JP2003090769A - 温度測定法及び装置 - Google Patents
温度測定法及び装置Info
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- JP2003090769A JP2003090769A JP2001285253A JP2001285253A JP2003090769A JP 2003090769 A JP2003090769 A JP 2003090769A JP 2001285253 A JP2001285253 A JP 2001285253A JP 2001285253 A JP2001285253 A JP 2001285253A JP 2003090769 A JP2003090769 A JP 2003090769A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 送電中における送電線の実際温度を直接的に
かつ精度よく測定する。 【解決手段】 温度測定対象物たる送電線６の温度を測
定したい点ないしその近傍に強磁性磁気光学物質１を設
置し、該強磁性磁気光学物質１に通過光の進行方向と平
行に磁界Ｈをかけて磁化し、偏光子２により直線偏光に
した光を強磁性磁気光学物質１に入射する一方、強磁性
磁気光学物質１の温度変化に伴い変化するファラデー回
転角により変動する検光子３の通過光量を計測し、該通
過光量をパラメータとして通過光量と温度との相関に基
づいて温度測定対象物の温度を測定するようにしてい
る。磁界Ｈは送電線の架線方向と平行にかけられ、更に
強磁性磁気光学物質１を磁気飽和させるものであること
が好ましい。
かつ精度よく測定する。 【解決手段】 温度測定対象物たる送電線６の温度を測
定したい点ないしその近傍に強磁性磁気光学物質１を設
置し、該強磁性磁気光学物質１に通過光の進行方向と平
行に磁界Ｈをかけて磁化し、偏光子２により直線偏光に
した光を強磁性磁気光学物質１に入射する一方、強磁性
磁気光学物質１の温度変化に伴い変化するファラデー回
転角により変動する検光子３の通過光量を計測し、該通
過光量をパラメータとして通過光量と温度との相関に基
づいて温度測定対象物の温度を測定するようにしてい
る。磁界Ｈは送電線の架線方向と平行にかけられ、更に
強磁性磁気光学物質１を磁気飽和させるものであること
が好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は温度測定法及び装置
に関する。さらに詳述すると、本発明は測定対象物の温
度を光量で計測する温度測定法及び装置に関する。
に関する。さらに詳述すると、本発明は測定対象物の温
度を光量で計測する温度測定法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高圧送電線は安全性の観点から送電中に
おける許容温度が定められており、この許容温度を超え
ない範囲でできるだけ大きな電力を供給することが望ま
れている。したがって、送電線の実際温度が何度なのか
正確に把握することが重要であるが、送電中の電線温度
を直接計測するような測定法は特になく、赤外線を利用
し非接触で温度を測定する方法が試みられている。
おける許容温度が定められており、この許容温度を超え
ない範囲でできるだけ大きな電力を供給することが望ま
れている。したがって、送電線の実際温度が何度なのか
正確に把握することが重要であるが、送電中の電線温度
を直接計測するような測定法は特になく、赤外線を利用
し非接触で温度を測定する方法が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、赤外線
を利用した温度測定法の測定精度は明らかでないことか
ら、測定誤差を考慮し、測定値を参考にして許容温度ま
で余裕のある電力供給をせざるを得ないという問題があ
る。したがって、許容温度と実際の温度との間に開きが
ある場合にも、送電線の送電能力の余力を正確に把握で
きないまま供給電力を抑え気味にして電線温度の上昇を
防いでいるのが現状である。
を利用した温度測定法の測定精度は明らかでないことか
ら、測定誤差を考慮し、測定値を参考にして許容温度ま
で余裕のある電力供給をせざるを得ないという問題があ
る。したがって、許容温度と実際の温度との間に開きが
ある場合にも、送電線の送電能力の余力を正確に把握で
きないまま供給電力を抑え気味にして電線温度の上昇を
防いでいるのが現状である。
【０００４】そこで、本発明は、送電中における送電線
の実際温度を直接的にかつ精度よく測定することができ
る温度測定法及び装置を提供することを目的とする。
の実際温度を直接的にかつ精度よく測定することができ
る温度測定法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明者等は、かかる
目的を達成するため種々研究・検討した結果、磁界計測
用や光の偏光度、偏光状態を測定するために用いられて
いる磁気光学素子のうち、強磁性を有する物質の場合に
はファラデー回転角が印加磁場ではなく磁化に比例する
こと、更に強磁性体の磁化率は温度に強く依存している
ことに着眼し、磁界一定の状態特に飽和状態あるいはこ
れに近い状態における強磁性磁気光学物質のファラデー
回転角が温度に依存することを利用して温度測定を可能
とすることを知見するに至った。
目的を達成するため種々研究・検討した結果、磁界計測
用や光の偏光度、偏光状態を測定するために用いられて
いる磁気光学素子のうち、強磁性を有する物質の場合に
はファラデー回転角が印加磁場ではなく磁化に比例する
こと、更に強磁性体の磁化率は温度に強く依存している
ことに着眼し、磁界一定の状態特に飽和状態あるいはこ
れに近い状態における強磁性磁気光学物質のファラデー
回転角が温度に依存することを利用して温度測定を可能
とすることを知見するに至った。
【０００６】本願発明はかかる知見に基づくものであ
り、請求項１記載の発明の温度測定法は、温度を測定し
たい点ないしその近傍に強磁性磁気光学物質を設置し、
該強磁性磁気光学物質に通過光の進行方向と平行に磁界
をかけて磁化し、偏光子により直線偏光にした光を強磁
性磁気光学物質に入射する一方、強磁性磁気光学物質の
温度変化に伴い変化するファラデー回転角により変動す
る検光子通過光量を計測し、該通過光量をパラメータと
して通過光量と温度との相関に基づいて温度測定対象物
の温度を測定するようにしている。
り、請求項１記載の発明の温度測定法は、温度を測定し
たい点ないしその近傍に強磁性磁気光学物質を設置し、
該強磁性磁気光学物質に通過光の進行方向と平行に磁界
をかけて磁化し、偏光子により直線偏光にした光を強磁
性磁気光学物質に入射する一方、強磁性磁気光学物質の
温度変化に伴い変化するファラデー回転角により変動す
る検光子通過光量を計測し、該通過光量をパラメータと
して通過光量と温度との相関に基づいて温度測定対象物
の温度を測定するようにしている。
【０００７】更に、請求項４記載の発明は、光源と磁気
光学センサと受光素子とから成る温度測定装置におい
て、磁気光学センサが、温度測定対象物の温度を測定し
たい点ないしその近傍に設置され、かつ光源から照射さ
れた光を直線偏光させる偏光子と、強磁性磁気光学物質
と、強磁性磁気光学物質に光の進行方向と平行に磁界を
かけて磁化させる磁石と、強磁性磁気光学物質を通過し
た直線偏光を検出する検光子とを備え、強磁性磁気光学
物質の温度変化に伴い変化するファラデー回転角により
変動する検光子通過光量を前記受光素子で計測し、該通
過光量をパラメータとして通過光量と温度との相関に基
づいて温度測定対象物の温度を求めるようにしている。
光学センサと受光素子とから成る温度測定装置におい
て、磁気光学センサが、温度測定対象物の温度を測定し
たい点ないしその近傍に設置され、かつ光源から照射さ
れた光を直線偏光させる偏光子と、強磁性磁気光学物質
と、強磁性磁気光学物質に光の進行方向と平行に磁界を
かけて磁化させる磁石と、強磁性磁気光学物質を通過し
た直線偏光を検出する検光子とを備え、強磁性磁気光学
物質の温度変化に伴い変化するファラデー回転角により
変動する検光子通過光量を前記受光素子で計測し、該通
過光量をパラメータとして通過光量と温度との相関に基
づいて温度測定対象物の温度を求めるようにしている。
【０００８】ここで、強磁性体の磁気光学物質（ファラ
デー効果素子ないし光学磁気光学素子と呼ばれる）のフ
ァラデー回転角は、印加磁場ではなく磁化に比例する。
そして、強磁性体の磁化率は、温度に強く依存し、キュ
リー温度以下ではキュリー温度に近付くに連れて弱くな
る傾向を有している。よって、一定磁界の下で強磁性磁
気光学物質の温度が変化すると、磁化率が変動し、その
結果ファラデー回転角が変化する。そして、このファラ
デー回転角の変化に従い検光子通過光量が変動する。ま
た、強磁性磁気光学物質の温度は温度測定対象物例えば
送電線の発熱温度の影響を受けて変化している。したが
って、検光子を通過する光量を計測することにより強磁
性磁気光学物質の温度ひいては温度測定対象物例えば送
電線の温度を測定することができる。しかも、パラメー
タが光量であることから送電中でも温度測定することが
できるし、ファラデー回転角や通過光量が追従性よく変
化することから測定精度が高い。この結果、送電中の送
電線温度を知って送電余力を正確に把握することが可能
となる。
デー効果素子ないし光学磁気光学素子と呼ばれる）のフ
ァラデー回転角は、印加磁場ではなく磁化に比例する。
そして、強磁性体の磁化率は、温度に強く依存し、キュ
リー温度以下ではキュリー温度に近付くに連れて弱くな
る傾向を有している。よって、一定磁界の下で強磁性磁
気光学物質の温度が変化すると、磁化率が変動し、その
結果ファラデー回転角が変化する。そして、このファラ
デー回転角の変化に従い検光子通過光量が変動する。ま
た、強磁性磁気光学物質の温度は温度測定対象物例えば
送電線の発熱温度の影響を受けて変化している。したが
って、検光子を通過する光量を計測することにより強磁
性磁気光学物質の温度ひいては温度測定対象物例えば送
電線の温度を測定することができる。しかも、パラメー
タが光量であることから送電中でも温度測定することが
できるし、ファラデー回転角や通過光量が追従性よく変
化することから測定精度が高い。この結果、送電中の送
電線温度を知って送電余力を正確に把握することが可能
となる。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、温度測定対
象物を送電線として、その架線方向と平行に磁界を作用
させるようにしている。この場合、強磁性磁気光学物質
に掛けられる磁界が送電線に生じる回転磁界と直交する
ように交差することから、この回転磁界から受ける影響
が少なくて済む。
象物を送電線として、その架線方向と平行に磁界を作用
させるようにしている。この場合、強磁性磁気光学物質
に掛けられる磁界が送電線に生じる回転磁界と直交する
ように交差することから、この回転磁界から受ける影響
が少なくて済む。
【００１０】また、磁界は強磁性磁気光学物質を磁気飽
和させるものであることが好ましい。ファラデー回転角
は磁化の大きさに比例することから、磁気飽和させる程
度の十分な磁界を作用させた状態のとき、ファラデー回
転角と強磁性磁気光学物質の温度との関係を精度よく求
めやすくなる。しかも、磁気飽和状態にあるときは、送
電線を流れる電流による磁界の影響を受けにくい。
和させるものであることが好ましい。ファラデー回転角
は磁化の大きさに比例することから、磁気飽和させる程
度の十分な磁界を作用させた状態のとき、ファラデー回
転角と強磁性磁気光学物質の温度との関係を精度よく求
めやすくなる。しかも、磁気飽和状態にあるときは、送
電線を流れる電流による磁界の影響を受けにくい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】図１〜図５に本発明を高圧送電線の温度を
測定する温度測定法及び装置に適用した一実施形態を示
す。この温度測定法は、温度を測定したい点ないしその
近傍に強磁性磁気光学物質１を設置し、該強磁性磁気光
学物質１に通過光の進行方向と平行に磁界Ｈをかけて磁
化し、偏光子２により直線偏光にした光を強磁性磁気光
学物質１に入射する一方、強磁性磁気光学物質１の温度
変化に伴い変化するファラデー回転角により変動する検
光子３の通過光量を受光部５で計測し、該通過光量をパ
ラメータとして通過光量と温度との相関に基づいて温度
測定対象物の温度を測定するものである。
測定する温度測定法及び装置に適用した一実施形態を示
す。この温度測定法は、温度を測定したい点ないしその
近傍に強磁性磁気光学物質１を設置し、該強磁性磁気光
学物質１に通過光の進行方向と平行に磁界Ｈをかけて磁
化し、偏光子２により直線偏光にした光を強磁性磁気光
学物質１に入射する一方、強磁性磁気光学物質１の温度
変化に伴い変化するファラデー回転角により変動する検
光子３の通過光量を受光部５で計測し、該通過光量をパ
ラメータとして通過光量と温度との相関に基づいて温度
測定対象物の温度を測定するものである。
【００１３】強磁性磁気光学物質１は、永久磁石８が印
加する磁界を受けて磁化されると共にその磁化に比例し
てファラデー回転角を変化させるものである。この強磁
性磁気光学物質１は、一定の磁界、最も好ましくは当該
物質１を磁気的に飽和させる磁界がかけられた状態で
は、図４に例示するように、温度によってファラデー回
転角を変化させるものである。本実施形態で用いた強磁
性磁気光学物質１は、図４に２０℃、５０℃、８０℃の
場合を例示しているように、高温となるにつれて透過す
る光のファラデー回転角を小さくさせる性質を有してい
る。また、強磁性磁気光学物質１は、電線温度に追従し
て温度変化するように送電線６の熱が十分に伝わる位置
に配置されている（図２）。
加する磁界を受けて磁化されると共にその磁化に比例し
てファラデー回転角を変化させるものである。この強磁
性磁気光学物質１は、一定の磁界、最も好ましくは当該
物質１を磁気的に飽和させる磁界がかけられた状態で
は、図４に例示するように、温度によってファラデー回
転角を変化させるものである。本実施形態で用いた強磁
性磁気光学物質１は、図４に２０℃、５０℃、８０℃の
場合を例示しているように、高温となるにつれて透過す
る光のファラデー回転角を小さくさせる性質を有してい
る。また、強磁性磁気光学物質１は、電線温度に追従し
て温度変化するように送電線６の熱が十分に伝わる位置
に配置されている（図２）。
【００１４】本実施形態で用いる強磁性磁気光学物質１
は、A3-xBxFe5-yCyO12の構造式で表されるガーネット結
晶である。ここで、ＡおよびＢは希土類元素およびビス
マス、Ｃは１３族（ホウ素族）元素である。組成比ｘ，
ｙ，ｚの範囲はｘ＝０〜３（０および３を含む）、ｙ＝
０〜５（０および５を含む）である。例えば、Ａには飽
和磁界を低減させるテルビウムが用いられ、Ｂにはファ
ラデー回転角を増大させるセリウムが用いられる。ま
た、イットリウム鉄ガーネットのイットリウムの８％を
セリウムに置換するとファラデー回転角が約１０倍とな
り、温度に対する感度が増大する。さらに、イットリウ
ムの代わりにテルビウムを使用すると飽和磁界が４０ｋ
Ａ／ｍまで減少し、磁石８の小型化が図れる。
は、A3-xBxFe5-yCyO12の構造式で表されるガーネット結
晶である。ここで、ＡおよびＢは希土類元素およびビス
マス、Ｃは１３族（ホウ素族）元素である。組成比ｘ，
ｙ，ｚの範囲はｘ＝０〜３（０および３を含む）、ｙ＝
０〜５（０および５を含む）である。例えば、Ａには飽
和磁界を低減させるテルビウムが用いられ、Ｂにはファ
ラデー回転角を増大させるセリウムが用いられる。ま
た、イットリウム鉄ガーネットのイットリウムの８％を
セリウムに置換するとファラデー回転角が約１０倍とな
り、温度に対する感度が増大する。さらに、イットリウ
ムの代わりにテルビウムを使用すると飽和磁界が４０ｋ
Ａ／ｍまで減少し、磁石８の小型化が図れる。
【００１５】なお、このような強磁性磁気光学物質１に
よれば磁化を消失する温度（キュリー温度）以下で温度
測定が可能であり、希土類の種類により多少異なるがこ
のキュリー温度は２７０℃〜３００℃程度と送電線６の
到達温度と比較して高温であることから測定可能な温度
範囲は広範である。例えば、図５に示すように温度と検
光子通過光量との相関関係を−５０℃〜２７０℃の範囲
で求めておけば実用上問題のない測定範囲を確保できる
し、さらに−５０℃以下の範囲まで測定可能範囲を拡大
することも可能である。
よれば磁化を消失する温度（キュリー温度）以下で温度
測定が可能であり、希土類の種類により多少異なるがこ
のキュリー温度は２７０℃〜３００℃程度と送電線６の
到達温度と比較して高温であることから測定可能な温度
範囲は広範である。例えば、図５に示すように温度と検
光子通過光量との相関関係を−５０℃〜２７０℃の範囲
で求めておけば実用上問題のない測定範囲を確保できる
し、さらに−５０℃以下の範囲まで測定可能範囲を拡大
することも可能である。
【００１６】永久磁石８は、図３に示すように強磁性磁
気光学物質１の上下に設けられて強磁性磁気光学物質１
を磁化する磁界Ｈを生じさせるもので、本実施形態では
強磁性磁気光学物質１を磁気的に飽和させる磁界強度を
有する磁石が採用されている。ここで使用される永久磁
石８は、強磁性磁気光学物質１が飽和する磁界によって
決定され、例えば、飽和磁界が約９０ｋＡ／ｍのセリウ
ム置換イットリウム鉄ガーネットを強磁性磁気光学物質
１に用いる場合には磁界強度が少なくとも約１００ｋＡ
／ｍのフェライト磁石を用いることが好ましい。永久磁
石８の好適例を挙げると、例えばフェライト磁石、サマ
リウム−コバルト磁石、ネオジウム−鉄−ボロン磁石が
ある。この強磁性磁気光学物質１と永久磁石８とでセン
サ部７が形成されている。
気光学物質１の上下に設けられて強磁性磁気光学物質１
を磁化する磁界Ｈを生じさせるもので、本実施形態では
強磁性磁気光学物質１を磁気的に飽和させる磁界強度を
有する磁石が採用されている。ここで使用される永久磁
石８は、強磁性磁気光学物質１が飽和する磁界によって
決定され、例えば、飽和磁界が約９０ｋＡ／ｍのセリウ
ム置換イットリウム鉄ガーネットを強磁性磁気光学物質
１に用いる場合には磁界強度が少なくとも約１００ｋＡ
／ｍのフェライト磁石を用いることが好ましい。永久磁
石８の好適例を挙げると、例えばフェライト磁石、サマ
リウム−コバルト磁石、ネオジウム−鉄−ボロン磁石が
ある。この強磁性磁気光学物質１と永久磁石８とでセン
サ部７が形成されている。
【００１７】また、強磁性磁気光学物質１に対しては永
久磁石８による磁界Ｈのみが作用し、送電線６の周囲に
形成される外部磁界から受ける影響がないかあるいは極
力少なくなっている状態であることが好ましい。本実施
形態の場合は、図２に示すように強磁性磁気光学物質１
に作用する磁界Ｈの方向を送電線６の架線方向に一致さ
せ、磁界Ｈが送電時に送電線周りに生じる外部磁界と直
交するようにしている。この場合、磁界Ｈがこの外部磁
界から受ける影響は少ないことから、外部磁界の大きさ
にかかわらず送電線６の温度を精度よく測定することが
可能となる。
久磁石８による磁界Ｈのみが作用し、送電線６の周囲に
形成される外部磁界から受ける影響がないかあるいは極
力少なくなっている状態であることが好ましい。本実施
形態の場合は、図２に示すように強磁性磁気光学物質１
に作用する磁界Ｈの方向を送電線６の架線方向に一致さ
せ、磁界Ｈが送電時に送電線周りに生じる外部磁界と直
交するようにしている。この場合、磁界Ｈがこの外部磁
界から受ける影響は少ないことから、外部磁界の大きさ
にかかわらず送電線６の温度を精度よく測定することが
可能となる。
【００１８】偏光子２は、光源４により発せされたレー
ザ光などを直線偏光とする例えば偏光板、プリズムなど
の装置である。本実施形態で用いる偏光子２は、ファラ
デー効果を生じさせる場合に用いる従来の偏光子で構わ
ない。
ザ光などを直線偏光とする例えば偏光板、プリズムなど
の装置である。本実施形態で用いる偏光子２は、ファラ
デー効果を生じさせる場合に用いる従来の偏光子で構わ
ない。
【００１９】検光子３は、直線偏光の偏光状態を検出す
るために用いる装置で、強磁性磁気光学物質１の後段に
配置される。検光子３もファラデー効果を生じさせる場
合に用いられる従来の検光子で足りる。図１に示すよう
に、本実施形態の検光子３はスリットが偏光子２のスリ
ットに対し４５度傾いた状態でファラデー回転角が小さ
くなると通過光量を減少させるように設置されている。
検光子３の傾きは４５度でなくても構わないが、最も高
感度の測定が可能となる４５度の傾きとすることが好ま
しい。尚、本実施形態では、上述の強磁性磁気光学物質
１、磁石８、偏光子２及び検光子３とで磁気光学センサ
１０を構成している。
るために用いる装置で、強磁性磁気光学物質１の後段に
配置される。検光子３もファラデー効果を生じさせる場
合に用いられる従来の検光子で足りる。図１に示すよう
に、本実施形態の検光子３はスリットが偏光子２のスリ
ットに対し４５度傾いた状態でファラデー回転角が小さ
くなると通過光量を減少させるように設置されている。
検光子３の傾きは４５度でなくても構わないが、最も高
感度の測定が可能となる４５度の傾きとすることが好ま
しい。尚、本実施形態では、上述の強磁性磁気光学物質
１、磁石８、偏光子２及び検光子３とで磁気光学センサ
１０を構成している。
【００２０】光源４は、レーザ光または白色光などの自
然光を発光する装置で、例えば光がレーザ光である場
合、無停電電源、送電線６からの誘導電源などが用いら
れる。レーザ光としては６００〜１６００ｎｍの波長の
ものが結晶中を透過するという点で適するが、この波長
領域以外の光を透過する新しい強磁性体が適用できる場
合には、当該波長範囲の光も適用することができる。
然光を発光する装置で、例えば光がレーザ光である場
合、無停電電源、送電線６からの誘導電源などが用いら
れる。レーザ光としては６００〜１６００ｎｍの波長の
ものが結晶中を透過するという点で適するが、この波長
領域以外の光を透過する新しい強磁性体が適用できる場
合には、当該波長範囲の光も適用することができる。
【００２１】受光部５は検光子３を通過した光を受光し
光量を計測する装置で、例えばＳｉフォトディテクタ
ー、Ｇｅフォトディテクター、フォトマルチプライヤ、
フォトンカウンティングなどが用いられる。
光量を計測する装置で、例えばＳｉフォトディテクタ
ー、Ｇｅフォトディテクター、フォトマルチプライヤ、
フォトンカウンティングなどが用いられる。
【００２２】また、光源４とセンサ部７（強磁性磁気光
学物質１および永久磁石８）との間およびセンサ部７と
受光部５との間には、必要に応じて光ファイバなどから
なる導光部９が設けられる（図２）。導光部９は、地上
で発光された例えば白色光などの光をセンサ部７まで確
実に導く。一方、光源４としてレーザーなどを採用する
と共に磁気光学センサ１０即ちセンサ部７と偏光子２及
び検光子３を温度測定対象物たる送電線あるいはその近
傍の固定構造物等に取付け、反射ミラー等を用いて地上
のレーザー光源４から照射されたレーザー光を反射させ
センサ部７に直接入射させ、更に検光子透過光を反射ミ
ラー等で反射させて地上の受光部５に入射させるように
構成することも可能であり、この場合には、上述の光フ
ァイバのような導光部を設ける必要がない。
学物質１および永久磁石８）との間およびセンサ部７と
受光部５との間には、必要に応じて光ファイバなどから
なる導光部９が設けられる（図２）。導光部９は、地上
で発光された例えば白色光などの光をセンサ部７まで確
実に導く。一方、光源４としてレーザーなどを採用する
と共に磁気光学センサ１０即ちセンサ部７と偏光子２及
び検光子３を温度測定対象物たる送電線あるいはその近
傍の固定構造物等に取付け、反射ミラー等を用いて地上
のレーザー光源４から照射されたレーザー光を反射させ
センサ部７に直接入射させ、更に検光子透過光を反射ミ
ラー等で反射させて地上の受光部５に入射させるように
構成することも可能であり、この場合には、上述の光フ
ァイバのような導光部を設ける必要がない。
【００２３】以上の測定装置のように強磁性磁気光学物
質１を利用した場合、図４に示すように、強磁性磁気光
学物質１の温度（例えば２０℃、５０℃、８０℃）毎に
磁界Ｈの強さとファラデー回転角との間の相関関係が得
られる。この相関関係からは、ある強さの磁界Ｈ（例え
ば強磁性磁気光学物質１を磁気飽和させうる磁界Ｈ）に
おけるファラデー回転角と温度との対応関係が得られ
る。また、上述したようにファラデー回転角の変化は検
光子通過光量の変動として捉えることができ、例えばフ
ァラデー回転角が小さくなると検光子３を通過する光量
も減少する。この結果、図５に示すような温度と検光子
通過光量（光出力）との間の相関関係を示すグラフが得
られる（例えば本実施形態の場合、送電線６の表面温度
が高くなるにつれ受光部５で検出する光量が減るグラフ
が得られる）。したがって、検光子通過光量を計測して
パラメータとし、このグラフを利用して強磁性磁気光学
物質１の温度ひいては送電線６の温度を測定することが
できる。
質１を利用した場合、図４に示すように、強磁性磁気光
学物質１の温度（例えば２０℃、５０℃、８０℃）毎に
磁界Ｈの強さとファラデー回転角との間の相関関係が得
られる。この相関関係からは、ある強さの磁界Ｈ（例え
ば強磁性磁気光学物質１を磁気飽和させうる磁界Ｈ）に
おけるファラデー回転角と温度との対応関係が得られ
る。また、上述したようにファラデー回転角の変化は検
光子通過光量の変動として捉えることができ、例えばフ
ァラデー回転角が小さくなると検光子３を通過する光量
も減少する。この結果、図５に示すような温度と検光子
通過光量（光出力）との間の相関関係を示すグラフが得
られる（例えば本実施形態の場合、送電線６の表面温度
が高くなるにつれ受光部５で検出する光量が減るグラフ
が得られる）。したがって、検光子通過光量を計測して
パラメータとし、このグラフを利用して強磁性磁気光学
物質１の温度ひいては送電線６の温度を測定することが
できる。
【００２４】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態においては強磁性磁気光学物
質１に磁界を作用させて磁気飽和させるようにしたが、
必ずしも磁気飽和させなくても温度測定は可能である。
すなわち、図４に示したように、一定以上の磁界Ｈをか
けることにより強磁性磁気光学物質１の磁気が飽和した
状態となりこの状態で温度とファラデー回転角とを対応
付けることで温度測定の精度が上がる一方、飽和以前の
状態であっても対応付けは可能であり、温度とファラデ
ー回転との関係を得ることができる。
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態においては強磁性磁気光学物
質１に磁界を作用させて磁気飽和させるようにしたが、
必ずしも磁気飽和させなくても温度測定は可能である。
すなわち、図４に示したように、一定以上の磁界Ｈをか
けることにより強磁性磁気光学物質１の磁気が飽和した
状態となりこの状態で温度とファラデー回転角とを対応
付けることで温度測定の精度が上がる一方、飽和以前の
状態であっても対応付けは可能であり、温度とファラデ
ー回転との関係を得ることができる。
【００２５】また、本実施形態では永久磁石８を強磁性
磁気光学物質１の上下に設けたセンサ部７について説明
したがこれは好適な一例に過ぎず、例えば図３において
紙面の垂直方向に一対の永久磁石８を配置して強磁性磁
気光学物質１を挟むようにするなどしてもよく、強磁性
磁気光学物質１に作用する磁界Ｈの方向と直線偏光の入
射方向とが一致している限り、永久磁石８の配置さらに
は形状、個数などが特に限定されることはない。
磁気光学物質１の上下に設けたセンサ部７について説明
したがこれは好適な一例に過ぎず、例えば図３において
紙面の垂直方向に一対の永久磁石８を配置して強磁性磁
気光学物質１を挟むようにするなどしてもよく、強磁性
磁気光学物質１に作用する磁界Ｈの方向と直線偏光の入
射方向とが一致している限り、永久磁石８の配置さらに
は形状、個数などが特に限定されることはない。
【００２６】また、本実施形態では強磁性磁気光学物質
１としてA3-xBxFe5-yCyO12で表されるガーネット結晶を
例示したがこれは好適な一例に過ぎずこれに限定される
ものではない。ガーネット結晶をはじめ、ファラデー効
果を生じさせうる全ての強磁性体からなる磁気光学物質
を適用できることは言うまでもない。
１としてA3-xBxFe5-yCyO12で表されるガーネット結晶を
例示したがこれは好適な一例に過ぎずこれに限定される
ものではない。ガーネット結晶をはじめ、ファラデー効
果を生じさせうる全ての強磁性体からなる磁気光学物質
を適用できることは言うまでもない。
【００２７】さらに、本実施形態では磁界Ｈが作用する
方向と光の入射方向とを送電線６の架線方向に一致させ
たが、このときの磁界Ｈの向きあるいは光の入射の向き
は特に限定されることはない。例えば光を磁界Ｈと反対
向きに入射させた場合、磁界とファラデー回転角との相
関関係は図４に示したグラフの第３象限のようになり、
本実施形態の場合と同様に温度とファラデー回転角との
対応付けをすることができる。
方向と光の入射方向とを送電線６の架線方向に一致させ
たが、このときの磁界Ｈの向きあるいは光の入射の向き
は特に限定されることはない。例えば光を磁界Ｈと反対
向きに入射させた場合、磁界とファラデー回転角との相
関関係は図４に示したグラフの第３象限のようになり、
本実施形態の場合と同様に温度とファラデー回転角との
対応付けをすることができる。
【００２８】また、本実施形態では本発明の温度測定法
を送電線６の温度測定に適用した形態について説明した
が、このように絶縁被覆のない電気ケーブルはもちろん
被覆のあるケーブルなどの高温となる種々の対象物に適
用することもできるし、さらには、例えば電力設備にお
ける発電機内部の温度測定やガス絶縁機器内部の温度測
定などにも適用することができる。
を送電線６の温度測定に適用した形態について説明した
が、このように絶縁被覆のない電気ケーブルはもちろん
被覆のあるケーブルなどの高温となる種々の対象物に適
用することもできるし、さらには、例えば電力設備にお
ける発電機内部の温度測定やガス絶縁機器内部の温度測
定などにも適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の温度測定法並びに請求項４記載の温度測定装置
によると、検光子通過光量をパラメータとして温度測定
対象物例えば送電線の温度を直接的に測定することがで
きる。しかも、遠隔地の温度を非接触で直接測定するこ
とができる。更に、パラメータが光量であることから、
送電線の温度を測定するような場合には、送電中でも電
線温度を測定することができる。また、広範な温度領域
で精度良く離れた温度測定対象物例えば送電線の温度を
測定することができる。したがって、導電線の温度測定
に適用する場合には、送電線の送電余力を正確に把握
し、送電効率を向上させることが可能となる。
１記載の温度測定法並びに請求項４記載の温度測定装置
によると、検光子通過光量をパラメータとして温度測定
対象物例えば送電線の温度を直接的に測定することがで
きる。しかも、遠隔地の温度を非接触で直接測定するこ
とができる。更に、パラメータが光量であることから、
送電線の温度を測定するような場合には、送電中でも電
線温度を測定することができる。また、広範な温度領域
で精度良く離れた温度測定対象物例えば送電線の温度を
測定することができる。したがって、導電線の温度測定
に適用する場合には、送電線の送電余力を正確に把握
し、送電効率を向上させることが可能となる。
【００３０】また、請求項２記載の温度測定法による
と、温度測定対象物を送電線としその架線方向と平行に
磁界Ｈを作用させるようにしているので、強磁性磁気光
学物質に印加される磁界が受ける送電時に生じる回転磁
界の影響が少なくて済む。このため、送電線の温度を精
度よく測定できる。
と、温度測定対象物を送電線としその架線方向と平行に
磁界Ｈを作用させるようにしているので、強磁性磁気光
学物質に印加される磁界が受ける送電時に生じる回転磁
界の影響が少なくて済む。このため、送電線の温度を精
度よく測定できる。
【００３１】さらに、請求項３記載の温度測定法による
と、強磁性磁気光学物質を磁気飽和させる磁界Ｈを作用
させていることから、ファラデー回転角と強磁性磁気光
学物質の温度との関係を精度よく求めることができる。
しかも、送電線を流れる電流による磁界の影響を受け難
い。
と、強磁性磁気光学物質を磁気飽和させる磁界Ｈを作用
させていることから、ファラデー回転角と強磁性磁気光
学物質の温度との関係を精度よく求めることができる。
しかも、送電線を流れる電流による磁界の影響を受け難
い。
【図１】本発明の温度測定法における強磁性磁気光学物
質や偏光子などの概略配置を示す図である。
質や偏光子などの概略配置を示す図である。
【図２】送電線に対するセンサ部など配置の概略を示す
図である。
図である。
【図３】センサ部の一構成例を示す図である。
【図４】温度毎の磁界Ｈとファラデー回転角との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】温度と光出力（検光子通過光量）との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
１ 強磁性磁気光学物質
２ 偏光子
３ 検光子
６ 温度測定対象物（送電線）
８ 磁石
１０ 磁気光学センサ
Ｈ 磁界
Claims (4)
- 【請求項１】 温度を測定したい点ないしその近傍に強
磁性磁気光学物質を設置し、該強磁性磁気光学物質に通
過光の進行方向と平行に磁界をかけて磁化し、偏光子に
より直線偏光にした光を前記強磁性磁気光学物質に入射
する一方、前記強磁性磁気光学物質の温度変化に伴い変
化するファラデー回転角により変動する検光子通過光量
を計測し、該通過光量をパラメータとして通過光量と温
度との相関に基づいて温度測定対象物の温度を測定する
ことを特徴とする温度測定法。 - 【請求項２】 前記温度測定対象物は送電線であり、そ
の架線方向と平行に前記磁界を作用させることを特徴と
する請求項１記載の温度測定法。 - 【請求項３】 前記磁界は、前記強磁性磁気光学物質を
磁気飽和させるものであることを特徴とする請求項１記
載の温度測定法。 - 【請求項４】 光源と磁気光学センサと受光素子とから
成る温度測定装置において、前記磁気光学センサは、温
度測定対象物の温度を測定したい点ないしその近傍に設
置され、かつ前記光源から照射された光を直線偏光させ
る偏光子と、強磁性磁気光学物質と、前記強磁性磁気光
学物質に前記光の進行方向と平行に磁界をかけて磁化さ
せる磁石と、前記強磁性磁気光学物質を通過した直線偏
光を検出する検光子とを備え、前記強磁性磁気光学物質
の温度変化に伴い変化するファラデー回転角により変動
する検光子通過光量を前記受光素子で計測し、該通過光
量をパラメータとして通過光量と温度との相関に基づい
て前記温度測定対象物の温度を求めることを特徴とする
温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285253A JP2003090769A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 温度測定法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285253A JP2003090769A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 温度測定法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003090769A true JP2003090769A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19108433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285253A Pending JP2003090769A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 温度測定法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003090769A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113820033A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-21 | 郑州轻工业大学 | 一种基于铁磁共振频率的温度测量方法 |
-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285253A patent/JP2003090769A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113820033A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-21 | 郑州轻工业大学 | 一种基于铁磁共振频率的温度测量方法 |
| CN113820033B (zh) * | 2021-09-26 | 2023-07-14 | 郑州轻工业大学 | 一种基于铁磁共振频率的温度测量方法 |
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