JPH01189570A - 静的及び／又は時間的に変化する電界の非接触形測定装置 - Google Patents
静的及び／又は時間的に変化する電界の非接触形測定装置Info
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光学的に活性の結晶におけるｌツケルス効果
を利用し、ＧＨｚＴｉＩ域までの静的及び／又は時間的
に変化する電界の非接触形測定装置であって、 前記結晶はセンサとして前記電界の影響に曝される、静
的及び／又は時間的に変化する電界の非接触形測定装置
に関する。
を利用し、ＧＨｚＴｉＩ域までの静的及び／又は時間的
に変化する電界の非接触形測定装置であって、 前記結晶はセンサとして前記電界の影響に曝される、静
的及び／又は時間的に変化する電界の非接触形測定装置
に関する。
従来の技術
工業界における技術及び研究においては、例えば
１）電位分離、即ち測定アース／ボデーアースを一緒に
測定してはならない、 ２）漂遊電磁界特に高周波数ノイ、ズ電磁界における測
定信号を障害なしに伝送しなければならない、 ３）高温・爆発の危険のある部屋（火花放電発生）・腐
食性液体等の困難な環境の中で測定を行わなければなら
ない、 ４）測定すべき電界に対する影響を抑えるために測定プ
ローブをできる限り小さい寸法にしなければならい、 ５）金属は、与えられている電界分布を乱すので（測定
結果が歪曲される）、誘電体から成る測定プローブを使
用しなければならず、絶縁素子は電流を流してはならず
、測定プローブへの閃絡の危険が小さくなければならな
い６）特に高周波電磁の場合には帯域幅が大きくなけれ
ばならない、 等の強く制限される測定条件の下で電圧測定を行わなけ
れば辷らない問題が発生する。
測定してはならない、 ２）漂遊電磁界特に高周波数ノイ、ズ電磁界における測
定信号を障害なしに伝送しなければならない、 ３）高温・爆発の危険のある部屋（火花放電発生）・腐
食性液体等の困難な環境の中で測定を行わなければなら
ない、 ４）測定すべき電界に対する影響を抑えるために測定プ
ローブをできる限り小さい寸法にしなければならい、 ５）金属は、与えられている電界分布を乱すので（測定
結果が歪曲される）、誘電体から成る測定プローブを使
用しなければならず、絶縁素子は電流を流してはならず
、測定プローブへの閃絡の危険が小さくなければならな
い６）特に高周波電磁の場合には帯域幅が大きくなけれ
ばならない、 等の強く制限される測定条件の下で電圧測定を行わなけ
れば辷らない問題が発生する。
これらの条件を考慮して、一般に周知の測定方法におい
て例えばロゴフスキ−（Ｒｏｇｉｕｓｋｉ）コイル又は
容量形骨圧器等の金属製センサが使用される。このよう
な測定方法は著しく大きい欠点を有する。実施可能な測
定は、７０ないし８０ＭＨｚの領域の帯域幅を有するだ
けなので、信号は１２ないし１４ｎｓｅｃまでしか正確
にならない。金属製センサでは多（の場合に、測定が本
当に重要となる領域即ち擬似放電室又は類似の複雑な機
器においては測定を行うことができない。このようにし
て従来技術においては、実際の信号が強く歪んだり、プ
ローブの共振又は振動により高周波障害が発生したり、
アースに関する問題が生ずる。
て例えばロゴフスキ−（Ｒｏｇｉｕｓｋｉ）コイル又は
容量形骨圧器等の金属製センサが使用される。このよう
な測定方法は著しく大きい欠点を有する。実施可能な測
定は、７０ないし８０ＭＨｚの領域の帯域幅を有するだ
けなので、信号は１２ないし１４ｎｓｅｃまでしか正確
にならない。金属製センサでは多（の場合に、測定が本
当に重要となる領域即ち擬似放電室又は類似の複雑な機
器においては測定を行うことができない。このようにし
て従来技術においては、実際の信号が強く歪んだり、プ
ローブの共振又は振動により高周波障害が発生したり、
アースに関する問題が生ずる。
発明が解決しようとする課題
本発明の課題は、（例えば、電流を流す金属製プローブ
により障害を受けることがある電界強度又は電気的過程
等の）測定すべき現象に障害を発生させることなしに電
圧又は電界強度を測定することができ、又、広い帯域幅
を有し、ポテンシャルフリーな測定を行うことができ、
小さな寸法を有し、例えば障害電磁界（高周波電磁界）
・高温及び低温・化学的腐食作用を有する環境等の困難
な条件に下での使用が可能であることが保証されている
非接触形測定方法及びセンサを提供することにある。更
にセンサは、これまで測定が不可能であった場所におい
て電界の測定を可能にするだけではなく、より困難な測
定問題も簡単な方法で解決することを可能にする。
により障害を受けることがある電界強度又は電気的過程
等の）測定すべき現象に障害を発生させることなしに電
圧又は電界強度を測定することができ、又、広い帯域幅
を有し、ポテンシャルフリーな測定を行うことができ、
小さな寸法を有し、例えば障害電磁界（高周波電磁界）
・高温及び低温・化学的腐食作用を有する環境等の困難
な条件に下での使用が可能であることが保証されている
非接触形測定方法及びセンサを提供することにある。更
にセンサは、これまで測定が不可能であった場所におい
て電界の測定を可能にするだけではなく、より困難な測
定問題も簡単な方法で解決することを可能にする。
課題を解決するための手段
上記課題は請求項１に記載の特徴部分に記載の特徴によ
り、前記結晶センサを、前記結晶センサの誘電率とは異
なる誘電率を有する別の１つの付加体と組合せ、 前記結晶センサと付加体が、共通の表面部分において接
触し、 光を光導波路により結晶センサに導き、次いで透過又は
反射の後に情報担体として別の１つの光導波路により検
出器に導き、 光が前記結晶センサに入る前に偏光子を通過し、次いで
この透過している光の位相回転が検光子により、前記検
出器により測定される光の強度変化に変化されることに
より解決される。
り、前記結晶センサを、前記結晶センサの誘電率とは異
なる誘電率を有する別の１つの付加体と組合せ、 前記結晶センサと付加体が、共通の表面部分において接
触し、 光を光導波路により結晶センサに導き、次いで透過又は
反射の後に情報担体として別の１つの光導波路により検
出器に導き、 光が前記結晶センサに入る前に偏光子を通過し、次いで
この透過している光の位相回転が検光子により、前記検
出器により測定される光の強度変化に変化されることに
より解決される。
本発明の有利な実施例はその他の請求項に記載されてい
る。
る。
発明の効果
本発明の利点は、
ａ）光センサが誘電体からなり、従って、従来の金属製
センサと異なり、強い電界が存在する場所で直接に使用
することが可能であること、ｂ）ａ）の結果として、光
センサが、測定すべき現象をまったく又は殆んど乱さな
いこと、Ｃ）測定装置が電磁的パルスの障害を受けるこ
とがなく、ひいてはアース問題が発生しないこと、 ｄ）例えば、 光学的結晶４０ＧＨｚ 時間分解能２５ｐｓｅｃ光導
波路４００−８００ＭＨｚ／Ｋｍ １００ｍ当り４−
８０Ｈ２ 等のように、１ないし１００ＧＨｚの領域における広い
帯域幅が可能であること等である。
センサと異なり、強い電界が存在する場所で直接に使用
することが可能であること、ｂ）ａ）の結果として、光
センサが、測定すべき現象をまったく又は殆んど乱さな
いこと、Ｃ）測定装置が電磁的パルスの障害を受けるこ
とがなく、ひいてはアース問題が発生しないこと、 ｄ）例えば、 光学的結晶４０ＧＨｚ 時間分解能２５ｐｓｅｃ光導
波路４００−８００ＭＨｚ／Ｋｍ １００ｍ当り４−
８０Ｈ２ 等のように、１ないし１００ＧＨｚの領域における広い
帯域幅が可能であること等である。
このような光学的測定方法の別の１つの利点は、（検出
システムに依存して６０個所になることもある）多数の
測定個所を使用する場合にでも、すべての信号を自動的
に同期させることができる、即ち、互いに異なるトリガ
闇値による時間相関誤りが発生しない点である。
システムに依存して６０個所になることもある）多数の
測定個所を使用する場合にでも、すべての信号を自動的
に同期させることができる、即ち、互いに異なるトリガ
闇値による時間相関誤りが発生しない点である。
実施例
次に本発明を実施例に基づいて図を用いて説明する。
第１図においては、いわゆる擬似放電室即ち２極装置が
示されている。これは、プラズマ物理的装置であり、そ
の正確な動作はこれまで解明されていない。動作状態は
次のようである。
示されている。これは、プラズマ物理的装置であり、そ
の正確な動作はこれまで解明されていない。動作状態は
次のようである。
陽極２と陰極３との間に最大１００ナノ秒の長さの８０
０ｋＶまでの振幅を有する電圧が印加される。２極装置
１の内部４の中には約０． ３ｍｂａｒのガス圧で水素
が充填されている。この全装置は、絶縁体５として作用
する、ミネラルを除去された水の中にある。測定の目的
は、この極端な条件の下でのこのシステムの中間電極６
（斜線部分）における電位分布を求めることである。点
が書込まれている部分は絶縁ｌ素子７である。
０ｋＶまでの振幅を有する電圧が印加される。２極装置
１の内部４の中には約０． ３ｍｂａｒのガス圧で水素
が充填されている。この全装置は、絶縁体５として作用
する、ミネラルを除去された水の中にある。測定の目的
は、この極端な条件の下でのこのシステムの中間電極６
（斜線部分）における電位分布を求めることである。点
が書込まれている部分は絶縁ｌ素子７である。
第２図は、例えば中間電極６等の使用されている材料の
誘電率を考慮して求められた、第１図に示されているシ
ステムの等電位線をただ６つの中間電極６に関して示し
ている。
誘電率を考慮して求められた、第１図に示されているシ
ステムの等電位線をただ６つの中間電極６に関して示し
ている。
第３図のａ）ないしｆ）は絶縁素子７（黒色）と電極６
（右側の白色）の領域の一部を詳細に示し、第３図のａ
）においては結晶（センサ８）がない。正方形の結晶８
をこの領域に挿入すると、第３図のｂ）ないしｄ）に示
されているように、等電位線が、互いに対向している結
晶表面９と１０に対して決して垂直にはならず、屡々、
電位線も結晶８を、この結晶８の位置と無関係に側面か
ら去る。電界線がこの等電位線に垂直であるので、電界
Ｅが結晶８の（１゜１．１）一面に垂直であることは保
証されていない。しかしこの両者が互いに垂直であるこ
とは、本発明により利用されるポッケルス効果のトラン
スバーサルケースにおいて正確に測定するための前提条
件である。
（右側の白色）の領域の一部を詳細に示し、第３図のａ
）においては結晶（センサ８）がない。正方形の結晶８
をこの領域に挿入すると、第３図のｂ）ないしｄ）に示
されているように、等電位線が、互いに対向している結
晶表面９と１０に対して決して垂直にはならず、屡々、
電位線も結晶８を、この結晶８の位置と無関係に側面か
ら去る。電界線がこの等電位線に垂直であるので、電界
Ｅが結晶８の（１゜１．１）一面に垂直であることは保
証されていない。しかしこの両者が互いに垂直であるこ
とは、本発明により利用されるポッケルス効果のトラン
スバーサルケースにおいて正確に測定するための前提条
件である。
第３図のｆ）においては、本発明による解決が示されて
いる。結晶８と電極６との間には、結晶８と同一の形で
あるが、誘電率は結晶８及び周囲の媒体より大幅に小さ
い付加体１１が挿入されている。この付加体１１は電位
線レンズとして作用し、電界強度ベクトルＥが結晶表面
９と１０に垂直に位置し、ひいては、相応してカットさ
れている結晶８の（１，１，１）一面に垂直に位置する
ように作用する。付加体１１は結晶８の担体としてそし
て光線導入部及び光線導出部により形成されている。
いる。結晶８と電極６との間には、結晶８と同一の形で
あるが、誘電率は結晶８及び周囲の媒体より大幅に小さ
い付加体１１が挿入されている。この付加体１１は電位
線レンズとして作用し、電界強度ベクトルＥが結晶表面
９と１０に垂直に位置し、ひいては、相応してカットさ
れている結晶８の（１，１，１）一面に垂直に位置する
ように作用する。付加体１１は結晶８の担体としてそし
て光線導入部及び光線導出部により形成されている。
第４図は、本発明によるファイバオブチックセンサによ
る電界／電圧の測定装置の原理的構成を示している。光
源１２はレーザである必要はない。所望の時間分解能と
、検出システム１３に依存して、それほど強力でない光
源でもよい。ＨｅＮｅレーザ１２の光は顕微鏡対物レン
ズ１４により多重モード先導波路１５に結合され、結晶
８の表面に収束される。電界Ｅは矢印により示されてい
る。透過光は別の１つの光導波路１６に導かれ検出シス
テム１３に導かれる。結晶８は電界強度のためのファイ
バオプチックセンサを形成する。
る電界／電圧の測定装置の原理的構成を示している。光
源１２はレーザである必要はない。所望の時間分解能と
、検出システム１３に依存して、それほど強力でない光
源でもよい。ＨｅＮｅレーザ１２の光は顕微鏡対物レン
ズ１４により多重モード先導波路１５に結合され、結晶
８の表面に収束される。電界Ｅは矢印により示されてい
る。透過光は別の１つの光導波路１６に導かれ検出シス
テム１３に導かれる。結晶８は電界強度のためのファイ
バオプチックセンサを形成する。
第５図にはセンサ８（１１）の詳細な構成が示されてい
る。部品８，１１，１９．２０はすべて、光学的に透明
なエポキシド接着剤により接着されている。第５図には
電位線レンズ１１が電界Ｅ（矢印）と共に示され、電位
線レンズ１１は前方から結晶８に対して、先導波路１５
の終端と光導波路１６の始端のそれぞれに設け 、ら
れているレンズ１７又は１８に平行に接着され、同時に
、結晶の安定化支持体として用いられている。レンズ１
７又は１８と結晶８との間には、光を４５°回転させる
偏光子シート１９、又は、光の位相回転を検出する検光
子シート２０が設けられている。
る。部品８，１１，１９．２０はすべて、光学的に透明
なエポキシド接着剤により接着されている。第５図には
電位線レンズ１１が電界Ｅ（矢印）と共に示され、電位
線レンズ１１は前方から結晶８に対して、先導波路１５
の終端と光導波路１６の始端のそれぞれに設け 、ら
れているレンズ１７又は１８に平行に接着され、同時に
、結晶の安定化支持体として用いられている。レンズ１
７又は１８と結晶８との間には、光を４５°回転させる
偏光子シート１９、又は、光の位相回転を検出する検光
子シート２０が設けられている。
第６図及び第７図はファイバオプチックセンサ８及び１
１の光強度１／Ｉｏと、電界強度Ｅ（測定ｉｔ）又は時
間ｔとの間の関係を線図により示している。結晶センサ
８の感度は結晶の長さにより決まり、この結晶長は同様
に、先導波路の長さと共働して最大遮断周波数を決める
（第２のセンサの使用により、特に電界が強い（時間的
に急速に変化する）場合に、測定された強度曲線から求
められた電界強度の一義性的信頌性は保持することがで
きる）。シミュレーション（第７図）においてはセンサ
８の、正弦状に時間に依存する電界に対する応答が示さ
れている。
１の光強度１／Ｉｏと、電界強度Ｅ（測定ｉｔ）又は時
間ｔとの間の関係を線図により示している。結晶センサ
８の感度は結晶の長さにより決まり、この結晶長は同様
に、先導波路の長さと共働して最大遮断周波数を決める
（第２のセンサの使用により、特に電界が強い（時間的
に急速に変化する）場合に、測定された強度曲線から求
められた電界強度の一義性的信頌性は保持することがで
きる）。シミュレーション（第７図）においてはセンサ
８の、正弦状に時間に依存する電界に対する応答が示さ
れている。
検光子２０に偏光子１９が平行に配置されている構成（
第５図）の利点は、最大光強度Ｉ。
第５図）の利点は、最大光強度Ｉ。
が自動的に一緒に測定され、従って、偏光子１９が検光
子２０に垂直であり、従って光強度Ｉ（１）が正弦関数
の自乗である場合のように別個に求める必要がない。
子２０に垂直であり、従って光強度Ｉ（１）が正弦関数
の自乗である場合のように別個に求める必要がない。
センサ８（１１）はこの構成においては透過形で作動さ
れる。反射形で作動する装置も可能であるが、複雑な構
成の付加的な半透過性鏡が必要であり、このような鏡を
使用すると強度が減少する。結晶材料は水溶性であるが
、センサ８（１１）全体は、保護のためにシリコン薄層
の中に鋳込まれるでいる。
れる。反射形で作動する装置も可能であるが、複雑な構
成の付加的な半透過性鏡が必要であり、このような鏡を
使用すると強度が減少する。結晶材料は水溶性であるが
、センサ８（１１）全体は、保護のためにシリコン薄層
の中に鋳込まれるでいる。
第４図及び第５図に示されているテスト装置によりファ
イバーオプチックセンサ８（１１）は、この測定領域に
おいてまだ可能な２つの純粋に電気的な測定方法との比
較により試験される。センサ８（１１）は、大幅により
高い電界強度のために開発されたにも係わらず、このよ
うなより小さい値においても非常に良く動作する。第８
図及び第９図及び第１０図はいくつかの評価を示してい
る。それぞれの図において、実線曲線はセンサ（ＢＧＯ
結晶８）による測定を表し、破線曲線は電気信号を表す
。この場合Ｕ は、高電圧プローブにより測定された電
圧を示し、Ｕ は回路網の後で測定された電圧ｔｈｅ
。
イバーオプチックセンサ８（１１）は、この測定領域に
おいてまだ可能な２つの純粋に電気的な測定方法との比
較により試験される。センサ８（１１）は、大幅により
高い電界強度のために開発されたにも係わらず、このよ
うなより小さい値においても非常に良く動作する。第８
図及び第９図及び第１０図はいくつかの評価を示してい
る。それぞれの図において、実線曲線はセンサ（ＢＧＯ
結晶８）による測定を表し、破線曲線は電気信号を表す
。この場合Ｕ は、高電圧プローブにより測定された電
圧を示し、Ｕ は回路網の後で測定された電圧ｔｈｅ
。
を示し、Ｕは分圧器により測定された電圧を示す。
センサ８（１１）を用いて求められた電圧と、電気測定
された電圧の振幅は約４％までの誤差で一致する。電気
測定された信号の減衰時間（ＲＣ時定数）はセンサ信号
の減衰時間（ＲＣ時定数）より大幅に短かい。センサ信
号の減衰時間（ＲＣ時定数）はしかし、２％を下回る誤
差で回路網解析の理論値と一致する。
された電圧の振幅は約４％までの誤差で一致する。電気
測定された信号の減衰時間（ＲＣ時定数）はセンサ信号
の減衰時間（ＲＣ時定数）より大幅に短かい。センサ信
号の減衰時間（ＲＣ時定数）はしかし、２％を下回る誤
差で回路網解析の理論値と一致する。
このような信号を短時間にわたり観察すると、漂遊容量
及び漂遊インダクタンスにより信号の微細構成を認識す
ることができる。電気（プローブ）信号と光（センサ）
信号の双方共に、電圧においてビルドアップ過大振動を
示す。振動持続時間は２％までの誤差で一致する。
及び漂遊インダクタンスにより信号の微細構成を認識す
ることができる。電気（プローブ）信号と光（センサ）
信号の双方共に、電圧においてビルドアップ過大振動を
示す。振動持続時間は２％までの誤差で一致する。
電気測定による結果に誤りがあるのは信号の立上り時間
と前記の減衰である。しかしこれらの点は電気プローブ
の微分傾向により説明できる。即ち電気プローブの微分
傾向により、信号速度が実際より大きく見せ掛けられる
。
と前記の減衰である。しかしこれらの点は電気プローブ
の微分傾向により説明できる。即ち電気プローブの微分
傾向により、信号速度が実際より大きく見せ掛けられる
。
最も重要なデータの間の関連性が第１表に示されている
。
。
センサ８（１１）の開発のために重要な測定において、
充分な時間分解能を保証するために、そして信号検出を
、帯域幅を制限する電子増幅器及びその他の直接的信号
処理電子装置なしに行うために、光信号がストリークカ
メラ（図示せず）により撮像される。ストリークカメラ
は、２ピコ秒より良好な分解能を有する。
充分な時間分解能を保証するために、そして信号検出を
、帯域幅を制限する電子増幅器及びその他の直接的信号
処理電子装置なしに行うために、光信号がストリークカ
メラ（図示せず）により撮像される。ストリークカメラ
は、２ピコ秒より良好な分解能を有する。
ストリークカメラの蛍光面に発生する画像はＳＩＴビデ
オカメラにより撮像されデジタル化される。このように
して強度曲線が時間の関数として得られ、この時間関数
から、時間に依存する電界、又は電圧を求めることがで
きる。ストリークカメラ装置の暮の１つの利点は、６４
までの信号を同時にかつ自動的に、時間補正して撮像す
ることができることである。
オカメラにより撮像されデジタル化される。このように
して強度曲線が時間の関数として得られ、この時間関数
から、時間に依存する電界、又は電圧を求めることがで
きる。ストリークカメラ装置の暮の１つの利点は、６４
までの信号を同時にかつ自動的に、時間補正して撮像す
ることができることである。
時間分解能と帯域幅に対する要求がそれほど高くない場
合には、大幅に安価で簡単な検出システムを使用するこ
とができる。
合には、大幅に安価で簡単な検出システムを使用するこ
とができる。
第２表は、使用されている結晶センサ８のいくつかの特
性データを示している。結晶材料としては特にＢｉ
Ｇｅ Ｏ又はＢｌ ４ Ｓ １ ａ Ｏｔ ２が適し
ている。付加体１１は例えばブレクシガラスから成る。
性データを示している。結晶材料としては特にＢｉ
Ｇｅ Ｏ又はＢｌ ４ Ｓ １ ａ Ｏｔ ２が適し
ている。付加体１１は例えばブレクシガラスから成る。
結晶と付加体の形と材料と幾何学的形状は実質的に、セ
ンサの精度と使用場所（水・油の中等）に依存する。
ンサの精度と使用場所（水・油の中等）に依存する。
第１表
特 性 電気的 光学的 偏差振幅
２５ｋＶ ２６．１ｋＶ ４．２％Ｕ ／Ｕ
１．７８ １，５ １５．７％振動持続
時間１６０ｎｓ １５７ｎｓ １．８％
パルス持続時間 第２表 １（ｔ） 電界Ｅ（ｔ）が印加された場合の光強度ｎ
ｏ、 Ｂ Ｇ Ｏの屈折率＝２．０９７５ｒ
電気光学係数 ＝ ０ 、 ９５ １０−”ｍ／ｖＬ
結晶長 ＝１．５ｍｍ 、 λ 光源の波長 ＝６３３ｎｍ
２５ｋＶ ２６．１ｋＶ ４．２％Ｕ ／Ｕ
１．７８ １，５ １５．７％振動持続
時間１６０ｎｓ １５７ｎｓ １．８％
パルス持続時間 第２表 １（ｔ） 電界Ｅ（ｔ）が印加された場合の光強度ｎ
ｏ、 Ｂ Ｇ Ｏの屈折率＝２．０９７５ｒ
電気光学係数 ＝ ０ 、 ９５ １０−”ｍ／ｖＬ
結晶長 ＝１．５ｍｍ 、 λ 光源の波長 ＝６３３ｎｍ
第１図は擬似放電室即ち２極装置の断面図、第２図は第
１図に示されているシステムの等電位線をただ６つの中
間電極６に関して示している断面図、第３図のａ）ない
しｆ）は、絶縁素子７（黒色）と電極６（右側の白色）
の領域の一部を詳細に示している断面図、第４図は、本
発明によるファイバオブチックセンサによる電界／電圧
の測定装置の原理的構成を示している原理図、第５図は
センサ８（１１）の詳細な構成を示している斜視図、第
６図及び第７図はファイバオプチックセンサ８及び１１
の光強度Ｉ／Ｉｏと、電界強度已（測定量）又は時間ｔ
との間の関係を示している線図、第８図及び第９図及び
第１０図はいくつかの評価を示している線図である。 １・・・２極装置、２・・・陽極、３・・・陰極、４・
・・内部、５・・・絶縁体、６・・・中間電極、７・・
・絶縁素子、８・・・結晶センサ、９，１０・・・結晶
表面、１１・・・付加体、１２・・・光源、１３・・・
検出システム、１４・・・レンズ、１５・・・光導波路
、１６・・・光導波路、１７．１８・・・レンズ、１９
・・・偏光子シート、２０・・・検光子シート、Ｅ・・
・電界。 Ｉ／Ｉｏ（ｔｌ Ｉ／Ｉｏ（Ｅ） ０ 〜 訃 ■ ■ Ｕ［ｋＶ］ Ｕ ［ｋＶｌ
１図に示されているシステムの等電位線をただ６つの中
間電極６に関して示している断面図、第３図のａ）ない
しｆ）は、絶縁素子７（黒色）と電極６（右側の白色）
の領域の一部を詳細に示している断面図、第４図は、本
発明によるファイバオブチックセンサによる電界／電圧
の測定装置の原理的構成を示している原理図、第５図は
センサ８（１１）の詳細な構成を示している斜視図、第
６図及び第７図はファイバオプチックセンサ８及び１１
の光強度Ｉ／Ｉｏと、電界強度已（測定量）又は時間ｔ
との間の関係を示している線図、第８図及び第９図及び
第１０図はいくつかの評価を示している線図である。 １・・・２極装置、２・・・陽極、３・・・陰極、４・
・・内部、５・・・絶縁体、６・・・中間電極、７・・
・絶縁素子、８・・・結晶センサ、９，１０・・・結晶
表面、１１・・・付加体、１２・・・光源、１３・・・
検出システム、１４・・・レンズ、１５・・・光導波路
、１６・・・光導波路、１７．１８・・・レンズ、１９
・・・偏光子シート、２０・・・検光子シート、Ｅ・・
・電界。 Ｉ／Ｉｏ（ｔｌ Ｉ／Ｉｏ（Ｅ） ０ 〜 訃 ■ ■ Ｕ［ｋＶ］ Ｕ ［ｋＶｌ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光学的に活性の結晶におけるポッケルス効果を利用
し、ＧＨｚ領域までの静的及び／又は時間的に変化する
電界の非接触形測定装置であって、 前記結晶はセンサとして前記電界の影響に曝される、静
的及び／又は時間的に変化する電界の非接触形測定装置
において、 前記結晶センサ（８）を、前記結晶センサ（８）の誘電
率とは異なる誘電率を有する別の１つの付加体（１１）
と組合せ、 前記結晶センサ（８）と付加体（１１）が、共通の表面
部分において接触し、 光を光導波路（１５）により結晶センサ（８）に導き、
次いで透過又は反射の後に情報担体として別の１つの光
導波路（１６）により検出器（１３）に導き、 光が、前記結晶センサ（８）に入る前に偏光子（１９）
を通過し、次いでこの透過している光の位相回転が検光
子（２０）により、前記検出器により測定される強度変
化に変化されることを特徴とする静的及び／又は時間的
に変化する電界の非接触形測定装置。 ２、電界線（Ｅ）が前記結晶センサ（８）を互いに平行
に通過し、前記結晶センサ（８）の、互いに対向してい
る外側表面（９、１０）に対して垂直に位置するように
、付加体（１１）の形と誘電率を選定することを特徴と
する請求項１に記載の静的及び／又は時間的に変化する
電界の非接触形測定装置。 ３、光導波路（１５）により導かれる光をレンズ（１７
）により平行に調整し、次いでこの光を偏光子シート（
１９）により、この光が電界強度（Ｅ）に対して４５゜
に位置し、そしてこの光が結晶センサ（８）の（１、１
、１）一面に対しては垂直に位置するように回転させ、 この透過光が、別の１の光導波路（１６）の中に結合さ
れる前に検光子（２０）を横断することを特徴とする請
求項１又は２に記載の静的及び／又は時間的に変化する
電界の非接触形測定装置。 ４、結晶センサ（８）を、Ｂｉ＿４Ｇｅ＿３Ｏ＿１＿２
又ははＢｉ＿４Ｓｉ＿３Ｏ＿１＿２から成る結晶により
形成し、 前記結晶センサ（８）と付加体（１１）を正方形に形成
することを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれ
か１項に記載の静的及び／又は時間的に変化する電界の
非接触形測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873740468 DE3740468A1 (de) | 1987-11-28 | 1987-11-28 | Vorrichtung zur beruehrungslosen messung statischer und/oder zeitlich veraenderlicher elektrischer felder |
| DE3740468.7 | 1987-11-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189570A true JPH01189570A (ja) | 1989-07-28 |
Family
ID=6341533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63298469A Pending JPH01189570A (ja) | 1987-11-28 | 1988-11-28 | 静的及び／又は時間的に変化する電界の非接触形測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4999570A (ja) |
| JP (1) | JPH01189570A (ja) |
| CH (1) | CH676509A5 (ja) |
| DE (1) | DE3740468A1 (ja) |
| FR (1) | FR2623910B1 (ja) |
| GB (1) | GB2212907B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009115497A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Ntt Docomo Inc | 電気光学プローブ |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE107778T1 (de) * | 1989-04-12 | 1994-07-15 | Hamamatsu Photonics Kk | Methode und vorrichtung zum nachweis einer spannung. |
| FR2661003B2 (fr) * | 1989-12-26 | 1992-06-12 | Commissariat Energie Atomique | Capteur de champ electrique a effet pockels. |
| GB2261503A (en) * | 1991-10-08 | 1993-05-19 | Novacare Products Limited | Monitoring a parameter of a magnetic or electromagnetic field |
| US5635831A (en) * | 1991-12-11 | 1997-06-03 | Imatran Voima Oy | Optical voltage and electric field sensor based on the pockels effect |
| FI915818A0 (fi) * | 1991-12-11 | 1991-12-11 | Imatran Voima Oy | Optisk rf-givare foer maetning av spaenning och elfaelt. |
| FR2726661B1 (fr) * | 1994-11-07 | 1997-01-31 | France Telecom | Dispositif parametrique optique |
| GB0004727D0 (en) * | 2000-02-29 | 2000-04-19 | Renishaw Plc | Machine tool probe with wireless signal transmission |
| DE10052631C1 (de) * | 2000-10-24 | 2002-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Prüfung von einem durch Anlegen eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes formändernden Material |
| DE20110939U1 (de) * | 2001-07-02 | 2002-08-08 | Siemens Ag | Elektrischer und elektrooptischer Messwandler und Tastköpfe für ein Messauswertegerät, insbesondere zur potentialfreien EMV-Messung |
| EP1462811A1 (de) * | 2003-03-28 | 2004-09-29 | Abb Research Ltd. | Elektrooptischer Spannungssensor für hohe Spannungen |
| US7550960B2 (en) * | 2004-06-21 | 2009-06-23 | Abb Technology Ag | Method and apparatus for measuring voltage in a power switching device |
| JP6192890B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2017-09-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 表面電位分布計測装置および表面電位分布計測方法 |
| EP3387452B1 (en) | 2015-12-11 | 2019-09-11 | Novartis AG | Method and apparatus for determining the presence of an electrical charge on the surface of a lens mold |
| DE102017205268A1 (de) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Fertigen einer Kristallkörpereinheit für eine Sensorvorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung, System und Verfahren zum Erfassen einer Messgröße sowie Sensorvorrichtung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2845625A1 (de) * | 1978-10-19 | 1980-04-30 | Siemens Ag | Anordnung zur elektrooptischen spannungsmessung |
| JPS57160071A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-02 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Electric field detector |
| JPS59147274A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-23 | Hitachi Ltd | 光方式電界測定装置 |
-
1987
- 1987-11-28 DE DE19873740468 patent/DE3740468A1/de active Granted
-
1988
- 1988-09-15 CH CH3447/88A patent/CH676509A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-10-13 FR FR8813476A patent/FR2623910B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-08 US US07/268,945 patent/US4999570A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-09 GB GB8826222A patent/GB2212907B/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-28 JP JP63298469A patent/JPH01189570A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009115497A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Ntt Docomo Inc | 電気光学プローブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3740468A1 (de) | 1989-06-08 |
| DE3740468C2 (ja) | 1990-05-31 |
| FR2623910A1 (fr) | 1989-06-02 |
| GB2212907B (en) | 1992-05-13 |
| US4999570A (en) | 1991-03-12 |
| FR2623910B1 (fr) | 1992-10-16 |
| GB2212907A (en) | 1989-08-02 |
| GB8826222D0 (en) | 1988-12-14 |
| CH676509A5 (ja) | 1991-01-31 |
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