JP2003227851A - 光電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動などの外部影響により光ファイバセンサ
部における光軸方向の回転角速度が生じても、サニャッ
ク位相差によるジャイロ誤差の発生を抑えることによ
り、高精度で高信頼性の光電流センサを提供する。 【解決手段】 センシングファイバ２の両端に偏波面保
存ファイバからなる送光ファイバ３０ａ，３０ｂが接続
されている。このうち、送光ファイバ３０ｂには偏光変
換部３ｂに接続された部分に逆回り部３０ｃが設けられ
ている。逆回り部３０ｃはセンシングファイバ２の所定
周回方向と逆回りに同じ回数だけ通電導体１のまわりに
周回配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定導体に流れ
る電流を計測する光電流センサに係り、特に、振動など
の外的影響の大きい場所にも設置可能な光電流センサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバを用いた計測技術の発
展は目覚ましく、例えば、光ファイバにおけるファラデ
位相差を利用した光電流センサとして、特開平１１−３
１６２４７号公報に記載されたものが知られている。こ
の光電流センサについて、図８を参照して具体的に説明
する。

【０００３】図８にみられるように、光電流センサは測
定対象である通電導体１に流れる電流を計測するもの
で、光ファイバセンサ部２１及び信号処理部２２を備え
ている。信号処理部２２にはレーザダイオードなどから
なる光源１０、その制御を行う光源駆動回路１３、検出
器である受光器１１、受光器１１に電気的に接続された
電流検出回路１２が配置されている。また、光源１０及
び受光器１１はファイバカップラ９により光学的に接続
されており、ファイバカップラ９には伝送用ファイバ４
が接続されている。

【０００４】伝送用ファイバ４には偏光子８、Ｙ型導波
路７、位相変調器６ａ，６ｂが順次接続されている。こ
れらの部材は光ＩＣ５上に取り付けられている。位相変
調器６ａは正弦波または方形波によるバイアス位相変調
を行い、位相変調器６ｂは階段状のデジタルセロダイン
位相変調を行うようになっている。また、後述する偏光
変換部３ａ（光ファイバセンサ部２１側）と位相変調器
６ａとの間には、電流検出回路１２での検出感度を上げ
るために遅延ファイバコイル２０が設けられている。

【０００５】光ファイバセンサ部２１はセンシングファ
イバ２及び偏光変換部３ａ，３ｂからなる。センシング
ファイバ２は光ファイバを用いたファラデ素子から構成
されており、導体１のまわりに少なくとも１回以上周回
配置されている。また、偏光変換部３ａ，３ｂは直線偏
光を円偏光に、あるいは円偏光を直線偏光に変換するも
のである。

【０００６】以上の構成を有する光電流センサにおい
て、光源駆動回路１３の制御の下で光源１０から出力さ
れた光は、ファイバカップラ９を通過後、伝送用ファイ
バ４を介して偏光子８に伝送され、ここで直線偏光化さ
れる。この直線偏光化した光は、Ｙ型導波路７により２
つに分岐される。従ってこの場合、Ｙ型導波路７は分岐
手段として機能する。分岐した光の一方（右回り波）は
位相変調器６ａでバイアス位相変調を受け、他方（左回
り波）は位相変調器６ｂでデジタルセロダイン位相変調
を受ける。

【０００７】位相変調器６ａを出た光は、遅延ファイバ
コイル２０に伝搬され、それから偏光変換部３ａで直線
偏光から円偏光に変換された後、センシングファイバ２
に例えば右回りで入射される。一方、位相変調器６ｂを
出た光は、偏光変換部３ｂで直線偏光から円偏光に変換
され、それからセンシングファイバ２に入射してこれを
上記右回り光とは逆の左回りで入射される。このように
してセンシングファイバ２に入射された２つの円偏光は
通電導体１を流れる電流の作る磁界によってファラデ位
相差を生じる。

【０００８】センシングファイバ２を伝搬した２つの円
偏光のうち、右回りの光は偏光変換部３ｂで円偏光から
直線偏光に再度変換された後、位相変調器６ｂでデジタ
ルセロダイン位相変調を受け、それからＹ型導波路７に
戻る。一方、センシングファイバ２を伝搬した左回りの
光は、偏光変換部３ａで円偏光から直線偏光に変換さ
れ、また位相変調器６ｂでバイアス位相変調を受けてか
らＹ型導波路７に戻り、上記右回り光と再び結合する。
従ってこの場合、Ｙ型導波路７は再結合手段として機能
する。

【０００９】Ｙ型導波路７で左右各周りの光が結合する
と、干渉光が得られる。この干渉光は再び偏光子８を通
過した後、伝送用ファイバ４及びファイバカップラ９を
介して受光器１１に入射され、受光器１１にて干渉光の
強度が電気信号に変換される。そして、受光器１１から
出力された電気信号は電流検出回路１２に送られ、電流
検出回路１２にて導体１に流れる電流が検出され、検出
電流信号１５として出力される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術には以下に述べるような問題点があった。先
ず、センシングファイバ２が振動などの外部影響を受け
て光軸方向に回転角速度を生じると、ファイバジャイロ
の基本原理で知られているように、センシングファイバ
２を通過する右回りの円偏光と左回りの円偏光との間に
サニャック位相差が生じる。

【００１１】また、遅延ファイバコイル２０において
も、振動などの外部影響によって光軸方向に回転角速度
が生じると、同じくサニャック位相差が生じることにな
る。このように光ファイバを伝搬する２つの光の間にサ
ニャック位相差が生じた場合、ジャイロ誤差（サニャッ
ク位相誤差）が発生する。ここで、図７のグラフを用い
てジャイロ誤差がある場合の振動による誤差電流の変化
について説明する。すなわち、ジャイロ誤差が発生する
と（図７のグラフではサニャック位相誤差あり）、振動
の増大に伴って誤差電流が大幅に上昇した。

【００１２】さらに、遅延ファイバコイル２０では振動
などの外部影響を受けると、その応力により遅延ファイ
バコイル２０内の複屈折が変化する（光の位相が外部応
力によって位相変調を受ける）ことがある。これにより
位相誤差が生じ、誤差電流の増大を招く結果となった。

【００１３】そこで従来では、高精度な光電流センサを
提供する場合、光ファイバの光軸方向の回転角速度が生
じることのないよう、振動などの外部影響を受けない場
所にしか光電流センサを設置することができなかった。
しかし実際には、設置部位の振動が大きい変電所の遮断
器や電車などにこそ、高精度の光電流センサを設置する
ことが切望されていた。

【００１４】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解決するために提案されたものであり、その目的
は、振動などの外部影響により光ファイバにおける光軸
方向の回転角速度が生じても、サニャック位相差による
ジャイロ誤差の発生を抑えることにより、高精度で高信
頼性の光電流センサを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、通電導体の外周に両端に偏光変換部を
設けて周回配置された光ファイバセンサ部と、この光フ
ァイバセンサ部に光を送出する光源と、前記光ファイバ
センサ部に互いに逆方向から送光された一対の偏光が前
記通電導体に流れる電流の作る磁界によって位相差を生
じたとき、この生じた位相差を検出する検出器と、前記
光源と前記検出器を偏光学的に接続する偏光学的回路部
と、前記光ファイバセンサ部と前記偏光学的回路部を光
学的に接続する光導波路と、前記検出器に電気的に接続
され前記検出器で検出された前記位相差の値に基づき前
記通電導体に流れる電流を計測する演算回路部を備えて
成る光電流センサにおいて、次のような技術的な構成を
有している。

【００１６】請求項１に記載の発明は、前記光導波路は
前記光ファイバセンサ部の所定周回方向と逆回りに同回
数だけ前記通電導体に周回配置された逆回り部を有する
ことを特徴としている。上記の構成を有する請求項１に
記載の発明において、振動などの外部影響により光ファ
イバｃが光ファイバ光軸方向に回転角速度を受けて光フ
ァイバにサニャック位相差が生じるとき、光導波路も光
軸方向に回転角速度を受けてサニャック位相差が発生す
る。その際、光導波路の逆回り部は光ファイバの周回方
向と逆回りに同じ回数だけ周回配置しているので、逆方
向に角速度が生じることになり、逆回り部には前記光フ
ァイバセンサ部に生じたサニャック位相差を打ち消すよ
うなサニャック位相差が発生する。すなわち、請求項１
の発明によれば、振動などの外部影響を受けても、光フ
ァイバでのサニャック位相差と光導波路でのサニャック
位相差を互いに相殺することができる。したがって、振
動などの外部影響を受ける場所に光電流センサを設置し
てもジャイロ誤差が生じることがなく、優れた検出感度
を発揮することができる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、前記光ファイバ
センサ部と前記検出器との間に光遅延部として１つの光
ファイバコイルを配置し、この光ファイバコイルは巻き
方向が途中で逆向きになり順・逆方向とも同じ回数だけ
巻かれたコイルであることを特徴としている。上記構成
を有する請求項２に記載の発明では、光遅延部である光
ファイバコイルの巻き方向が途中で逆向きになり、順・
逆方向とも同じ回数だけ巻かれているので、振動などの
外的影響を受けて光遅延部である光ファイバコイルに回
転角速度を生じても、順方向に巻かれた部分と逆方向に
巻かれた部分では角速度が逆方向になり、そこで発生し
たサニャック位相差は互いを相殺するものとなる。した
がって、上記請求項１の発明と同様、振動などの外部影
響を受ける場所に光電流センサを設置してもジャイロ誤
差が生じることがなく、優れた検出感度を発揮すること
ができる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記センサ部と
前記検出器との間に光遅延部として２つの光ファイバコ
イルを配置し、前記両ファイバコイルはコイル断面積が
同じであり、且つ巻き方向が逆向きで同じ回数だけ巻か
れたコイルであることを特徴としている。上記の構成を
有する請求項３に記載の発明では、光遅延部である２つ
の光ファイバコイルはコイル断面積及び巻き回数が同じ
で巻き方向だけが逆向きので、振動などの外的影響を受
けて光遅延部である光ファイバコイルに回転角速度を生
じた場合、一方の光ファイバコイルにおける角速度と、
他方の光ファイバコイルにおける角速度とは逆方向にな
る。このため、それぞれの光ファイバコイルで生じたサ
ニャック位相差は互いに相殺される。したがって、上記
請求項１、２の発明と同じく、振動などの外部影響を受
ける場所に光電流センサを設置してもジャイロ誤差の発
生を抑え、検出感度の向上を図ることができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３に記載の光電流センサにおいて、前記光ファイバコイ
ルに防振手段を取り付けたことを特徴としている。上記
構成を有する請求項４に記載の発明においては、光遅延
部である光ファイバコイルに防振手段を取り付けたの
で、振動などの応力により光ファイバコイル内の複屈折
の変化を低減することができる。このため、光ファイバ
コイルにおける位相誤差を抑制可能となり、結果として
検出電流値の誤差を小さくして計測精度を高めることが
できる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか一項に記載の光電流センサにおいて、前記光フ
ァイバセンサ部は前記光ファイバセンサ部の両端から逆
方向に入射伝搬する２つの円偏光が前記位相差を受ける
ように構成されたループ型であることを特徴としてい
る。請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか
一項に記載の光電流センサにおいて、前記光ファイバセ
ンサ部は前記光ファイバの一端にミラーを設け、前記光
ファイバの他端から入射伝搬する２つの円偏光が前記ミ
ラーで反射伝搬する間に前記位相差を受けるように構成
された反射型であることを特徴としている。上記構成を
有する請求項５または６に記載の発明によれば、請求項
１〜４のいずれか一項に記載の発明をループ型または反
射型の光電流センサに適用することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した光電流セ
ンサの実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）の一例につ
いて、図面を参照して具体的に説明する。なお、図８に
示した従来例と同一の部材に関しては同一の符号を付し
て説明は省略する。また、下記の第１〜第４の実施形態
は請求項５に記載の発明を包含しており、ループ型の光
電流センサ、すなわちセンシングファイバ２の両端から
逆方向に２つの円偏光を入射伝搬し、これら円偏光がフ
ァラデ位相差を受ける構成の光電流センサに適用してい
る。

【００２２】（１）第１の実施形態…図１参照 ［構成］第１の実施形態は請求項１に記載の発明に対応
しており、図１は第１の実施形態の要部の構成図を示し
ている。第１の実施形態の基本的な構成は図８の従来例
と同じであり、センシングファイバ２における通電導体
１まわりの構成に特徴がある。第１の実施形態では、光
ファイバセンサ部２１の偏光変換部３ａ，３ｂと位相変
調器６ａ，６ｂとを光学的に接続する光導波路として、
センシングファイバ２の両端に偏波面保存ファイバから
なる送光ファイバ３０ａ，３０ｂが接続されている。こ
のうち、送光ファイバ３０ｂには偏光変換部３ｂに接続
された部分に逆回り部３０ｃが設けられている。逆回り
部３０ｃはセンシングファイバ２の所定周回方向と逆回
りに同じ回数だけ通電導体１のまわりに周回配置されて
いる。

【００２３】［作用効果］以上の構成を有する第１の実
施形態では、センシングファイバ２の両端から送光ファ
イバ３０ａ，３０ｂを通って２つの直線偏光がセンシン
グファイバ２に導かれる。センシングファイバ２に入射
する途中、２つの直線偏光は偏光変換部３ａ，３ｂで円
偏光に変換され、センシングファイバ２ではそれぞれ円
偏光で伝搬する。センシングファイバ２を通過する２つ
の円偏光は、導体１に流れる電流の作る磁界によってそ
れぞれファラデ位相差を受ける。そして、２つの円偏光
は再び偏光変換部３ｂ，３ａを通過し、直線偏光に変換
された後、送光ファイバ３０ｂ，３０ａを通って、位相
変調器６ｂ，６ａに導かれる。ここから電流検出回路１
２までの信号経路は図８の従来例と同様である。すなわ
ち、Ｙ型導波路７を通過して受光器１１に入射され、そ
の強度が電気信号に変換される。そして、受光器１１か
ら出力された電気信号は電流検出回路１２に送られ、電
流検出回路１２にて導体１に流れる電流を検出され、検
出電流信号１５として出力される。

【００２４】このような第１の実施形態では、振動など
の外部影響によりセンシングファイバ２の光軸方向に回
転角速度が発生すると、ファイバジャイロの基本原理に
基づいてセンシングファイバ２にサニャック位相差が生
じる。また、光導波路である送光ファイバ３０ａ，３０
ｂにも同様に光軸方向に回転角速度が発生し、サニャッ
ク位相差が発生する。その際、送光ファイバ３０ｂは逆
回り部３０ｃにてセンシングファイバ２の周回方向と逆
回りに同じ回数だけ周回しているので、センシングファ
イバ２側に発生した角速度と、送光ファイバ３０ｂ側に
発生した角速度は逆方向になる。つまり、逆回り部３０
ｃにはセンシングファイバ２に生じたサニャック位相差
を打ち消すようなサニャック位相差が発生することにな
る。

【００２５】したがって、センシングファイバ２でのサ
ニャック位相差と逆回り部３０ｃでのサニャック位相差
とは互いに相殺され、ジャイロ誤差（サニャック位相誤
差）を大幅に低減することができる。従来技術にて述べ
たようにジャイロ誤差がある（図７のグラフではサニャ
ック位相誤差あり）場合には振動の増大に伴って誤差電
流が大きくなっていたが、第１の実施の形態によりジャ
イロ誤差を無くす（図７のグラフではサニャック位相誤
差ない）ことができれば、振動が増大しても誤差電流は
低いレベルに止まることができる。このため、振動など
の外部影響を受けても、優れた検出感度を確保すること
ができ、計測精度及び信頼性を高めることができる。こ
のような光電流センサは、高精度の光電流センサが求め
られている場所、具体的には変電所の遮断器や電車など
への設置に極めて好適である。

【００２６】（２）第２の実施形態…図２及び図３参照 ［構成］続いて、請求項２に対応した第２の実施形態に
ついて図２及び図３を参照して具体的に説明する。第２
の実施形態は遅延ファイバコイル２０の巻き付け構成に
特徴がある。図２に示すように、遅延ファイバコイル２
０は１つの光ファイバコイルからなり、巻き方向が途中
で逆向きになり順・逆方向とも同じ回数だけボビン３６
に巻かれている。

【００２７】また、第２の実施形態は図８に示したよう
な信号処理部２２ではなく、図３に示すような信号処理
部３４を採用している。信号処理部３４には偏光子８に
はファイバカップラ３１を介して伝送用ファイバ４ａ，
４ｂが接続され、伝送用ファイバ４ｂ側には変調周波数
ｆｍの位相変調を行う位相変調子３５が配置されてい
る。

【００２８】［作用効果］図３にみられるように、信号
処理部３４において光源１０から光源駆動回路１３の制
御の下で出力された光はファイバカップラ９を通過後、
偏光子８を通過して直線偏光となる。この直線偏光はフ
ァイバカップラ３１を通過後、２つの直線偏光に分岐さ
れる。従ってこの場合、ファイバカップラ３１は分岐手
段として機能する。分岐した光の一方（右回り波）は位
相変調子３５で変調周波数ｆｍの位相変調を受ける。

【００２９】位相変調子３５を出た光は、遅延ファイバ
コイル２０、伝送用ファイバ３０ｂを通過し、それから
偏光変換部３ｂで直線偏光から円偏光に変換された後、
センシングファイバ２に例えば右回りで入射伝搬され
る。この右回りの光は、偏光変換部３ａで円偏光から直
線偏光に再度変換された後、伝送用ファイバ４ａを通っ
て、ファイバカップラ３１に戻る。

【００３０】一方、ファイバカップラ３１で分岐したも
う一方の光（左回り波）は、偏光変換部３ａで直線偏光
から円偏光に変換され、それからセンシングファイバ２
に入射される。この光は上記右回り光とは逆の左回りで
伝搬された後、偏光変換部３ａで円偏光から直線偏光に
変換され、伝送用ファイバ４ｂ、遅延ファイバコイル２
０を通過した後、位相変調子３５で変調周波数ｆｍの位
相変調を受けてからファイバカップラ３１戻り、上記右
回り光と再び結合する。従ってこの場合、ファイバカッ
プラ３１は再結合手段として機能する。

【００３１】結合した光は、再び偏光子８を通過した
後、その光の干渉成分がファイバカップラ９を介して受
光器１１に入射され、その強度が電気信号に変換され
る。そして受光器１１から出力された電気信号は電流検
出回路１２に送られ、その電気信号を変調周波数ｆｍで
同期検波することにより導体１に流れる電流を検出し、
検出電流信号１５として出力される。

【００３２】ところで、振動などの外的影響により、遅
延ファイバコイル２０の光軸方向に回転角速度が生じる
と、遅延ファイバコイル２０の両端から入射する光の間
にサニャック位相差が生じる。このとき、第２の実施形
態では図２に示した如く、光ファイバコイルの巻き方向
が途中で逆向きになり、順・逆方向とも同じ回数だけ巻
かれている。したがって、遅延ファイバコイル２０の光
軸方向に生じる回転角速度成分は全体として相殺され
る。よって、ジャイロ誤差（サニャック位相誤差）及び
誤差電流を抑制することができ、結果として高精度・高
信頼性の電流センサを提供することができる。したがっ
て、上記第１の実施形態と同じく、振動などの外部影響
を受ける場所へ適用する場合、非常に有効である。

【００３３】（３）第３の実施形態…図４参照 ［構成］次に、本発明の第３の実施形態を図４に示す。
第３の実施形態は請求項３の発明に対応しており、光遅
延部として２つの遅延ファイバコイル２０ａ，２０ｂを
設けたことを特徴としている。この時、両ファイバコイ
ル２０ａ，２０ｂは、コイル断面積が同じであり巻き方
向が逆向きで同じ回数だけ巻かれたコイルである。

【００３４】［作用効果］以上の構成を有する第３の実
施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、振動な
どの外的影響によって遅延ファイバコイル２０ａ，２０
ｂのそれぞれの光軸方向に回転角速度が生じると、遅延
ファイバコイル２０ａ，２０ｂのそれぞれの両端から入
射する光の間にサニャック位相差が生じる。しかし、遅
延ファイバコイル２０ａ，２０ｂは、コイル断面積及び
巻き回数が同じであり巻き方向だけが逆向きのコイルな
ので、それぞれの遅延ファイバコイル２０ａ，２０ｂで
生じたサニャック位相差は互いに相殺される。

【００３５】これにより、ジャイロ誤差（サニャック位
相誤差）及び誤差電流を抑制し、計測精度及び信頼性の
向上を図ることができる。したがって、上記第１及び第
２の実施形態と同じく、振動などの外部影響を受ける場
所へ適用した場合に非常に有効である。なお、図４で
は、遅延ファイバコイル２０ａ，２０ｂをファイバカッ
プラ３１分岐後の両端に配置しているが、どちらか片側
に２つとも配置しても同様な効果を得ることができる。

【００３６】（４）第４の実施形態…図５参照 ［構成］本発明に係る第４の実施形態は請求項４に対応
しており、遅延ファイバコイル２０の取り付け構成に特
徴がある。図５に示すように、遅延ファイバコイル２０
はボビン３６に直接巻かれるのではなく、ゴムやゲルの
ような弾性体３７を介して緩やかに巻かれている。ま
た、ボビン３６をケースなどの基盤３７に固定する場合
も、ゴムやゲルのような弾性体３８を介してボルト３９
で締結されている。上記弾性体３７，３８が請求項に記
載するところの防振手段となっている。

【００３７】［作用効果］上記の構成を有する第４の実
施形態では、遅延ファイバコイル２０に防振手段である
弾性体３７，３８を取り付けたので、振動などの応力が
加わっても光ファイバコイル内の複屈折の変化を低減す
ることができる。このため、光の位相が外部応力によっ
て位相変調を受けることがなく、光ファイバコイルにお
ける位相誤差を抑制することができる。したがって、検
出電流値の誤差を小さくすることができ、高精度な光電
流センサを提供することができる。

【００３８】（５）他の実施形態 なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではな
い。上述した実施形態はいずれもループ型の光電流セン
サに適用しているが、請求項６に記載の発明に対応して
反射型の光電流センサに適用しても良い。例えば、図６
に示す実施形態は図３に示した第２の実施形態を反射型
に変えたものであり、センシングファイバ２の一端にミ
ラー４０を設け、偏光変換部３に接続されたセンシング
ファイバ２の端部から入射伝搬する２つの円偏光がミラ
ー４０で反射伝搬する間に前記ファラデ位相差を受ける
ように構成されている。このような実施形態によれば、
伝送用ファイバ３０及び偏光変換部３は１つで済むた
め、構成の簡略化を進めることが容易である。また、第
１の実施形態や第３の実施形態を反射型としても構わな
い。

【００３９】さらに、構成部材の材質や配置数なども適
宜変更可能である。具体的には、遅延ファイバコイル２
０の防振手段としては、ゴムやゲルのような弾性体３
７，３８を介してボビン３６や基盤３７に取り付けるの
ではなく、ボビン３６や基盤３７それ自体をゴムやゲル
のような弾性体から構成しても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動などの外部影響により光ファイバセンサ部における
光軸方向の回転角速度が生じても、サニャック位相差に
よるジャイロ誤差の発生を抑えることにより、高精度で
高信頼性の光電流センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光電流センサの第１の実施の形態
の要部構成図。

【図２】本発明に係る光電流センサの第２の実施の形態
の要部構成図。

【図３】本発明に係る光電流センサの第２の実施の形態
を示す構成図。

【図４】本発明に係る光電流センサの第３の実施の形態
を示す構成図。

【図５】本発明に係る光電流センサの第４の実施の形態
の要部構成図。

【図６】本発明に係る光電流センサの他の実施の形態を
示す構成図。

【図７】振動によるサニャック位相誤差の影響を示すグ
ラフ。

【図８】従来の光電流センサの構成図。

【符号の説明】

１…通電導体 ２…センシングファイバ ３，３ａ，３ｂ…偏光変換部 ４，４ａ，４ｂ…伝送用ファイバ ５…光ＩＣ ６ａ，６ｂ…位相変調器 ７…Ｙ型導波路 ８…偏光子 ９，３１…ファイバカップラ １０…光源 １１…受光器 １２…電流検出回路 １３…光源駆動回路 １５…検出電流信号 ２０…遅延ファイバコイル ２１…光ファイバセンサ部 ２２，３４…信号処理部 ３０ａ，３０ｂ…送光ファイバ ３０ｃ…逆回り部 ３５…位相変調子 ３６…ボビン ３７，３８…弾性体 ３９…ボルト ４０…ミラー

フロントページの続き (72)発明者 寺井 清寿 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Ｆターム(参考） 2G025 AA12 AB09 AB10 AC06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電導体の外周に両端に偏光変換部を設
   けて周回配置された光ファイバセンサ部と、この光ファ
   イバセンサ部に光を送出する光源と、前記光ファイバセ
   ンサ部に互いに逆方向から送光された一対の偏光が前記
   通電導体に流れる電流の作る磁界によって位相差を生じ
   たとき、この生じた位相差を検出する検出器と、前記光
   源と前記検出器を偏光学的に接続する偏光学的回路部
   と、前記光ファイバセンサ部と前記偏光学的回路部を光
   学的に接続する光導波路と、前記検出器に電気的に接続
   され前記検出器で検出された前記位相差の値に基づき前
   記通電導体に流れる電流を計測する演算回路部を備えて
   成る光電流センサにおいて、 前記光導波路は前記光ファイバセンサ部の所定周回方向
   と逆回りに同回数だけ前記通電導体に周回配置された逆
   回り部を有することを特徴とする光電流センサ。
2. 【請求項２】 通電導体の外周に両端に偏光変換部を設
   けて周回配置された光ファイバセンサ部と、この光ファ
   イバセンサ部に光を送出する光源と、前記光ファイバセ
   ンサ部に互いに逆方向から送光された一対の偏光が前記
   通電導体に流れる電流の作る磁界によって位相差を生じ
   たとき、この生じた位相差を検出する検出器と、前記光
   源と前記検出器を偏光学的に接続する偏光学的回路部
   と、前記光ファイバセンサ部と前記偏光学的回路部を光
   学的に接続する光導波路と、前記検出器に電気的に接続
   され前記検出器で検出された前記位相差の値に基づき前
   記通電導体に流れる電流を計測する演算回路部を備えて
   成る光電流センサにおいて、 前記光ファイバセンサ部と前記検出器との間に光遅延部
   として１つの光ファイバコイルを配置し、 この光ファイバコイルは巻き方向が途中で逆向きになり
   順・逆方向とも同じ回数だけ巻かれたコイルであること
   を特徴とする光電流センサ。
3. 【請求項３】 通電導体の外周に両端に偏光変換部を設
   けて周回配置された光ファイバセンサ部と、この光ファ
   イバセンサ部に光を送出する光源と、前記光ファイバセ
   ンサ部に互いに逆方向から送光された一対の偏光が前記
   通電導体に流れる電流の作る磁界によって位相差を生じ
   たとき、この生じた位相差を検出する検出器と、前記光
   源と前記検出器を偏光学的に接続する偏光学的回路部
   と、前記光ファイバセンサ部と前記偏光学的回路部を光
   学的に接続する光導波路と、前記検出器に電気的に接続
   され前記検出器で検出された前記位相差の値に基づき前
   記通電導体に流れる電流を計測する演算回路部を備えて
   成る光電流センサにおいて、 前記光ファイバセンサ部と前記検出器との間に光遅延部
   として２つの光ファイバコイルを配置し、 前記両ファイバコイルはコイル断面積が同じであり、且
   つ巻き方向が逆向きで同じ回数だけ巻かれたコイルであ
   ることを特徴とする光電流センサ。
4. 【請求項４】 前記光ファイバコイルに防振手段を取り
   付けたこと特徴とする請求項２または３に記載の光電流
   センサ。
5. 【請求項５】 前記光ファイバセンサ部は前記光ファイ
   バセンサ部の両端から逆方向に入射伝搬する２つの円偏
   光が前記位相差を受けるように構成されたループ型であ
   ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載
   の光電流センサ。
6. 【請求項６】 前記光ファイバセンサ部は前記光ファイ
   バセンサ部の一端にミラーを設け、前記光ファイバセン
   サ部の他端から入射伝搬する２つの円偏光が前記ミラー
   で反射伝搬する間に前記位相差を受けるように構成され
   た反射型であることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か一項に記載の光電流センサ。