JPH08254550A - Optical current transformer - Google Patents
Optical current transformerInfo
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- JPH08254550A JPH08254550A JP7056954A JP5695495A JPH08254550A JP H08254550 A JPH08254550 A JP H08254550A JP 7056954 A JP7056954 A JP 7056954A JP 5695495 A JP5695495 A JP 5695495A JP H08254550 A JPH08254550 A JP H08254550A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファラデー効果を利
用して電流を測定する光変流器に係り、長寿命、高安定
性が要求される測定に好適な構造を持つガス絶縁開閉装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical current transformer that measures an electric current by utilizing the optical Faraday effect, and has a gas insulated switchgear having a structure suitable for measurement requiring long life and high stability. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電力系統用の電流測定装置とし
て、光を利用した電力系統用電流測定装置すなわち光変
流器が開発されている。この光変流器は、被測定電流が
流れる導体に近接して鉛ガラスなどのブロックをセンサ
として配置し、このセンサに直線偏光の光を通過させ
て、被測定電流によって生じるファラデー効果の旋光角
を測定するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a current measuring device for a power system, a current measuring device for a power system using light, that is, an optical current transformer has been developed. In this optical current transformer, a block such as lead glass is placed as a sensor close to the conductor through which the current to be measured flows, and linearly polarized light is passed through this sensor to generate the Faraday effect optical rotation angle caused by the current to be measured. Is measured.
【０００３】図４は、従来の技術によるガス絶縁開閉装
置用の光変流器の一例を示している。この図４に示すよ
うに、接地電位とされたタンク１の内部には、高電圧電
流の流れる導体２が配置されている。そして、この導体
２の周囲には、導体２の全周を囲むようにしてブロック
状のセンサ３が配置されている。このセンサ３は鉛ガラ
スなどで形成されており、固定具４によって固定されて
いる。この場合、導体２が高電圧であるため、センサ３
は絶縁筒５によってタンク１から絶縁して取り付けられ
ている。FIG. 4 shows an example of an optical current transformer for a gas insulated switchgear according to the prior art. As shown in FIG. 4, a conductor 2 through which a high-voltage current flows is arranged inside the tank 1 which is set to the ground potential. A block-shaped sensor 3 is arranged around the conductor 2 so as to surround the entire circumference of the conductor 2. The sensor 3 is made of lead glass or the like, and is fixed by a fixture 4. In this case, since the conductor 2 has a high voltage, the sensor 3
Are insulated from the tank 1 by an insulating tube 5.
【０００４】また、このタンク１には、光学系収納箱６
が取り付けられており、結合光学系７、送光用ファイバ
８、および２本の受光用ファイバ９ａ，９ｂが収納され
ている。このうち、結合光学系７は、レンズ、偏光子な
どから構成されており、送光用ファイバ８および受光用
ファイバ９ａ，９ｂをセンサ３と光学的に結合してい
る。また、送光用ファイバ８は、タンク１外に設置され
た光源１１からの測定用の光を、結合光学系７を介して
センサ３に伝送するために使用されている。ここで、光
源１１としては、レーザダイオードまたは発光ダイオー
ドが使用されている。さらに、受光用ファイバ９ａ，９
ｂは、センサ３から出射して結合光学系７で２方向の偏
光成分に分けられた光をそれぞれ入射し、それぞれ図示
していない信号処理装置へ伝送するために使用されてい
る。なお、信号処理装置は、光を検出する検出器および
検出器からの信号を処理する信号処理部などを備えた装
置である。The tank 1 also includes an optical system storage box 6
Is attached, and the coupling optical system 7, the light transmitting fiber 8 and the two light receiving fibers 9a and 9b are housed therein. Of these, the coupling optical system 7 is composed of a lens, a polarizer and the like, and optically couples the light transmitting fiber 8 and the light receiving fibers 9a and 9b to the sensor 3. Further, the light transmitting fiber 8 is used to transmit the measuring light from the light source 11 installed outside the tank 1 to the sensor 3 via the coupling optical system 7. Here, as the light source 11, a laser diode or a light emitting diode is used. Further, the light receiving fibers 9a, 9
b is used to input the lights emitted from the sensor 3 and split into the polarization components in the two directions by the coupling optical system 7, respectively, and to transmit them to a signal processing device (not shown). The signal processing device is a device including a detector that detects light, a signal processing unit that processes a signal from the detector, and the like.
【０００５】以上のような構成を有する図４の光変流器
において、導体２を流れる電流を測定する場合には、次
のような動作が行われる。まず、タンク１外の光源１１
から測定用の光が発せられる。この光は、送光用ファイ
バ８を通って結合光学系７に導かれ、この結合光学系７
でほぼ平行光束の直線偏光ビーム１０ａに変換される。
この直線偏光ビーム１０ａは、空間を伝播してセンサ３
に入射し、このセンサ３の内部で反射を繰り返す形で導
体２の周囲を周回した後、センサ３から出射する。この
ようにセンサ３内を通過する光の偏光面は、導体２を流
れる電流によって誘起されるファラデー効果により、あ
る角度だけ回転する。In the optical current transformer of FIG. 4 having the above-mentioned structure, the following operation is performed when measuring the current flowing through the conductor 2. First, the light source 11 outside the tank 1
Emits light for measurement. This light is guided to the coupling optical system 7 through the light transmitting fiber 8 and the coupling optical system 7
Is converted into a linearly polarized light beam 10a having a substantially parallel light flux.
This linearly polarized beam 10a propagates in space and passes through the sensor 3
Is emitted to the sensor 3 after being circulated around the conductor 2 in such a manner that reflection is repeated inside the sensor 3. In this way, the plane of polarization of the light passing through the sensor 3 rotates by a certain angle due to the Faraday effect induced by the current flowing through the conductor 2.
【０００６】そして、このようにその偏光面が回転した
出射光は、直線偏光ビーム１０ｂとなって空間を伝播し
て再び結合光学系７に入射し、この結合光学系７で２方
向の偏光成分に分けられた後、２つの受光用ファイバ９
ａ，９ｂにそれぞれ入射する。さらに、このように２つ
の受光用ファイバ９ａ，９ｂに入射した光は、図示して
いない信号処理装置の検出器に送られ、電気信号に変換
された後、さらにその信号処理部において信号処理され
る。その結果、導体２を流れる電流値が算出される。な
お、ここで述べている結合光学系７の具体的な構成や作
用については、公知の技術であるため、説明を省略す
る。Then, the emitted light whose polarization plane is rotated in this way becomes a linearly polarized beam 10b, propagates through the space, and is incident on the coupling optical system 7 again. After being divided into two
It is incident on a and 9b, respectively. Further, the light thus entering the two light-receiving fibers 9a and 9b is sent to a detector of a signal processing device (not shown), converted into an electric signal, and further processed in the signal processing unit. It As a result, the value of the current flowing through the conductor 2 is calculated. Since the specific configuration and operation of the coupling optical system 7 described here is a known technique, description thereof will be omitted.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガス絶縁開
閉装置用の光変流器に対しては、一般的に、３０年以上
という長い期間において安定して電流測定を行うことの
できるような、長寿命の安定した性能が求められてい
る。しかしながら、図４に示すような従来の光変流器に
おいては、光源１１の寿命が短いため、３０年というよ
うな長い保証期間を確保することは困難である。すなわ
ち、図４に示す光変流器においては、センサ３に対して
単一モード光を入射するために、送光用ファイバ８とし
ては、シングルモードファイバを使用する必要がある。
このシングルモードファイバにおいては、特に、光結合
部および圧力貫通部において入射光量のロスが大きいた
め、光源１１を構成するレーザダイオードまたは発光ダ
イオードなどの発光素子を高出力で動作させなければな
らない。このような高出力の動作の結果、発光素子の寿
命が短くなる傾向がある。By the way, with respect to an optical current transformer for a gas-insulated switchgear, in general, it is possible to perform stable current measurement for a long period of 30 years or more. Stable performance with long life is required. However, in the conventional optical current transformer as shown in FIG. 4, it is difficult to secure a long warranty period of 30 years because the light source 11 has a short life. That is, in the optical current transformer shown in FIG. 4, it is necessary to use a single mode fiber as the light transmitting fiber 8 in order to make the single mode light incident on the sensor 3.
In this single mode fiber, in particular, since the loss of the amount of incident light is large at the optical coupling portion and the pressure penetrating portion, the light emitting element such as the laser diode or the light emitting diode that constitutes the light source 11 must be operated at a high output. As a result of such a high output operation, the life of the light emitting element tends to be shortened.
【０００８】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
長寿命の安定した性能を有する光変流器を提供すること
である。The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to:
An object of the present invention is to provide an optical current transformer having a long life and stable performance.
【０００９】より具体的に、本発明の第１の目的は、入
射光量のロスを小さくすることにより、光源を高出力で
動作させる必要をなくして、光源の長寿命化を図ること
である。本発明の第２の目的は、センサ部の感度調整を
容易にすることにより、測定電流に合わせて最適な測定
条件を設定し、測定精度を向上することである。本発明
の第３の目的は、光軸ずれの生じ難い安定かつ簡略な結
合光学系を得ることにより、安定した性能を確保すると
ともに、設置作業の容易化と光変流器全体の簡略化を図
ることである。More specifically, a first object of the present invention is to reduce the loss of the amount of incident light, thereby eliminating the need to operate the light source at high output and extending the life of the light source. A second object of the present invention is to facilitate the adjustment of the sensitivity of the sensor unit to set the optimum measurement conditions according to the measurement current and improve the measurement accuracy. A third object of the present invention is to obtain a stable and simple coupling optical system in which optical axis deviation is unlikely to occur, thereby ensuring stable performance, facilitating installation work and simplifying the entire optical current transformer. It is to plan.
【００１０】本発明の第４の目的は、仮に一つの送光用
ファイバが損傷または切断してしまった場合において
も、測定の継続を可能とすることにより、信頼性を向上
することである。本発明の第５の目的は、仮に一つの入
力用光源が故障してしまった場合においても、測定の継
続を可能とすることにより、信頼性を向上することであ
る。本発明の第６の目的は、複数のセンサを使用した場
合に、これらのセンサに対して共通の結合光学系を使用
することにより、結合光学系の数を少なくして、光変流
器全体の構成を簡略化することである。A fourth object of the present invention is to improve reliability by enabling measurement to be continued even if one light transmitting fiber is damaged or cut. A fifth object of the present invention is to improve reliability by enabling measurement to be continued even if one input light source fails. A sixth object of the present invention is to reduce the number of coupling optical systems by using a common coupling optical system for these sensors when a plurality of sensors are used, thereby reducing the entire optical current transformer. Is to simplify the configuration of.
【００１１】本発明の第７の目的は、光学部全体のう
ち、圧力容器を貫通する部分を、外力に対して影響を受
け難くかつ光軸ずれを生じ難くすることにより、安定し
た性能を確保することである。本発明の第８の目的は、
光学部全体のうち、圧力容器を貫通する部分の防圧性能
を向上しかつ光軸合わせと光ファイバ数の変更を容易に
することにより、安定した性能を確保するとともに、設
置作業を容易化し、設計の自由度を向上することであ
る。A seventh object of the present invention is to ensure stable performance by making the portion of the entire optical portion that penetrates the pressure vessel less susceptible to external forces and less likely to cause optical axis deviation. It is to be. An eighth object of the present invention is to
Of the entire optical part, by improving the pressure-proof performance of the part that penetrates the pressure vessel and facilitating optical axis alignment and changing the number of optical fibers, stable performance is secured and installation work is facilitated. It is to improve the degree of freedom in design.
【００１２】本発明の第９の目的は、光源からシングル
モード光を得ることにより、測定精度を向上することで
ある。本発明の第１０の目的は、光源からシングルモー
ド光を得るとともに、光源の光軸ずれを生じ難くしかつ
光源の設置を容易にすることにより、測定精度を向上
し、安定した性能を確保し、さらに、作業性を向上する
ことである。A ninth object of the present invention is to improve the measurement accuracy by obtaining the single mode light from the light source. A tenth object of the present invention is to obtain single-mode light from a light source, to make it difficult for the optical axis of the light source to shift and to easily install the light source, thereby improving measurement accuracy and ensuring stable performance. Furthermore, it is to improve workability.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明の光変流器は、被測定通電導体付近
に配置されたセンサ部、測定用の光を発生してセンサ部
に送る光源、センサ部からの光を検出する検出器、光源
および検出器とセンサ部とを光学的に結合する結合光学
系、および検出器からの信号を処理する信号処理部を備
え、センサ部を通過する光のファラデー効果を利用して
被測定通電導体の電流を測定する光変流器において、光
源を結合光学系に組み込み、この光源に外部から入力光
を入射するように構成したことを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, the optical current transformer of the present invention comprises a sensor portion arranged near a current-carrying conductor to be measured and a sensor for generating light for measurement. A sensor for detecting the light from the sensor unit, a light source, a coupling optical system for optically coupling the light source and the detector to the sensor unit, and a signal processing unit for processing a signal from the detector. In the optical current transformer that measures the current of the current-carrying conductor to be measured using the Faraday effect of the light passing through the light source, the light source was built into the coupling optical system, and the input light was made incident on this light source from the outside. Is characterized by.
【００１４】請求項１記載の光変流器において、まず、
結合光学系は、光源からの光をセンサ部に入力するセン
サ入力部、およびセンサ部からの光を検光する検光部を
有する。また、光源は、外部から入射した光を利用して
測定用の光を発生する発光素子を有し、かつ、結合光学
系の一部として組み込まれる。さらに、この光源に入射
するための入力光を発する入力用光源が設けられる。In the optical current transformer according to claim 1, first,
The coupling optical system has a sensor input unit for inputting light from the light source to the sensor unit and a light detecting unit for detecting light from the sensor unit. Further, the light source has a light emitting element that generates light for measurement by utilizing light incident from the outside, and is incorporated as a part of the coupling optical system. Further, an input light source that emits input light for entering the light source is provided.
【００１５】請求項２記載の光変流器は、請求項１記載
の構成に加えて、さらに次のような構成を有する。すな
わち、請求項２記載の光変流器において、センサ部は光
ファイバで構成される。請求項３記載の光変流器は、請
求項１または請求項２記載の構成に加えて、さらに次の
ような構成を有する。すなわち、請求項３記載の光変流
器において、結合光学系は光ファイバで構成される。The optical current transformer according to claim 2 has the following configuration in addition to the configuration according to claim 1. That is, in the optical current transformer according to the second aspect, the sensor section is composed of an optical fiber. An optical current transformer according to a third aspect has the following configuration in addition to the configuration according to the first or second aspect. That is, in the optical current transformer according to claim 3, the coupling optical system is composed of an optical fiber.
【００１６】請求項４記載の光変流器は、請求項１から
請求項３までのいずれか一つに記載の構成に加えて、さ
らに次のような構成を有する。すなわち、請求項４記載
の光変流器は、入力用光源からの入力光を光源に対して
個別に伝送する複数の送光用ファイバが設けられたこと
を特徴としている。請求項５記載の光変流器は、請求項
４記載の構成に加えて、さらに次のような構成を有す
る。すなわち、請求項５記載の光変流器において、ま
ず、入力用光源は複数設けられる。そして、複数の送光
用ファイバは、複数の入力用光源からの複数の入力光を
光源に対して伝送するように構成される。An optical current transformer according to a fourth aspect has the following configuration in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects. That is, an optical current transformer according to a fourth aspect is characterized in that a plurality of light transmitting fibers for individually transmitting the input light from the input light source to the light source is provided. The optical current transformer according to a fifth aspect has the following configuration in addition to the configuration according to the fourth aspect. That is, in the optical current transformer according to claim 5, first, a plurality of input light sources are provided. The plurality of light transmitting fibers are configured to transmit the plurality of input lights from the plurality of input light sources to the light source.
【００１７】請求項６記載の光変流器は、請求項１から
請求項５までのいずれか一つに記載の構成に加えて、さ
らに次のような構成を有する。すなわち、請求項６記載
の光変流器において、まず、センサ部は複数設けられ、
光源は測定用の複数の光を発生するように構成される。
そして、センサ入力部は、複数設けられ、かつ、光源か
らの複数の光を複数のセンサ部に対して個別に送るよう
に構成される。An optical current transformer according to a sixth aspect has the following configuration in addition to the configuration according to any one of the first to fifth aspects. That is, in the optical current transformer according to claim 6, first, a plurality of sensor units are provided,
The light source is configured to generate a plurality of lights for measurement.
A plurality of sensor input units are provided and configured to individually send a plurality of lights from the light source to the plurality of sensor units.
【００１８】請求項７記載の光変流器は、請求項１から
請求項６までのいずれか一つに記載の構成に加えて、さ
らに次のような構成を有する。すなわち、請求項７記載
の光変流器において、まず、センサ部、検出器、結合光
学系、および入力用光源を含む光学部全体のうち、少な
くともセンサ部を含む第１の部分は圧力容器内に配置さ
れる。また、光学部全体のうち、第１の部分以外の少な
くとも入力用光源および検出器を含む第２の部分は圧力
容器外に配置される。そして、圧力容器を貫通して第１
の部分と第２の部分との間で光を伝送する貫通伝送部が
設けられる。この貫通伝送部は、他の部分に比べて光弾
性定数の大きな光ファイバで構成される。The optical current transformer according to claim 7 has the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 6. That is, in the optical current transformer according to claim 7, first, of the entire optical section including the sensor section, the detector, the coupling optical system, and the input light source, at least the first section including the sensor section is inside the pressure vessel. Is located in. Further, of the entire optical section, at least the second portion including the input light source and the detector other than the first portion is arranged outside the pressure vessel. Then, through the pressure vessel, the first
A through transmission unit that transmits light is provided between the portion and the second portion. The through transmission part is composed of an optical fiber having a larger photoelastic constant than other parts.
【００１９】請求項８記載の光変流器は、請求項１から
請求項６までのいずれか一つに記載の構成に加えて、さ
らに次のような構成を有する。すなわち、請求項８記載
の光変流器において、まず、センサ部、検出器、結合光
学系、および入力用光源を含む光学部全体のうち、少な
くともセンサ部を含む第１の部分は圧力容器内に配置さ
れる。また、光学部全体のうち、第１の部分以外の少な
くとも入力用光源および検出器を含む第２の部分は圧力
容器外に配置される。そして、圧力容器を貫通して第１
の部分と第２の部分との間で光を伝送する貫通伝送部が
設けられる。この貫通伝送部は、圧力容器を貫通する平
板ガラスと、この平板ガラスの両側に互いに対向する形
で配置されたレンズ付きの光ファイバを有する。The optical current transformer according to claim 8 has the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 6. That is, in the optical current transformer according to claim 8, first, of the entire optical section including the sensor section, the detector, the coupling optical system, and the input light source, at least the first section including the sensor section is inside the pressure vessel. Is located in. Further, of the entire optical section, at least the second portion including the input light source and the detector other than the first portion is arranged outside the pressure vessel. Then, through the pressure vessel, the first
A through transmission unit that transmits light is provided between the portion and the second portion. The through transmission part has a flat glass that penetrates the pressure vessel, and lens-equipped optical fibers that are arranged on both sides of the flat glass so as to face each other.
【００２０】請求項９記載の光変流器は、請求項１から
請求項８までのいずれか一つに記載の構成に加えて、さ
らに次のような構成を有する。すなわち、請求項９記載
の光変流器において、発光素子は、入力用光源から入射
した光によって励起されて発光するものである。請求項
１０記載の光変流器は、請求項９記載の構成に加えて、
さらに次のような構成を有する。すなわち、請求項１０
記載の光変流器において、発光素子はＹＡＧ素子であ
る。An optical current transformer according to a ninth aspect has the following configuration in addition to the configuration according to any one of the first to eighth aspects. That is, in the optical current transformer of the ninth aspect, the light emitting element is excited by the light incident from the input light source to emit light. The optical current transformer according to claim 10 is, in addition to the configuration according to claim 9,
Further, it has the following configuration. That is, claim 10
In the described optical current transformer, the light emitting element is a YAG element.
【００２１】請求項１１記載の光変流器は、請求項１か
ら請求項８までのいずれか一つに記載の構成に加えて、
さらに次のような構成を有する。すなわち、請求項１１
記載の光変流器において、発光素子は、入力用光源から
入射した光を増幅するものである。請求項１２記載の光
変流器は、請求項１１記載の構成に加えて、さらに次の
ような構成を有する。すなわち、請求項１２記載の光変
流器において、発光素子はファイバアンプである。The optical current transformer according to claim 11 is, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 8,
Further, it has the following configuration. That is, claim 11
In the described optical current transformer, the light emitting element amplifies the light incident from the input light source. An optical current transformer according to a twelfth aspect has the following configuration in addition to the configuration according to the eleventh aspect. That is, in the optical current transformer according to claim 12, the light emitting element is a fiber amplifier.
【００２２】[0022]
【作用】以上のような構成を有する本発明の光変流器の
作用は次の通りである。すなわち、請求項１記載の発明
によれば、入力用光源から発せられた光を、結合光学系
に組み込まれた光源に入射し、その発光素子を発光させ
ることにより、結合光学系において測定用のシングルモ
ード光を得ることができる。そのため、光源を高出力で
動作させる必要がない。また、結合光学系に光を伝送す
るための送光用ファイバとして、入射光量のロスが小さ
いマルチモードファイバを使用することができるため、
入力用光源についても高出力で動作させる必要はない。The operation of the optical current transformer of the present invention having the above construction is as follows. That is, according to the first aspect of the present invention, the light emitted from the input light source is made incident on the light source incorporated in the coupling optical system, and the light emitting element thereof is caused to emit light, so that the measurement light is measured in the coupling optical system. Single mode light can be obtained. Therefore, it is not necessary to operate the light source at high output. Further, as a light-sending fiber for transmitting light to the coupling optical system, a multimode fiber with a small loss of the amount of incident light can be used,
It is not necessary to operate the input light source at high output.
【００２３】請求項２記載の発明によれば、センサ部を
光ファイバで構成することにより、光ファイバの巻数お
よびヴェルデ定数によってセンサ部の感度を容易に調整
することができる。したがって、被測定通電導体を流れ
る測定電流に合わせて最適な測定条件を設定することが
できる。請求項３記載の発明によれば、結合光学系を光
ファイバで構成することにより、ブロックタイプの複数
の光学素子を組み合わせた場合のように、複数の光学素
子間の光軸合わせを行う必要はなく、光軸ずれの生じ難
い安定かつ簡略な結合光学系を得ることができる。According to the second aspect of the present invention, by configuring the sensor section with an optical fiber, the sensitivity of the sensor section can be easily adjusted by the number of turns of the optical fiber and the Verdet constant. Therefore, optimum measurement conditions can be set according to the measurement current flowing through the current-carrying conductor to be measured. According to the third aspect of the present invention, by configuring the coupling optical system with an optical fiber, it is not necessary to align the optical axes of the plurality of optical elements as in the case of combining a plurality of block type optical elements. In addition, it is possible to obtain a stable and simple coupled optical system in which the optical axis is unlikely to shift.
【００２４】請求項４記載の発明によれば、複数の送光
用ファイバを使用することにより、仮に一つの送光用フ
ァイバが何らかの不都合により損傷または切断してしま
った場合においても、残りの健全な送光用ファイバによ
って入力用光源からの光を継続して光源に伝送できるた
め、測定を継続することができる。請求項５記載の発明
によれば、複数の入力用光源を使用することにより、仮
に一つの入力用光源が何らかの不都合により故障してし
まった場合においても、残りの健全な入力用光源によっ
て入力光を継続して光源に伝送できるため、測定を継続
することができる。According to the fourth aspect of the present invention, by using a plurality of light transmitting fibers, even if one light transmitting fiber is damaged or cut due to some inconvenience, the remaining sound quality is maintained. Since the light from the input light source can be continuously transmitted to the light source by such a light transmitting fiber, the measurement can be continued. According to the invention described in claim 5, by using a plurality of input light sources, even if one input light source fails due to some inconvenience, the remaining sound input light source causes Can be continuously transmitted to the light source, so that the measurement can be continued.
【００２５】請求項６記載の発明によれば、共通の結合
光学系を使用して複数のセンサ部に対して測定用の複数
の光を送ることができる。したがって、複数のセンサ部
を設けた場合に、結合光学系の数をできるだけ少なくす
ることができる。According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to send a plurality of light beams for measurement to a plurality of sensor units by using a common coupling optical system. Therefore, when a plurality of sensor units are provided, the number of coupling optical systems can be reduced as much as possible.
【００２６】請求項７記載の発明によれば、光学部全体
のうち、圧力容器を貫通して光を伝送する貫通伝送部
を、他の部分に比べて光弾性定数の大きな光ファイバで
構成することにより、この部分における強力な接着やか
しめなどの外力による影響を受け難くなる。また、貫通
伝送部を含む光伝送部分の全体を光ファイバとして一体
的に形成できるため、光軸ずれを生じ難くすることがで
きる。According to the seventh aspect of the invention, of the entire optical section, the through transmission section for transmitting light through the pressure vessel is composed of an optical fiber having a larger photoelastic constant than other sections. This makes it less likely to be affected by external force such as strong adhesion or caulking in this portion. Further, since the entire optical transmission part including the through transmission part can be integrally formed as an optical fiber, it is possible to prevent the optical axis deviation from occurring.
【００２７】請求項８記載の発明によれば、光学部全体
のうち、圧力容器を貫通して光を伝送する貫通伝送部
に、平板ガラスを使用することにより、この平板ガラス
を圧力容器に固定することで、この部分の防圧性能を向
上することができる。また、平板ガラスの両側にレンズ
付きの光ファイバを対向配置することにより、光軸合わ
せを容易に行うことができる。さらに、平板ガラスの大
きさを十分に確保することにより、その両側に多数の光
ファイバを自由に配置することができ、光ファイバの数
の変更も容易である。According to the invention described in claim 8, the flat glass is fixed to the pressure container by using the flat glass for the penetrating transmission part for transmitting light through the pressure container in the entire optical part. By doing so, the pressure-proof performance of this portion can be improved. Further, by arranging the optical fibers with lenses on both sides of the flat glass, the optical axes can be easily aligned. Further, by securing a sufficient size of the flat glass, a large number of optical fibers can be freely arranged on both sides of the flat glass, and the number of optical fibers can be easily changed.
【００２８】請求項９および請求項１０記載の発明によ
れば、入力用光源からの入力光によってＹＡＧ素子など
の発光素子を励起させ、高出力のシングルモード光を得
ることができる。請求項１１および請求項１２記載の発
明によれば、入力用光源からの入力光を発光素子によっ
て増幅し、シングルモード光を得ることができる。特
に、請求項１２記載の発明においては、光源としてファ
イバアンプを使用しているため、光源の光軸ずれが生じ
難くなっており、かつ、光源の設置も容易である。According to the ninth and tenth aspects of the invention, a light emitting element such as a YAG element can be excited by the input light from the input light source to obtain high-output single mode light. According to the eleventh and twelfth aspects of the invention, the input light from the input light source can be amplified by the light emitting element to obtain single mode light. In particular, in the invention of claim 12, since the fiber amplifier is used as the light source, the optical axis of the light source is less likely to be displaced, and the light source can be installed easily.
【００２９】[0029]
【実施例】以下には、本発明による光変流器の複数の実
施例について、図１〜図３を参照して具体的に説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plurality of embodiments of the optical current transformer according to the present invention will be specifically described below with reference to FIGS.
【００３０】［１］第１実施例…図１ ［１−１］構成 図１は、本発明による光変流器の第１実施例を示す図で
ある。この図１に示す光変流器は、導体（被測定通電導
体）２側に設けられたセンサ光学部２１と、このセンサ
光学部２１から離れた位置（一般的には、１０ｍ以上離
れた位置）に設けられた信号処理装置２２、およびセン
サ光学部２１と信号処理装置２２の間で光を伝送する伝
送用ファイバ部２３から構成されている。[1] First Embodiment FIG. 1 [1-1] Configuration FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical current transformer according to the present invention. The optical current transformer shown in FIG. 1 includes a sensor optical section 21 provided on the conductor (current-carrying conductor to be measured) 2 side and a position separated from the sensor optical section 21 (generally, a position separated by 10 m or more). ), And a transmission fiber section 23 for transmitting light between the sensor optical section 21 and the signal processing apparatus 22.
【００３１】このうち、センサ光学部２１は、センサ部
３０と結合光学系４０とから構成されており、結合光学
系４０には、光源５０が組み込まれている。また、信号
処理装置２２は、センサ光学部２１からの光信号を検出
して電気信号に変換する２つの検出器２４と、これらの
検出器２４からの電気信号を処理して測定電流値を算出
する信号処理回路（信号処理部）２５、および得られた
測定電流値を出力する出力端子２６を備えており、これ
らの構成に加えてさらに入力用光源１００が組み込まれ
ている。ここで、入力用光源１００としては、レーザダ
イオードまたは発光ダイオードが使用されている。一
方、伝送用ファイバ部２３は、入力用光源１００からの
光を結合光学系４０に伝送する送光用ファイバ２７と、
結合光学系４０からの２つの光を２つの検出器２４にそ
れぞれ伝送する２つの受光用ファイバ２８ａ，２８ｂか
ら構成されている。ここで、送光用ファイバ２７および
受光用ファイバ２８ａ，２８ｂとしては、いずれもマル
チモードファイバが使用されている。Of these, the sensor optical section 21 is composed of a sensor section 30 and a coupling optical system 40, and a light source 50 is incorporated in the coupling optical system 40. In addition, the signal processing device 22 processes the electric signals from the two detectors 24 that detect the optical signal from the sensor optical unit 21 and converts them into electric signals, and calculates the measured current value. It is provided with a signal processing circuit (signal processing unit) 25 for outputting, and an output terminal 26 for outputting the obtained measured current value. In addition to these configurations, the input light source 100 is further incorporated. Here, as the input light source 100, a laser diode or a light emitting diode is used. On the other hand, the transmission fiber section 23 includes a light transmission fiber 27 that transmits the light from the input light source 100 to the coupling optical system 40,
It is composed of two receiving fibers 28a and 28b for transmitting two lights from the coupling optical system 40 to the two detectors 24, respectively. Here, as the light transmitting fiber 27 and the light receiving fibers 28a and 28b, multimode fibers are used.
【００３２】以下には、センサ光学部２１の構成の詳細
を説明する。まず、センサ部３０は、光ファイバによっ
て構成されており、被測定通電導体となる導体２の周囲
にｎ回巻き付けられている。このセンサ部３０の一端に
は、光を反射する反射端３１が設けられている。The configuration of the sensor optical section 21 will be described in detail below. First, the sensor unit 30 is composed of an optical fiber, and is wound n times around the conductor 2 serving as the current-carrying conductor to be measured. A reflection end 31 that reflects light is provided at one end of the sensor unit 30.
【００３３】次に、結合光学系４０は、４つのレンズ４
１ａ〜４１ｄ、偏光子４２、２つのビームスプリッタ４
３ａ，４３ｂ、２つの検光子４４ａ，４４ｂを備えてお
り、これらの光学素子と前述した光源５０とを組み合わ
せて構成されている。このうち、レンズ４１ａ、光源５
０、偏光子４２、ビームスプリッタ４３ａ、およびレン
ズ４１ｂは、この順序で送光用ファイバ２７からの光の
光軸上に配置されており、レンズ４１ｂからの光をセン
サ部３０に入力するように構成されている。この場合、
偏光子４２、ビームスプリッタ４３ａ、およびレンズ４
１ｂは、光源５０からの光をセンサ部３０に入力するセ
ンサ入力部に相当する。Next, the coupling optical system 40 includes the four lenses 4
1a to 41d, a polarizer 42, two beam splitters 4
3a, 43b and two analyzers 44a, 44b are provided, and these optical elements and the above-mentioned light source 50 are combined. Of these, the lens 41a and the light source 5
0, the polarizer 42, the beam splitter 43a, and the lens 41b are arranged in this order on the optical axis of the light from the light transmitting fiber 27 so that the light from the lens 41b is input to the sensor unit 30. It is configured. in this case,
Polarizer 42, beam splitter 43a, and lens 4
1b corresponds to a sensor input unit that inputs light from the light source 50 to the sensor unit 30.
【００３４】また、一方のビームスプリッタ４３ａから
の反射光の光軸上には、他方のビームスプリッタ４３ｂ
が配置されている。このビームスプリッタ４３ｂの反射
光の光軸上には、検光子（検光部）４４ａおよびレンズ
４１ｃがこの順序で配置され、透過光の光軸上には、検
光子（検光部）４４ｂおよびレンズ４１ｄがこの順序で
配置されており、これらのレンズ４１ｃ，４１ｄからの
光を、２つの受光用ファイバ２８ａ，２８ｂにそれぞれ
入射するように構成されている。On the optical axis of the reflected light from one beam splitter 43a, the other beam splitter 43b is provided.
Is arranged. An analyzer (analysis unit) 44a and a lens 41c are arranged in this order on the optical axis of the reflected light of the beam splitter 43b, and an analyzer (analysis unit) 44b and an lens 44c are arranged on the optical axis of the transmitted light. The lenses 41d are arranged in this order, and the light from these lenses 41c and 41d is configured to enter the two light receiving fibers 28a and 28b, respectively.
【００３５】最後に、光源５０は、ＹＡＧ素子５１とそ
の入射面に蒸着された蒸着膜５２、およびミラー５３を
備えており、送光用ファイバ２７からの光によって励起
され、レーザ発振するように構成されている。ここで、
蒸着膜５２は、励起光を透過し、ＹＡＧ発振波長を反射
する特徴を有する。Finally, the light source 50 is equipped with a YAG element 51, a vapor deposition film 52 vapor-deposited on the incident surface thereof, and a mirror 53, and is excited by the light from the light transmitting fiber 27 so as to oscillate a laser. It is configured. here,
The vapor deposition film 52 is characterized by transmitting excitation light and reflecting the YAG oscillation wavelength.
【００３６】［１−２］電流測定動作 以上のような構成を有する本実施例の光変流器におい
て、導体２を流れる電流を測定する場合には、次のよう
な動作が行われる。まず、信号処理装置２２に組み込ま
れた入力用光源１００から光源５０に入射するための入
力光が発せられる。この光は、マルチモードファイバに
よって構成された送光用ファイバ２７を通ってセンサ光
学部２１の結合光学系４０に導かれ、レンズ４１ａを介
して、光源５０に入射する。光源５０に入射した光は、
蒸着膜５２を介してＹＡＧ素子５１に入射し、このＹＡ
Ｇ素子５１を励起する。励起されたＹＡＧ素子５１は、
ミラー５３と蒸着膜５２間でレーザ発振し、このレーザ
光が測定用の光として光源５０から出射する。[1-2] Current Measuring Operation In the optical current transformer of the present embodiment having the above-mentioned structure, the following operation is performed when measuring the current flowing through the conductor 2. First, input light for entering the light source 50 is emitted from the input light source 100 incorporated in the signal processing device 22. This light is guided to the coupling optical system 40 of the sensor optical unit 21 through the light transmitting fiber 27 formed of a multimode fiber, and enters the light source 50 via the lens 41a. The light incident on the light source 50 is
It is incident on the YAG element 51 through the vapor deposition film 52, and this YA
The G element 51 is excited. The excited YAG element 51 is
Laser oscillation is generated between the mirror 53 and the vapor deposition film 52, and this laser light is emitted from the light source 50 as light for measurement.
【００３７】光源５０から出射した光は、偏光子４２で
直線偏光ビームに変換される。この直線偏光ビームは、
ビームスプリッタ４３ａを透過し、空間を伝播した後、
レンズ４１ｂを介して光ファイバからなるセンサ部３０
の一端から入射する。センサ部３０に入射した光は、こ
のセンサ部３０内を入射端から反射端３１側に向かって
通過してこの反射端３１で反射した後、センサ部３０を
反対方向に戻って入射側の端部から出射する。このよう
にセンサ部３０内を通過する光の偏光面は、導体２を流
れる電流によって誘起されるファラデー効果により、あ
る角度だけ回転する。The light emitted from the light source 50 is converted into a linearly polarized beam by the polarizer 42. This linearly polarized beam
After passing through the beam splitter 43a and propagating in the space,
Sensor unit 30 formed of an optical fiber via the lens 41b
Is incident from one end of. The light incident on the sensor unit 30 passes through the inside of the sensor unit 30 from the incident end toward the reflection end 31 side, is reflected by the reflection end 31, and then returns to the sensor unit 30 in the opposite direction to the end on the incidence side. Exit from the section. As described above, the plane of polarization of the light passing through the inside of the sensor unit 30 rotates by a certain angle due to the Faraday effect induced by the current flowing through the conductor 2.
【００３８】そして、このようにその偏光面が回転した
出射光は、再び結合光学系４０に戻され、一方のビーム
スプリッタ４３ａで反射した後、他方のビームスプリッ
タ４３ｂによって２方向の偏光成分に分割される。この
２方向の光は、２つの検光子４４ａ，４４ｂによってそ
れぞれ検光された後、２つのレンズ４１ｃ，４１ｄでそ
れぞれ集光され、伝送用ファイバ部２３の２つの受光用
ファイバ２８ａ，２８ｂにそれぞれ入射する。Then, the emitted light whose polarization plane is rotated in this way is returned to the coupling optical system 40 again, reflected by one beam splitter 43a, and then split into two-direction polarized components by the other beam splitter 43b. To be done. The light in the two directions is detected by the two analyzers 44a and 44b, respectively, and then collected by the two lenses 41c and 41d, and respectively reflected by the two light receiving fibers 28a and 28b of the transmission fiber portion 23. Incident.
【００３９】さらに、このように２つの受光用ファイバ
２８ａ，２８ｂにそれぞれ入射した２つの光は、信号処
理装置２２の２つの検出器２４にそれぞれ送られ、電気
信号に変換された後、信号処理回路２５によって信号処
理される。その結果、導体２を流れる電流値が算出され
る。この電流値は、出力端子２６によって外部に出力さ
れる。Further, the two lights thus respectively incident on the two light receiving fibers 28a and 28b are respectively sent to the two detectors 24 of the signal processing device 22, converted into electric signals, and then subjected to signal processing. The signal is processed by the circuit 25. As a result, the value of the current flowing through the conductor 2 is calculated. This current value is output to the outside by the output terminal 26.
【００４０】［１−３］作用と効果 上記のような構成を有し、電流測定動作を行う本実施例
の光変流器においては、次のような作用と効果が得られ
る。[1-3] Operation and Effect The optical current transformer of the present embodiment having the above-mentioned structure and performing the current measuring operation has the following operation and effect.
【００４１】まず、本実施例においては、測定用の光を
発生する光源５０を、結合光学系４０に組み込んでいる
ため、この光源５０を発光させることによって結合光学
系４０の内部でシングルモード光を得ることができる。
この場合、光源５０は、伝送用ファイバ部２３を介して
光を送る必要がないため、この光源５０を高出力で動作
させる必要はない。また、結合光学系４０に光を伝送す
るための送光用ファイバ２７として、従来のようにシン
グルモードファイバを使用する必要がなく、マルチモー
ドファイバを使用することができる。このマルチモード
ファイバは、シングルモードファイバに比べて、入射光
量のロスが格段に小さいため、入力用光源１００につい
ても高出力で動作させる必要がない。したがって、高出
力で動作させていた従来（図４）の光源１１に比べて、
光源５０および入力用光源１００を長寿命化することが
でき、それによって光変流器全体を長寿命化することが
できる。First, in this embodiment, since the light source 50 for generating the measuring light is incorporated in the coupling optical system 40, the light source 50 is caused to emit light so that the single mode light is generated inside the coupling optical system 40. Can be obtained.
In this case, since the light source 50 does not need to send light through the transmission fiber section 23, it is not necessary to operate the light source 50 at high output. Further, as the light transmitting fiber 27 for transmitting light to the coupling optical system 40, it is not necessary to use a single mode fiber as in the conventional case, but a multimode fiber can be used. Since the loss of the incident light amount of this multimode fiber is much smaller than that of the single mode fiber, it is not necessary to operate the input light source 100 at high output. Therefore, compared to the conventional (FIG. 4) light source 11 that is operated at a high output,
The light source 50 and the input light source 100 can have a long life, and thus the entire optical current transformer can have a long life.
【００４２】一方、本実施例においては、センサ部３０
を光ファイバで構成しているため、センサ部の感度を容
易に調整することができるという作用も得られる。すな
わち、鉛ガラスなどのブロックをセンサ３として使用し
ていた従来（図４）においては、一旦作成したセンサの
感度を調整することは困難であるが、本実施例において
は、センサ部３０を光ファイバで構成しているため、光
ファイバの巻数およびヴェルデ定数によってセンサ部の
感度を容易に調整することができる。したがって、導体
２を流れる測定電流に合わせて最適な測定条件を設定す
ることができ、光変流器の測定精度を向上することがで
きる。On the other hand, in this embodiment, the sensor unit 30
Since it is composed of an optical fiber, it is possible to easily adjust the sensitivity of the sensor section. That is, it is difficult to adjust the sensitivity of the sensor once created in the conventional case (FIG. 4) in which a block of lead glass or the like is used as the sensor 3, but in the present embodiment, the sensor unit 30 is used as an optical sensor. Since it is made of fiber, the sensitivity of the sensor unit can be easily adjusted by the number of turns of the optical fiber and the Verdet constant. Therefore, the optimum measurement condition can be set according to the measurement current flowing through the conductor 2, and the measurement accuracy of the optical current transformer can be improved.
【００４３】さらに、本実施例においては、入力用光源
１００からの入力光によってＹＡＧ素子５１を励起させ
てレーザ発振させることにより、高出力のシングルモー
ド光であるレーザ光を得ることができる。そして、この
ような高出力のシングルモード光を測定用の光として使
用することにより、光変流器の測定精度をより向上する
ことができる。Further, in the present embodiment, the YAG element 51 is excited by the input light from the input light source 100 to cause laser oscillation, and thus high-output single-mode laser light can be obtained. Then, by using such high output single mode light as the light for measurement, the measurement accuracy of the optical current transformer can be further improved.
【００４４】［２］第２実施例…図２ ［２−１］構成 図２は、本発明による光変流器の第２実施例を示してお
り、（Ａ）は光変流器全体を示す図、（Ｂ）は伝送用フ
ァイバ部の貫通伝送部を示す図である。この図２に示す
光変流器は、まず、結合光学系として、光ファイバによ
って構成した結合光学系６０を使用し、この結合光学系
６０に組み込む光源７０として、光ファイバによって構
成したファイバアンプを使用している。そして、この光
源７０を含む結合光学系６０からセンサ部３０までのセ
ンサ光学部２１全体をファイバ化し、さらに伝送用ファ
イバ部２３までを一体的にオールファイバ化している。[2] Second Embodiment ... FIG. 2 [2-1] Configuration FIG. 2 shows a second embodiment of the optical current transformer according to the present invention. (A) shows the entire optical current transformer. FIG. 1B is a diagram showing a through transmission part of the transmission fiber part. The optical current transformer shown in FIG. 2 uses a coupling optical system 60 composed of an optical fiber as a coupling optical system, and a fiber amplifier composed of an optical fiber is used as a light source 70 incorporated in the coupling optical system 60. I'm using it. The entire sensor optical section 21 from the coupling optical system 60 including the light source 70 to the sensor section 30 is made into a fiber, and further, the transmission fiber section 23 is made into an all-fiber integrally.
【００４５】すなわち、図２の（Ａ）に示すように、本
実施例において、結合光学系６０は、ファイバ偏光子６
２、２つのファイバカプラ６３ａ，６３ｂ、ファイバ偏
光子からなる２つのファイバ型検光子６４ａ，６４ｂを
備えており、これらのファイバ素子と光源７０とを組み
合わせて構成されている。ここで、光源７０は、エルビ
ウムドープファイバからなり、送光用ファイバ２７から
の光を増幅するように構成されている。That is, as shown in FIG. 2A, in the present embodiment, the coupling optical system 60 includes the fiber polarizer 6
Two fiber couplers 63a and 63b and two fiber type analyzers 64a and 64b composed of fiber polarizers are provided, and these fiber elements and the light source 70 are combined. Here, the light source 70 is made of an erbium-doped fiber and is configured to amplify the light from the light transmitting fiber 27.
【００４６】また、本実施例において、センサ部３０と
結合光学系６０を含むセンサ光学部２１と、検出器２
４、入力用光源１００、および伝送用ファイバ部２３を
含む光学部全体のうち、センサ光学部２１は圧力容器で
あるタンク１内に配置され、信号処理装置２２内の検出
器２４、入力用光源１００については、タンク１外に配
置されている。したがって、これらの間で光を伝送する
伝送用ファイバ部２３は、圧力容器であるタンク１を貫
通して光を伝送する貫通伝送部８０を有する。本実施例
において、この貫通伝送部８０は、図２の（Ｂ）に示す
ように構成されている。Further, in this embodiment, the sensor unit 30 and the sensor optical unit 21 including the coupling optical system 60, and the detector 2 are used.
4, of the entire optical section including the input light source 100 and the transmission fiber section 23, the sensor optical section 21 is arranged in the tank 1 which is a pressure container, and the detector 24 in the signal processing device 22 and the input light source are arranged. 100 is arranged outside the tank 1. Therefore, the transmission fiber portion 23 that transmits light between them has the through transmission portion 80 that penetrates the tank 1 that is the pressure container and transmits light. In the present embodiment, this feedthrough transmission section 80 is configured as shown in FIG.
【００４７】すなわち、図２の（Ｂ）に示すように、伝
送用ファイバ部２３のうち、圧力容器であるタンク１を
貫通して光を伝送する貫通伝送部８０は、他の部分の光
ファイバ８１に比べて、鉛ファイバなどの光弾性定数の
大きな光ファイバ８２で構成されている。そして、この
貫通伝送部８０の光ファイバ８２は、タンク１の貫通内
面に対して接着またはかしめなどによって固定されてい
る。図中１ａは、このような光ファイバ８２の固定部分
を示している。なお、その他の部分については、前述し
た第１実施例と同様に構成されている。That is, as shown in FIG. 2B, the penetration transmission part 80 of the transmission fiber part 23, which transmits the light through the tank 1 which is the pressure vessel, is the optical fiber of the other part. The optical fiber 82 has a larger photoelastic constant such as a lead fiber than the optical fiber 81. The optical fiber 82 of the through transmission unit 80 is fixed to the inner surface of the through hole of the tank 1 by adhesion or caulking. In the figure, 1a shows a fixed portion of such an optical fiber 82. The other parts are configured in the same manner as in the first embodiment described above.
【００４８】［２−２］電流測定動作 以上のような構成を有する本実施例の光変流器におい
て、導体２を流れる電流を測定する場合には、次のよう
な動作が行われる。まず、信号処理装置２２に組み込ま
れた入力用光源１００からの光は、送光用ファイバ２７
を通ってセンサ光学部２１の結合光学系６０に導かれ、
光源７０に入射する。光源７０に入射した光は、この光
源７０で増幅され、測定用の光として光源７０から出射
する。[2-2] Current Measuring Operation In the optical current transformer of the present embodiment having the above-mentioned structure, when measuring the current flowing through the conductor 2, the following operation is performed. First, the light from the input light source 100 incorporated in the signal processing device 22 is transmitted through the light transmitting fiber 27.
Is guided to the coupling optical system 60 of the sensor optical section 21 through
It is incident on the light source 70. The light that has entered the light source 70 is amplified by this light source 70 and emitted from the light source 70 as measurement light.
【００４９】光源７０から出射した光は、ファイバ偏光
子６２で直線偏光ビームに変換される。この直線偏光ビ
ームは、ファイバカプラ６３ａを通過した後、センサ部
３０に入射し、その偏光面がファラデー効果によって導
体２を流れる電流に応じた角度だけ回転した後、センサ
部３０から出射する。そして、このようにその偏光面が
回転した光は、結合光学系６０に戻され、一方のファイ
バカプラ６３ａから他方のファイバカプラ６３ｂに導か
れ、このファイバカプラ６３ｂによって２方向の偏光成
分に分割される。この２方向の光は、２つのファイバ型
検光子６４ａ，６４ｂによって検光された後、受光用フ
ァイバ２８ａ，２８ｂにそれぞれ入射する。なお、この
後の信号処理装置２５における動作については、前述し
た第１実施例と同様である。The light emitted from the light source 70 is converted into a linearly polarized beam by the fiber polarizer 62. This linearly polarized beam passes through the fiber coupler 63a, then enters the sensor unit 30, and its polarization plane is rotated by an angle corresponding to the current flowing through the conductor 2 due to the Faraday effect, and then exits from the sensor unit 30. Then, the light whose polarization plane is rotated in this way is returned to the coupling optical system 60, guided from one fiber coupler 63a to the other fiber coupler 63b, and is split into polarization components in two directions by this fiber coupler 63b. It The light in the two directions is detected by the two fiber type analyzers 64a and 64b, and then enters the light receiving fibers 28a and 28b, respectively. The subsequent operation of the signal processing device 25 is similar to that of the first embodiment described above.
【００５０】［２−３］作用と効果 上記のような構成を有し、電流測定動作を行う本実施例
の光変流器においては、次のような作用と効果が得られ
る。[2-3] Operation and Effect The optical current transformer of the present embodiment having the above-mentioned structure and performing the current measurement operation has the following operation and effect.
【００５１】まず、前述した第１実施例と同様に、測定
用の光を発生する光源７０を、結合光学系６０に組み込
んでいるため、結合光学系６０の内部でシングルモード
光を得ることができ、光源７０を高出力で動作させる必
要はない。また、送光用ファイバ２７としてもマルチモ
ードファイバを使用することができるため、入力用光源
１００についても高出力で動作させる必要がない。した
がって、第１実施例と同様に、光源７０および入力用光
源１００を長寿命化することができ、それによって光変
流器全体を長寿命化することができる。First, as in the first embodiment described above, since the light source 70 for generating the light for measurement is incorporated in the coupling optical system 60, single mode light can be obtained inside the coupling optical system 60. Yes, it is not necessary to operate the light source 70 at high power. Further, since the multimode fiber can be used as the light transmitting fiber 27, it is not necessary to operate the input light source 100 at high output. Therefore, similarly to the first embodiment, the light source 70 and the input light source 100 can have a long life, and thus the entire optical current transformer can have a long life.
【００５２】一方、本実施例においては、第１実施例と
同様に、センサ部３０を光ファイバで構成しているた
め、センサ部の感度を容易に調整して最適な測定条件を
設定することができ、光変流器の測定精度を向上するこ
とができる。特に、本実施例においては、光源７０を組
み込んだ結合光学系６０とセンサ部３０を含むセンサ光
学部２１全体の構成をオールファイバ化しているため、
ブロックタイプの複数の光学素子を組み合わせた場合の
ように、複数の光学素子間の光軸合わせを行う必要がな
くなっている。したがって、光軸ずれの生じ難い安定し
たセンサ光学部２１を実現することができる。また、構
成が簡略であるため、タンク１内への設置作業が容易で
あるという効果も得られる。これに関連して、このセン
サ光学部２１から伝送用ファイバ部２３に至るまでの構
成を一体的にオールファイバ化しているため、光変流器
全体の構成を簡略化することができるという効果も得ら
れる。On the other hand, in the present embodiment, as in the first embodiment, since the sensor section 30 is made of an optical fiber, the sensitivity of the sensor section can be easily adjusted to set the optimum measurement conditions. Therefore, the measurement accuracy of the optical current transformer can be improved. In particular, in the present embodiment, since the entire configuration of the sensor optical unit 21 including the coupling optical system 60 incorporating the light source 70 and the sensor unit 30 is made into all fibers,
There is no need to align the optical axes of the plurality of optical elements as in the case of combining a plurality of block type optical elements. Therefore, it is possible to realize the stable sensor optical unit 21 in which the optical axis shift is unlikely to occur. Further, since the structure is simple, there is an effect that the installation work in the tank 1 is easy. In connection with this, since the configuration from the sensor optical unit 21 to the transmission fiber unit 23 is integrated into an all-fiber, there is an effect that the configuration of the entire optical current transformer can be simplified. can get.
【００５３】さらに、本実施例においては、伝送用ファ
イバ部２３を構成する光ファイバのうち、圧力容器であ
るタンク１を貫通して光を伝送する貫通伝送部８０を、
他の部分の光ファイバ８１に比べて、光弾性定数の大き
な光ファイバ８２で構成しているため、この貫通伝送部
８０における接着またはかしめなどの外力に対して光フ
ァイバ８２が影響を受け難くなっている。また、この貫
通伝送部８０を含む伝送用ファイバ部２３の全体を光フ
ァイバとして一体的に形成できるため、光軸ずれを生じ
難くすることができる。そして、このように、外力に対
して影響を受け難くかつ光軸ずれを生じ難くすることが
できるため、安定した性能を確保することができる。Further, in the present embodiment, among the optical fibers forming the transmission fiber portion 23, the through transmission portion 80 which transmits light through the tank 1 which is the pressure vessel,
Since the optical fiber 82 has a larger photoelastic constant than the optical fibers 81 in the other parts, the optical fiber 82 is less likely to be affected by an external force such as adhesion or caulking in the through transmission unit 80. ing. Further, since the entire transmission fiber portion 23 including the through transmission portion 80 can be integrally formed as an optical fiber, it is possible to prevent the optical axis deviation from occurring. In this way, since it is possible to make it difficult to be affected by the external force and not to cause the optical axis shift, it is possible to secure stable performance.
【００５４】［３］第３実施例…図３ ［３−１］構成 図３は、本発明による光変流器の第３実施例を示してお
り、（Ａ）は光変流器全体を示す図、（Ｂ）は伝送用フ
ァイバ部の貫通伝送部を示す図である。この図３に示す
光変流器は、前述した第１実施例の変形例であり、特
に、２つのセンサ部３０ａ，３０ｂに共通の結合光学系
４０Ｃを使用して、２つのセンサ部３０ａ，３０ｂに対
してそれぞれ測定用の光を送るように構成している。そ
して、この結合光学系４０Ｃの構成に対応して、４つの
受光用ファイバ２８ａ〜２８ｄと４つの検出器２４を使
用するとともに、３つの入力用光源１００ａ〜１００ｃ
と３つの送光用ファイバ２７ａ〜２７ｃを使用して、３
つの入力光を結合光学系４０Ｃに送るように構成したも
のである。以下には、センサ光学部２１の特徴について
説明する。[3] Third Embodiment ... FIG. 3 [3-1] Configuration FIG. 3 shows a third embodiment of the optical current transformer according to the present invention. (A) shows the entire optical current transformer. FIG. 1B is a diagram showing a through transmission part of the transmission fiber part. The optical current transformer shown in FIG. 3 is a modified example of the above-described first embodiment, and particularly, by using a coupling optical system 40C common to the two sensor units 30a and 30b, the two sensor units 30a, 30b is configured to send measurement light to each. Then, corresponding to the configuration of the coupling optical system 40C, four light receiving fibers 28a to 28d and four detectors 24 are used, and three input light sources 100a to 100c are used.
And three light-transmitting fibers 27a to 27c are used,
The two input lights are sent to the coupling optical system 40C. The features of the sensor optical unit 21 will be described below.
【００５５】まず、２つのセンサ部３０ａ，３０ｂはい
ずれも光ファイバによって構成されている。このうち、
一方のセンサ部３０ａは、導体２の周囲にｎ1 回巻き付
けられており、その一端には、光を反射する反射端３１
ａが設けられている。また、他方のセンサ３０ｂは、導
体２の周囲に、ｎ2 （ｎ2 はｎ1 と異なる）回巻き付け
られており、その一端には、光を反射する反射端３１ｂ
が設けられている。First, each of the two sensor portions 30a and 30b is made of an optical fiber. this house,
One sensor portion 30a is wound around the conductor 2 n 1 times, and one end thereof has a reflection end 31 for reflecting light.
a is provided. The other sensor 30b is wound around the conductor 2 by n 2 (n 2 is different from n 1 ) turns, and one end thereof has a reflection end 31b that reflects light.
Is provided.
【００５６】次に、結合光学系４０Ｃは、７つのレンズ
４１ａ〜４１ｇ、２つの偏光子４２ａ，４２ｂ、２つの
ビームスプリッタ４３ａ，４３ｂ、４つの検光子４４ａ
〜４４ｄ、および光源５０を備えており、光源５０とビ
ームスプリッタ４３ａ，４３ｂ以外については、前述し
た実施例に比べて、３つのレンズ４１ｅ〜４１ｇが増設
され、偏光子と検光子の数がそれぞれ倍になっている。
なお、光源５０の出射側には、光源５０の出射光を２つ
の光路に分けてそれぞれ２つの偏光子４２ａ，４２ｂに
送るためのマスク４５が設けられている。Next, the coupling optical system 40C has seven lenses 41a to 41g, two polarizers 42a and 42b, two beam splitters 43a and 43b, and four analyzers 44a.
˜44d and a light source 50, except for the light source 50 and the beam splitters 43a, 43b, three lenses 41e to 41g are added and the numbers of polarizers and analyzers are increased. Is doubled.
A mask 45 is provided on the emission side of the light source 50 for dividing the emitted light of the light source 50 into two optical paths and sending the light to the two polarizers 42a and 42b.
【００５７】また、本実施例においては、前述した第２
実施例と同様に、伝送用ファイバ部２３は、圧力容器で
あるタンク１を貫通して光を伝送する貫通伝送部８０を
有する。本実施例において、この貫通伝送部８０は、図
３の（Ｂ）に示すように構成されている。すなわち、図
３の（Ｂ）に示すように、伝送用ファイバ部２３のう
ち、圧力容器であるタンク１を貫通して光を伝送する貫
通伝送部８０は、平板ガラス８３と、この平板ガラス８
３の両側に互いに対向する形で配置されたコリメートレ
ンズ８４付きの光ファイバ８１によって構成されてい
る。そして、平板ガラス８３は、タンク１の貫通内面に
対して固定部材１ｂなどによって固定されており、パッ
キン１ｃなどによってタンク１との間の密封が確保され
ている。なお、その他の部分については、前述した第１
実施例と同様に構成されている。Further, in the present embodiment, the above-mentioned second
Similar to the embodiment, the transmission fiber section 23 has a through transmission section 80 that transmits light through the tank 1 which is a pressure vessel. In this embodiment, the through transmission unit 80 is configured as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3B, the penetration transmission part 80 of the transmission fiber part 23, which penetrates the tank 1 which is the pressure container and transmits the light, is the flat glass 83 and the flat glass 8.
The optical fibers 81 with the collimating lenses 84 are arranged on both sides of the optical fiber 3 so as to face each other. The flat glass 83 is fixed to the inner surface of the tank 1 through the fixing member 1b or the like, and the packing 1c or the like ensures the sealing with the tank 1. Regarding the other parts, the above-mentioned first
The configuration is similar to that of the embodiment.
【００５８】［３−２］電流測定動作 以上のような構成を有する本実施例の光変流器におい
て、導体２を流れる電流を測定する場合には、次のよう
な動作が行われる。まず、信号処理装置２２に組み込ま
れた３つの入力用光源１００ａ〜１００ｃからの３つの
光は、個別の送光用ファイバ２７ａ〜２７ｃをそれぞれ
通ってセンサ光学部２１の結合光学系４０Ｃに導かれ、
光源５０に入射する。光源５０に入射した光によって、
この光源５０のＹＡＧ素子５１がレーザ発振し、このレ
ーザ光が測定用の光として光源５０から出射する。[3-2] Current Measuring Operation In the optical current transformer of the present embodiment having the above-mentioned structure, when measuring the current flowing through the conductor 2, the following operation is performed. First, the three lights from the three input light sources 100a to 100c incorporated in the signal processing device 22 are guided to the coupling optical system 40C of the sensor optical unit 21 through the individual light transmitting fibers 27a to 27c, respectively. ,
It is incident on the light source 50. By the light incident on the light source 50,
The YAG element 51 of the light source 50 oscillates laser light, and the laser light is emitted from the light source 50 as measurement light.
【００５９】光源５０から出射した光は、マスク４５に
よって２つの光路に分けられ、２つの偏光子４２ａ，４
２ｂでそれぞれ直線偏光ビームに変換される。この２つ
の直線偏光ビームは、ともにビームスプリッタ４３ａを
透過し、空間を伝播した後、個別のレンズ４１ｂ，４１
ｅを介して２つのセンサ部３０ａ，３０ｂにそれぞれ入
射する。このように２つのセンサ部３０ａ，３０ｂに入
射した２つの光は、各センサ部３０ａ，３０ｂ内を通過
し、その偏光面がファラデー効果によって導体２を流れ
る電流に応じた角度だけ回転した後、各センサ部３０
ａ，３０ｂから出射する。The light emitted from the light source 50 is divided into two optical paths by the mask 45, and the two polarizers 42a, 4a
In 2b, each is converted into a linearly polarized beam. The two linearly polarized beams both pass through the beam splitter 43a, propagate through the space, and then the individual lenses 41b and 41b.
The light enters the two sensor units 30a and 30b via e. In this way, the two lights incident on the two sensor units 30a and 30b pass through the respective sensor units 30a and 30b, and their polarization planes rotate by an angle corresponding to the current flowing through the conductor 2 due to the Faraday effect. Each sensor unit 30
It is emitted from a and 30b.
【００６０】そして、このようにその偏光面が回転した
２つの光は、再び結合光学系４０Ｃに戻され、同じビー
ムスプリッタ４３ａで反射した後、他方のビームスプリ
ッタ４３ｂによってそれぞれ２方向の偏光成分に分割さ
れる。そして、一方のセンサ部３０ａからの２方向の光
は、２つの検光子４４ａ，４４ｂによってそれぞれ検光
された後、２つのレンズ４１ｃ，４１ｄでそれぞれ集光
され、伝送用ファイバ部２３の２つの受光用ファイバ２
８ａ，２８ｂにそれぞれ入射する。また、他方のセンサ
部３０ｂからの２方向の光は、２つの検光子４４ｃ，４
４ｄによってそれぞれ検光された後、２つのレンズ４１
ｆ，４１ｇでそれぞれ集光され、伝送用ファイバ部２３
の２つの受光用ファイバ２８ｃ，２８ｄにそれぞれ入射
する。The two lights whose polarization planes are rotated in this way are returned to the coupling optical system 40C again, reflected by the same beam splitter 43a, and then converted into two-direction polarization components by the other beam splitter 43b. Will be divided. The light in two directions from the one sensor unit 30a is detected by the two analyzers 44a and 44b, respectively, and then collected by the two lenses 41c and 41d, respectively. Fiber for light reception 2
It is incident on 8a and 28b, respectively. In addition, the light in the two directions from the other sensor unit 30b receives the two analyzers 44c and 4c.
After being analyzed by 4d respectively, two lenses 41
f and 41g are respectively condensed, and the transmission fiber part 23
Of the two light-receiving fibers 28c and 28d.
【００６１】さらに、このように、４つの受光用ファイ
バ２８ａ〜２８ｄにそれぞれ入射した４つの光は、信号
処理装置２２の４つの検出器２４にそれぞれ送られ、電
気信号に変換された後、信号処理回路２５によって信号
処理される。その結果、導体２を流れる電流値が算出さ
れる。この電流値は、出力端子２６によって外部に出力
される。Further, in this way, the four lights respectively incident on the four light receiving fibers 28a to 28d are respectively sent to the four detectors 24 of the signal processing device 22, converted into electric signals, and then converted into signal signals. The signal is processed by the processing circuit 25. As a result, the value of the current flowing through the conductor 2 is calculated. This current value is output to the outside by the output terminal 26.
【００６２】［３−３］作用と効果 上記のような構成を有し、電流測定動作を行う本実施例
の光変流器においては、前述した第１実施例と同様の作
用と効果が得られることに加えて、さらに、次のような
作用と効果が得られる。[3-3] Operation and Effect In the optical current transformer of the present embodiment having the above-mentioned configuration and performing the current measuring operation, the same operation and effect as those of the first embodiment described above can be obtained. In addition to being provided, the following actions and effects are further obtained.
【００６３】まず、本実施例においては、共通の一つの
結合光学系４０Ｃを使用して２つのセンサ部３０ａ，３
０ｂに対してそれぞれ測定用の光を送ることができるた
め、２つのセンサ部３０ａ，３０ｂに対して個別の結合
光学系を使用した場合に比べて、結合光学系の数を少な
くすることができる。また、結合光学系４０Ｃ中におい
ては、マスク４５を使用して２つの光を得ているため、
使用する光学部品点数をできるだけ少なくすることがで
きる。したがって、光変流器全体の構成を簡略化するこ
とができる。First, in the present embodiment, two sensor sections 30a, 3a are formed by using one common coupling optical system 40C.
Since the measurement light can be sent to each of 0b, the number of coupling optical systems can be reduced as compared with the case where separate coupling optical systems are used for the two sensor units 30a and 30b. . Further, in the coupling optical system 40C, since two lights are obtained using the mask 45,
The number of optical components used can be reduced as much as possible. Therefore, the configuration of the entire optical current transformer can be simplified.
【００６４】特に、本実施例においては、同じ導体２に
対して２つのセンサ部３０ａ，３０ｂを配置し、これら
のセンサ部３０ａ，３０ｂを光ファイバで構成し、異な
る巻数ｎ1 ，ｎ2 で導体２の周囲に巻き付けているた
め、異なる感度で導体２に流れる電流を測定することが
でき、より信頼性が高くなっている。なお、この技術に
ついては、特願平６−１２７５０７号としてすでに出願
されている。In particular, in the present embodiment, two sensor portions 30a and 30b are arranged on the same conductor 2, these sensor portions 30a and 30b are constituted by optical fibers, and the numbers of turns n 1 and n 2 are different. Since it is wound around the conductor 2, the currents flowing through the conductor 2 can be measured with different sensitivities, and the reliability is higher. Note that this technology has already been applied for as Japanese Patent Application No. 6-127507.
【００６５】一方、本実施例においては、３つの入力用
光源１００ａ〜１００ｃと３つの送光用ファイバ２７ａ
〜２７ｃを使用して、３つの入力光を結合光学系４０Ｃ
に送るように構成しているため、仮に一つの入力用光源
が故障してしまった場合や、一つの送光用ファイバが損
傷または切断してしまった場合においても、残りの健全
な入力用光源や送光用ファイバによって入力光を継続し
て結合光学系４０Ｃに伝送できるため、測定を継続する
ことができる。したがって、光変流器の信頼性を向上す
ることができる。On the other hand, in this embodiment, three input light sources 100a to 100c and three light transmitting fibers 27a are used.
~ 27c is used to combine the three input lights into an optical system 40C
Since it is configured to send to the input light source, even if one input light source fails, or one light transmission fiber is damaged or cut, the remaining sound source for sound input is sound. Since the input light can be continuously transmitted to the coupling optical system 40C by means of the light transmitting fiber, the measurement can be continued. Therefore, the reliability of the optical current transformer can be improved.
【００６６】加えて、本実施例においては、伝送用ファ
イバ部２３のうち、圧力容器であるタンク１を貫通して
光を伝送する貫通伝送部８０に、平板ガラス８３を使用
し、平板ガラス８３をタンク１に固定しているため、こ
の部分の防圧性能を向上することができる。また、この
平板ガラス８３の両側に互いに対向する形でコリメート
レンズ８４付きの光ファイバ８１を配置しているため、
この平板ガラス８３両側の光ファイバ８１間の光軸合わ
せを容易に行うことができる。したがって、安定した性
能を確保でき、光ファイバの設置作業を容易にすること
ができる。さらに、平板ガラス８３の大きさを十分に確
保することにより、この平板ガラス８３の両側に多数の
光ファイバを自由に配置することができる。したがっ
て、光ファイバの数を変更する場合にも、タンク１本体
の設計変更は不要であり、また、光ファイバの設置作業
も容易である。その結果、光変流器の設計の自由度を向
上することができる。In addition, in this embodiment, the flat glass 83 is used for the through transmission portion 80 of the transmission fiber portion 23 which transmits the light through the tank 1 which is the pressure vessel. Since the is fixed to the tank 1, the pressure-proof performance of this portion can be improved. Further, since the optical fibers 81 with the collimator lenses 84 are arranged on both sides of the flat glass 83 so as to face each other,
The optical axes of the optical fibers 81 on both sides of the flat glass plate 83 can be easily aligned. Therefore, stable performance can be secured and the optical fiber installation work can be facilitated. Further, by securing a sufficient size of the flat glass plate 83, a large number of optical fibers can be freely arranged on both sides of the flat glass plate 83. Therefore, even if the number of optical fibers is changed, it is not necessary to change the design of the tank 1 main body, and the installation work of the optical fibers is easy. As a result, the degree of freedom in designing the optical current transformer can be improved.
【００６７】［４］他の実施例 本発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、他
にも多種多様な変形例を実施可能である。例えば、前記
第１実施例の変形例として、光源５０にパラメトリック
素子を挿入することによって波長変換し最適波長を選択
するように構成することも可能である。また、光源の発
光素子や発振構造は自由に変更可能であり、他の各種の
発光素子や発振構造を使用した場合にも、同様の作用と
効果を得ることができる。[4] Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, but various other modified examples can be implemented. For example, as a modification of the first embodiment, a parametric element may be inserted in the light source 50 to perform wavelength conversion and select an optimum wavelength. Further, the light emitting element and the oscillating structure of the light source can be freely changed, and the same action and effect can be obtained even when various other light emitting elements and the oscillating structure are used.
【００６８】そしてまた、前記第２実施例の変形例とし
て、センサ部３０のみをタンク１内に配置し、結合光学
部６０を含むその他の光学部をタンク１外に配置して、
センサ部３０と結合光学部６０との間に貫通伝送部８０
を設け、この貫通伝送部８０を、鉛ファイバなどの光弾
性定数の大きな光ファイバ８２で構成することも可能で
ある。この場合には、第２実施例よりも優れた作用と効
果を得ることができる。As a modification of the second embodiment, only the sensor unit 30 is arranged inside the tank 1, and the other optical units including the coupling optical unit 60 are arranged outside the tank 1.
The through transmission unit 80 is provided between the sensor unit 30 and the coupling optical unit 60.
It is also possible to provide the through transmission part 80 with an optical fiber 82 having a large photoelastic constant, such as a lead fiber. In this case, the action and effect more excellent than those of the second embodiment can be obtained.
【００６９】一方、前記第３実施例の変形例として、貫
通伝送部８０の光ファイバ８１の突き合わせ部分に、コ
リメートレンズ構造以外のレンズ構造を使用することな
ども考えられる。この場合にも、第３実施例と同様の作
用と効果を得ることができる。また、第３実施例におい
ては、２つのセンサ部３０ａ，３０ｂに対して共通の結
合光学系４０Ｃを使用した場合について説明したが、３
つ以上のセンサ部に対して共通の結合光学系を使用する
ことも可能である。同様に、送光用ファイバの数や入力
用光源の数を２つにする構成や、あるいは４つ以上にす
る構成も可能である。これに関連して、一つの入力用光
源からの光を２つ以上の送光用ファイバで多重的に伝送
する構成も可能である。さらに、前記第１〜第３実施例
の構成を適宜組み合わせることも可能である。On the other hand, as a modification of the third embodiment, it is possible to use a lens structure other than the collimating lens structure at the abutting portion of the optical fiber 81 of the through transmission unit 80. Also in this case, the same operation and effect as those of the third embodiment can be obtained. Further, in the third embodiment, the case where the common coupling optical system 40C is used for the two sensor units 30a and 30b has been described.
It is also possible to use common coupling optics for more than one sensor part. Similarly, it is possible to employ a configuration in which the number of light transmitting fibers or the number of input light sources is two, or four or more. In this connection, it is possible to adopt a configuration in which the light from one input light source is multiplexed by two or more light transmitting fibers. Furthermore, it is also possible to appropriately combine the configurations of the first to third embodiments.
【００７０】[0070]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源を結合光学系に組み込み、この光源に外部から入力
光を入射するように構成したことにより、長寿命の安定
した性能を有する光変流器を提供することができる。As described above, according to the present invention,
By incorporating the light source into the coupling optical system and inputting the input light from the outside to the light source, it is possible to provide an optical current transformer having a long life and stable performance.
【図１】本発明による光変流器の第１実施例を示す構成
図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an optical current transformer according to the present invention.
【図２】本発明による光変流器の第２実施例を示す図で
あり、（Ａ）は光変流器全体を示す構成図、（Ｂ）は伝
送用ファイバ部の貫通伝送部を示す構成図。2A and 2B are views showing a second embodiment of the optical current transformer according to the present invention, FIG. 2A is a configuration diagram showing the entire optical current transformer, and FIG. 2B is a through transmission part of a transmission fiber part. Diagram.
【図３】本発明による光変流器の第３実施例を示す図で
あり、（Ａ）は光変流器全体を示す構成図、（Ｂ）は伝
送用ファイバ部の貫通伝送部を示す構成図。3A and 3B are views showing a third embodiment of the optical current transformer according to the present invention, FIG. 3A is a configuration diagram showing the entire optical current transformer, and FIG. 3B is a through transmission part of a transmission fiber part. Diagram.
【図４】従来の光変流器の一例を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional optical current transformer.
１…タンク ２…導体 ２１…センサ光学部 ２２…信号処理装置 ２３…伝送用ファイバ部 ２４…検出器 ２５…信号処理回路 ２６…出力端子 ２７，２７ａ〜２７ｃ…送光用ファイバ ２８ａ〜２８ｄ ３０，３０ａ，３０ｂ…センサ部 ４０，４０Ｃ，６０…結合光学系 ４１ａ〜４１ｇ…レンズ ４２，４２ａ，４２ｂ…偏光子 ４３ａ，４３ｂ…ビームスプリッタ ４４ａ〜４４ｄ…検光子 ４５…マスク ５０，７０…光源 ５１…ＹＡＧ素子 ５２…蒸着膜 ５３…ミラー ６２…ファイバ偏光子 ６３ａ，６３ｂ…ファイバカプラ ６４ａ，６４ｂ…ファイバ型検光子 ８０…貫通伝送部 ８１…光ファイバ ８２…光弾性定数の大きな光ファイバ ８３…平板ガラス ８４…コリメートレンズ １００，１００ａ〜１００ｃ…入力用光源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tank 2 ... Conductor 21 ... Sensor optical part 22 ... Signal processing device 23 ... Transmission fiber part 24 ... Detector 25 ... Signal processing circuit 26 ... Output terminal 27, 27a-27c ... Light transmission fiber 28a-28d 30, 30a, 30b ... Sensor part 40, 40C, 60 ... Coupling optical system 41a-41g ... Lens 42, 42a, 42b ... Polarizer 43a, 43b ... Beam splitter 44a-44d ... Analyzer 45 ... Mask 50, 70 ... Light source 51 ... YAG element 52 ... Evaporated film 53 ... Mirror 62 ... Fiber polarizer 63a, 63b ... Fiber coupler 64a, 64b ... Fiber type analyzer 80 ... Penetrating transmission part 81 ... Optical fiber 82 ... Optical fiber 83 with large photoelastic constant 83 ... Flat glass 84 ... Collimating lens 100, 100a-100c ... Input light source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正雄 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 生田 栄 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 三浦 宏 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 齋藤 実 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masao Takahashi 2-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated company, Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Sakae Ikuta 2nd, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 stock company in Toshiba Hamakawasaki factory (72) Inventor Hiroshi Miura No. 2 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 stock company in Toshiba Hamakawasaki factory (72) Inventor Minoru Saito Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa prefecture No. 2 No. 1 Stock company Toshiba Hamakawasaki factory
Claims (12)
部、測定用の光を発生してセンサ部に送る光源、センサ
部からの光を検出する検出器、光源および検出器とセン
サ部とを光学的に結合する結合光学系、および検出器か
らの信号を処理する信号処理部を備え、センサ部を通過
する光のファラデー効果を利用して被測定通電導体の電
流を測定する光変流器において、 前記結合光学系は、前記光源からの光を前記センサ部に
入力するセンサ入力部、および前記センサ部からの光を
検光する検光部を有し、 前記光源は、外部から入射した光を利用して測定用の光
を発生する発光素子を有し、かつ、前記結合光学系の一
部として組み込まれ、 前記光源に入射するための入力光を発する入力用光源が
設けられたことを特徴とする光変流器。1. A sensor section arranged near a current-carrying conductor to be measured, a light source for generating measurement light and sending it to the sensor section, a detector for detecting light from the sensor section, a light source and a detector, and a sensor section. Optical transformation that measures the current of the current-carrying conductor by using the Faraday effect of the light passing through the sensor unit, which includes a coupling optical system that optically couples the signal and a signal processing unit that processes the signal from the detector. In the container, the coupling optical system includes a sensor input unit that inputs light from the light source into the sensor unit, and a light detecting unit that detects light from the sensor unit, and the light source is incident from the outside. An input light source that emits input light for entering the light source is provided, which has a light-emitting element that generates measurement light by using the above-described light, and is incorporated as a part of the coupling optical system. An optical current transformer characterized by that.
ことを特徴とする請求項１記載の光変流器。2. The optical current transformer according to claim 1, wherein the sensor unit is formed of an optical fiber.
たことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光変
流器。3. The optical current transformer according to claim 1, wherein the coupling optical system is composed of an optical fiber.
に対して個別に伝送する複数の送光用ファイバが設けら
れたことを特徴とする、請求項１から請求項３までのい
ずれか一つに記載の光変流器。4. The plurality of light-sending fibers for individually transmitting the input light from the input light source to the light source, according to any one of claims 1 to 3. The optical current transformer described in one.
らの複数の入力光を前記光源に対して伝送するように構
成されたことを特徴とする請求項４記載の光変流器。5. A plurality of the input light sources are provided, and the plurality of light transmitting fibers are configured to transmit a plurality of input light from the plurality of input light sources to the light source. The optical current transformer according to claim 4, which is characterized in that.
れ、 前記センサ入力部は、複数設けられ、かつ、前記光源か
らの前記複数の光を前記複数のセンサ部に対して個別に
送るように構成されたことを特徴とする、請求項１から
請求項５までのいずれか一つに記載の光変流器。6. A plurality of the sensor units are provided, the light source is configured to generate a plurality of lights for measurement, a plurality of the sensor input units are provided, and the plurality of lights from the light source are provided. The optical current transformer according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical current transformer is configured to be individually sent to the plurality of sensor units.
学系、および前記入力用光源を含む光学部全体のうち、
少なくとも前記センサ部を含む第１の部分は圧力容器内
に配置され、 前記光学部全体のうち、前記第１の部分以外の少なくと
も前記入力用光源および前記検出器を含む第２の部分は
前記圧力容器外に配置され、 前記圧力容器を貫通して前記第１の部分と前記第２の部
分との間で光を伝送する貫通伝送部が設けられ、 前記貫通伝送部は、他の部分に比べて光弾性定数の大き
な光ファイバで構成されたことを特徴とする、請求項１
から請求項６までのいずれか一つに記載の光変流器。7. The entire optical section including the sensor section, the detector, the coupling optical system, and the input light source,
A first portion including at least the sensor portion is disposed in a pressure container, and a second portion including at least the input light source and the detector other than the first portion in the entire optical portion has the pressure. A penetrating transmission part that is disposed outside the container and penetrates the pressure container to transmit light between the first part and the second part is provided, and the penetrating transmission part is compared to other parts. 2. An optical fiber having a large photoelastic constant.
The optical current transformer according to any one of claims 1 to 6.
学系、および前記入力用光源を含む光学部全体のうち、
少なくとも前記センサ部を含む第１の部分は圧力容器内
に配置され、 前記光学部全体のうち、前記第１の部分以外の少なくと
も前記入力用光源および前記検出器を含む第２の部分は
前記圧力容器外に配置され、 前記圧力容器を貫通して前記第１の部分と前記第２の部
分との間で光を伝送する貫通伝送部が設けられ、 前記貫通伝送部は、前記圧力容器を貫通する平板ガラス
と、この平板ガラスの両側に互いに対向する形で配置さ
れたレンズ付きの光ファイバを有することを特徴とす
る、請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の
光変流器。8. The entire optical section including the sensor section, the detector, the coupling optical system, and the input light source,
A first portion including at least the sensor portion is disposed in a pressure container, and a second portion including at least the input light source and the detector other than the first portion in the entire optical portion has the pressure. A penetration transmission part is provided outside the container, and penetrates the pressure container to transmit light between the first portion and the second part. The penetration transmission part penetrates the pressure container. 7. The optical change according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it has a flat glass and an optical fiber with a lens arranged on both sides of the flat glass so as to face each other. Sink.
射した光によって励起されて発光するものであることを
特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか一つ
に記載の光変流器。9. The light according to claim 1, wherein the light emitting element is excited by light incident from the input light source to emit light. Current transformer.
を特徴とする請求項９記載の光変流器。10. The optical current transformer according to claim 9, wherein the light emitting element is a YAG element.
入射した光を増幅するものであることを特徴とする、請
求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の光変流
器。11. The light current transformer according to claim 1, wherein the light emitting element amplifies light incident from the input light source. .
ことを特徴とする請求項１１記載の光変流器。12. The optical current transformer according to claim 11, wherein the light emitting element is a fiber amplifier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7056954A JPH08254550A (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Optical current transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7056954A JPH08254550A (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Optical current transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08254550A true JPH08254550A (en) | 1996-10-01 |
Family
ID=13041947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7056954A Pending JPH08254550A (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Optical current transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08254550A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103235167A (en) * | 2013-03-28 | 2013-08-07 | 国家电网公司 | Flexible optical current transformer |
| CN112230038A (en) * | 2020-09-04 | 2021-01-15 | 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司 | Novel all-optical current sensor and current measuring method |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP7056954A patent/JPH08254550A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103235167A (en) * | 2013-03-28 | 2013-08-07 | 国家电网公司 | Flexible optical current transformer |
| CN112230038A (en) * | 2020-09-04 | 2021-01-15 | 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司 | Novel all-optical current sensor and current measuring method |
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