DE2739598A1

DE2739598A1 - Wandler fuer messtechnische zwecke

Info

Publication number: DE2739598A1
Application number: DE19772739598
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl Ing Reibnitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-31
Filing date: 1977-08-31
Publication date: 1979-03-08

Description

Wandler für laeßtechnischc Zwecke
Die Erfindung befaßt sich mit der konstruktiven Ausgestaltung eines Wandlers zur meßtechnischen Beeinflussung eines Lichtstromes durch ein magnetisches Feld. Derartige Wandler sind an sich bekannt und werden beispielsweise zur Strommessung in Höchstspannungs-Ubertragur.gsanlagen eingesetzt.
Ein bekannter magneto-optischer Stromwandler enthält zur Umwandlung des zu messenden Stromes in exen Lichtstrom eien Kristall, der von einem polarisierten Lichtstrahl konstanter Intensität durchströmt wird. Der Kristall liegt auf der Hochspannungsseite im Magnetfeld des zu messenden Stromes und dreht in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfeldes die Polarisationsebene des Lichtstrahles. Durch eine entsprechende Kompensationseinrichtung auf der Niederspannungsseite wird die Drehung der Polarisationsebene des Lichtstrahles rückgängig gemacht (DT-Z "Industrie-Elektrik + Elektronik", 1968, Seite 503). Bei diesem bekannten magetooptischen Stromwandler wird der gebündelte Lichtstrahl von der Niederspannungsseite auf die Hochspannungsseite und umgekehrt frei dadurch die Luft geführt. Es ist aber auch bekannt, zur Führung des Lichtstrahles Lichtleiter, vorzugsweise lichtleitende Faserbündel, zu verwenden (DT-OS 19 39 912).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Beeinflussung eines Lichtstromes durch ein magnetisches Feld einen Wandler zu schaffen, der einen einfacheren Aufbau der den Wandler enthaltenden Neßeinrichtung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Wandler im wesentlichen aus zwei mit geringem Abstand parallel zueinander angeordneten langgestredkten Bauteilen wie Rohren, Stäben, Zungen oder Platten besteht, die an dem einen Ende gemeinsam ortsfest gelagert sind und die an dem anderen nde Jeweils das Ende eines Liclltwellenleiters trage, daa sich diese Enden der beiden Lichtwellenleiter stirnseitiggegenüberstehen und daß wenigstens eines der beiden langgestreckten Bauteile aus magneto-striktivem Material besteht.
Bei einem derart ausgebildeten Wandler stehen sich die Enden zweier Lichtwellenleiter, die an die Sende- undEmpfangsseite einer Lichtübertragungseinrichtung anzus6hließen sind, stirnseitig gegenüber; in Abhängigkeit von einem auf das magnetostriktive Bauteil einwirkenden I4agnetfeld erfolgt eine Längenänderung des magneto-striktiven Bauteils gegenüber dem anderen, parallel angeordneten Bauteil, was zu einer gegenseitigen Verschiebung der Stirnflächen der Lichtwellenleiter führt. Daraus resultiert eine Dämpfung eines huber die Lichtwellenleiter geführten Lichtstrahles, d. h. von. dem sendeseitig angeschlossenen Lichtwellenleiter tritt nur ein Teil des Lichtstromes in den empfangsseitig angeschlossenen Lichtwellenleiter über. Der gedämpfte Lichtstrom kann in eine elektrische Große umgewandelt und diese zur Anzeige gebracht werden. Bei Verwendung des neuen Wandlers erübrigen sich somit Prismen und Polarisationsfilter zur Führung und Beeinflussung des Lichtstrahles.
Eine in Weiterbildung der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung des neuen Wandlers sieht vor, daß die beiden langgestreckten Bauteile gemeinsam auf einer Unterlage befestigt sind. Diese Unterlage kann Teil eines Gehäuses sein, das eine parallel zu den langgestreckten Bauteilen verlaufende Bohrung zur Aufnahme eines elektrischen Leiters aufweist. Hierbei ist es zweckmäßig, daß das Gehäuse aus zwei miteinander verspannbaren Teilen besteht, deren Teilungsebene längs der Bohrung verläuft Ein Ausführungsbeispiel des neuen Wandlers i¢in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen magneto-striktiven Wandler, der in einem den elektrischen, stromführenden Leiter 5 umgebenden Gehäuse 3 angeordnet ist. Der magneto-striktive Wandler 2 besteht aus einem Stab, der parallel zu dem Leiter 5 verläuft und an seinem einen Ende mit einem darunter angeordneten Rohrstück 1 aus unmagnetischem Material fest verbunden ist. Das Rohrstück 1 ist im Gehäuse 3 verankert und liegt über ein Anpassungsstück 4 auf dem stromfUlrenden Leiter 5 auf.
Am freien Ende des Stabes 2 aus einem magneto-striktiven Material ist das eine Ende eines Lichtwellenleiters 7 befestigt, beispielsweise mit-tels einer Prismenfühning. Dieses Ende steht stirnseitig dem Ende eines anderen Lichtwellenleiters 6 gegenüber, das an dem Rohrstück 1 aus unmagnetischem Material befestigt ist, beispielsweise ebenfalls mittels einer Prismenführung. Die beiden Lichtwellenleiter 6 und 7 führen zu einem nicht näher dargestellten Lichtsender bzw. Lichtempfänger.
Für den Stab 2 kommt jedes magneto-striktive Material in Betracht.
Derartige Materialien sind bekannt, beispielsweise weisen Eisen-Platin- und Eisen-Kobalt-Legierungen magneto-striktive Eigenschaften auf. Für das Rohrstück 1 kommen vorzugsweise unmagnetische Materialien in Betracht; aber auch magneto-striktive Materialien sind geeignet, wenn das Maß der Magnetostriktion von dem des Stabes 1 abweicht oder wenn die Wirkung der Magnetostriktion im wesentlichen senkrecht zu der des Stabes 2 gerichtet ist.
Sobald durch den Leiter 5 ein Strom fließt, wird ein Magnetfeld aufgebaut, das auf den Stab 2 aus magneto-striktivem Material einwirkt. Dieser zieht sich unter dem Einfluß des Magnetfeldes zusammen oder dehnt sich aus, was mit einer Verlagerung des Endes des Lichtwellenleiters 7 gegenüber dem Ende des Lichtwellenleiters 6 verbunden ist. Die magnetfeldbedingte Längenänderung des hauptsächlich in einer Richtung ausgedehnten magneto-striktiven Stabes 2 ist auch abhängig von seiner absoluten Länge. Durch Variation seiner Länge läßt sich der beschriebene Wandlertyp an unterschiedliche Meßbereiche anpassen.
Bei dem in Fig. 2 in Ansicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stab 2 aus magneto-striktivem Material auf einer Rippe 11 des Rohrstückes 1 angeordnet. Rippe 11 und Stab 2 befinden sich dabei in einer Ausnehmung des zweiteiligen Gehäuses 3/3'.
4 Ansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche (1. wandler zur meßtechnischen Beeinflussung eines Lichtstromes lurch ein magnetisches Feld, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Wandler im wesentlichen aus zwei mit geringem Abstand parallel zueinander angeordneten langgestreckten Bauteilen (1, 2) wie Rohren, Stäben, Zungen oder Platten besteht, die an dem einen Ende gemeinsam ortsfest gelagert sind und die an dem anderen Ende jeweils das Ende eines Lichtwellenleiters (6, 7) tragen, daß sich oese Enden der beiden Iichtweller.-leiter stnrnseitig gegentiberstehen und daß wenigstens eines der beiden langgestreckten Bauteile (2) aus magneto-striktivem Material besteht.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden langgestreckten Bauteile (1, 2) gemeinsam auf einer Unterlage (3, 4) befestigt sind.
3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage Teil eines Gehäuses (3) ist, das eine parallel zu den langgestreckten Bauteilen verlaufende Bohrung zur Aufnahme eines elektrischen Leiters (5) aufweist.
4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei miteinander verspannbaren Teilen (3, 3') besteht, deren Teilungsebene längs der Bohrung verläuft.