JPH04221775A - ファラデェー効果電流センサ - Google Patents

ファラデェー効果電流センサ

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JPH04221775A
JPH04221775A JP3056514A JP5651491A JPH04221775A JP H04221775 A JPH04221775 A JP H04221775A JP 3056514 A JP3056514 A JP 3056514A JP 5651491 A JP5651491 A JP 5651491A JP H04221775 A JPH04221775 A JP H04221775A
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JP
Japan
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optical fiber
magnetic field
coupled
current sensor
faraday effect
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JP3056514A
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English (en)
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Dale R Lutz
デイル　ロバート　ルッツ
Grieg A Olson
グリーク　アラン　オルソン
Gary B Forsberg
ガリー　バイロン　フォルスバーグ
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3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect

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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はファラデェー効果電流セ
ンサに関し、特に測定すべき電流を流す導電体をその中
に通す光ファイバーのコイルを有するファラデェー効果
電流センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術の文献例として、デイ著「フ
ァラデェー効果センサ」（”ＴＨＥ　ＳＴＡＴＥＯＦ　
ＴＨＥ　ＡＲＴ”，　Ｐｒｏｃ．　ＳＰＩＥ，　Ｖｏｌ
．９８５，　ｐｐ−１−１３，　１９８８）　によれば
、ファラデェー効果電流センサは大電流パルスの測定に
一般に使用されており、電力産業においてＡＣ大電流の
測定に有効に利用可能な多くの利点を有する。このセン
サは大部分誘電体材料から構成されており、この誘電体
材料は高い電圧又は実質的に電磁干渉が存在して動作す
るときに非常に重要な作用をもたらす。このセンサは磁
界用の光学的センサよりも応答速度が速いが、ファラデ
ェー効果センサの不利な点は一般的に「感度が悪い」点
にある。
【０００３】米国特許第４，２５５，０１８　号（ウル
リッチ、他）　のファラデェー効果電流センサにおいて
、導電体が光ファイバー・コイルを通っている。偏光器
からの光はコイル状の光ファイバーの入力端にて焦点を
結び、光ファイバーから出る光はコリーメートされ、か
つ光学的偏光分析器と、光電検出装置と、「偏光測定装
置」と称する測定装置に送られる。この引例ではコイル
状光ファイバーは押圧を補償する「環状複屈折」を生じ
るように捩じれ（ツイスト）状に形成される。
【０００４】米国特許第３，６０５，０１３　号（Ｙｏ
ｓｈｉｋａｗａ）のファラデェー効果電流センサにおい
て偏光器の光（偏光）軸及び光学的偏光分析器は角度４
５°を形成し、分析器は電流に比例して生じる回転偏光
成分を引き出す上で効果的である。チャトレッフォ著「
ファラデェー効果電流センサ」（”Ｗｏｒｋｓｈｏｐ　
ｏｎ　ｔｈｅ　Ｒｏｌｅ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｅ
ｎｓｏｒｓ　ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｖｏ
ｌｔａｇｅ　ａｎｄＣｕｒｒｅｎｔ　Ｍｅａｓｕｒｅｍ
ｅｎｔｓ，　Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，　ＭＤ，　Ｓ
ｅｐｔ．１６−１８．１９８７）では、上記のＹｏｓｈ
ｉｋａｗａ　のファラデェー効果電流センサに類似して
おり、一方、光が分析器に到達する前に半透明のミラー
へコイルを経て戻される点は相違する。
【０００５】レーミング著「能動温度安定器を有するコ
ンパクト光ファイバー電流監視装置」（Ｏｐｔｉｃａｌ
　Ｆｉｂｅｒ　Ｓｅｎｓｏｒｓ　Ｔｏｐｉｃａｌ　Ｍｅ
ｅｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　
ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ，
Ｊａｎ．２７−２９，１９８８）には、上記のチャトレ
ッフォに類似したファラデェー効果電流センサが示され
ている。レーミングのセンサによれば光は４５°の偏光
器を通過する前後にコリメータとビームスプリッタを通
過する。そしてコイルにより送られた光は第３のコリメ
ータを通り、ミラーにより反射され、第２及び第３のコ
リメータを経て戻り偏光ビームスプリッタに到る。 このように多くの装置を通過するので光は充分に減衰さ
れる。
【０００６】他の従来技術として、単一モード光ファイ
バーは既に知られており、この光ファイバーは基本モー
ドの偏光状態のみを伝搬し、そのために偏光として使用
されている。例えば、米国特許第４，５１５，４３６　
号（　ハワード、他）　には単一偏光光ファイバーであ
って適切にはより広い帯域幅を得るためにコイル状か曲
げた状態かにストレスを加えている。さらに、シンプソ
ン著「単一偏光光ファイバー」（Ｊ．ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ
ｗａｖｅ　Ｔｅｃｈ，　Ｖｏｌ．　Ｌｔ−１，Ｎｏ．２
，ｐｐ−３７０−３７３，１９８３）　がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のファラ
デェー効果電流センサは何れも構造が複雑、大型、高価
格等の問題があった。本発明の目的は、簡単な構造、か
つ低価格で充分に大電流の検出が可能なファラデェー効
果電流センサを提供することにある。従って、本発明で
は、よりコンパクトであり、検知光の透過率がより優れ
、無関係な磁界に対しては感度を悪くしその結果所望の
電流測定にて非常に精度を発揮することができる、ファ
ラデェー効果電流センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の第１の
形態では、偏光器と、磁界感応光ファイバー・コイルと
、該偏光器の入力端を光源に、かつ該偏光器の出力端を
該磁界感応光ファイバーの入力端に光学的に接続する第
１の接続手段と、磁界感応光ファイバーの出力端を偏光
測定装置に光学的に接続する第２の接続手段とを備える
ファラデェー効果電流センサにおいて、該偏光器は該磁
界感応光ファイバー・コイルの入力端に結合された第１
の偏光光ファイバーであり、該偏光測定装置は磁界感応
光ファイバー・コイルの出力端に結合された第２の偏光
光ファイバーを備え、２つの偏光光ファイバーの偏光軸
は鋭角を形成することを特徴とし、適切な実施例として
、該鋭角が４５°であり、該光源はレーザーダイオード
であり、偏光光ファイバーは該レーザーダイオードを該
偏光光ファイバーの入力端に接続する。
【０００９】本発明の第２の形態では、偏光器と、磁界
感応光ファイバー・コイルと、該偏光器の入力端を光源
に、かつ該偏光器の出力端を該磁界感応光ファイバーの
入力端に光学的に接続する第１の接続手段と、磁界感応
光ファイバーの出力端を偏光測定装置に光学的に接続す
る第２の接続手段とを備えるファラデェー効果電流セン
サにおいて、該偏光器は該磁界感応光ファイバー・コイ
ルの入力端に結合された第１の偏光光ファイバーであり
、該偏光測定装置は、第２及び第３の偏光光ファイバー
と、偏光保持カプラであってその一方のリードが一対の
リードに結合されかつ該コイルの出力端に結合されてお
り、該一対のリードの各々は該第２及び第３の偏光光フ
ァイバーの１つに結合されたものと、一対の光電検出器
と、第２及び第３の偏光光ファイバーの各々を該光電検
出器の１つに光学的に接続する接続手段とを備える。
【００１０】本発明の第３の形態では、偏光器と、磁界
感応光ファイバー・コイルと、該偏光器の入力端を光源
に、かつ該偏光器の出力端を該磁界感応光ファイバーの
入力端に光学的に接続する第１の接続手段と、磁界感応
光ファイバーの出力端を偏光測定装置に光学的に接続す
る第２の接続手段とを備えるファラデェー効果電流セン
サにおいて、該偏光器は該磁界感応光ファイバー・コイ
ルの入力端に結合された第１の偏光光ファイバーであり
、該偏光測定装置は磁界感応光ファイバー・コイルの出
力端に結合された第２の偏光光ファイバーを備え、２つ
の偏光光ファイバーの偏光軸は鋭角を形成し、該ファラ
デェー効果電流センサは、さらに、該磁界感応光ファイ
バー・コイルの出力端に光をコイル内に反射して戻すミ
ラーを備え、該偏光測定装置は偏光保持カプラであって
その一方のリードが一対のリードに結合されかつ該コイ
ルの入力端に結合されており、該一対のリードの一方は
該偏光光ファイバーに結合され、さらに一対の光電検出
器と、該一対のリードの他方を該光電検出器に光学的に
接続する接続手段とを具備することを特徴とし、適切な
実施例として、第２及び第３の偏光光ファイバーと、第
２の光電検出器と、偏光保持カプラのリード対の他方か
ら第２及び第３の偏光光ファイバーに反射光を光学的に
分配かつ指向する手段と、該第２及び第３の偏光光ファ
イバーの各々を該光電検出器の１つに光学的に接続する
手段とを備え、さらに、該分配／指向手段は、一対のリ
ードに結合された一方のリードを有する第２の偏光保持
カプラと、該第２の偏光保持カプラの一方のリードに結
合された偏光保持カプラのリード対の他方のリードと、
該第２及び第３の偏光光ファイバーの１つの結合された
第２の偏光保持カプラのリード対の各々とを備え、さら
に第２の偏光光ファイバーと、該第２の偏光光ファイバ
ーを偏光保持カプラのリード対の他方と該光電検出器の
間に光学的に接続する接続手段とを備え、第２の光電検
出器と、該偏光保持カプラから該光電検出器の各々に反
射光を光学的に分配かつ指向する手段とを備え、さらに
該該分配／指向手段は、一対のリードに結合された一方
のリードを有する第２の偏光保持カプラと、該偏光光フ
ァイバーの入力端に結合された偏光保持カプラのリード
対の一方のリードと、光源の光学的に接続された第２の
偏光保持カプラのリード対の一方のリードと、該第２の
光電検出器に光学的に接続された第２の偏光保持カプラ
のリード対の他方のリードとを備える。
【００１１】
【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１に示す第１の実施例ファラデェー効果電流セン
サ１０において、レーザー光源１１からのレーザー光は
第１の偏光光ファイバー１２の一方の端部から入射され
、偏光光ファイバー１２の他方の端部は番号１３Ａにお
いて磁界感応光ファイバー１３のコイルの入力端と結合
されており、磁界感応光ファイバー１３の中には導電体
１４が通っている。また、磁界感応光ファイバー１３の
コイルの出力側の端部は番号１３Ｂにおいて第２の偏光
光ファイバー１５に結合されており、レーザー光は第２
の偏光光ファイバー１５を経て光電検出器１６に入力さ
れる。結合器１３Ａと１３Ｂにて結合された後、磁界感
応光ファイバー１３はコイル状に巻かれる。
【００１２】各結合器１３Ａと１３Ｂは、適切には空気
接触面を回避し光ファイバーのアライメントと機械的な
安定性を維持するために融合されている。第２の結合器
１３Ｂを融合する前に、磁界感応光ファイバー１３から
の光の偏光が試験され、その結果、導電体１４に電流を
流していないときの出力光の偏光軸が第２の偏光光ファ
イバー１５の偏光軸に対して所望の角度、好ましくは４
５°になる。この試験に際して偏光のシフトを補償する
ことが望ましく、この偏光のシフトは第２の結合器１３
Ｂがコイル内に巻き込まれるときに生じる。
【００１３】図２に示す第２の実施例ファラデェー効果
電流センサ２０は、下記の点を除き図１のファラデェー
効果電流センサと同じである。即ち、偏光保持カプラ２
７は対をなすリード線２７Ａと２７Ｂ、及び対をなすリ
ード線２７Ｃと２７Ｄを有する。一方のリード２７Ｃは
結合器２３Ｂにおいて磁界感応光ファイバー２３のコイ
ルの出力端に結合されている。リード２７Ａと２７Ｂは
第２及び第３の偏光光ファイバー２５Ａと２５Ｂに結合
されており、さらに偏光光ファイバー２５Ａと２５Ｂは
光電検出器２６Ａ及び２６Ｂにそれぞれ結合されている
。
【００１４】リード２７Ｃの偏光軸は、適切には導電体
２４に電流が流れていないときに磁界感応光ファイバー
２３のコイルを出力する光の偏光面に対して角度４５°
である。偏光光ファイバー２５Ａ及び２５Ｂの偏光軸は
、導電体２４に電流が流れていないときに、第２及び第
３の偏光光ファイバー２５Ａ及び２５Ｂの一方を経て送
出される光の強度が最大値を示し、他方を経て送出され
る光の強度が最小値を示すように、適切に整列されてお
り、そして、リード２７Ａ及び２７Ｂの偏光軸に整合さ
れている。
【００１５】図３に示す第３の実施例ファラデェー効果
電流センサ３０は、下記の点を除き図１のファラデェー
効果電流センサと同じである。即ち、偏光保持カプラ３
８は対をなすリード３８Ａと３８Ｂ及び対をなす３８Ｃ
と３８Ｄの２つの組みを有する。リード３８Ｃは結合器
３３Ｂにおいて磁界感応光ファイバー３３のコイルの出
力端に結合される。リード３８Ａ及び３８Ｂは光電検出
器３６Ａ及び３６Ｂの各々に光学的に接続される。リー
ド３８Ｃの偏光軸は、適切には導電体３４を流れる電流
がないときに磁界感応光ファイバー３３に存在する光の
偏光面に対して４５°に整列される。
【００１６】図４に示す第４の実施例ファラデェー効果
電流センサ４０は、対をなすリード４７Ａと４７Ｂ及び
４７Ｃと４７Ｄの２つの組みを有する第１の偏光保持カ
プラ４７を備える。第１の偏光光ファイバー４２はリー
ド４７Ａに結合され、リード４７Ｃは結合器４３Ａにお
いて磁界感応光ファイバー４３のコイルの入力端に接続
される。光ファイバー４３の出力端にはミラー４３Ｂが
あり、ミラー４３Ｂにより光を反射しコイルを経てリー
ド４７Ｃに戻すことができ、さらに第１の偏光保持カプ
ラ４７とリード４７Ｂとを経て第２の偏光保持カプラ４
９に光を戻し、さらに、リード４９Ａと４９Ｂを経て偏
光光ファイバー４５Ａと４５Ｂに到る。そして、第２及
び第３の偏光光ファイバー４５Ａと４５Ｂは光電検出器
４６Ａと４６Ｂにそれぞれ接続される。
【００１７】リード４７Ａの偏光軸の１つは適切には第
１の偏光光ファイバー４２の偏光軸に整列している。リ
ード４７Ｂと４９の偏光軸は互いに整列してる。第２及
び第３の偏光光ファイバー４５Ａと４５Ｂの偏光軸はリ
ード４９Ａと４９Ｂの偏光軸にそれぞれ整列しており、
その整列の方法は、導電体４４に電流が流れないときに
第２及び第３の偏光光ファイバー４５Ａ及び４５Ｂの一
方を経て送出される光の強度が最大値を示し、他方を経
て送出される光の強度が最小値を示すように行われる。
【００１８】図４のファラデェー効果電流センサ４０は
、偏光測定装置（偏光保持カプラ４９、偏光光ファイバ
ー４５Ａと４５Ｂ、及び光電検出器４６Ａと４６Ｂ）を
図１又は図３の偏光測定装置に置き換えることができる
。図４のファラデェー効果電流センサに類似するものと
して、図５に示す第５の実施例ファラデェー効果電流セ
ンサ５０がある。このセンサ５０は磁界感応光ファイバ
ー５３のコイルの出力端にミラー５３Ｂを備え、このミ
ラー５３Ｂにより光を反射しコイルを経て戻すことがで
きる。反射光は偏光保持カプラ５７のリード５７Ｃを経
て流れ、偏光保持カプラ５７はリード５７Ａと５７Ｂを
経て光電検出器５６Ａと５６Ｂに接続される。光電検出
器５６Ａは図示のように第１の偏光保持カプラ５７の後
に第２の偏光保持カプラ５９を経て接続される。
【００１９】第１の偏光光ファイバー５２の偏光軸は各
偏光保持カプラ５７と５９の偏光軸の一方に整列される
。第２の偏光光ファイバー５５の偏光軸はリード５７Ｂ
の偏光軸に整列される。反射光の偏光は角度４５°にバ
イアスされる。例えば光ファイバーコイルの中央を経て
第２の導電体４４に流れるバイアス電流により、又結合
器５３Ａにおいて固定ファラデェー回転子に加えること
によりバイアスされる。
【００２０】図４のファラデェー効果電流センサ４０と
比較して、図５のファラデェー効果電流センサ５０は、
４つの結合器５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５５Ａ（図４で
は５つ）及び２つの偏光光ファイバー５２及び５５（図
４では３つ）である。一方、図４のファラデェー効果電
流センサと比較して、図５のそれは偏光保持カプラ・フ
ァイバーにおける複屈折による誤差を回避するための較
正において困難な面がある。
【００２１】図１に示す単に１つの光電検出器では、光
電検出器における光の成分強度は単に導電体を流れる電
流の大きさの測定で得られる。一方、２つの光電検出器
があると、２つの光電検出器の光成分の強度は電流の大
きさを比較することができる。このようにすると、電流
の測定は光源の強度の変動とは実質的に独立に行うこと
ができる。図１のファラデェー効果電流センサは比較的
簡素化されており低価格であることからいくつかの応用
に適している。
【００２２】ファラデェー効果電流センサが２つの光電
検出器を備えると、その電気的出力は導電体のゼロ電流
において正確に等しくならない。従って、電流センサは
この点を許容するように較正されねばならない。包装に
便利なように、新しい電流センサは、光源及び光電検出
器を除き、樹脂をもとにして円錐状に形成され、センサ
ヘッドは光ファイバーを経て遠隔の光源及び光電検出器
に光学的に接続できるように形成される。接続ファイバ
ーは通常の光ファイバー、例えば、通信用の光ファイバ
ーであり、再結合可能なコネクタ又は再使用可能な結合
器により容易に接続される。しかしながら、通常の光フ
ァイバーを使用すると第１の偏光光ファイバーに入力さ
れた後に５０％の光の損失を結果的に招く。この損失は
レーザーダイオードような偏光光源を使用し、このレー
ザーダイオードにセンサヘッドを適切に偏光保持光ファ
イバーを整列させて接続することにより実質的に減少さ
せることができる。
【００２３】偏光保持光ファイバーを使用すると、第１
の偏光光ファイバーに到達する光の偏光状態における変
動に対して誤差を最小にすることができる。この変動は
例えば伝送光ファイバーの屈曲若しくは機械的なストレ
スに起因するものである。より寿命を延ばし低価格化を
図るために、光源として例えば表面放射発光ダイオード
のような非偏光光源を使用することもできる。
【００２４】望ましくは導電体はセンサヘッド内に組み
込むことができ電気回路への接続を容易にするためにコ
ネクタを装着する。図４及び図５の反射モード電流セン
サの包装において、センサヘッドは磁界感応光ファイバ
ーコイルとミラーのみを含み、他の素子は遠隔地に配置
されることが望ましい。このようにすると、単一の偏光
保持光ファイバーを遠隔地の素子へのセンサヘッドを接
続することができる。接続手段を提供するために、短い
距離の偏光保持光ファイバーをセンサヘッドに収めるこ
とができる。
【００２５】一例を以下に説明する。図１のファラデェ
ー効果電流センサ１０を以下の素子で構成する。レーザ
ーダイオード１１としてシャープ社製のモデルＬＴＯ　
１５ＭＤ０　（　ピーク波長８３９　ｎｍ）　を、偏光
光ファイバー１２及び１５として単一モード，クラッド
径７８μｍ，長さ５ｍを、磁界感応光ファイバー１３と
して低複屈折，単一モード，クラッド径９５μｍ，長さ
２．７ｍ，　コイル径８．６ｃｍ，巻数１０，　メータ
当たりのツイスト数０を、光電検出器１６としてＵＤＴ
社製のモデルＰＩＮ　１０ＤＰ　　を使用した。
【００２６】結合器１３Ａと１３Ｂは３Ｍ社製の融合結
合器であるモデル２１００を使用した。この融合結合器
は光ファイバーの長手方向軸の周囲を回転可能にしかつ
光ファイバー整列のために外部光電検出器の使用を可能
にしている。第２の結合器を作成するに際し、第２の偏
光光ファイバーの偏光軸は磁界感応光ファイバーコイル
の光出力側の偏光軸に対して近似的に４５°に整列され
る。 磁界感応光ファイバーの出力端はコイル状の光ファイバ
ーにおける屈曲誘導複屈折への補償のために曲げられ、
その結果電流を正弦波的に変化させ磁界感応光ファイバ
ーを通過させると光ファイバーの出力信号の正弦波変調
が可能となる。
【００２７】上述の例１のファラデェー効果電流センサ
は、正弦波的に変化させた電流（６０Ｈｚで０から６０
０Ａの範囲）を磁界感応光ファイバーのコイルを通るケ
ーブルに供給して試験した。光信号はオシロスコープを
フォトダイオード増幅器の出力に接続することにより表
示した。光信号のピーク─ピーク変調はオシロスコープ
画面から測定し、全範囲にわたる電流がリニアであるこ
とが分かった。
【００２８】他の例を以下に説明する。図４のファラデ
ェー効果電流センサ４０を以下の素子で構成する。レー
ザーダイオード４１としてシャープ社製のモデルＬＴＯ
　２４ＭＤ０　（　ピーク波長７８９　ｎｍ）　を、偏
光光ファイバー４２，４５Ａ，４５Ｂとして単一モード
，クラッド径８０μｍ，長さ５ｍ　を、磁界感応光ファ
イバー４３として単一モード，クラッド径１２５　μｍ
，長さ２．５ｍ，　コイル径８．６ｃｍ，巻数１０，　
メータ当たりのツイスト数０を、ミラー４３Ｂとして光
ファイバーの先端に水銀を付着したもの、光電検出器１
６としてＵＤＴ社製のモデルＰＩＮ　１０ＤＰを、一方
の偏光保持結合器４７としてＡｓｔｅｒ　カプラ社，モ
デルＰＭ８８−００１８，及び３Ｍ社光ファイバーモデ
ル３Ｍ−０１８８−−１を、他方の偏光保持結合器４９
としてＡｓｔｅｒ　カプラ社，　モデルＰＭ８８−００
２５　を使用した。
【００２９】全ての結合器は例１で述べた融合結合器で
作られた。融合結合中の回転配向整列は次のように行わ
れた。即ち、光ファイバー４２の偏光軸は光ファイバー
４７Ａの偏光軸の１つに整列された。光ファイバー４７
Ｃと４３Ａの間の結合器は任意に配向された。光ファイ
バー４７Ｂ及び４９Ｃの偏光軸は結合以前に互いに整列
された。後者の結合器への光ファイバーは以下のような
方法で配向された。即ち、リニアに偏光した光が偏光軸
の１つに並列に偏光方向を有する光ファイバー４９Ｃ（
又は４９Ｄ）に入射されるときに、第２及び第３の偏光
光ファイバーの１つの偏光軸（例えば、４５Ａ）が、光
ファイバー４９Ａからの光放射の偏光面に対して時計方
向に４５°回転され、一方、光ファイバー４９Ｂからの
光放射の偏光面に対して反時計方向に４５°回転される
方法で配向した。
【００３０】例２のファラデェー効果電流センサは、出
力波形がデジタル・オシロスコープに表示される点を除
き例１と同様に試験した。導電体の試験電流の周波数は
約１００Ｈｚである。導電体を通る入力電流が増大する
ので、光電検出器の出力が増大し、一方た他の出力は減
少した。センサは、レーザーダイオード電源又は光電検
出器における電気的な「ピックアップ」よりはむしろフ
ァラデェー効果偏光回転を検出した。光信号の変調周波
数は近似的に１００Ｈｚであり試験電流の変調周波数と
同じであった。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構造、かつ低価格で充分に大電流の検出が可能な
ファラデェー効果電流センサであって、よりコンパクト
であり、検知光の透過率がより優れ、無関係な磁界に対
しては感度を悪くしその結果所望の電流測定にて非常に
精度を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のファラデェー効果電流センサの第１の
実施例構成図である。
【図２】本発明のファラデェー効果電流センサの第２の
実施例構成図である。
【図３】本発明のファラデェー効果電流センサの第３の
実施例構成図である。
【図４】本発明のファラデェー効果電流センサの第４の
実施例構成図である。
【図５】本発明のファラデェー効果電流センサの第５の
実施例構成図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１，４１，５１…レーザー光源１３，２
３，３３，４３，５３…磁界感応光ファイバーコイル １３Ａ，１３Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，４
３Ａ，５３Ａ…結合器 １４，２４，３４，４４，５４…導電体１６，２６Ａ，
２６Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ，５６Ａ，５
６Ｂ…光電検出器

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　偏光器と、磁界感応光ファイバー・コ
    イルと、該偏光器の入力端を光源に、かつ該偏光器の出
    力端を該磁界感応光ファイバーの入力端に光学的に接続
    する第１の接続手段と、磁界感応光ファイバーの出力端
    を偏光測定装置に光学的に接続する第２の接続手段とを
    備えるファラデェー効果電流センサにおいて、該偏光器
    は該磁界感応光ファイバー・コイルの入力端に結合され
    た第１の偏光光ファイバーであり、該偏光測定装置は該
    磁界感応光ファイバー・コイルの出力端に結合された第
    ２の偏光光ファイバーを備え、該第１及び第２の偏光光
    ファイバーの偏光軸は鋭角を形成することを特徴とする
    ファラデェー効果電流センサ。
  2. 【請求項２】　　該鋭角が４５°である請求項１に記載
    のファラデェー効果電流センサ。
  3. 【請求項３】　　該光源はレーザーダイオードであり、
    該偏光光ファイバーは該レーザーダイオードを該偏光光
    ファイバーの入力端に接続する請求項１に記載のファラ
    デェー効果電流センサ。
  4. 【請求項４】　　偏光器と、磁界感応光ファイバー・コ
    イルと、該偏光器の入力端を光源に、かつ該偏光器の出
    力端を該磁界感応光ファイバーの入力端に光学的に接続
    する第１の接続手段と、磁界感応光ファイバーの出力端
    を偏光測定装置に光学的に接続する第２の接続手段とを
    備えるファラデェー効果電流センサにおいて、該偏光器
    は該磁界感応光ファイバー・コイルの入力端に結合され
    た第１の偏光光ファイバーであり、該偏光測定装置は、
    第２及び第３の偏光光ファイバーと、偏光保持カプラで
    あってその一方のリードが一対のリードに結合されかつ
    該コイルの出力端に結合されており、該一対のリードの
    各々は該第２及び第３の偏光光ファイバーの１つに結合
    されたものと、一対の光電検出器と、該第２及び第３の
    偏光光ファイバーの各々を該光電検出器の１つに光学的
    に接続する接続手段とを備えることを特徴とするファラ
    デェー効果電流センサ。
  5. 【請求項５】　　偏光器と、磁界感応光ファイバー・コ
    イルと、該偏光器の入力端を光源に、かつ該偏光器の出
    力端を該磁界感応光ファイバーの入力端に光学的に接続
    する第１の接続手段と、該磁界感応光ファイバーの出力
    端を偏光測定装置に光学的に接続する第２の接続手段と
    を備えるファラデェー効果電流センサにおいて、該偏光
    器は該磁界感応光ファイバー・コイルの入力端に結合さ
    れた第１の偏光光ファイバーであり、該偏光測定装置は
    該磁界感応光ファイバー・コイルの出力端に結合された
    第２の偏光光ファイバーを備え、餓死第１及び第２の偏
    光光ファイバーの偏光軸は鋭角を形成し、該ファラデェ
    ー効果電流センサは、さらに、該磁界感応光ファイバー
    ・コイルの出力端に光をコイル内に反射して戻すミラー
    を備え、該偏光測定装置は偏光保持カプラであってその
    一方のリードが一対のリードに結合されかつ該コイルの
    入力端に結合されており、該一対のリードの一方は該偏
    光光ファイバーに結合され、さらに一対の光電検出器と
    、該一対のリードの他方を該光電検出器に光学的に接続
    する接続手段とを具備することを特徴とするファラデェ
    ー効果電流センサ。
  6. 【請求項６】　　第２及び第３の偏光光ファイバーと、
    第２の光電検出器と、偏光保持カプラのリード対の他方
    から第２及び第３の偏光光ファイバーに反射光を光学的
    に分配かつ指向する手段と、該第２及び第３の偏光光フ
    ァイバーの各々を該光電検出器の１つに光学的に接続す
    る手段とを、さらに備える請求項５に記載のファラデェ
    ー効果電流センサ。
  7. 【請求項７】　　該分配／指向手段は、一対のリードに
    結合された一方のリードを有する第２の偏光保持カプラ
    と、該第２の偏光保持カプラの一方のリードに結合され
    た偏光保持カプラのリード対の他方のリードと、該第２
    及び第３の偏光光ファイバーの１つの結合された第２の
    偏光保持カプラのリード対の各々とを備える請求項６に
    記載のファラデェー効果電流センサ。
  8. 【請求項８】　　第２の偏光光ファイバーと、該第２の
    偏光光ファイバーを偏光保持カプラのリード対の他方と
    該光電検出器の間に光学的に接続する接続手段とを備え
    る請求項５に記載のファラデェー効果電流センサ。
  9. 【請求項９】　　第２の光電検出器と、該偏光保持カプ
    ラから該光電検出器の各々に反射光を光学的に分配かつ
    指向する手段とを備える請求項８に記載のファラデェー
    効果電流センサ。
  10. 【請求項１０】　　該分配／指向手段は、一対のリード
    に結合された一方のリードを有する第２の偏光保持カプ
    ラと、該偏光光ファイバーの入力端に結合された偏光保
    持カプラのリード対の一方のリードと、光源の光学的に
    接続された第２の偏光保持カプラのリード対の一方のリ
    ードと、該第２の光電検出器に光学的に接続された第２
    の偏光保持カプラのリード対の他方のリードとを備える
    請求項９に記載のファラデェー効果電流センサ。
JP3056514A 1990-03-20 1991-03-20 ファラデェー効果電流センサ Pending JPH04221775A (ja)

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