JPH0424664B2 - - Google Patents

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JPH0424664B2
JPH0424664B2 JP55101843A JP10184380A JPH0424664B2 JP H0424664 B2 JPH0424664 B2 JP H0424664B2 JP 55101843 A JP55101843 A JP 55101843A JP 10184380 A JP10184380 A JP 10184380A JP H0424664 B2 JPH0424664 B2 JP H0424664B2
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optical fiber
current
signal
optical
light
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Pyutsuhi Kuroodo
Arudeitsutei Erue
Papushon Misheru
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Thales SA
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Publication date
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Publication of JPH0424664B2 publication Critical patent/JPH0424664B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • G01R15/245—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
    • 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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  • Power Engineering (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電流測定の分野に係り、より詳細に
は困難な環境の中で適切に機能し得る測定範囲の
広い干渉型電流測定装置に関する。
ある種の環境、特に発電所又は電気化学工場に
おいては、従来の電流測定装置によつて直流の大
電流を測定することが困難である。
実際、このような環境では、高電圧、高温度、
場合によつては腐食性の雰囲気、電磁汚染、又は
全く単純に近付き難いといつた理由から、測定が
困難になり、かつ、例えばホール効果型ゲージ又
はシヤント型ゲージといつた従来手段を用いて行
なわれた場合、その測定の信頼性が低下する。即
ち10万アンペアの桁の電流測定を行う場合、シヤ
ント型の電流測定装置によると、測定値10％の桁
の精度しか得ることができない。さらに、上述の
如き電流測定装置では、測定装置自体でエネルギ
損失が発生する。
このような不都合を解決する電流測定装置とし
て、電力線の磁界が作用する位置にフアラデー回
転素子を設け、この素子に所定の偏光面を有する
光を導入し、フアラデー効果にて回転された偏光
面の回転角に基づいて電力線を流れる電流を測定
する磁気光学電流測定装置が既に提案されている
（例えば特開昭48−9769号公報、特開昭52−30474
号公報）。
この種の磁気光学電流測定装置は、非接触で電
流測定が可能であるという利点があるものの、温
度変化又は圧力変化等の光波の伝搬条件に変化を
生起する周囲環境の変化に大幅な影響を受けるた
め、測定値の精度を向上させることができないと
いう本質的な問題点を有している。
従つて本発明は、劣悪な環境下においてもこれ
に影響されないように構成され、測定範囲が広い
と共に正確であり、しかも極めて感度の良い電流
測定装置を提供するものである。
上述の目的は本発明によれば、測定すべき電流
が流れる導体に少なくとも１回巻き付けられた
光フアイバを備えた干渉型電流測定装置であつ
て、該光フアイバの両端が光学装置を介して光源
に結合されており、該光学装置は、光源からのビ
ームを光フアイバ内で対向方向に進む２つの光波
に分割する手段と、光フアイバからでた光を再結
合する手段と、該再結合により得られたビームを
検出する装置とを含み、該検出装置からの信号は
対向方向に進む前記２つの光波間の位相差Δφ1に
表しており、該位相差Δφ1は電流によるフアラ
デー効果によつて光フアイバ内で引起されるもの
であり、前記電流測定装置が、さらに、前記検出
装置に接続され測定した電流を供給する信号処理
装置を備えている光フアイバを用いた干渉型電流
測定装置によつて達成される。
導体内を流れる電流は、この導体の回りで磁場
を誘導する。この導体を囲む媒体中を光波が伝搬
されるときは、磁場は、磁気光学効果によつて光
波の伝搬条件に変化を引起す。
磁場と光波と伝搬方向とが平行であるときの光
波に対して引起される磁気光学効果は、磁場の方
向に対する光波の伝搬方向に応じた非相反的なフ
アラデー効果である。
導体内を流れる電流に直接的に結び付く測定可
能量であつて、他の効果、特に伝搬条件の変化
（例えば温度変化又は圧力変化）を生起する相反
的な効果に影響されない。測定可能量を上述の非
相反的はフアラデー効果によつて得るため、本発
明の電流測定装置は、導体を包囲する同一伝搬媒
体内を互いに逆方向に進む２つの光波を利用して
いる。相反効果は媒体中で伝搬条件の同一方向の
変化を引起すものであり、上述の２つの光波はこ
の相反効果により互いに同じ変化を受ける。これ
に対し非相反的なフアラデー効果は媒体中で伝搬
条件の逆方向の変化を引起すものであり、上述の
２つの光波はこのフアラデー効果により互いに逆
方向の変化を受ける。
フアラデー効果によれば、磁界と平行に進行す
る光波の磁界の方向に対して右まわり及び左まわ
りの円偏光の感じる屈折率は磁界に比例して、従
つて導体内を流れる電流に比例して夫々異なる変
化を示す。この屈折率の異なる変化は、右向き及
び左向きの円偏光の夫々の速度に異なる変化を与
え、円偏光の夫々に、従つて光波に位相のシフト
を引き起こす。磁界による屈折率の変化は磁界の
方向に対して、右まわりか左まわりかで決まつて
おり、従つて、互いに逆方向に進む２つの光波の
位相のシフトは逆方向となり、この２つの光波間
に位相差を生じることになる。即ち、これらの２
つの光波のフアラデー効果による逆方向の変化が
２つの光波間の位相差Δφ1となつて現われ、この
位相差Δφ1が例えば周知の干渉測定方法によつて
検出されるのである。
このために本発明の電流測定装置は、測定すべ
き電流が流れる導体の回りに巻かれた光フアイ
バを含んでおり、この光フアイバは１回又は複数
回巻回されており、この巻回された光フアイバの
両端は夫々、例えばレーザーから印加された光波
を受け取る。これらの２つの光波は光フアイバ内
を対向方向に進む。導体内を流れる電流は一方の
光波の伝搬方向と同方向でかつ他方の光波の伝搬
方向と反対方向の磁場を誘起する。光フアイバか
ら発する２つの光波は位相差Δφを示す。この位
相差Δφは、伝搬媒体のフアラデー効果に特有の
ベルデ定数と、導体内を流れる電流の強度と、
（同じ電流が流れる複数の導体支線を光フアイ
バが囲んでいる場合は導体の数Ｎと）、導体を囲
む光フアイバの巻回数Ｍとに応じた値となる。
２つの光波間の位相差を検出するために、本発
明の電流測定装置は干渉計構造を使用する。光フ
アイバの末端から発する２つの対向して回転する
光波は再結合され、その再結合によつて得られる
信号はホトデイテクタにより検出される。
本発明の電流測定装置に関する種々の定数と生
じ得る時間の変化とを考慮に入れると、本電流測
定装置の目盛係数、即ち、導体内を流れる電流の
強度とホトデイテクタで検出される光度Ｌとの
間の関係を知ることは極めて困難である。従つ
て、本発明の好ましい実施例において、電流測定
装置は零位法を用いて測定を行つている。このた
めに、光フアイバを進む光波は、光フアイバルー
プを多数回通る導線を流れ測定すべき電流より極
めて小さい電流ｉにより生成される基準磁場の作
用を受ける。電流ｉは調整自在であり、電流ｉに
よつて引起される位相差−Δφを作り出すことに
より、電流によつて引起された位相差Δφを補
償するように常に調整される。
上述の説明より、添付図面を参照して以下に説
明する種々の実施例がより明確に理解されるであ
ろう。
以下の全ての図において、同じ要素は同じ符号
で示されている。
第１図は本発明の電流測定装置の最も簡単な実
施例を示す。本実施例装置は単一モード又はマル
チモードの光フアイバ１を含んでおり、フアイバ
１は、測定すべき電流が流れる導体２の回りに
巻かれている。
この光フアイバ１は、測定すべき電流の範囲に
応じて、導体２の回りに１回又は複数回巻回され
ている。レーザ３からの光ビームは、ビームセパ
レータ４とレンズ５及び６とを含む光学的分割結
合回路（本発明における分割手段と再結合手段と
を含む光学装置に相当する）を介してフアイバ１
の両端に同時に印加される。レンズ５及び６は、
これらレンズを通るビームを光フアイバの端面に
合焦する。
光フアイバ内を対向方向に進行した２つの光波
は、光フアイバの両端から出てレンズ６及び５を
それぞれ通過し、ビームセパレータ４によつてそ
れぞれ反射及び透過された後に再結合される。こ
のように射出された光波を混合して得られたビー
ムは、検出装置としてホトデイテクタ７により検
出される。
導体２に電流が流れると、この導体の回りの
閉鎖された線に沿つた磁場Ｈが誘起される。
光フアイバ内を伝搬する光波は、磁場に基づく
フアラデー効果によつて、円偏光成分に位相シフ
トを生じるのである。
一般に、光フアイバが、伝搬される光波に偏光
変化を引起す複屈折板の積重ねたかのようにふる
まうことは良く知られている。光フアイバのこの
作用は、相反効果であり互いに逆方向に進む２つ
の光波に対して同一に作用する。これに反して、
円偏光の各成分に進み又は遅れを発生するよう
に、円偏光波のみに作用する磁気による回転偏光
効果は、これら逆方向に進む２つの光波に対して
異なる方向に作用してこれらの波の間に総位相差
Δφを生ぜせしめる。即ち、伝搬方向に平行な磁
場が生じることにより、一方の光波については円
振動が磁化電流と同方向に進み、また他方の光波
については円振動が反対方向に等しい量だけ遅れ
る。光波が光フアイバに沿つて伝搬する間にその
光波の偏光の状態が変化したとしても、進み効果
と遅れ効果とがこの光フアイバに沿つて累加さ
れ、出射される２つの光波は、導体を流れる電流
により誘起される効果を直接的に表しており干
渉計により検出可能な位相差を有している。他の
効果は２つの光波に同じように作用し、従つて２
つの光波間に位相差を引起さない。
第１図に示す測定装置はホトデイテクタに対し
光度Ｌを与える。この光度Ｌは２つの逆方向に進
む光波間の位相差Δφの関数として第２図の曲線
に示すように変化する。この位相差Δφは導体内
に流れる電流の関数である。しかしながら、光
フアイバ内の光波は時間の関数としての変化が生
じるので、上述の曲線の目盛は時間に関して一定
ではない。即ち、所定の電流1に基づいて生じ
た定位相差Δφ1について検出された光度L1は、時
間の関数として変化し得る。従つてこの測定装置
は、供給される電流の絶対測定値を提供するも
のではない。
第３図に示した測定装置は、零位法を使用して
いる。この零位法は、測定すべき電流により引
起された位相差を正確に補償する位相差を２つの
対向する方向に進む光波の間にフアラデー効果に
より生成すべく調整された基準値ｉを常に得るこ
とができる。この場合、前記電流ｉは測定すべき
電流に直接的に比例する。
この第３図の測定装置は、第１図の装置と同様
に、測定すべき電流が流れる導体２の回りにＭ
回巻回された光フアイバ１を備えている。第１図
に示す方法と同じ方法でこの光フアイバに２つの
光波が供給される。測定装置は、更に、巻回され
た光フアイバ１の支線である１巻き（又は複数巻
き）の回りをｍ回巻回された導線８を備えてい
る。基準電流発生器９から送られる可変電流ｉが
導線８に流れる。導線８及び基準電流発生器９は
本発明の基準導電回路に相当している。光フアイ
バ１から出射される２つの対向方向に進む光波間
の干渉に対応するホトデイクタ７からの信号は、
信号処理装置１０に伝達される。処理装置１０は
各時点で対向方向に進む２つの光波間の位相差が
０になるような制御信号を電流発生器９に供給す
る。
Ｋが光フアイバ形成材料のベルデ定数であり、
Ｍが導体２を巻回した巻き数であり、Ｎが光フア
イバ１が巻回された導体の支線の数であるとき
に、導体２を流れる電流により引起される位相
差Δφ1は、式 Δφ1＝KMNI によつて表される。
ｍがｎ回巻きの光フアイバ１の周囲の導線の巻
回数であるときは、導線８を流れる電流ｉによつ
て引起される位相差Δφ2は、式 Δφ2＝Kmni で示される。
処理回路１０は電流発生器に常時Δφ1＝−Δφ2
の如き制御信号を供給し、従つて、２つの対向方
向に進む光波間の位相差は常に０に等しく維持さ
れる。このとき電流の値は電流ｉの値から式Ｉ
＝（mn／MN）ｉによつて求められる。
第３図においては、Ｍ＝３、Ｎ＝１、ｍ＝10及
びｎ＝３である。電流ｉの制御を伴ない基本帯域
の零位法によつて測定を実施する第３図の測定装
置においては、フルスケールの10-3のオーダーの
分解能で測定値を得ることができる。前記の如く
測定可能な電流は、直流と数MHZとの間で周
波数変化が可能であり、帯域の上限はホトデイテ
クタの周波数限度により決定される。より高度な
分解能を有する測定装置を得るためには、数種の
方法が実施可能である。第１の方法は、基準導線
８を流れる電流を変調し、次にこの電流の変調周
波数でヘテロダイン検波を実行することから成
る。このヘテロダイン検波により生じる信号は、
導線８を流れる電流の直流成分を制御し得る。第
４図はこのような実施例を示す。光学装置は第３
図に示す実施例から変更されていないが、光フア
イバは、電流が流れる導体の周囲を巻回する２
巻きを含んでおり、これらのうちの１巻きはそれ
自体が導線８の周囲を巻回している。この導線を
流れる電流は、交流発生器２０により供給される
直流成分i1を含む。従つて光フアイバ内を通る２
つの対向方向に進む光波間の位相差はこれらの条
件において、直流成分と角周波数Ωの変動成分と
を有する。従つて、ホトデイテクタ７は、角周波
数Ωで変化する光度を受取る。
ホトデイテクタ７からの信号は増幅器１００に
供給され、この増幅器の出力信号はヘテロダイン
検波器１０１に供給される。ヘテロダイン検波器
１０１は更に、交流発生器２０から供給され変調
信号に同期した信号を受容する。この検波器１０
１増幅器１０２に電流i1の直流成分を制御し得る
信号を供給する。即ち、ホトデイテクタ７によつ
て検出された干渉により明らかにされた２つの対
向方向に進む光波間の位相差が零直流成分となる
ような信号を供給するこの装置の測定範囲は、第
３図に基いて記載した装置の測定範囲よりかなり
大きい。精度は最大測定可能値の10-5倍になり得
る。前記如き装置の通過帯域は直流と数ｋHzの交
流との間に含まれており、前記の限度は電流コイ
ルである導線８によつて定まる。この装置におい
ては、直流の値は被制御電流ｉの値から直接導
き出される。
第５図は本発明の電流測定装置の別の実施例を
示す。この装置は光学装置として光集積回路板の
端に直接連結されている半導体レーザー源１１に
より供給される光集積回路を備えている。3dBカ
ツプラ１２は、レーザー源１１からの光ビームを
２つの光集積ガイドの支線間に分割し、これらの
２つの支線は、巻回された光フアイバ１の両端に
夫々結合されている。測定装置は、更に、通過後
に生じる対向方向の光波を検出するホトデイテク
タ１３を含む。デイテクタ１３はカツプラ１２が
２つの光波を重合させて得られたビームを検出す
る。このホトデイテクタの出力信号は前記同じ
く、処理装置１０に供給される。処理装置１０は
電流発生器９に、光フアイバ１の一部に巻回され
た導線８内を流れる電流ｉを変化させ得る制御信
号を供給する。測定装置の分解能を増加する目的
で基準導線８内を流れる電流ｉを変調する代りに
光波の位相を変調することが可能である。このた
めには光集積構造体が特に適当である。3dBカツ
プラの出力に配置された２つの導波管のいずれか
の光集積回路中に配置された位相変調器は簡単に
製造し得るからである。この位相変調器１５は第
５図に概略的に示されている。別の理由からでは
あるが前記と同様に、光フアイバの両端から出る
２つの光波の位相差は、変調信号の発生器１６に
よる角周波数Ωで変調される。従つてこのような
場合、処理回路は、角周波数Ωの基準信号を受容
し電流発生器９に制御信号を供給するヘテロダイ
ン検波器１０１を備えるであろう。この測定装置
においては、位相の変調により、電流ｉが直接変
調されたときに得られる通過帯域よりもやや大き
い通過帯域を得ることができる。この通過帯域は
数ＭHzの範囲にまで広がり得る。光フアイバ内の
光波の通過時間の２倍の周期を有する変調信号に
よつて制御される同じ集積電気光学的位相変調器
を使用することにより、相互変調による検波を行
なうことも可能である。実際、２つの対向方向に
進む光波間の位相差がフアラデー効果により零で
ありかつ変調による位相差のみが存在するとき
は、検出される信号は変調周波数の倍の周波成分
を含む。Δφ＝０のときにのみ存在するこの倍周
波数成分の検出は、それ故、電流によつて誘起
されてフアラデー効果が正確に補償されるような
基準電流ｉの値を明確に決定し得る。
デイスクリート素子を有する装置においては、
光フアイバループ内を相互に伝搬する光波の位相
を変調することも可能である。このために、光フ
アイバループ内の通過時間の２倍の変調周期を有
する圧電セラミツクスの回りに光フアイバを数巻
き巻回して形成される位相変調器は倍周波成分を
検出することにより、フアラデー効果を零にする
電流ｉを得ることができる。
零位法を使用する電流測定装置において、前記
の記載によれば、検出要素は主として光フアイバ
と導線から成る。そして、測定すべき電流が流
れる主導体を光フアイバが囲んでいる場合、電流
により引起された位相変化を正確にオフセツト
する位相変化をその光フアイバに誘起するよう
に、導線８と光フアイバとは互いに適切な位置に
配置されている。
光フアイバと導線との両者から成るこの検出要
素は簡単に製造され得る。第６図及び第７図に２
つの実施例が示されている。第６図に示す検出要
素の例は、光フアイバ１の巻回された導線８が形
成する金属コアを備えている。この要素は極めて
長い要素として使用することが可能であり、金属
ケーブルの所定の長さを囲む光フアイバの巻き数
により決定される変成比を予め定めることが可能
である。測定すべき電流の範囲に応じて、電流
が流れる導体２には、光フアイバ１と導線８と
が形成する金属コアとにより形成された検出要素
が１巻き又は複数巻き巻回される。
同様の実施例が第７図に示されている。
この場合、検出要素のコアは光フアイバ１によ
り形成されており、導線８はこの光フアイバの回
りに巻回されている。この検出要素の直径は１mm
のオーダであり得る。前記の如く、測定すべき電
流の範囲に応じて、この検出要素は１巻き又は複
数巻き導体２の回りに巻回されており、変成比は
光フアイバ１の単位長さ当りの導線８の巻回数に
基づく所定の値である。
第８図は、電流測定装置の検出部と測定部とが
レイアウト上いかに離して設けることができるか
を示す概略説明図である。検出部はまた導体２と
測定部との間の接続機能を果たす。この図におい
て、光フアイバと導線との第２図に示す相対配置
が採用されているが、この配置に限定されるもの
ではない。即位すべき電流が流れる導体２と装
置の測定部との間を隔てる距離は、数メートルに
なつてもよい。これにより測定部を、条件が極め
て困難な環境から遠去けることが可能である。
上述の実施例のいずれかによる電流測定装置
は、数10万アンペアの電流、即ち実用電流よりも
遥かに大きい電流、を極めて高精度で測定し得
る。この装置はまた、mAのオーダの弱電流をも
測定し得る。
本発明は図示及び記載の実施例に限定されな
い。特に、２つの対向方向に進む光波が内部を通
る光フアイバ１と、測定すべき電流及び基準電
流ｉが夫々内部を流れる導体２及び導線８とは適
当ないかなる方法で配置されてもよい。槽の中に
光フアイバループを浸漬し、この装置によつて電
界層内の電流密度の測定を行なうことも可能であ
る。
このループの表面が既知であるからこの表面上
の集積電流密度は、この表面の回りで電流が誘起
した磁場の循環に等しい。この磁場は前記と同様
の方法で、光フアイバ内を反対方向に通る２つの
光波の間にフアラデー効果による位相差を引き起
こす。
更に、多相のラインの種々の導線間の電流のア
ンバランスを測定することも可能である。この場
合光フアイバは、種々の電流が内部を流れる複数
の導線を囲むこととなる。
信号処理回路を概略的に記載かつ図示した。よ
り高い精度の測定値を得る必要があるときは前記
の回路に補足の素子を配備し得る。
以上詳細に説明したように本発明では、光源か
らのビームを光フアイバ内で対向方向に進む２つ
の光波に分割し、光フアイバから出た光を再結合
し、電流によるフアラデー効果によつて、光フ
アイバ内で対向方向に進む２つの光波間に生じる
位相差Δφ1を得ることによつて電流測定を行つて
いる。このように、光フアイバ内で対向方向に進
む２つの光波を用いているため、例えば温度変化
又は圧力変化等の光波の伝搬条件に変化を生起す
る相反効果は互いに相殺されて影響を受けず、非
相反効果であるフアラデー効果のみに影響されて
位相差Δφ1が生じる。従つて、環境が悪くてもこ
れに影響されずに正確なしかも極めて感度の良い
電流測定を行うことができるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電流測定装置の第１の実施例
の説明図、第２図はホトデイテクタ上の光強度の
変化を、導電体によつて光フアイバ中に誘起され
た位相差の関数として示す曲線の説明図、第３図
は零位法を使用する本発明の測定装置の第２の実
施例の説明図、第４図は基準電流が内部で変調さ
れている本発明の測定装置の第３の実施例の説明
図、第５図は変調位相差の作用を受けた光波を含
む集積光学により一部が形成された本発明装置の
別の実施例の説明図、第６図及び第７図は零位法
を使用する本発明の測定装置において使用可能で
ありかつ装置の測定部に対する結合素子として使
用可能な検出要素の２つの例の説明図、第８図は
装置の検出部と測定部との間のレイアウト上でい
かに離して設置可能かの概略説明図である。 １……光フアイバ、２……導体、３……レーザ
ー、４……ビームセパレータ、５，６……レン
ズ、７……ホトデイテクタ、８……導線、９……
基準電流発生器、１０……信号処理装置、２０…
…交流発生器、１０１……ヘテロダイン検波器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 測定すべき電流が流れる導体に少なくとも
    １回巻き付けられた光フアイバを備えた干渉型電
    流測定装置であつて、該光フアイバの両端が光学
    装置を介して光源に結合されており、該光学装置
    は、該光源からのビームを該光フアイバ内で対向
    する方向に進む２つの光波に分割する手段と、該
    光フアイバから出た光を再結合する手段と、該再
    結合により得られたビームを検出する装置とを含
    み、該検出装置からの信号は対向方向に進む前記
    ２つの光波間の位相差Δφ1を表しており、該位相
    差Δφ1は電流によるフアラデー効果によつて該
    光フアイバ内で引起されるものであり、前記電流
    測定装置が、さらに、前記検出装置に接続され測
    定した電流を供給する信号処理装置を備えている
    ことを特徴とする光フアイバを用いた干渉型電流
    測定装置。 ２ 分割手段と再結合手段とを含む前記光学装置
    が光集積回路上に形成されており、前記光源と前
    記光フアイバの両端と前記検出装置とが該光集積
    回路に結合されている特許請求の範囲第１項に記
    載の装置。 ３ 測定すべき電流が流れる導体に少なくとも
    １回巻き付られた光フアイバを備えた干渉型電流
    測定装置であつて、該光フアイバの両端が光学装
    置を介して光源に結合されており、該光学装置
    は、該光源からのビームを該光フアイバ内で対向
    する方向に進む２つの光波に分割する手段と、該
    光フアイバから出た光を再結合する手段と、該再
    結合により得られたビームを検出する装置とを含
    み、該検出装置からの信号は対向方向に進む前記
    ２つの光波間の位相差Δφ1に表しており、該位相
    差Δφ1は電流によるフアラデー効果によつて該
    光フアイバ内で引起されるものであり、前記電流
    測定装置が、さらに、前記検出装置に接続され測
    定した電流を供給する信号処理装置と、前記光フ
    アイバに対して適切に配置された基準導電回路と
    を備え、該基準導電回路は導線と、基準電流ｉに
    よるフアラデー効果によつて位相差Δφ2を引起す
    べく該導線に基準電流ｉを送り込む調整自在な基
    準電流発生器とを有しており、前記処理装置が位
    相差Δφ1とΔφ2との重畳によつて得られる２つの
    光波間の位相差Δφを０に維持するための制御信
    号を前記調整自在な基準電流発生器に送出するこ
    とを特徴とする光フアイバを用いた干渉型電流測
    定装置。 ４ 前記導線が少なくとも１つの光フアイバの支
    線に数回巻回されている特許請求の範囲第３項に
    記載の装置。 ５ 前記光フアイバが前記導線の支線の少なくと
    も１つに数回巻回されている特許請求の範囲第３
    項に記載の装置。 ６ 分割手段と再結合手段とを含む前記光学装置
    が光集積回路上に形成されており、前記光源と前
    記光フアイバの両端と前記検出装置とが該光集積
    回路に結合されている特許請求の範囲第３項から
    第５項のいずれか一項に記載の装置。 ７ 前記基準導電回路は、前記基準電流に付加す
    べき交番成分を供給する交流発生器を備えてお
    り、前記処理装置は、前記検出装置からの信号と
    前記交番成分に同期した信号とを受信するヘテロ
    ダイン検波器を含み、該ヘテロダイン検波器の出
    力信号は前記調整自在な基準電流発生器用の制御
    信号である特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ８ 前記処理装置が、前記光フアイバ内を進む光
    波の位相を所定周波数で変調するために該位相に
    作用する位相変調器と、前記検出装置からの信号
    と前記位相変調器の制御信号に同期した信号とを
    受信するヘテロダイン検波器とを備えており、該
    ヘテロダイン検波器の出力信号は前記基準電流発
    生器用の制御信号である特許請求の範囲第３項に
    記載の装置。 ９ 前記処理装置が、巻回された前記光フアイバ
    内の光の通過時間の２倍の周期を有する変調信号
    によつて制御された光波に作用する位相変調器
    と、変調信号の周波数の２倍の周波数で信号を検
    出し位相差Δφが０のときに出力信号を送出する
    信号検出装置とを備えている特許請求の範囲第３
    項に記載の装置。 １０ 前記光学装置が集積光学により形成されて
    おり、前記位相変調器が同一回路上に集積光学に
    より形成されている特許請求の範囲第８項に記載
    の装置。 １１ 前記位相変調器が、周囲に所定長の光フア
    イバが巻回された圧電セラミクスを備えている特
    許請求の範囲第８項に記載の装置。
JP10184380A 1979-07-24 1980-07-23 Interference current measuring apparatus including optical fiber Granted JPS5655864A (en)

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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57196165A (en) * 1981-05-28 1982-12-02 Iwatsu Electric Co Ltd Light intensity modulation measuring device
FR2515811A1 (fr) * 1981-11-03 1983-05-06 Thomson Csf Dispositif interferometrique de mesure de champ magnetique et capteur de courant electrique comportant un tel dispositif
FR2517831A2 (fr) * 1981-12-04 1983-06-10 Thomson Csf Tete de mesure pour magnetometre et magnetometre comprenant une telle tete
US4564754A (en) * 1982-03-08 1986-01-14 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for optically measuring a current
FR2523312A1 (fr) * 1982-03-12 1983-09-16 Thomson Csf Dispositif interferometrique de mesure de courant electrique a fibre optique
FR2526955A2 (fr) * 1982-05-14 1983-11-18 Thomson Csf Dispositif interferometrique de mesure de courant electrique a fibre optique
EP0089275B1 (fr) * 1982-03-12 1986-05-28 Thomson-Csf Dispositif interferométrique de mesure de courant électrique à fibres optique
FR2524650A1 (fr) * 1982-04-06 1983-10-07 Thomson Csf Magnetometre optique
US4516021A (en) * 1982-08-09 1985-05-07 Taylor Henry F Fiber optic magnetic field sensor
GB2143634A (en) * 1983-07-13 1985-02-13 Standard Telephones Cables Ltd Optical sensors
DE3504945A1 (de) * 1984-05-24 1985-11-28 MITEC Moderne Industrietechnik GmbH, 8012 Ottobrunn Anordnung zum messen der elektrischen spannungsparameter eines hochspannungsleiters
DE3420172A1 (de) * 1984-05-30 1985-12-05 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen Vorrichtung zur messung des linienintegrals einer oertlich veraenderlichen messgroesse
JPH0641960B2 (ja) * 1984-10-30 1994-06-01 日立電線株式会社 光フアイバを用いた電流検出器
GB8432402D0 (en) * 1984-12-21 1985-02-06 Birch R D Optical fibres
US4683421A (en) * 1985-03-29 1987-07-28 Westinghouse Electric Corp. Drift compensation technique for a magneto-optic current sensor
CH671638A5 (en) * 1986-09-05 1989-09-15 Bbc Brown Boveri & Cie Optical fibre current transducer using Sagnac interferometer - has two polarised partial beams fed through current sensor coil in opposing directions
US5136532A (en) * 1987-04-03 1992-08-04 Thomson-Csf Coherent signal processing device using an optical delay line and application thereof to filtering correlation product and spectral analysis
FR2613838B1 (fr) * 1987-04-10 1990-11-16 Alsthom Dispositif de mesure d'intensite d'un courant electrique par effet faraday mis en oeuvre au sein d'un interferometre de sagnac
FR2613839B1 (fr) * 1987-04-10 1990-11-16 Alsthom Procede de mise a jour du facteur d'echelle d'un appareil de mesure d'intensite d'un courant electrique alternatif par effet faraday
DE3742878A1 (de) * 1987-08-07 1989-07-06 Siemens Ag Optischer magnetfeldsensor
DE3726411A1 (de) * 1987-08-07 1989-02-16 Siemens Ag Faseroptischer magnetfeldsensor
DE3903293A1 (de) * 1987-08-07 1990-08-09 Siemens Ag Optischer magnetfeldsensor
US4947107A (en) * 1988-06-28 1990-08-07 Sundstrand Corporation Magneto-optic current sensor
US5124634A (en) * 1989-03-14 1992-06-23 Square D Company Ring optical current transducer
DE3923804A1 (de) * 1989-07-19 1991-01-31 Messwandler Bau Ag Faseroptische anordnung zum messen der staerke eines elektrischen stromes
DE3923803A1 (de) * 1989-07-19 1991-01-31 Messwandler Bau Ag Faseroptische anordnung zum messen der staerke eines elektrischen stromes
US4973899A (en) * 1989-08-24 1990-11-27 Sundstrand Corporation Current sensor and method utilizing multiple layers of thin film magneto-optic material and signal processing to make the output independent of system losses
GB9100924D0 (en) * 1991-01-16 1991-02-27 Rogers Alan J Interference-free optical-fibre current measurement
CH684612A5 (fr) * 1991-04-04 1994-10-31 Suisse Electronique Microtech Capteur optique de courant électrique.
US5677622A (en) * 1991-12-24 1997-10-14 The University Of Sydney Current sensor using a Sagnac interferometer and spun, single mode birefringent optical fiber to detect current via the Faraday effect
DE69232546T2 (de) * 1991-12-24 2005-07-28 The University Of Sydney, Sydney Stromfühler
DE4224190B4 (de) * 1992-07-22 2007-01-18 Abb Research Ltd. Faseroptischer Stromsensor
US5365175A (en) * 1993-01-21 1994-11-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of locating ground faults
US5587791A (en) * 1994-09-27 1996-12-24 Citeq Optical interferometric current sensor and method using a single mode birefringent waveguide and a pseudo-depolarizer for measuring electrical current
DE19506169A1 (de) * 1995-02-22 1996-08-29 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zum Messen eines Magnetfeldes unter Ausnutzung des Faraday-Effekts mit Kompensation von Intensitätsänderungen
DE19517128A1 (de) * 1995-05-10 1996-11-14 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes mit Off-set-Faraday-Rotation zur Temperaturkompensation
AUPN329295A0 (en) * 1995-05-31 1995-06-22 University Of Sydney, The Fibre optic transducer
US5847573A (en) * 1995-10-13 1998-12-08 Massachusetts Technological Laboratory, Inc. Method and apparatus for structure characterization of layered semiconductors
JP3488576B2 (ja) * 1996-08-30 2004-01-19 株式会社東芝 光変流器
US6211982B1 (en) 1998-07-29 2001-04-03 Litton Systems, Inc. Remote sensor with waveguide optics telemetry
DE19842487C1 (de) * 1998-09-16 2000-02-10 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes mit Temperaturkompensation
FR2784185B1 (fr) 1998-10-06 2001-02-02 Thomson Csf Dispositif pour l'harmonisation entre une voie d'emission laser et une voie passive d'observation
JP4816456B2 (ja) * 2004-08-25 2011-11-16 東京電力株式会社 光電流センサにおける温度依存性誤差の低減方法および光電流センサ装置
EP2002267A1 (en) * 2006-04-04 2008-12-17 Abb Research Ltd. Fiber-optic current sensor with sum detection
RU2437106C2 (ru) * 2009-12-29 2011-12-20 Закрытое акционерное общество "Профотек" Волоконно-оптический датчик тока
RU2497135C1 (ru) * 2012-05-18 2013-10-27 Закрытое акционерное общество "Профотек" Способ и волоконно-оптическое устройство (варианты) для измерения величины электрического тока и магнитного поля
JP2018507402A (ja) * 2015-01-16 2018-03-15 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 電流を測定する光電式測定装置及び方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3102953A (en) * 1958-07-09 1963-09-03 Maxson Electronics Corp Electromagnetic wave gyroscopes or angular velocity measuring systems
FR92558E (fr) * 1966-11-25 1968-11-29 Compteurs Comp D Dispositif optique astatique de transmission d'un signal électrique
DE1807247B2 (de) * 1968-11-06 1971-09-16 Anordnung zur messung von drehgeschwindigkeiten
FR2129928B1 (ja) * 1971-03-22 1974-02-15 Schlumberger Compteurs
DE2433432C2 (de) * 1974-07-11 1976-08-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Magnetooptischer HochspannungsstrommeBwandler
DE2543134A1 (de) * 1975-09-26 1977-04-07 Siemens Ag Magnetooptischer hochspannungsstrom- messwandler
US4299490A (en) * 1978-12-07 1981-11-10 Mcdonnell Douglas Corporation Phase nulling optical gyro

Also Published As

Publication number Publication date
FR2461956A1 (fr) 1981-02-06
JPS5655864A (en) 1981-05-16
CA1156312A (en) 1983-11-01
EP0023180B1 (fr) 1984-01-18
EP0023180A1 (fr) 1981-01-28
FR2461956B1 (ja) 1981-08-14
DE3066168D1 (en) 1984-02-23
US4370612A (en) 1983-01-25

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