Linie erzeugt wird, die außerhalb der Kurve, aber in ihrer Ebene liegt.

Beim Betrieb der Wandler nach Fig. 2 oder 3 in anderen Anordnungen als derjenigen der Fig. 4 wird das Anschlußstück oder der Steckverbinder mit dem komplementären Teil verbunden, der entsprechende Fasern oder Lichtleitungen enthält. Die eine von diesen ist mit einer Lichtquelle für linearpolarisiertes Licht verbunden und die andere ist an einen Detektor angeschlossen, der auf den Winkel der Polarisationsebene des ankommenden Strahls anspricht. Ein Bezugswinkel kann auf verschiedene Weise gebildet werden. Die Faserwicklung kann so aufgebaut und eingestellt sein, daß bei einem Nullwert des Magnetfeldes der eingegebene und aufgenommene Strahl einander parallele Polarisationsebenen haben oder die Faserwicklung kann auch ohne Einstellung aufgebaut sein und der Winkel zwischen den beiden Ebenen ist für das Feld Null vorgegeben. Dieser Wert kann dann als Vorspannungswert benutzt werden, um die scheinbare aufgenommene Winkeldifferenz zu korrigieren. Außerdem kann der Winkel der Polarisationsebene des aufgenommenen Strahls mit seinem eigenen Wert bei dem Belastungsstrom Null (oder der Spannung Null) verglichen werden.

Für die Zwecke der Erfindung ist es wichtig, daß der Lichtstrahl, der von den optischen Fasern geführt wird, über die ganze Länge der Faser linearpolarisiert bleibt. Einige optische Fasern, die auch als "high-mode"-Fasern bezeichnet werden, haben die Eigenschaft, daß sie eine große Anzahl von einzelnen diskreten Bahnen oder Pfaden in der Faser enthalten, die im allgemeinen nicht auf eine bestimmte Ebene ausgerichtet sind. Derartige Fasern können die Wirkung haben, daß der linearpolarisierte einfallende Strahl zerstreut oder dispergiert wird, so daß bei einer größeren Faserlänge die Polarisation verloren geht. Es

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ist klar, daß Fasern, bei denen ein linearpolarisierter Strahl nicht austreten kann, für die Zwecke der Erfindung nicht brauchbar sind.

Die Faktoren, welche bestimmen, ob die Faser eine "high-mode¹¹-Faser oder eine ^lflow-mode^!l-Faser ist, sind der Durchmesser des Faserkerns und die Beziehung zwischen den Brechzahlen an der Zwischenschicht zwischen Kern und Umkleidung. Im allgemeinen ist die Moduszahl um so geringer, Je kleiner der Durchmesser ist, Eine Faser mit niedrigem Modus kann mehrere derartige diskrete Bahnen aufweisen, während eine Faser mit hohem Modus bis zu 1000 Bahnen besitzt. Die Fasern sind in einem großen Bereich von verschiedenen Moduszahlen erhältlich und es ist klar, daß die Fasern für die Zwecke der Erfindung fortschreitend um so brauchbarer sind, je mehr die Moduszahl abnimmt. Ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist, daß an der Austrittsseite der Fasern ein im wesentlichen linearpolarisierter Strahl vorhanden ist.

Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit Lichtstrahlen beschrieben, es ist Jedoch auch möglich, irgend eine andere elektromagnetische Strahlung zu benutzen, die den Faradayeffekt aufweist und die mit Hilfe von optischen Fasern übertragen werden kann.

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Claims

Patentansprüche

Magnetooptischer Wandler, der in Abhängigkeit von einem elektrischen Strom eine Drehung der optischen Polarisationsebene liefert,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Wicklung (3, 6) aus optischen Fasern einen elektrischen Leiter (1, 9) umgibt und daß die optischen Pasern (3, 6) einen solchen Aufbau haben, daß das von ihnen geführte linearpolarisierte Licht in Anwesenheit eines parallel zu den Fasern verlaufenden Magnetfeldes in seiner Ebene gedreht wird, und daß die Faserwicklung (3, 6) so angeordnet ist, daß eine eindeutige Beziehung zwischen der Größe des Stromes in dem Leiter (1, 9) und dem Winkel zwischen den Polarisationsebenen des in die Fasern eintretenden und des aus den Fasern austretenden Lichtes besteht.

Wandler nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Leiter ein Stab oder ein Rohr (1) ist.

Wandler nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Leiter (9) die Form einer Wicklung hat, die von der Faserwicklung (6) durchsetzt wird, so daß die Faserwicklung (6) alle Windungen der Wicklung des elektrischen Leiters (9) umfaßt.

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4. Wandler nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Leiter die Form einer Toroidwicklung (9) hat.

5. Wandler nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Faserwicklung die Form einer Toroidwicklung hat.

6. Wandler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (3_f 6) aus einem Rohr bestehen, das einen Kern aus optisch durchsichtigem Material hat, dessen Brechzahl größer als die des Rohres ist.

7. Wandler nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der optischen Fasern (3_f 6) mit einer lichtabsorbierenden Schicht überzogen ist, so daß das Licht, welches den Kern verläßt, an einem Wiedereintritt gehindert ist.

8. Wandler nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brechzahl des Kernes über den Querschnitt hin verschieden ist, derart, daß sie in der Mitte am größten ist und radial nach außen auf einen Wert abnimmt, der die Brechzahl des umgebenden Rohrmaterials an der Grenze zwischen Kern und Rohr noch übersteigt.

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9. Schaltungsanordnung für magnetooptische Wandler mit einem Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (S, 20) vorgesehen sind, die einen Strahl von linearpolarisiertem Licht in das Ende der optischen Faser einführen sowie Einrichtungen (21, d), die auf einen aus dem anderen Ende der optischen Faser austretenden Lichtstrahl aus linearpolarisiertem Licht ansprechen und ein Ausgangssignal liefern, das von der Größe des Winkels zwischen den Polarisationsebenen des eingegebenen und des austretenden Lichtstrahls abhängt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 mit drei magnetooptischen Wandlern nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern der drei Wandler (15, 16, 17) in Reihe liegen und daß eine Lichtquelle (S, 20) für linearpolarisiertes Licht mit dem einen Ende der in Reihe liegenden Fasern verbunden ist, daß ein auf die Polarisationsebene ansprechender Detektor (21, D) mit dem anderen Ende der in Reihe liegenden Fasern verbunden ist, daß die elektrischen Leiter (18) des ersten Wandlers in Reihe mit einer Leitung liegen, deren Strom überwacht werden soll, daß der elektrische Leiter des zweiten Wandlers an den Ausgang eines Riickkopplungsverstärkers (22) angeschlossen ist, der eine steuerbare Stromquelle bildet, daß der elektrische Leiter des dritten Wandlers mit dem Ausgang eines Rechteckwellengenerators (2A-) verbunden ist und daß Einrichtungen (DL, 23) vorgesehen sind, die den Verstärker (22) in Abhängigkeit von der Größe und aem Vorzeichen der Differenz zwischen

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den Lichtamplitudenwerten steuert, die von dem Detektor (21, D) während der Signal- und Zwischenraumperioden der Rechteckschwingung (24) aufgenommen werden.

Re/Pi.

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