JPH07152008A - 磁界の測定方法、およびこれを用いた光磁界センサ - Google Patents
磁界の測定方法、およびこれを用いた光磁界センサInfo
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- JPH07152008A JPH07152008A JP29882293A JP29882293A JPH07152008A JP H07152008 A JPH07152008 A JP H07152008A JP 29882293 A JP29882293 A JP 29882293A JP 29882293 A JP29882293 A JP 29882293A JP H07152008 A JPH07152008 A JP H07152008A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で量産性の高いＲＩＧを磁気光学材
料に用いた高強度の磁場の測定方法と、これを用いた光
磁界センサの提供とを目的とする。 【構成】 磁気光学材料として希土類鉄ガーネット
を用いて磁場の強度を測定する方法において、希土類鉄
ガーネット近傍に磁性体製の磁界調節部材を設け、希土
類鉄ガーネットにかかる磁界の実質的強度を、希土類鉄
ガーネットの飽和磁界強度未満とする。 【効果】 磁気光学材料としてＲＩＧ膜を用いた検
出端子と磁性体性の磁界調節部材とから磁界の検出部を
構成するため、従来のＲＩＧ膜を磁気光学材料として用
いた光磁界センサでは測定できない高強度の磁界も測定
可能となる。また、ＲＩＧ膜を用いるため、量産性の向
上と低価格化が可能となる。
料に用いた高強度の磁場の測定方法と、これを用いた光
磁界センサの提供とを目的とする。 【構成】 磁気光学材料として希土類鉄ガーネット
を用いて磁場の強度を測定する方法において、希土類鉄
ガーネット近傍に磁性体製の磁界調節部材を設け、希土
類鉄ガーネットにかかる磁界の実質的強度を、希土類鉄
ガーネットの飽和磁界強度未満とする。 【効果】 磁気光学材料としてＲＩＧ膜を用いた検
出端子と磁性体性の磁界調節部材とから磁界の検出部を
構成するため、従来のＲＩＧ膜を磁気光学材料として用
いた光磁界センサでは測定できない高強度の磁界も測定
可能となる。また、ＲＩＧ膜を用いるため、量産性の向
上と低価格化が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類鉄ガーネット膜
のファラデ−効果を利用した高磁界強度の測定方法と、
これを利用した光磁界センサに関する。 特に電力を供
給する送電線、受変電設備（以下キュ−ビクル）などの
高圧送電線や高圧配線回路の周囲に発生する高磁界強度
の測定により電流の大きさを検知する光磁界センサに関
する。
のファラデ−効果を利用した高磁界強度の測定方法と、
これを利用した光磁界センサに関する。 特に電力を供
給する送電線、受変電設備（以下キュ−ビクル）などの
高圧送電線や高圧配線回路の周囲に発生する高磁界強度
の測定により電流の大きさを検知する光磁界センサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】高圧送電線や高圧配線回路等を介して発
電所から変電所、あるいは変電所から変電所へ電力が送
られる。この高圧送電線や高圧配線回路に流れる電流の
異常、例えば断線等の異常を検出する装置としてトラン
ス型電流センサが用いられてきた。このトランス型電流
センサは、鉄芯に絶縁線をコイル状に巻いたものであ
り、大型、大重量、絶縁性が悪いなど種々の問題点があ
った。近年このトランス型電流センサを光磁界センサに
置き換える計画が進められている。というのは、光磁界
センサであれば小型化、軽量化が可能であり、絶縁性に
優れているからである。
電所から変電所、あるいは変電所から変電所へ電力が送
られる。この高圧送電線や高圧配線回路に流れる電流の
異常、例えば断線等の異常を検出する装置としてトラン
ス型電流センサが用いられてきた。このトランス型電流
センサは、鉄芯に絶縁線をコイル状に巻いたものであ
り、大型、大重量、絶縁性が悪いなど種々の問題点があ
った。近年このトランス型電流センサを光磁界センサに
置き換える計画が進められている。というのは、光磁界
センサであれば小型化、軽量化が可能であり、絶縁性に
優れているからである。
【０００３】この目的に用いられる電流測定用光磁界セ
ンサの基本構成を図１６に示す。光源１から出射した光
は光ファイバ２を通りレンズ３、偏光ビ−ムスプリッタ
（以下ＰＢＳという）４を通過し直線偏光となり半波長
板５を通過し磁気光学材料６に入射する。ここで光は磁
気光学材料６を通過するとき、被測定磁界（以後磁界と
称する）の強さに応じて旋光されＰＢＳ７を通過するこ
とにより磁界の強さに応じた強度となり、レンズ８で光
ファイバ９に集光される。ここで半波長板５を用いるの
は、ＰＢＳ４の通過光の偏光面を４５度回転させ、通過
光とＰＢＳ７との相対偏光角度を４５度（磁界０の状態
で）とし、センサの感度を最大とするためである。な
お、半波長板５と磁気光学材料６は配置を入れ換えても
特性上大きな問題はない。
ンサの基本構成を図１６に示す。光源１から出射した光
は光ファイバ２を通りレンズ３、偏光ビ−ムスプリッタ
（以下ＰＢＳという）４を通過し直線偏光となり半波長
板５を通過し磁気光学材料６に入射する。ここで光は磁
気光学材料６を通過するとき、被測定磁界（以後磁界と
称する）の強さに応じて旋光されＰＢＳ７を通過するこ
とにより磁界の強さに応じた強度となり、レンズ８で光
ファイバ９に集光される。ここで半波長板５を用いるの
は、ＰＢＳ４の通過光の偏光面を４５度回転させ、通過
光とＰＢＳ７との相対偏光角度を４５度（磁界０の状態
で）とし、センサの感度を最大とするためである。な
お、半波長板５と磁気光学材料６は配置を入れ換えても
特性上大きな問題はない。
【０００４】いま、Ｉ0を磁気光学材料６に入射する光
の強度、ＩをＰＢＳ７を通過した後の光強度、Ｈｓを磁
気光学材料の飽和磁界強度、θをファラデー回転角、Ｈ
を（Ｈ＞Ｈｓの場合にはＨ＝Ｈｓ）磁界の強度としたと
き、ＰＢＳ７通過後の光の強度と磁界の強度との関係は
数１で示される。すなわち、光磁界センサは数１の関係
を利用するものである。
の強度、ＩをＰＢＳ７を通過した後の光強度、Ｈｓを磁
気光学材料の飽和磁界強度、θをファラデー回転角、Ｈ
を（Ｈ＞Ｈｓの場合にはＨ＝Ｈｓ）磁界の強度としたと
き、ＰＢＳ７通過後の光の強度と磁界の強度との関係は
数１で示される。すなわち、光磁界センサは数１の関係
を利用するものである。
【０００５】
【数１】 Ｉ／Ｉ0＝ｃｏｓ2（θ）＋（Ｈ2／Ｈｓ2）・ｓｉｎ2（θ）
【０００６】なお、光磁界センサは、一般に図７に示し
たように光源１、検出部１０、そして出力部１１をそれ
ぞれ光ファイバ２，９で結合して構成される。検出部１
０は、図７の破線で囲んだ部分を、例えば、合成樹脂板
製の容器内に装着して作成する。そして、出力部１１
は、光検出器１２及び信号処理回路１３とから構成す
る。そして、使用に際しては、磁界と磁気光学材料６を
通過する光の進路とが平行になるように検出端を設置し
ている。
たように光源１、検出部１０、そして出力部１１をそれ
ぞれ光ファイバ２，９で結合して構成される。検出部１
０は、図７の破線で囲んだ部分を、例えば、合成樹脂板
製の容器内に装着して作成する。そして、出力部１１
は、光検出器１２及び信号処理回路１３とから構成す
る。そして、使用に際しては、磁界と磁気光学材料６を
通過する光の進路とが平行になるように検出端を設置し
ている。
【０００７】ところで、高電圧の受変電設備では、電線
中に流れる電流は約３００００アンペアもあり、電線近
傍に発生する磁界の強度は約３０００ Ｏｅにもなる。
従って、この磁界の強度を測定するために光磁界センサ
を用いようとすれば、数１より分かるとおり、Ｈｓが３
０００ Ｏｅを越える磁気光学材料を使用しなければな
らない。これを満足する磁気光学材料は鉛ガラスであ
る。
中に流れる電流は約３００００アンペアもあり、電線近
傍に発生する磁界の強度は約３０００ Ｏｅにもなる。
従って、この磁界の強度を測定するために光磁界センサ
を用いようとすれば、数１より分かるとおり、Ｈｓが３
０００ Ｏｅを越える磁気光学材料を使用しなければな
らない。これを満足する磁気光学材料は鉛ガラスであ
る。
【０００８】しかしながら、鉛ガラスを用いて光磁気セ
ンサを構成すると、確かにこのような高磁場の検出に適
しているものの、量産性が悪く、かつθが小さいため、
装置の小型化がままならないという問題が発生する。
ンサを構成すると、確かにこのような高磁場の検出に適
しているものの、量産性が悪く、かつθが小さいため、
装置の小型化がままならないという問題が発生する。
【０００９】装置の小型化を達成するためにはθが大き
な磁気光学材料を用いることが必要である。大きなθを
持ち、かつ比較的安価で量産性の良い磁気光学材料とし
て希土類鉄ガーネット（以下「ＲＩＧ」と示す。）が知
られている。そこで、このＲＩＧを用いた光磁界センサ
を前記高強度の磁界の検出に用いることが試みられてい
る。しかしながら、この試みは必ずしも成功していな
い。というのは、ＲＩＧのＨｓは、組成にもよるが、高
々１５００ Ｏｅであるからである。
な磁気光学材料を用いることが必要である。大きなθを
持ち、かつ比較的安価で量産性の良い磁気光学材料とし
て希土類鉄ガーネット（以下「ＲＩＧ」と示す。）が知
られている。そこで、このＲＩＧを用いた光磁界センサ
を前記高強度の磁界の検出に用いることが試みられてい
る。しかしながら、この試みは必ずしも成功していな
い。というのは、ＲＩＧのＨｓは、組成にもよるが、高
々１５００ Ｏｅであるからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記状況を考
慮してなされたものである。即ち、本発明は安価で量産
性の高いＲＩＧを磁気光学材料に用いた高強度の磁場の
測定方法と、これを用いた光磁界センサの提供とを目的
とする。
慮してなされたものである。即ち、本発明は安価で量産
性の高いＲＩＧを磁気光学材料に用いた高強度の磁場の
測定方法と、これを用いた光磁界センサの提供とを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の測定方法は、磁気光学材料として希土類鉄ガーネッ
トを用いて磁場の強度を測定する方法において、希土類
鉄ガーネット近傍に磁性体製の磁界調節部材を設け、希
土類鉄ガーネットにかかる磁界の実質的強度を、希土類
鉄ガーネットの飽和磁界強度未満とするものであり、こ
れを具現化する本発明の光磁界センサは、光源と、磁界
測定用検出部と、出力部とから基本的に構成される光磁
界センサにおいて、磁気測定用検出部が、検出端子と磁
性体製の磁界調節部材とから構成され、検出端子の必須
構成要素である磁気光学材料が希土類鉄ガーネットを用
いたものである。
明の測定方法は、磁気光学材料として希土類鉄ガーネッ
トを用いて磁場の強度を測定する方法において、希土類
鉄ガーネット近傍に磁性体製の磁界調節部材を設け、希
土類鉄ガーネットにかかる磁界の実質的強度を、希土類
鉄ガーネットの飽和磁界強度未満とするものであり、こ
れを具現化する本発明の光磁界センサは、光源と、磁界
測定用検出部と、出力部とから基本的に構成される光磁
界センサにおいて、磁気測定用検出部が、検出端子と磁
性体製の磁界調節部材とから構成され、検出端子の必須
構成要素である磁気光学材料が希土類鉄ガーネットを用
いたものである。
【００１２】
【作用】本発明に用いられる検出端子は、従来一般に用
いられているＰＢＳ、半波長板、希土類鉄ガーネット
膜、ＰＢＳをこの順に構成したものを用いて構成しても
良く、更に簡略化して希土類鉄ガーネット膜のみを用い
て構成しても良い。重要なことは希土類鉄ガーネット膜
が、必ず磁界中に配置されるようになっていることであ
る。
いられているＰＢＳ、半波長板、希土類鉄ガーネット
膜、ＰＢＳをこの順に構成したものを用いて構成しても
良く、更に簡略化して希土類鉄ガーネット膜のみを用い
て構成しても良い。重要なことは希土類鉄ガーネット膜
が、必ず磁界中に配置されるようになっていることであ
る。
【００１３】本発明の光磁界センサの検出部は、検出端
子と磁性体製の磁界調節部材とから構成されており、例
えば、磁界調節部材が検出端子を覆う構造になっている
場合には、必ず検出端子の一部が露出、あるいは外部よ
りその表面が確認できる状態となっていなければならな
い。むろん、検出端子を構成する容器の一部を磁性体製
部材とし、これを磁界調節部材として用いても良い。
子と磁性体製の磁界調節部材とから構成されており、例
えば、磁界調節部材が検出端子を覆う構造になっている
場合には、必ず検出端子の一部が露出、あるいは外部よ
りその表面が確認できる状態となっていなければならな
い。むろん、検出端子を構成する容器の一部を磁性体製
部材とし、これを磁界調節部材として用いても良い。
【００１４】検出部をこのように構成することにより、
検出部を磁界内に設置したとき、磁界調節部材により検
出部内に逆磁場が発生し、検出端子にかかる磁界強度が
減少する。この結果、このような検出部を希土類鉄ガー
ネットの飽和磁界強度Ｈｓを大幅に越える磁界内に設置
しても、検出部内の希土類鉄ガーネットにかかる磁界強
度を前記Ｈｓ未満とすることが可能となる。よって、発
生させる逆磁場の大きさによっては、磁性体材質として
強磁性体を選択する。
検出部を磁界内に設置したとき、磁界調節部材により検
出部内に逆磁場が発生し、検出端子にかかる磁界強度が
減少する。この結果、このような検出部を希土類鉄ガー
ネットの飽和磁界強度Ｈｓを大幅に越える磁界内に設置
しても、検出部内の希土類鉄ガーネットにかかる磁界強
度を前記Ｈｓ未満とすることが可能となる。よって、発
生させる逆磁場の大きさによっては、磁性体材質として
強磁性体を選択する。
【００１５】また、磁界調節部材は、有効に逆磁場を発
生させ、希土類鉄ガーネットにかかる磁界を減少できる
ものであれば良く、その限りにおいて形状を問わない。
むろん、磁界調節部材の諸元は、発生させる逆磁場の大
きさにより調節する。
生させ、希土類鉄ガーネットにかかる磁界を減少できる
ものであれば良く、その限りにおいて形状を問わない。
むろん、磁界調節部材の諸元は、発生させる逆磁場の大
きさにより調節する。
【００１６】以上述べたように、本発明の方法、装置に
よれば、安価で量産容易な希土類鉄ガーネットを用い
て、希土類鉄ガーネットのＨｓを大幅に越える高い磁界
強度の測定が可能となる。
よれば、安価で量産容易な希土類鉄ガーネットを用い
て、希土類鉄ガーネットのＨｓを大幅に越える高い磁界
強度の測定が可能となる。
【００１７】
【実施例】以下、実施例によりさらに具体的に説明す
る。 （実施例１）本発明により製作した光磁界センサの検出
部２０の構成を図１，２に示す。図１は検出部２０を上
から見た図であり、図２は同じ検出部を光ファイバー２
１，２２側、即ち、光の入出射側から見た図である。こ
の検出部２０は幅１６ｍｍ×奥行き７ｍｍ×厚さ８の検
出端子２３を厚さ１ｍｍの純鉄の板（以下、単に「鉄
板」という。）で作成した外寸で幅２０×奥行き１１ｍ
ｍ×高さ１２ｍｍの磁界調節部材２４内に設けたもので
ある。
る。 （実施例１）本発明により製作した光磁界センサの検出
部２０の構成を図１，２に示す。図１は検出部２０を上
から見た図であり、図２は同じ検出部を光ファイバー２
１，２２側、即ち、光の入出射側から見た図である。こ
の検出部２０は幅１６ｍｍ×奥行き７ｍｍ×厚さ８の検
出端子２３を厚さ１ｍｍの純鉄の板（以下、単に「鉄
板」という。）で作成した外寸で幅２０×奥行き１１ｍ
ｍ×高さ１２ｍｍの磁界調節部材２４内に設けたもので
ある。
【００１８】検出端子２３の要部を図３に示した。すな
わち、偏光子としてＰＢＳ２５，２６を、磁気光学材料
として厚さ約２５μｍの希土類鉄ガーネット膜（組成
(YbYb)5Fe3O12 以下「本ＲＩＧ膜」と示す。）２７を
用い、これらと半波長板２８とをＰＢＳ２５、半波長板
２８、本ＲＩＧ膜２７、ＰＢＳ２６の順に合成樹脂板製
の容器内に取り付けて製作した検出端子である。なお、
ＰＢＳ２５，２６は同一平面上に置きかつ４５度配置に
するために半波長板２８を本ＲＩＧ膜２７の直前に配置
した。
わち、偏光子としてＰＢＳ２５，２６を、磁気光学材料
として厚さ約２５μｍの希土類鉄ガーネット膜（組成
(YbYb)5Fe3O12 以下「本ＲＩＧ膜」と示す。）２７を
用い、これらと半波長板２８とをＰＢＳ２５、半波長板
２８、本ＲＩＧ膜２７、ＰＢＳ２６の順に合成樹脂板製
の容器内に取り付けて製作した検出端子である。なお、
ＰＢＳ２５，２６は同一平面上に置きかつ４５度配置に
するために半波長板２８を本ＲＩＧ膜２７の直前に配置
した。
【００１９】本実施例の検出部２０の使用に際しては、
検出部２０と磁界方向とが図２おいて、磁界調節部材の
Ａ面が磁界Ｈに対してｇｒａｄＨで定義される勾配ベク
トル方向で磁界が減少する方向になるように検出部２０
を配置した。そして、光源（図示せず。）として波長
０．８５μｍ光を発生する発光ダイオ−ドを用い、光源
より光ファイバ２１に光を入射した。この光は、ＰＢＳ
２５により直線偏光とされ、半波長板２８を介して本Ｒ
ＩＧ膜２７に入射された。光は本ＲＩＧ膜２７を通過す
る際に、本ＲＩＧ膜２７にかかっている磁場の強度に応
じて旋光し、偏光面が回転される。その後、光はＰＢＳ
２６を通過することにより前記磁場強度に対応した光量
に変換される。このＰＢＳ２６の通過光は光ファイバ２
２を介してＳｉフォトダイオードを用いた光検出器（図
示せず。）に入射され、光検出器で光電変換された。こ
のようにして得られた電流信号を信号処理回路（図示せ
ず。）に入力した。そして、信号処理回路よりの出力信
号を電圧変換し、これを測定した。なお、このため測定
値は相対値となっている。このように構成された本実施
例の光磁界センサの検出部を磁界の中に設置し、磁界強
度と出力との関係を求めた。なお、本実施例で用いた本
ＲＩＧ膜のＨｓは室温で１３５０ Ｏｅであり、磁界強
度は±５０００ Ｏｅの範囲で変化させた。得られた結
果を図４のａ１に示した。
検出部２０と磁界方向とが図２おいて、磁界調節部材の
Ａ面が磁界Ｈに対してｇｒａｄＨで定義される勾配ベク
トル方向で磁界が減少する方向になるように検出部２０
を配置した。そして、光源（図示せず。）として波長
０．８５μｍ光を発生する発光ダイオ−ドを用い、光源
より光ファイバ２１に光を入射した。この光は、ＰＢＳ
２５により直線偏光とされ、半波長板２８を介して本Ｒ
ＩＧ膜２７に入射された。光は本ＲＩＧ膜２７を通過す
る際に、本ＲＩＧ膜２７にかかっている磁場の強度に応
じて旋光し、偏光面が回転される。その後、光はＰＢＳ
２６を通過することにより前記磁場強度に対応した光量
に変換される。このＰＢＳ２６の通過光は光ファイバ２
２を介してＳｉフォトダイオードを用いた光検出器（図
示せず。）に入射され、光検出器で光電変換された。こ
のようにして得られた電流信号を信号処理回路（図示せ
ず。）に入力した。そして、信号処理回路よりの出力信
号を電圧変換し、これを測定した。なお、このため測定
値は相対値となっている。このように構成された本実施
例の光磁界センサの検出部を磁界の中に設置し、磁界強
度と出力との関係を求めた。なお、本実施例で用いた本
ＲＩＧ膜のＨｓは室温で１３５０ Ｏｅであり、磁界強
度は±５０００ Ｏｅの範囲で変化させた。得られた結
果を図４のａ１に示した。
【００２０】図４より分かる通り、磁界強度が±５００
０ Ｏｅの範囲内でも光磁界センサ出力とは磁界強度と
の直線性は保たれており、本実施例の光磁界センサが有
効であることが分かる。
０ Ｏｅの範囲内でも光磁界センサ出力とは磁界強度と
の直線性は保たれており、本実施例の光磁界センサが有
効であることが分かる。
【００２１】（実施例２）検出部２０と磁界方向とが図
２おいて、磁界調節部材のＡ面が磁界Ｈに対してｇｒａ
ｄＨで定義される勾配ベクトル方向で磁界が減少する方
向になるように検出部２０を設置した。そして、その他
は実施例１と同じ装置を用い、同様にして光磁界センサ
の出力と磁界強度との関係を求めた。得られた結果を図
４のａ２に示した。
２おいて、磁界調節部材のＡ面が磁界Ｈに対してｇｒａ
ｄＨで定義される勾配ベクトル方向で磁界が減少する方
向になるように検出部２０を設置した。そして、その他
は実施例１と同じ装置を用い、同様にして光磁界センサ
の出力と磁界強度との関係を求めた。得られた結果を図
４のａ２に示した。
【００２２】図４より分かる通り、本実施例の使用方法
でも光磁界センサの出力と磁界強度との直線性は失われ
ていない。しかし、ａ１より傾きは緩やかであり、より
幅広い磁場強度の変化に対応できることが分かる。
でも光磁界センサの出力と磁界強度との直線性は失われ
ていない。しかし、ａ１より傾きは緩やかであり、より
幅広い磁場強度の変化に対応できることが分かる。
【００２３】又、図４のａ１とａ２との結果は、磁界発
生源となる電線等が２つある場合、両者からの磁界強度
が等しくなる中央部においても本発明の光磁界センサを
１つの発生源に向ければ、他方に比べて強い信号が得ら
れることを示しているといえる。
生源となる電線等が２つある場合、両者からの磁界強度
が等しくなる中央部においても本発明の光磁界センサを
１つの発生源に向ければ、他方に比べて強い信号が得ら
れることを示しているといえる。
【００２４】（実施例３，４）検出端子の要部を図５の
ように、全反射プリズム３１、偏光子３２、本ＲＩＧ膜
３３、偏光子３４、全反射プリズム３５で、この順に配
置して構成した以外は実施例１，２と同様な光磁界セン
サを組み、同様にして光磁界センサの出力と磁界強度と
の関係を求めた（実施例３，４）。その結果、それぞれ
実施例１，２と同様に±５０００ Ｏｅの範囲では光磁
界センサ出力と磁界強度との間に良好な比例関係が見ら
れた。
ように、全反射プリズム３１、偏光子３２、本ＲＩＧ膜
３３、偏光子３４、全反射プリズム３５で、この順に配
置して構成した以外は実施例１，２と同様な光磁界セン
サを組み、同様にして光磁界センサの出力と磁界強度と
の関係を求めた（実施例３，４）。その結果、それぞれ
実施例１，２と同様に±５０００ Ｏｅの範囲では光磁
界センサ出力と磁界強度との間に良好な比例関係が見ら
れた。
【００２５】（実施例５〜１４）磁界調節部材の構造
を、板状にしたもの（図６，実施例５）、開いたコの字
状にしたもの（図７，実施例６）、実施例１の磁界調節
部材の背面に板状の鉄板を設けたもの（図８，実施例
７）、コの字状磁界調節部材の両端に、互いに反対方向
になるように鉄板を取り付けたもの（図９，実施例
８）、角型筒状にしたもの（図１０，実施例９）、４枚
の鉄板を一枚の鉄板の側面に取り付けたもの（図１１，
実施例１０）、円管状にしたもの（図１２，実施例１
１）、開口部を持った球状にしたもの（図１３，実施例
１２）、円管の一部を切り裂いたものに鉄板を取り付け
たもの（図１４，実施例１３）、鉄板をΩ状に曲げ加工
したもの（図１５，実施例１４）を用いた以外は実施例
１と同様な光磁界センサを組み、実施例１と同様にして
光磁界センサの出力と磁界強度との関係を求めた。その
結果、実施例１と同様に±５０００ Ｏｅの範囲では光
磁界センサ出力と磁界強度との間に良好な比例関係が見
られた。
を、板状にしたもの（図６，実施例５）、開いたコの字
状にしたもの（図７，実施例６）、実施例１の磁界調節
部材の背面に板状の鉄板を設けたもの（図８，実施例
７）、コの字状磁界調節部材の両端に、互いに反対方向
になるように鉄板を取り付けたもの（図９，実施例
８）、角型筒状にしたもの（図１０，実施例９）、４枚
の鉄板を一枚の鉄板の側面に取り付けたもの（図１１，
実施例１０）、円管状にしたもの（図１２，実施例１
１）、開口部を持った球状にしたもの（図１３，実施例
１２）、円管の一部を切り裂いたものに鉄板を取り付け
たもの（図１４，実施例１３）、鉄板をΩ状に曲げ加工
したもの（図１５，実施例１４）を用いた以外は実施例
１と同様な光磁界センサを組み、実施例１と同様にして
光磁界センサの出力と磁界強度との関係を求めた。その
結果、実施例１と同様に±５０００ Ｏｅの範囲では光
磁界センサ出力と磁界強度との間に良好な比例関係が見
られた。
【００２６】（実施例１５）検出端子を構成する容器の
６面の内、一面と、その両側面の３面を鉄板製とし、他
を合成樹脂板製とし、合成樹脂板の部分に、端子を構成
する磁気光学素子等の部材を取り付けたものを検出部と
した以外は実施例１と同様な光磁界センサを組み、実施
例１と同様にして光磁界センサの出力と磁界強度との関
係を求めた。その結果、実施例１と同様に±５０００
Ｏｅの範囲では光磁界センサ出力と磁界強度との間に良
好な比例関係が見られた。
６面の内、一面と、その両側面の３面を鉄板製とし、他
を合成樹脂板製とし、合成樹脂板の部分に、端子を構成
する磁気光学素子等の部材を取り付けたものを検出部と
した以外は実施例１と同様な光磁界センサを組み、実施
例１と同様にして光磁界センサの出力と磁界強度との関
係を求めた。その結果、実施例１と同様に±５０００
Ｏｅの範囲では光磁界センサ出力と磁界強度との間に良
好な比例関係が見られた。
【００２７】（実施例１６，１７）検出端子の要部を図
１６の従来品と同様に、光ファイバ、レンズ、ＰＢＳ、
半波長板、ＲＩＧ膜、ＰＢＳ、レンズ、光ファイバで、
この順に配置して構成した以外は実施例１，２と同様な
光磁界センサを組み、同様にして光磁界センサの出力と
磁界強度との関係を求めた（実施例６，７）。その結
果、それぞれ実施例１，２と同様に±５０００ Ｏｅの
範囲では光磁界センサ出力と磁界強度との間に良好な比
例関係が見られた。
１６の従来品と同様に、光ファイバ、レンズ、ＰＢＳ、
半波長板、ＲＩＧ膜、ＰＢＳ、レンズ、光ファイバで、
この順に配置して構成した以外は実施例１，２と同様な
光磁界センサを組み、同様にして光磁界センサの出力と
磁界強度との関係を求めた（実施例６，７）。その結
果、それぞれ実施例１，２と同様に±５０００ Ｏｅの
範囲では光磁界センサ出力と磁界強度との間に良好な比
例関係が見られた。
【００２８】（従来例）実施例１の光磁界センサの検出
部の磁界調節部材を取り除き、以後は実施例１と同様に
して、光磁界センサ出力と磁界強度との関係を求めた。
得られた結果を図４のｂに示した。
部の磁界調節部材を取り除き、以後は実施例１と同様に
して、光磁界センサ出力と磁界強度との関係を求めた。
得られた結果を図４のｂに示した。
【００２９】図４より分かる通り、±１３５０ Ｏｅ内
では良好な比例関係が見られるものの、この範囲をはず
れるとセンサ出力は一定値となり、センサとして機能し
ないことが分かる。
では良好な比例関係が見られるものの、この範囲をはず
れるとセンサ出力は一定値となり、センサとして機能し
ないことが分かる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による光磁界
センサは、磁気光学材料としてＲＩＧ膜を用いた検出端
子と磁性体性の磁界調節部材とから磁界の検出部を構成
するため、従来のＲＩＧ膜を磁気光学材料として用いた
光磁界センサでは測定できない高強度の磁界も測定可能
となる。また、ＲＩＧ膜を用いるため、量産性の向上と
低価格化が可能となる。
センサは、磁気光学材料としてＲＩＧ膜を用いた検出端
子と磁性体性の磁界調節部材とから磁界の検出部を構成
するため、従来のＲＩＧ膜を磁気光学材料として用いた
光磁界センサでは測定できない高強度の磁界も測定可能
となる。また、ＲＩＧ膜を用いるため、量産性の向上と
低価格化が可能となる。
【図１】本発明の実施例に用いた光磁界センサの検出部
の構成を示した図である。
の構成を示した図である。
【図２】図１の検出部を光の入出射側から見た図であ
る。
る。
【図３】図１の検出部の検出端子の要部を示した図であ
り、ＰＢＳ、半波長板、ＲＩＧ膜、ＰＢＳから構成され
る。
り、ＰＢＳ、半波長板、ＲＩＧ膜、ＰＢＳから構成され
る。
【図４】実施例１，２従来例で得られた結果を示した図
であり、光磁界センサ出力と磁界強度との関係を示した
ものである。
であり、光磁界センサ出力と磁界強度との関係を示した
ものである。
【図５】実施例３，４で用いた検出部の検出端子の要部
を示した図であり、全反射プリズム、偏光子、ＲＩＧ
膜、偏光子、全反射プリズムで、この順に配置して構成
されたものである。
を示した図であり、全反射プリズム、偏光子、ＲＩＧ
膜、偏光子、全反射プリズムで、この順に配置して構成
されたものである。
【図６】実施例５で用いた磁界調節部材の形状を示した
図である。
図である。
【図７】実施例６で用いた磁界調節部材の形状を示した
図である。
図である。
【図８】実施例７で用いた磁界調節部材の形状を示した
図である。
図である。
【図９】実施例８で用いた磁界調節部材の形状を示した
図である。
図である。
【図１０】実施例９で用いた磁界調節部材の形状を示し
た図である。
た図である。
【図１１】実施例１０で用いた磁界調節部材の形状を示
した図である。
した図である。
【図１２】実施例１１で用いた磁界調節部材の形状を示
した図である。
した図である。
【図１３】実施例１２で用いた磁界調節部材の形状を示
した図である。
した図である。
【図１４】実施例１３で用いた磁界調節部材の形状を示
した図である。
した図である。
【図１５】実施例１４で用いた磁界調節部材の形状を示
した図である。
した図である。
【図１６】従来の電流測定用光磁界センサの基本構成示
した図である。
した図である。
１−−−−−−光源 ２，９−−−−光
ファイバ ３，８−−−−レンズ ４，７−−−−偏
光ビ−ムスプリッタ ５−−−−−−半波長板 ６−−−−−−磁
気光学材料 １０−−−−−−光検出器 １１−−−−−−
信号処理回路 ２０−−−−−−検出部 ２１，２２−−−
光ファイバー ２３−−−−−−検出端子 ２４−−−−−−
磁界調節部材 ２５，２６−−−ＰＢＳ ２７−−−−−−
ＲＩＧ膜 ２８−−−−−−半波長板 ３１，３５−−−
全反射プリズム ３２，３４−−−偏光子 ３３−−−−−−
ＲＩＧ膜
ファイバ ３，８−−−−レンズ ４，７−−−−偏
光ビ−ムスプリッタ ５−−−−−−半波長板 ６−−−−−−磁
気光学材料 １０−−−−−−光検出器 １１−−−−−−
信号処理回路 ２０−−−−−−検出部 ２１，２２−−−
光ファイバー ２３−−−−−−検出端子 ２４−−−−−−
磁界調節部材 ２５，２６−−−ＰＢＳ ２７−−−−−−
ＲＩＧ膜 ２８−−−−−−半波長板 ３１，３５−−−
全反射プリズム ３２，３４−−−偏光子 ３３−−−−−−
ＲＩＧ膜
Claims (8)
- 【請求項１】 磁気光学材料として希土類鉄ガーネッ
トを用いて磁場の強度を測定する方法において、希土類
鉄ガーネット近傍に磁性体製の磁界調節部材を設け、希
土類鉄ガーネットにかかる磁界の実質的強度を、希土類
鉄ガーネットの飽和磁界強度未満とすることを特徴とす
る磁界の測定方法。 - 【請求項２】 磁気光学材料が希土類鉄ガーネットを
用いたものであることを特徴とする請求項１記載の磁界
の測定方法。 - 【請求項３】 検出端子の一部が露出、あるいは外部
よりその表面が確認できる状態となるように、検出端子
が磁界調節部材で覆われていることを特徴とする請求項
１又は２記載の磁界の測定方法。 - 【請求項４】 検出端子を構成する容器の一部が磁性
体製部材としたことを特徴とする請求項１又は２記載の
磁界の測定方法。 - 【請求項５】 光源と、磁界測定用検出部と、出力部
とから基本的に構成される光磁界センサにおいて、磁気
測定用検出部が、磁気光学材料を用いた検出端子と磁性
体製の磁界調節部材とから構成されたことを特徴とする
光磁界センサ。 - 【請求項６】 磁気光学材料が希土類鉄ガーネットを
用いたものであることを特徴とする請求項５記載の光磁
界センサ。 - 【請求項７】 検出端子の一部が露出、あるいは外部
よりその表面が確認できる状態となるように、検出端子
が磁界調節部材で覆われていることを特徴とする請求項
５又は６記載の光磁界センサ。 - 【請求項８】 検出端子を構成する容器の一部が磁性
体製部材としたことを特徴とする請求項５又は６記載の
光磁界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29882293A JPH07152008A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 磁界の測定方法、およびこれを用いた光磁界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29882293A JPH07152008A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 磁界の測定方法、およびこれを用いた光磁界センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07152008A true JPH07152008A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=17864671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29882293A Pending JPH07152008A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 磁界の測定方法、およびこれを用いた光磁界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07152008A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013161773A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | 日立金属株式会社 | 磁気センサデバイス |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP29882293A patent/JPH07152008A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013161773A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | 日立金属株式会社 | 磁気センサデバイス |
| CN104246525A (zh) * | 2012-04-23 | 2014-12-24 | 日立金属株式会社 | 磁传感器设备 |
| JPWO2013161773A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2015-12-24 | 日立金属株式会社 | 磁気センサデバイス |
| US9594130B2 (en) | 2012-04-23 | 2017-03-14 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic sensor device |
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