JPH07270505A - 光ファイバ型計測装置及び計測方法 - Google Patents
光ファイバ型計測装置及び計測方法Info
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- JPH07270505A JPH07270505A JP6062327A JP6232794A JPH07270505A JP H07270505 A JPH07270505 A JP H07270505A JP 6062327 A JP6062327 A JP 6062327A JP 6232794 A JP6232794 A JP 6232794A JP H07270505 A JPH07270505 A JP H07270505A
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- optical fiber
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電変換素子等の特性のアンバランス、光フ
ァイバの基準偏光方位の変動に起因する誤差を除去し、
高精度の電流あるいは磁場の測定を行う。 【構成】 通電導体１の周囲に光ファイバ４が設けられ
る。この光ファイバ４に測定光を供給する半導体レーザ
ー光源２からのレーザー光が偏光子３によって直線偏光
に変換されて注入される。この光の偏光面は電流Ｉによ
り偏光角が変化する。光ファイバ４の出射光は検光子５
でｐ波とｓ波に分離され、フォトダイオード８ａ，８ｂ
で電圧信号に変換され、分離手段１１ａ，１１ｂで交流
成分及び直流成分に分離され、除算手段１２ａ，１２ｂ
で交流成分と直流成分の第１成分比及び第２成分比をお
のおの求め、その差を演算手段１３で求める。演算手段
１３の出力から電流Ｉの値を計測する。
ァイバの基準偏光方位の変動に起因する誤差を除去し、
高精度の電流あるいは磁場の測定を行う。 【構成】 通電導体１の周囲に光ファイバ４が設けられ
る。この光ファイバ４に測定光を供給する半導体レーザ
ー光源２からのレーザー光が偏光子３によって直線偏光
に変換されて注入される。この光の偏光面は電流Ｉによ
り偏光角が変化する。光ファイバ４の出射光は検光子５
でｐ波とｓ波に分離され、フォトダイオード８ａ，８ｂ
で電圧信号に変換され、分離手段１１ａ，１１ｂで交流
成分及び直流成分に分離され、除算手段１２ａ，１２ｂ
で交流成分と直流成分の第１成分比及び第２成分比をお
のおの求め、その差を演算手段１３で求める。演算手段
１３の出力から電流Ｉの値を計測する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバのファラデー
効果を利用した電流あるいは磁場を計測する光ファイバ
型計測装置及び計測方法に関する。
効果を利用した電流あるいは磁場を計測する光ファイバ
型計測装置及び計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバのファラデー効果を利用した
電流計測装置としては、たとえばR.I.Laming and D.N.P
ayne; Journal of Lightwave Technology, Vol. 7, No.
12 (1989)2084 に記載されているものが知られている。
図７は従来の光ファイバ型電流計測装置の基本構成を示
す図である。通電導体１には電流Ｉが流れている。通電
導体１にはファラデー効果を有する光ファイバ４が巻付
けられている。半導体レーザー光源２から出射された光
は偏光子３で直線偏光に変換されて、光ファイバ４に送
られる。このような光学系により光ファイバ４に送出さ
れた光の偏光面の回転角度の変化により電流を測定する
ことができる。得られた光の電気的処理は以下のとおり
行われている。光ファイバ４から出射された光は偏光ビ
ームスプリッタ５によってｓ波とｐ波に分離される。ビ
ームスプリッタ５から出射し直進するｐ波はフォトダイ
オード８ａにより光電変換され、他方ｓ波はビームスプ
リッタ５によって直交するように進行しフォトダイオー
ド８ｂによって光電変換される。つぎに各フォトダイオ
ードによって光電変換された電圧信号Ｉ1 ，Ｉ2 は演算
処理部５０に入力され、下記の式のとおり処理される。
電流計測装置としては、たとえばR.I.Laming and D.N.P
ayne; Journal of Lightwave Technology, Vol. 7, No.
12 (1989)2084 に記載されているものが知られている。
図７は従来の光ファイバ型電流計測装置の基本構成を示
す図である。通電導体１には電流Ｉが流れている。通電
導体１にはファラデー効果を有する光ファイバ４が巻付
けられている。半導体レーザー光源２から出射された光
は偏光子３で直線偏光に変換されて、光ファイバ４に送
られる。このような光学系により光ファイバ４に送出さ
れた光の偏光面の回転角度の変化により電流を測定する
ことができる。得られた光の電気的処理は以下のとおり
行われている。光ファイバ４から出射された光は偏光ビ
ームスプリッタ５によってｓ波とｐ波に分離される。ビ
ームスプリッタ５から出射し直進するｐ波はフォトダイ
オード８ａにより光電変換され、他方ｓ波はビームスプ
リッタ５によって直交するように進行しフォトダイオー
ド８ｂによって光電変換される。つぎに各フォトダイオ
ードによって光電変換された電圧信号Ｉ1 ，Ｉ2 は演算
処理部５０に入力され、下記の式のとおり処理される。
【０００３】
【数１】（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） この式の結果に基づいて光ファイバに発生した光の偏光
角の変化量θを算出し、最終的に電流値を得ることがで
きる。
角の変化量θを算出し、最終的に電流値を得ることがで
きる。
【０００４】すなわち、通電導体１に電流が流れていな
い状態、すなわちファラデー回転角がゼロの場合の偏光
面の方向（以後これを「基準偏光方位」と呼ぶ）をビー
ムスプリッタ５の軸に対して４５度の方向となるように
設定し、ファラデー回転角をθと書くと、
い状態、すなわちファラデー回転角がゼロの場合の偏光
面の方向（以後これを「基準偏光方位」と呼ぶ）をビー
ムスプリッタ５の軸に対して４５度の方向となるように
設定し、ファラデー回転角をθと書くと、
【０００５】
【数２】ｓｉｎ２θ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） という関係が有り、これよりθが計算される。またθ
は、電流をＩ、光ファイバのベルデ定数をＶ、光ファイ
バの通電導体に対する周回数をＮとすれば、
は、電流をＩ、光ファイバのベルデ定数をＶ、光ファイ
バの通電導体に対する周回数をＮとすれば、
【０００６】
【数３】θ＝ＶＮＩ という関係があり、
【０００７】
【数４】Ｉ＝θ／ＶＮ これより電流Ｉが求まる。θが小さいときはｓｉｎ２θ
＝２θと近似できる。
＝２θと近似できる。
【０００８】図８は上記の演算を行なう演算処理部の回
路図である。演算処理部５０はフォトダイオード８ａ，
８ｂから得られた電圧信号を増幅するアンプ５１ａ，５
１ｂと、アンプ５１ａ，５１ｂから得られた電圧信号の
差を得る演算素子５２と、アンプ５１ａ，５１ｂから得
られた電圧信号の和を得る演算素子５３と、演算素子５
２の出力と演算素子５３の出力の比をとる演算素子５４
とからなる。
路図である。演算処理部５０はフォトダイオード８ａ，
８ｂから得られた電圧信号を増幅するアンプ５１ａ，５
１ｂと、アンプ５１ａ，５１ｂから得られた電圧信号の
差を得る演算素子５２と、アンプ５１ａ，５１ｂから得
られた電圧信号の和を得る演算素子５３と、演算素子５
２の出力と演算素子５３の出力の比をとる演算素子５４
とからなる。
【０００９】アンプ５１ａ，５１ｂからそれぞれ出力Ｉ
1 ，Ｉ2 が得られる。演算素子５２からは出力（Ｉ1 −
Ｉ2 ）、また演算素子５３からは出力（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）が
得られ、演算素子５４によりそれらの比（Ｉ1 −Ｉ2 ）
／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）が出力される。
1 ，Ｉ2 が得られる。演算素子５２からは出力（Ｉ1 −
Ｉ2 ）、また演算素子５３からは出力（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）が
得られ、演算素子５４によりそれらの比（Ｉ1 −Ｉ2 ）
／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）が出力される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電流計測装置の光ファイバとしては一般的に石英ガラス
ファイバまたは鉛ガラスファイバが使われている。
電流計測装置の光ファイバとしては一般的に石英ガラス
ファイバまたは鉛ガラスファイバが使われている。
【００１１】石英ファイバは光弾性定数が大きくファイ
バの残留応力による複屈折あるいは温度変化などに基づ
く応力誘起複屈折が大きく電流計測の誤差を生じやす
い。そのような複屈折による偏波特性の不安定性を低減
するためにファイバに大きな捩りを与える方法も提案さ
れている。これは光弾性定数の大きいことを利用して捩
れ応力によって偏波面方位の安定性を維持しようという
試みであるが、元来光弾性定数が大きいためファイバの
変形、外部からの応力などによって容易にランダムな複
屈折が発生し、温度変化や振動が加わるなどの環境の変
化に対する安定性が不十分であった。
バの残留応力による複屈折あるいは温度変化などに基づ
く応力誘起複屈折が大きく電流計測の誤差を生じやす
い。そのような複屈折による偏波特性の不安定性を低減
するためにファイバに大きな捩りを与える方法も提案さ
れている。これは光弾性定数の大きいことを利用して捩
れ応力によって偏波面方位の安定性を維持しようという
試みであるが、元来光弾性定数が大きいためファイバの
変形、外部からの応力などによって容易にランダムな複
屈折が発生し、温度変化や振動が加わるなどの環境の変
化に対する安定性が不十分であった。
【００１２】一方、鉛ガラスファイバは光弾性定数が極
めて小さいので応力誘起複屈折による誤差が少なく、環
境変化による応力の影響を受けにくいという利点があ
る。しかし、逆に鉛ガラスファイバでは光弾性定数が極
めて小さいためファイバに捩れを与えるという手段では
基準偏光方位を安定化することができない。また、一度
基準偏光方位を設定しても、通電導体を巻回するファイ
バの幾何学的形状が外部温度の変化や、長期間使用の影
響で変化することにより、初めに設定した方向から変化
することが多々発生する。したがって、図７の光ファイ
バ４に鉛ガラスファイバを使い、その出力を演算処理部
５０で処理すると、基準偏光方位がファイバの変形や振
動により変動することにより測定値がばらつき、結果と
して測定誤差を発生するので、鉛ガラスファイバの長所
が充分に発揮されないという問題点があった。
めて小さいので応力誘起複屈折による誤差が少なく、環
境変化による応力の影響を受けにくいという利点があ
る。しかし、逆に鉛ガラスファイバでは光弾性定数が極
めて小さいためファイバに捩れを与えるという手段では
基準偏光方位を安定化することができない。また、一度
基準偏光方位を設定しても、通電導体を巻回するファイ
バの幾何学的形状が外部温度の変化や、長期間使用の影
響で変化することにより、初めに設定した方向から変化
することが多々発生する。したがって、図７の光ファイ
バ４に鉛ガラスファイバを使い、その出力を演算処理部
５０で処理すると、基準偏光方位がファイバの変形や振
動により変動することにより測定値がばらつき、結果と
して測定誤差を発生するので、鉛ガラスファイバの長所
が充分に発揮されないという問題点があった。
【００１３】また、図８に示す演算処理部５０では２つ
のフォトダイオード８ａ、８ｂの特性のアンバランスあ
るいはアンプ５１ａ、５１ｂの増幅度のアンバランスに
よりＩ1 、Ｉ2 が変化するため測定誤差を生ずるという
問題点もある。
のフォトダイオード８ａ、８ｂの特性のアンバランスあ
るいはアンプ５１ａ、５１ｂの増幅度のアンバランスに
よりＩ1 、Ｉ2 が変化するため測定誤差を生ずるという
問題点もある。
【００１４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は光電変換素子等の特性のアンバラ
ンスによる誤差及び出射する光の基準偏光方位の変動に
基づく誤差を除去し、高精度の電流あるいは磁場の計測
が可能な光ファイバ型計測装置を提供することである。
のであり、その目的は光電変換素子等の特性のアンバラ
ンスによる誤差及び出射する光の基準偏光方位の変動に
基づく誤差を除去し、高精度の電流あるいは磁場の計測
が可能な光ファイバ型計測装置を提供することである。
【００１５】さらに、本発明の他の目的は、光電変換素
子等の特性のアンバランスによる誤差及び基準偏光方位
の変動に基づく誤差を除去し、高精度の電流あるいは磁
場の計測が可能な光ファイバ型計測方法を提供すること
である。
子等の特性のアンバランスによる誤差及び基準偏光方位
の変動に基づく誤差を除去し、高精度の電流あるいは磁
場の計測が可能な光ファイバ型計測方法を提供すること
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、光ファイバから出射された光のファラデ
ー効果による偏光面の変化から電流あるいは磁場の計測
を行う光ファイバ型計測装置において、通電導体あるい
は磁場の周囲に設けられ、光を導光させる鉛ガラス製の
光ファイバと、前記光ファイバの出射光を互いに異なっ
た偏光面を有する第１偏光及び第２偏光に分離する偏光
分離手段と、前記第１偏光及び前記第２偏光を各々第１
偏光電気信号及び第２偏光電気信号に変換する光電気変
換手段と、前記第１偏光電気信号及び前記第２偏光電気
信号を各々第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成
分、第２直流成分に分離する分離手段と、前記第１交流
成分と前記第１直流成分との第１成分比、前記第２交流
成分と前記第２直流成分との第２成分比を各々求める除
算手段と、前記第１成分比と前記第２成分比との差ある
いは和を求める演算手段と、を有することを特徴とする
光ファイバ型計測装置が、提供される。
決するために、光ファイバから出射された光のファラデ
ー効果による偏光面の変化から電流あるいは磁場の計測
を行う光ファイバ型計測装置において、通電導体あるい
は磁場の周囲に設けられ、光を導光させる鉛ガラス製の
光ファイバと、前記光ファイバの出射光を互いに異なっ
た偏光面を有する第１偏光及び第２偏光に分離する偏光
分離手段と、前記第１偏光及び前記第２偏光を各々第１
偏光電気信号及び第２偏光電気信号に変換する光電気変
換手段と、前記第１偏光電気信号及び前記第２偏光電気
信号を各々第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成
分、第２直流成分に分離する分離手段と、前記第１交流
成分と前記第１直流成分との第１成分比、前記第２交流
成分と前記第２直流成分との第２成分比を各々求める除
算手段と、前記第１成分比と前記第２成分比との差ある
いは和を求める演算手段と、を有することを特徴とする
光ファイバ型計測装置が、提供される。
【００１７】
【作用】光ファイバに光が導光され、その出射光は電流
あるいは磁場によって偏光面が変化する。その出射光を
偏光分離手段によって、互いに異なった偏光面を有する
第１偏光及び第２偏光に分離し、光電変換手段によって
第１偏光電気信号及び第２偏光電気信号に変換する。そ
して、分離手段によって第１偏光電気信号及び第２偏光
電気信号は第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成
分及び第２直流成分に分離される。さらに、除算手段に
より、第１成分比及び第２成分比を求める。
あるいは磁場によって偏光面が変化する。その出射光を
偏光分離手段によって、互いに異なった偏光面を有する
第１偏光及び第２偏光に分離し、光電変換手段によって
第１偏光電気信号及び第２偏光電気信号に変換する。そ
して、分離手段によって第１偏光電気信号及び第２偏光
電気信号は第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成
分及び第２直流成分に分離される。さらに、除算手段に
より、第１成分比及び第２成分比を求める。
【００１８】それぞれの交流成分と直流成分の成分比を
求めることにより、それぞれの光電変換手段の特性のア
ンバランスによる誤差が除去される。また、演算手段で
第１成分比と第２成分比の差あるいは和を求める。これ
によって、基準偏光方位の変化による誤差が除去され
る。
求めることにより、それぞれの光電変換手段の特性のア
ンバランスによる誤差が除去される。また、演算手段で
第１成分比と第２成分比の差あるいは和を求める。これ
によって、基準偏光方位の変化による誤差が除去され
る。
【００１９】そして、光電変換手段の特性のアンバラン
スによる誤差、基準偏光方位の変化による誤差のない電
流あるいは磁場の計測ができる。
スによる誤差、基準偏光方位の変化による誤差のない電
流あるいは磁場の計測ができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の原理図である。本発明は光学系
と演算処理部からなり、光学系は通電導体１に２回巻い
た鉛ガラスからなる光ファイバ４と、この光ファイバ４
に測定光を供給する半導体レーザー光源２と、半導体レ
ーザー光源２から出射された光を直線偏光にする偏光子
３と、光ファイバ４から出射された光を互いに直交した
偏光面を有する偏光、すなわちｓ成分とｐ成分とに分け
る検光子５、検光子５から出射された測定光を導光する
石英ガラスファイバ６，７、石英ガラスファイバ６，７
に導光された光を電圧信号に変換するフォトダイオード
８ａ，８ｂからなる。
明する。図１は本発明の原理図である。本発明は光学系
と演算処理部からなり、光学系は通電導体１に２回巻い
た鉛ガラスからなる光ファイバ４と、この光ファイバ４
に測定光を供給する半導体レーザー光源２と、半導体レ
ーザー光源２から出射された光を直線偏光にする偏光子
３と、光ファイバ４から出射された光を互いに直交した
偏光面を有する偏光、すなわちｓ成分とｐ成分とに分け
る検光子５、検光子５から出射された測定光を導光する
石英ガラスファイバ６，７、石英ガラスファイバ６，７
に導光された光を電圧信号に変換するフォトダイオード
８ａ，８ｂからなる。
【００２１】光ファイバ４は鉛ガラスを素材とするコ
ア、クラッド、オーバークラッドよりなる３層構造光フ
ァイバであり、その組成は以下のとおりである。 コアガラス組成（いずれも重量％） ＳｉＯ2 ：２７．１０％ ＰｂＯ ：７１．１０％ Ｎａ2 Ｏ： ０．２０％ Ｋ2 Ｏ ： １．３０％ クラッドガラス組成 ＳｉＯ2 ：２７．２５％ ＰｂＯ ：７０．９５％ Ｎａ2 Ｏ： ０．２０％ Ｋ2 Ｏ ： １．３０％ ここでＳｉＯ2 とＰｂＯは鉛ガラスの主成分であり、Ｎ
ａ2 ＯとＫ2 Ｏはガラス化を促進し、結晶化を抑制する
ことにより、ガラス状態を安定に保つ成分である。 オーバークラッドガラス組成 ＳｉＯ2 ：２７．２３％ ＰｂＯ ：７０．４２％ Ｎａ2 Ｏ ： １．３１％ Ｃｒ2 Ｏ3 ： ０．０５％ Ｃｕ2 Ｏ ： １．０１％ ここで、ＳｉＯ2 とＰｂＯは鉛ガラスの主成分であり、
Ｎａ2 Ｏはガラス化を促進する成分、Ｃｒ2 Ｏ3 とＣｕ
2 Ｏは光ファイバのクラッドモードを吸収するための吸
収剤である。
ア、クラッド、オーバークラッドよりなる３層構造光フ
ァイバであり、その組成は以下のとおりである。 コアガラス組成（いずれも重量％） ＳｉＯ2 ：２７．１０％ ＰｂＯ ：７１．１０％ Ｎａ2 Ｏ： ０．２０％ Ｋ2 Ｏ ： １．３０％ クラッドガラス組成 ＳｉＯ2 ：２７．２５％ ＰｂＯ ：７０．９５％ Ｎａ2 Ｏ： ０．２０％ Ｋ2 Ｏ ： １．３０％ ここでＳｉＯ2 とＰｂＯは鉛ガラスの主成分であり、Ｎ
ａ2 ＯとＫ2 Ｏはガラス化を促進し、結晶化を抑制する
ことにより、ガラス状態を安定に保つ成分である。 オーバークラッドガラス組成 ＳｉＯ2 ：２７．２３％ ＰｂＯ ：７０．４２％ Ｎａ2 Ｏ ： １．３１％ Ｃｒ2 Ｏ3 ： ０．０５％ Ｃｕ2 Ｏ ： １．０１％ ここで、ＳｉＯ2 とＰｂＯは鉛ガラスの主成分であり、
Ｎａ2 Ｏはガラス化を促進する成分、Ｃｒ2 Ｏ3 とＣｕ
2 Ｏは光ファイバのクラッドモードを吸収するための吸
収剤である。
【００２２】また、おのおのの直径と屈折率は次の通り
である。 ファイバの比屈折率差は０．１７％、開口数は０．１
１、規格化周波数は２．３５であり、波長８５０ｎｍの
光に対してシングルモード条件を満たしている。ベルデ
定数は波長８５０ｎｍで約０．０４ｍｉｎ／Ｏｅ・ｃｍ
であった。
である。 ファイバの比屈折率差は０．１７％、開口数は０．１
１、規格化周波数は２．３５であり、波長８５０ｎｍの
光に対してシングルモード条件を満たしている。ベルデ
定数は波長８５０ｎｍで約０．０４ｍｉｎ／Ｏｅ・ｃｍ
であった。
【００２３】以上の構成により半導体レーザー光源２か
ら出射した測定光は偏光子３によって直線偏光に変換さ
れた後光ファイバ４に入射する。光ファイバ４に入射し
た光は通電導体１を取り巻いている部分を通過する電流
の大きさに応じてファラデー効果によって偏光面が回転
し、光ファイバ４から出射される。出射され測定光は検
光子５に入射し、この検光子５によってｓ波とｐ波に分
離される。ｐ波は石英ガラスファイバ６によってフォト
ダイオード８ａに導光され、ｓ波は石英ガラスファイバ
７によってフォトダイオード８ｂに導光される。
ら出射した測定光は偏光子３によって直線偏光に変換さ
れた後光ファイバ４に入射する。光ファイバ４に入射し
た光は通電導体１を取り巻いている部分を通過する電流
の大きさに応じてファラデー効果によって偏光面が回転
し、光ファイバ４から出射される。出射され測定光は検
光子５に入射し、この検光子５によってｓ波とｐ波に分
離される。ｐ波は石英ガラスファイバ６によってフォト
ダイオード８ａに導光され、ｓ波は石英ガラスファイバ
７によってフォトダイオード８ｂに導光される。
【００２４】演算処理部１０は、偏光電気信号を交流及
び直流に分離する分離手段１１ａ，１１ｂ、各々の交流
成分と直流成分の成分比を求める除算手段１２ａ，１２
ｂ、成分比の差あるいは和を求める演算手段１３からな
る。
び直流に分離する分離手段１１ａ，１１ｂ、各々の交流
成分と直流成分の成分比を求める除算手段１２ａ，１２
ｂ、成分比の差あるいは和を求める演算手段１３からな
る。
【００２５】フォトダイオード８ａ，８ｂから出力され
た第１偏光電気信号及び第２偏光電気信号は分離手段１
１ａ，１１ｂによって交流成分と直流成分に分離され、
第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成分及び第２
直流成分になる。さらに、除算手段１２ａ，１２ｂによ
り、第１交流成分と第１直流成分の比である第１成分比
及び第２交流成分と第２直流成分の比である第２成分比
を求める。そして、演算手段１３で第１成分比と第２成
分比の差あるいは和を求める。
た第１偏光電気信号及び第２偏光電気信号は分離手段１
１ａ，１１ｂによって交流成分と直流成分に分離され、
第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成分及び第２
直流成分になる。さらに、除算手段１２ａ，１２ｂによ
り、第１交流成分と第１直流成分の比である第１成分比
及び第２交流成分と第２直流成分の比である第２成分比
を求める。そして、演算手段１３で第１成分比と第２成
分比の差あるいは和を求める。
【００２６】次に、演算処理部１０の動作について定量
的に説明する。図２は基準偏光方位を説明する図であ
る。図に示すように、基準偏光方位Ｅｒは検光子の軸に
対して４５度の角度をなすように設定される。しかし、
これが４５度から角度δだけずれてＥｒａとなると、測
定電流によって引き起こされるファラデー回転角をθと
すれば、フォトダイオード８ａ，８ｂの電圧信号Ｉ1 ，
Ｉ2 は
的に説明する。図２は基準偏光方位を説明する図であ
る。図に示すように、基準偏光方位Ｅｒは検光子の軸に
対して４５度の角度をなすように設定される。しかし、
これが４５度から角度δだけずれてＥｒａとなると、測
定電流によって引き起こされるファラデー回転角をθと
すれば、フォトダイオード８ａ，８ｂの電圧信号Ｉ1 ，
Ｉ2 は
【００２７】
【数５】Ｉ1 ＝Ａ＊（１＋ｓｉｎ（２θ＋２δ）） Ｉ2 ＝Ｂ＊（１−ｓｉｎ（２θ＋２δ）） となる。ここでＡ、Ｂはおのおのの偏光成分に対するフ
ォトダイオード８ａ，８ｂの増幅度である。従来の方式
で、Ａ＝Ｂの場合は
ォトダイオード８ａ，８ｂの増幅度である。従来の方式
で、Ａ＝Ｂの場合は
【００２８】
【数６】Ｓ≡（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＝ｃｏｓ
（２θ＋２δ） でありファラデー回転角はδだけずれ誤差を生じる。δ
はファイバ巻回形状の変形やファイバの振動によって変
化し、結果として測定値には、長期間使用した場合のド
リフトによる誤差や、振動によるランダムな誤差が含ま
れてしまう。またＡとＢが異なる場合も誤差を生じる。
（２θ＋２δ） でありファラデー回転角はδだけずれ誤差を生じる。δ
はファイバ巻回形状の変形やファイバの振動によって変
化し、結果として測定値には、長期間使用した場合のド
リフトによる誤差や、振動によるランダムな誤差が含ま
れてしまう。またＡとＢが異なる場合も誤差を生じる。
【００２９】交流電流を測定する場合、θは交流電流に
したがい時間によって変化するのでθ（ｔ）と記す。こ
のとき、流した電流をｊ（ｔ）＝ｊ0 ｓｉｎωｔとする
と、これに対応したファラデー回転角は、
したがい時間によって変化するのでθ（ｔ）と記す。こ
のとき、流した電流をｊ（ｔ）＝ｊ0 ｓｉｎωｔとする
と、これに対応したファラデー回転角は、
【００３０】
【数７】θ（ｔ）＝θ0 ｓｉｎωｔ であり、ファラデー回転角はωで振動する。ここでＶは
ベルデ定数、Ｎは光ファイバの巻き数で、
ベルデ定数、Ｎは光ファイバの巻き数で、
【００３１】
【数８】θ0 ＝ＶＮｊ0である。
【００３２】図１に戻りフォトダイオード８ａ，８ｂの
電圧信号をＩ1 ，Ｉ2 とすると、
電圧信号をＩ1 ，Ｉ2 とすると、
【００３３】
【数９】 Ｉ1 （ｔ）＝Ａ＊（１＋ｓｉｎ（２θ（ｔ）＋２δ）） Ｉ2 （ｔ）＝Ｂ＊（１−ｓｉｎ（２θ（ｔ）＋２δ）） と表されるが、θ（ｔ）とδがともに小さい場合は、
【００３４】
【数１０】 ｓｉｎ（２θ（ｔ）＋２δ）≒２θ（ｔ）＋２δ であるので、
【００３５】
【数１１】 Ｉ1 （ｔ）＝Ａ0 ＊（１＋２δ＋２θ（ｔ）） Ｉ2 （ｔ）＝Ｂ0 ＊（１−２δ−２θ（ｔ）） と近似できる。
【００３６】次に分離手段１１ａ，１１ｂで、Ｉ
1 （ｔ），Ｉ2 （ｔ）それぞれを交流成分（２θ
（ｔ），−２θ（ｔ））と直流成分（１＋２δ，１−２
δ）に分離する。そして、除算手段１２ａ，１２ｂでそ
れぞれの交流成分と直流成分の成分比を求める。それら
の成分比を順にＭ1 （ｔ），Ｍ2 （ｔ）と書き、δ≪１
という近似を使うと、
1 （ｔ），Ｉ2 （ｔ）それぞれを交流成分（２θ
（ｔ），−２θ（ｔ））と直流成分（１＋２δ，１−２
δ）に分離する。そして、除算手段１２ａ，１２ｂでそ
れぞれの交流成分と直流成分の成分比を求める。それら
の成分比を順にＭ1 （ｔ），Ｍ2 （ｔ）と書き、δ≪１
という近似を使うと、
【００３７】
【数１２】Ｍ1 （ｔ）＝Ａ0 ＊〔２θ（ｔ）〕／Ａ0 ＊
（１＋２δ） ≒２θ（ｔ）（１−２δ） Ｍ2 （ｔ）＝Ｂ0 ＊〔−２θ（ｔ）〕／Ｂ0 ＊（１−２
δ） ≒−２θ（ｔ）（１＋２δ） となる。この式から明らかなように増幅度Ａ0 ，Ｂ0 は
消去され、それによる測定誤差はなくなる。
（１＋２δ） ≒２θ（ｔ）（１−２δ） Ｍ2 （ｔ）＝Ｂ0 ＊〔−２θ（ｔ）〕／Ｂ0 ＊（１−２
δ） ≒−２θ（ｔ）（１＋２δ） となる。この式から明らかなように増幅度Ａ0 ，Ｂ0 は
消去され、それによる測定誤差はなくなる。
【００３８】そして演算手段１３でＭ1 （ｔ），Ｍ
2 （ｔ）の差を求めると、
2 （ｔ）の差を求めると、
【００３９】
【数１３】Ｍ1 （ｔ）−Ｍ2 （ｔ）＝４θ（ｔ） となり、Ｍ1 （ｔ）とＭ2 （ｔ）の差をとることにより
基準偏光方位のずれδを相殺することができる。そし
て、
基準偏光方位のずれδを相殺することができる。そし
て、
【００４０】
【数１４】 θ（ｔ）＝θ0 ｓｉｎωｔ＝ＶＮｊ0 ｓｉｎωｔ であるので、
【００４１】
【数１５】ｊ（ｔ）＝ｊ・ｓｉｎωｔ＝θ（ｔ）／ＶＮ から電流ｊ（ｔ）を求めることができる。
【００４２】次に、演算処理部１０の具体例について述
べる。図３は演算処理部の第１実施例の回路図である。
演算処理部２０は、フォトダイオード８ａ，８ｂから得
られた電圧信号を増幅するアンプ２１ａ、２１ｂと、ア
ンプ２１ａ，２１ｂから得られた電圧信号を交流成分と
直流成分とに分離するハイパスフィルタ２２ａ，２２ｂ
及びローパスフィルタ２３ａ，２３ｂと、交流成分と直
流成分の比をとる除算器２４ａ，２４ｂと、除算器２４
ａ，２４ｂの出力の差をとる演算器２５とからなる。
べる。図３は演算処理部の第１実施例の回路図である。
演算処理部２０は、フォトダイオード８ａ，８ｂから得
られた電圧信号を増幅するアンプ２１ａ、２１ｂと、ア
ンプ２１ａ，２１ｂから得られた電圧信号を交流成分と
直流成分とに分離するハイパスフィルタ２２ａ，２２ｂ
及びローパスフィルタ２３ａ，２３ｂと、交流成分と直
流成分の比をとる除算器２４ａ，２４ｂと、除算器２４
ａ，２４ｂの出力の差をとる演算器２５とからなる。
【００４３】次に、この演算処理部２０の動作を説明す
る。フォトダイオード８ａ，８ｂからの出力はアンプ２
１ａ，２１ｂによって電圧信号Ｉ1 （ｔ），Ｉ2 （ｔ）
に増幅される。この信号波形は
る。フォトダイオード８ａ，８ｂからの出力はアンプ２
１ａ，２１ｂによって電圧信号Ｉ1 （ｔ），Ｉ2 （ｔ）
に増幅される。この信号波形は
【００４４】
【数１６】Ｉ1 （ｔ）＝Ａ＊（１＋２δ＋２θ（ｔ）） Ｉ2 （ｔ）＝Ｂ＊（１−２δ−２θ（ｔ）） である。ここで、Ａはフォトダイオード８ａの光電変換
効率、アンプ２１ａの増幅度によって決まる定数であ
る。また、Ｂはフォトダイオード８ｂの光電変換効率、
アンプ２１ｂの増幅度によって決まる定数である。
効率、アンプ２１ａの増幅度によって決まる定数であ
る。また、Ｂはフォトダイオード８ｂの光電変換効率、
アンプ２１ｂの増幅度によって決まる定数である。
【００４５】ハイパスフィルタ２２ａ，２２ｂの出力は
おのおのＡ＊２θ（ｔ）と−Ｂ＊２θ（ｔ）である。ロ
ーパスフィルタ２３ａ，２３ｂの出力はおのおのＡ＊
（１＋２δ）、Ｂ＊（１−２δ）である。除算器２４
ａ，２４ｂによって交流成分を直流成分で除算し、その
出力はおのおの、
おのおのＡ＊２θ（ｔ）と−Ｂ＊２θ（ｔ）である。ロ
ーパスフィルタ２３ａ，２３ｂの出力はおのおのＡ＊
（１＋２δ）、Ｂ＊（１−２δ）である。除算器２４
ａ，２４ｂによって交流成分を直流成分で除算し、その
出力はおのおの、
【００４６】
【数１７】Ｍ1 ＝２θ（ｔ）（１−２δ） Ｍ2 ＝−２θ（ｔ）（１＋２δ） となる。すなわち、フォトダイオード８ａ，８ｂ及びア
ンプ２１ａ，２１ｂによって決まる定数Ａ，Ｂは除去さ
れる。いいかえれば、フォトダイオード８ａ，８ｂ及び
アンプ２１ａ，２１ｂの特性のアンバランスの影響はな
くなる。そして、演算器２５によりＭ1 とＭ2 の差が得
られ、これは４θ（ｔ）に等しい。
ンプ２１ａ，２１ｂによって決まる定数Ａ，Ｂは除去さ
れる。いいかえれば、フォトダイオード８ａ，８ｂ及び
アンプ２１ａ，２１ｂの特性のアンバランスの影響はな
くなる。そして、演算器２５によりＭ1 とＭ2 の差が得
られ、これは４θ（ｔ）に等しい。
【００４７】
【数１８】４θ（ｔ）＝Ｍ1 −Ｍ2 すなわち、基準偏光方位のずれδは相殺される。また、
この演算処理部２０では演算器２５の出力は交流電流に
対応した波形を出力する。そして、
この演算処理部２０では演算器２５の出力は交流電流に
対応した波形を出力する。そして、
【００４８】
【数１９】ｊ（ｔ）＝ｊ0 ｓｉｎωｔ＝θ（ｔ）／ＶＮ
＝（Ｍ1 −Ｍ2 ）／４ＶＮ から明らかなように、演算器２５を（Ｍ1 −Ｍ2 ）／４
ＶＮの演算をするように構成すれば、電流ｊ（ｔ）が直
接求められる。
＝（Ｍ1 −Ｍ2 ）／４ＶＮ から明らかなように、演算器２５を（Ｍ1 −Ｍ2 ）／４
ＶＮの演算をするように構成すれば、電流ｊ（ｔ）が直
接求められる。
【００４９】図１及び図２に示す計測装置で通電導体１
に２００アンペアの交流電流を流し、計測を行なった。
図４は電流計測のオシロスコープ波形を示す図である。
図に示すように、ノイズの少ない波形が得られ、測定す
べき交流電流波形が安定に観測された。一方、従来の電
気計測装置を使用した場合は出力波形が不安定であり、
一定のオシロスコープ観測像が得られなかった。
に２００アンペアの交流電流を流し、計測を行なった。
図４は電流計測のオシロスコープ波形を示す図である。
図に示すように、ノイズの少ない波形が得られ、測定す
べき交流電流波形が安定に観測された。一方、従来の電
気計測装置を使用した場合は出力波形が不安定であり、
一定のオシロスコープ観測像が得られなかった。
【００５０】次に、演算処理部の第２の実施例について
述べる。図５は演算処理部の第２の実施例の回路図であ
る。演算処理部３０は、フォトダイオード８ａ，８ｂか
ら得られた電圧信号を増幅するアンプ３１ａ，３１ｂ
と、アンプ３１ａ，３１ｂから得られた電圧信号を交流
成分と直流成分とに分離するハイパスフィルタ３２ａ，
３２ｂ及び、ローパスフィルタ３３ａ，３３ｂと、交流
成分を実効値に変換する変換素子３４ａ，３４ｂと、交
流成分（実効値）と直流成分の比をとる除算器３５ａ，
３５ｂと、除算器３５ａ，３５ｂの出力の和をとる演算
器３６とからなる。
述べる。図５は演算処理部の第２の実施例の回路図であ
る。演算処理部３０は、フォトダイオード８ａ，８ｂか
ら得られた電圧信号を増幅するアンプ３１ａ，３１ｂ
と、アンプ３１ａ，３１ｂから得られた電圧信号を交流
成分と直流成分とに分離するハイパスフィルタ３２ａ，
３２ｂ及び、ローパスフィルタ３３ａ，３３ｂと、交流
成分を実効値に変換する変換素子３４ａ，３４ｂと、交
流成分（実効値）と直流成分の比をとる除算器３５ａ，
３５ｂと、除算器３５ａ，３５ｂの出力の和をとる演算
器３６とからなる。
【００５１】この演算系処理部３０の動作を説明する。
フォトダイオード８ａ，８ｂからの出力はアンプ３１
ａ，３１ｂによって電圧信号Ｉ1 （ｔ），Ｉ2 （ｔ）に
変換される。それらの電圧信号は、
フォトダイオード８ａ，８ｂからの出力はアンプ３１
ａ，３１ｂによって電圧信号Ｉ1 （ｔ），Ｉ2 （ｔ）に
変換される。それらの電圧信号は、
【００５２】
【数２０】Ｉ1 （ｔ）＝Ａ＊（１＋２δ＋２θ（ｔ）） Ｉ2 （ｔ）＝Ｂ＊（１−２δ−２θ（ｔ）） である。ここで、Ａはフォトダイオード８ａの光電変換
効率、アンプ３１ａの増幅度によって決まる定数であ
る。また、Ｂは、フォトダイオード８ｂの光電変換効
率、アンプ３１ｂの増幅度によって決まる定数である。
そして、ハイパスフィルタ３２ａ，３２ｂの出力はおの
おの、Ａ＊２θ（ｔ）とＢ＊２θ（ｔ）である。ローパ
スフィルタ３３ａ，３３ｂの出力はおのおのＡ＊（１＋
２δ）とＢ＊（１−２δ）である。交流成分は変換素子
３４ａ，３４ｂによって実効値Ａ＊２θ、Ｂ＊２θに変
換される。除算器３５ａ，３５ｂによって交流成分を直
流成分で除算し、その出力はおのおの、
効率、アンプ３１ａの増幅度によって決まる定数であ
る。また、Ｂは、フォトダイオード８ｂの光電変換効
率、アンプ３１ｂの増幅度によって決まる定数である。
そして、ハイパスフィルタ３２ａ，３２ｂの出力はおの
おの、Ａ＊２θ（ｔ）とＢ＊２θ（ｔ）である。ローパ
スフィルタ３３ａ，３３ｂの出力はおのおのＡ＊（１＋
２δ）とＢ＊（１−２δ）である。交流成分は変換素子
３４ａ，３４ｂによって実効値Ａ＊２θ、Ｂ＊２θに変
換される。除算器３５ａ，３５ｂによって交流成分を直
流成分で除算し、その出力はおのおの、
【００５３】
【数２１】Ｍ1 ＝２θ（１−２δ） Ｍ2 ＝２θ（１＋２δ） となり、数式１７で説明した場合と同様に、フォトダイ
オード８ａ，８ｂ及びアンプ３１ａ，３１ｂの特性のア
ンバランスの影響はなくなる。そして、演算器３６によ
りＭ1 とＭ2 の和が得られるが、これは４θに等しく、
基準偏光方位のずれδは相殺され、
オード８ａ，８ｂ及びアンプ３１ａ，３１ｂの特性のア
ンバランスの影響はなくなる。そして、演算器３６によ
りＭ1 とＭ2 の和が得られるが、これは４θに等しく、
基準偏光方位のずれδは相殺され、
【００５４】
【数２２】４θ＝Ｍ1 ＋Ｍ2 となる。したがって、数式１９で説明した場合と同じよ
うに、
うに、
【００５５】
【数２３】｜ｊ｜＝（Ｍ1 ＋Ｍ2 ）／４ＶＮ から電流の実効値が求められる。
【００５６】次に、図５の演算処理部の温度特性につい
て述べる。図６は図５の演算処理部３０を使用して測定
したファラデー回転角の温度依存性を示す図である。図
５の演算処理部３０で測定した値を黒丸で、図８の従来
の演算処理部５０で測定した値を白三角印で示した。従
来の演算処理部５０では（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋
Ｉ 2 ）という演算を行なったのち、演算素子５４の出力
の交流成分の実効値を求めた。またこれらの点はいずれ
も各温度で数回の測定を行なったものである。
て述べる。図６は図５の演算処理部３０を使用して測定
したファラデー回転角の温度依存性を示す図である。図
５の演算処理部３０で測定した値を黒丸で、図８の従来
の演算処理部５０で測定した値を白三角印で示した。従
来の演算処理部５０では（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋
Ｉ 2 ）という演算を行なったのち、演算素子５４の出力
の交流成分の実効値を求めた。またこれらの点はいずれ
も各温度で数回の測定を行なったものである。
【００５７】従来の演算処理部５０を使用した測定では
計器の指示が安定しなかったが、これは基準偏光方位の
ランダムな変動（δ）が加わっているためと思われた。
したがって、従来の演算処理部５０ではデータのばらつ
きが大きいので測定誤差も大きくなり、高精度な測定は
不可能である。これに対し、演算処理部３０を用いると
計器の指示が安定し、各温度における複数の測定データ
はばらつきが極めて少なくなった。すなわち測定誤差の
少ない高精度な測定が可能であることが分かった。使用
した鉛ガラスファイバは反磁性ガラスであり、ベルデ定
数の温度依存性が極めて小さいので、ファラデー回転角
の温度による変化も本来極めて小さいものである。本発
明によって、鉛ガラスファイバのこの優れた特長を生か
し、温度に依存しない高精度な測定が実現した。
計器の指示が安定しなかったが、これは基準偏光方位の
ランダムな変動（δ）が加わっているためと思われた。
したがって、従来の演算処理部５０ではデータのばらつ
きが大きいので測定誤差も大きくなり、高精度な測定は
不可能である。これに対し、演算処理部３０を用いると
計器の指示が安定し、各温度における複数の測定データ
はばらつきが極めて少なくなった。すなわち測定誤差の
少ない高精度な測定が可能であることが分かった。使用
した鉛ガラスファイバは反磁性ガラスであり、ベルデ定
数の温度依存性が極めて小さいので、ファラデー回転角
の温度による変化も本来極めて小さいものである。本発
明によって、鉛ガラスファイバのこの優れた特長を生か
し、温度に依存しない高精度な測定が実現した。
【００５８】なお、上記の実施例に使用したファイバの
成分について、さらに実験をした結果、ＳｉＯ2 の重量
％が５％から３５％、ＰｂＯの重量％が８５％から６５
％の範囲である鉛ガラスから成る光ファイバで良好な結
果が得られた。すなわち、この範囲の組成で小さな光弾
性定数が実現された。
成分について、さらに実験をした結果、ＳｉＯ2 の重量
％が５％から３５％、ＰｂＯの重量％が８５％から６５
％の範囲である鉛ガラスから成る光ファイバで良好な結
果が得られた。すなわち、この範囲の組成で小さな光弾
性定数が実現された。
【００５９】また、より小さな光弾性定数を実現するた
めには、ＳｉＯ2 の重量％が１５％から３０％、ＰｂＯ
の重量％が８０％から７０％の範囲であるものがより好
ましい。
めには、ＳｉＯ2 の重量％が１５％から３０％、ＰｂＯ
の重量％が８０％から７０％の範囲であるものがより好
ましい。
【００６０】なお、上記の実施例では光源として半導体
レーザー光源を使用したが、半導体レーザーに限定され
るものではなく、他の固体レーザー、気体レーザー、ス
ーパールミネッセントダイオード、発光ダイオードなど
光ファイバに光を入射できるものであればよい。光学系
において、基準偏光方位を検光子の軸に対して４５度方
向に調整する機構として、検光子あるいは偏光子を光フ
ァイバに対して回転する機構、あるいは半波長板などの
偏光面回転機構を備えてもよい。
レーザー光源を使用したが、半導体レーザーに限定され
るものではなく、他の固体レーザー、気体レーザー、ス
ーパールミネッセントダイオード、発光ダイオードなど
光ファイバに光を入射できるものであればよい。光学系
において、基準偏光方位を検光子の軸に対して４５度方
向に調整する機構として、検光子あるいは偏光子を光フ
ァイバに対して回転する機構、あるいは半波長板などの
偏光面回転機構を備えてもよい。
【００６１】また、上記の実施例では、交流電流の計測
装置として説明したが、交流磁場の測定にも適用でき
る。
装置として説明したが、交流磁場の測定にも適用でき
る。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では光ファ
イバの出力を２つの偏光に分離し、それらをさらに直流
分及び交流分に分離し、交流分と直流分の比をとり、そ
の比を演算するように構成したので、光電変換素子の特
性等のアンバランスによる誤差、基準偏光方位の変化に
よる誤差を除去でき、電流あるいは磁場を正確に測定で
きる。
イバの出力を２つの偏光に分離し、それらをさらに直流
分及び交流分に分離し、交流分と直流分の比をとり、そ
の比を演算するように構成したので、光電変換素子の特
性等のアンバランスによる誤差、基準偏光方位の変化に
よる誤差を除去でき、電流あるいは磁場を正確に測定で
きる。
【００６３】また、光弾性係数の小さい鉛ガラスによっ
て、より基準偏光方位等の変化を低減でき、より正確に
電流あるいは磁場が測定できる。
て、より基準偏光方位等の変化を低減でき、より正確に
電流あるいは磁場が測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】基準偏光方位を説明する図である。
【図３】演算処理部の第１の実施例の回路図である。
【図４】電流計測のオシロスコープ波形を示す図であ
る。
る。
【図５】演算処理部の第２の実施例の回路図である。
【図６】ファラデー回転角の温度依存性を示す図であ
る。
る。
【図７】従来の光ファイバ型電流計測装置の基本構成を
示す図である。
示す図である。
【図８】従来の演算処理部の回路図である。
１ 通電導体 ２ 半導体レーザー光源 ３ 偏光子 ４ 光ファイバ ５ 検光子 ８ａ，８ｂ フォトダイオード １０ 演算処理部 １１ａ，１１ｂ 分離手段 １２ａ，１２ｂ 除算手段 １３ 演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｒ 15/24 Ｇ０２Ｂ 6/00 ３７６ Ｂ (72)発明者 坂本 和夫 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内 (72)発明者 横山 精一 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 光ファイバから出射された光のファラデ
ー効果による偏光面の変化から電流あるいは磁場の計測
を行う光ファイバ型計測装置において、 通電導体あるいは磁場の周囲に設けられ、光を導光させ
る鉛ガラス製の光ファイバと、 前記光ファイバの出射光を互いに異なった偏光面を有す
る第１偏光及び第２偏光に分離する偏光分離手段と、 前記第１偏光及び前記第２偏光を各々第１偏光電気信号
及び第２偏光電気信号に変換する光電気変換手段と、 前記第１偏光電気信号及び前記第２偏光電気信号を各々
第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成分、第２直
流成分に分離する分離手段と、 前記第１交流成分と前記第１直流成分との第１成分比、
前記第２交流成分と前記第２直流成分との第２成分比を
各々求める除算手段と、 前記第１成分比と前記第２成分比との差あるいは和を求
める演算手段と、 を有することを特徴とする光ファイバ型計測装置。 - 【請求項２】 前記演算手段は前記第１成分及び前記第
２成分の差を求めることにより前記電流あるいは前記磁
場の時間的に変化する値を求めるように構成したことを
特徴とする請求項１記載の光ファイバ型計測装置。 - 【請求項３】 前記分離手段は前記第１交流成分及び前
記第２交流成分を実効値に変換する変換手段を各々有
し、前記演算手段は前記第１成分比と前記第２成分比の
和を求めるように構成したことを特徴とする請求項１記
載の光ファイバ型計測装置。 - 【請求項４】 前記光ファイバはＳｉＯ2 とＰｂＯを含
み、前記ＳｉＯ2 の重量％が５〜３５％、前記ＰｂＯの
重量が８５〜６５％である鉛ガラスであることを特徴と
する請求項１記載の光ファイバ型計測装置。 - 【請求項５】 光ファイバから出射された光のファラデ
ー効果による偏光面の変化から電流あるいは磁場の計測
を行う光ファイバ型計測方法において、光を導光させる
鉛ガラス製の光ファイバを通電導体あるいは磁場の周囲
に設け、 前記光ファイバの出射光を互いに異なった偏光面を有す
る第１偏光及び第２偏光に分離し、 前記第１偏光及び前記第２偏光を各々第１偏光電気信号
及び第２偏光電気信号に変換し、 前記第１偏光電気信号及び前記第２偏光電気信号を各々
第１交流成分、第１直流成分及び第２交流成分、第２直
流成分に分離し、 前記第１交流成分と前記第１直流成分との第１成分比、
前記第２交流成分と前記第２直流成分との第２成分比を
各々求め、 前記第１成分比と前記第２成分比との差あるいは和を求
め、 電流あるいは磁場を計測することを特徴とする光ファイ
バ型計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06232794A JP3342768B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 光ファイバ型計測装置及び計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06232794A JP3342768B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 光ファイバ型計測装置及び計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270505A true JPH07270505A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3342768B2 JP3342768B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=13196937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06232794A Expired - Lifetime JP3342768B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 光ファイバ型計測装置及び計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3342768B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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