JPH08285898A - 光ファイバ型センサ - Google Patents
光ファイバ型センサInfo
- Publication number
- JPH08285898A JPH08285898A JP7091095A JP9109595A JPH08285898A JP H08285898 A JPH08285898 A JP H08285898A JP 7091095 A JP7091095 A JP 7091095A JP 9109595 A JP9109595 A JP 9109595A JP H08285898 A JPH08285898 A JP H08285898A
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- JP
- Japan
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- sensor
- optical fiber
- light
- linearly polarized
- voltage
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- Pending
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力分野の例えば配電線における電流・電圧
の検出や事故検出などを行うために使用される光ファイ
バ型センサにおいて，高価な光学部品を多く使用するた
め，光ファイバ型センサ全体として高額なものとなると
いう問題を解決し，光電流センサ及び光電圧センサを一
体型構成とすることにより，構成部品の点数を削減する
ことができる優れた光ファイバ型センサを提供するこ
と。 【構成】 偏光分離素子に無偏光の光を入射し，偏光分
離素子から出射する互いに直交した２つの直線偏光の光
のうち，一方の直線偏光光を第１の物理量検出に使用
し，他方の直線偏光光を第２の物理量検出に使用する。
即ち，第１及び第２の物理量を，電流（または磁界）及
び電圧（または電界）とし，電流センサ及び電圧センサ
が一体型構成の光ファイバ型センサとすることにより，
構成部品の点数を削減することができる。
の検出や事故検出などを行うために使用される光ファイ
バ型センサにおいて，高価な光学部品を多く使用するた
め，光ファイバ型センサ全体として高額なものとなると
いう問題を解決し，光電流センサ及び光電圧センサを一
体型構成とすることにより，構成部品の点数を削減する
ことができる優れた光ファイバ型センサを提供するこ
と。 【構成】 偏光分離素子に無偏光の光を入射し，偏光分
離素子から出射する互いに直交した２つの直線偏光の光
のうち，一方の直線偏光光を第１の物理量検出に使用
し，他方の直線偏光光を第２の物理量検出に使用する。
即ち，第１及び第２の物理量を，電流（または磁界）及
び電圧（または電界）とし，電流センサ及び電圧センサ
が一体型構成の光ファイバ型センサとすることにより，
構成部品の点数を削減することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，ファラデー効果，ポッ
ケルス効果を利用して，電流（または磁界）や電圧（ま
たは電界）を検出する光ファイバ型センサに関するもの
である。
ケルス効果を利用して，電流（または磁界）や電圧（ま
たは電界）を検出する光ファイバ型センサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年，ファラデー効果を利用した光電流
センサや，ポッケルス効果を利用した光電圧センサは，
光特有の高絶縁性，無誘導性といった特長により，特に
電力分野の，送・配電網や変電所などにおける電流・電
圧の検出や事故検出など，高電圧・大電流測定への応用
展開が積極的に進められている。
センサや，ポッケルス効果を利用した光電圧センサは，
光特有の高絶縁性，無誘導性といった特長により，特に
電力分野の，送・配電網や変電所などにおける電流・電
圧の検出や事故検出など，高電圧・大電流測定への応用
展開が積極的に進められている。
【０００３】以下に従来の光ファイバ型センサについて
説明する。
説明する。
【０００４】従来の光ファイバ型センサを用いて，例え
ば，電力分野における配電線に対する電流・電圧の検出
や事故検出などを行う場合，その一般的な構成が，平成
３年電気学会産業応用部門全国大会 ＮＯ.２３９（Ｐ１
０１１〜Ｐ１０１４）に示されている。図３は，配電線
に対する電流・電圧を検出するための従来例の構成図で
ある。図３において，３０は配電線である。３１は光電
圧センサで，３２は光電流センサである。３３は対地間
浮遊容量を利用して分圧した電圧を光電圧センサ３１に
供給するための分圧器，３４は配電線に流れる電流によ
り発生する磁界を，その空隙に設置した光電流センサ３
２に供給するためのコアである。３５は光電圧センサ３
１ および 光電流センサ３２の光の入出射用光ファイバ
（合計４心），３６はその４心光ファイバ３５を収納し
た光ファイバケーブルである。３７は４心光ファイバ３
５をそれぞれ発光部（図示せず）および受光部と接続す
るためのコネクタである。
ば，電力分野における配電線に対する電流・電圧の検出
や事故検出などを行う場合，その一般的な構成が，平成
３年電気学会産業応用部門全国大会 ＮＯ.２３９（Ｐ１
０１１〜Ｐ１０１４）に示されている。図３は，配電線
に対する電流・電圧を検出するための従来例の構成図で
ある。図３において，３０は配電線である。３１は光電
圧センサで，３２は光電流センサである。３３は対地間
浮遊容量を利用して分圧した電圧を光電圧センサ３１に
供給するための分圧器，３４は配電線に流れる電流によ
り発生する磁界を，その空隙に設置した光電流センサ３
２に供給するためのコアである。３５は光電圧センサ３
１ および 光電流センサ３２の光の入出射用光ファイバ
（合計４心），３６はその４心光ファイバ３５を収納し
た光ファイバケーブルである。３７は４心光ファイバ３
５をそれぞれ発光部（図示せず）および受光部と接続す
るためのコネクタである。
【０００５】以上のように構成された配電線用光電圧セ
ンサ／光電流センサについて，以下その動作について説
明する。
ンサ／光電流センサについて，以下その動作について説
明する。
【０００６】配電線に印加されている高電圧は，分圧器
３３と対地間浮遊容量とにより分圧され，分圧器３３の
分担電圧（一般的に，配電線電圧の数十分の一）を光電
圧センサに供給し，電圧を検出する。また電流は，配電
線に流れる電流により発生する磁界を，コア３４の空隙
に設置した光電流センサ３２に供給し，電流を検出する
ものである。
３３と対地間浮遊容量とにより分圧され，分圧器３３の
分担電圧（一般的に，配電線電圧の数十分の一）を光電
圧センサに供給し，電圧を検出する。また電流は，配電
線に流れる電流により発生する磁界を，コア３４の空隙
に設置した光電流センサ３２に供給し，電流を検出する
ものである。
【０００７】次に，従来の光電流センサ および 光電圧
センサについて説明する。
センサについて説明する。
【０００８】図４は，特開平６−２８９０６５号公報に
示されている従来の光電流センサの構造の概略を示す図
である。すなわち，フェルール４１内に設置された光フ
ァイバ４０から出射した光はレンズ４２でほぼ平行光と
なり，偏光ビームスプリッタ４３で反射した直線偏光光
が磁気光学素子４４を通過し，偏光ビームスプリッタ４
５で反射し，レンズ４６により，フェルール４７に設置
した光ファイバ４８に集光され伝搬し，受光部で受光さ
れる。この時，磁気光学素子４４に供給される磁界（電
流）の大きさに比例して，通過する光の直線偏光方向が
回転し，この回転角の大きさにより，偏光ビームスプリ
ッタ４５で反射する光の強度が変化することになり，電
流の変化を光強度の変化として検出するものである。
示されている従来の光電流センサの構造の概略を示す図
である。すなわち，フェルール４１内に設置された光フ
ァイバ４０から出射した光はレンズ４２でほぼ平行光と
なり，偏光ビームスプリッタ４３で反射した直線偏光光
が磁気光学素子４４を通過し，偏光ビームスプリッタ４
５で反射し，レンズ４６により，フェルール４７に設置
した光ファイバ４８に集光され伝搬し，受光部で受光さ
れる。この時，磁気光学素子４４に供給される磁界（電
流）の大きさに比例して，通過する光の直線偏光方向が
回転し，この回転角の大きさにより，偏光ビームスプリ
ッタ４５で反射する光の強度が変化することになり，電
流の変化を光強度の変化として検出するものである。
【０００９】図５は，特開昭６２−５４１７０号公報に
示されている従来の光電圧センサの構造の概略を示す図
である。すなわち，プラグ５１内に設置された光ファイ
バ５０から出射した光はレンズ５２でほぼ平行光とな
り，偏光ビームスプリッタ５３で反射した直線偏光光が
電気光学素子５４，１／４波長板５５，および偏光ビー
ムスプリッタ５６を通過し，反射ミラー５７で反射し，
レンズ５８で，プラグ５９内に設置された光ファイバ６
０に集光され伝搬し，受光部で受光される。その受光し
た光の電気光学素子５４による変調度合いに基づき，電
気光学素子５４に印加した電圧を計測するものである。
示されている従来の光電圧センサの構造の概略を示す図
である。すなわち，プラグ５１内に設置された光ファイ
バ５０から出射した光はレンズ５２でほぼ平行光とな
り，偏光ビームスプリッタ５３で反射した直線偏光光が
電気光学素子５４，１／４波長板５５，および偏光ビー
ムスプリッタ５６を通過し，反射ミラー５７で反射し，
レンズ５８で，プラグ５９内に設置された光ファイバ６
０に集光され伝搬し，受光部で受光される。その受光し
た光の電気光学素子５４による変調度合いに基づき，電
気光学素子５４に印加した電圧を計測するものである。
【００１０】表１は，図４と図５で示した従来の構成に
おける主な構成部品の個数をまとめた表である。
おける主な構成部品の個数をまとめた表である。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の構成では，電流 および 電圧を検出するために
各々に対応した個々のセンサが必要となり，このことに
より，高精度な加工を必要とする高価な光学部品を多く
使用するため，光ファイバ型センサ全体として高額なも
のとなり，また小型化の妨げにもなるという問題点を有
していた。
な従来の構成では，電流 および 電圧を検出するために
各々に対応した個々のセンサが必要となり，このことに
より，高精度な加工を必要とする高価な光学部品を多く
使用するため，光ファイバ型センサ全体として高額なも
のとなり，また小型化の妨げにもなるという問題点を有
していた。
【００１３】本発明は，上記従来の問題点を解決するも
ので，構成部品の点数を削減することができる光ファイ
バ型センサを提供することを目的とする。
ので，構成部品の点数を削減することができる光ファイ
バ型センサを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は，入
射した無偏光の光を第１の直線偏光光と第２の直線偏光
光とに分離する偏光分離素子と，前記第１の直線偏光光
を入力し，第１の物理量検出に使用する第１の部材と，
前記第２の直線偏光光を入力し，第２の物理量検出に使
用する第２の部材とを備えたことを特徴とする光ファイ
バ型センサである。
射した無偏光の光を第１の直線偏光光と第２の直線偏光
光とに分離する偏光分離素子と，前記第１の直線偏光光
を入力し，第１の物理量検出に使用する第１の部材と，
前記第２の直線偏光光を入力し，第２の物理量検出に使
用する第２の部材とを備えたことを特徴とする光ファイ
バ型センサである。
【００１５】請求項２の本発明は，前記第１の物理量と
は電流又は磁界であり，前記第２の物理量とは電圧又は
電界であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ
型センサである。
は電流又は磁界であり，前記第２の物理量とは電圧又は
電界であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ
型センサである。
【００１６】請求項３の本発明は，前記偏光分離素子と
して，偏光ビームスプリッタを使用することを特徴とす
る請求項１記載の光ファイバ型センサである。
して，偏光ビームスプリッタを使用することを特徴とす
る請求項１記載の光ファイバ型センサである。
【００１７】
【作用】この構成によって，偏光分離素子から出射する
互いに直交した２つの直線偏光の光のうち，一方の直線
偏光光を電流検出に使用し，他方の直線偏光光を電圧検
出に使用する，光電流センサと光電圧センサの一体型が
可能となり，構成部品の点数を削減することができる。
互いに直交した２つの直線偏光の光のうち，一方の直線
偏光光を電流検出に使用し，他方の直線偏光光を電圧検
出に使用する，光電流センサと光電圧センサの一体型が
可能となり，構成部品の点数を削減することができる。
【００１８】
【実施例】以下本発明の基本的な構成について，図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１９】図１は，本発明の光ファイバ型センサにか
かる一実施例の構成図である。すなわち，１は発光ダイ
オードなどの光源，２，６ および ７は光ファイバ，３
は偏光分離素子である。４は第１の物理量検出用セン
サ，５は第２の物理量検出用センサである。８ および
９は受光部である。
かる一実施例の構成図である。すなわち，１は発光ダイ
オードなどの光源，２，６ および ７は光ファイバ，３
は偏光分離素子である。４は第１の物理量検出用セン
サ，５は第２の物理量検出用センサである。８ および
９は受光部である。
【００２０】次に，本実施例の動作について説明する。
【００２１】発光ダイオードなどの無偏光の光を出射す
る光源１からの光は，光ファイバ２を伝搬し偏光分離素
子３に到達する。偏光分離素子３において，光は互いに
直交した２つの直線偏光成分に分離され一方の直線偏光
光は透過し，図中右方へ進行し，また他方の直線偏光光
は反射し，図中下方へ進行する。図中右方へ進行した光
は第１の物理量検出用センサ４に入射し，その第１の物
理量に変調された光は光ファイバ６により受光部８に伝
送される。図中下方へ進行した光は第２の物理量検出用
センサ５に入射し，その第２の物理量に変調された光は
光ファイバ７により受光部９に伝送される。
る光源１からの光は，光ファイバ２を伝搬し偏光分離素
子３に到達する。偏光分離素子３において，光は互いに
直交した２つの直線偏光成分に分離され一方の直線偏光
光は透過し，図中右方へ進行し，また他方の直線偏光光
は反射し，図中下方へ進行する。図中右方へ進行した光
は第１の物理量検出用センサ４に入射し，その第１の物
理量に変調された光は光ファイバ６により受光部８に伝
送される。図中下方へ進行した光は第２の物理量検出用
センサ５に入射し，その第２の物理量に変調された光は
光ファイバ７により受光部９に伝送される。
【００２２】図２は，本発明の光ファイバ型センサに係
る一実施例の構成図である。本実施例では，前記実施例
の第１の物理量が電圧，第２の物理量が電流となり，ま
た，光ファイバを一方向に引き出す構成となっている。
る一実施例の構成図である。本実施例では，前記実施例
の第１の物理量が電圧，第２の物理量が電流となり，ま
た，光ファイバを一方向に引き出す構成となっている。
【００２３】次に，本実施例の動作について説明する。
【００２４】発光ダイオードなどの無偏光の光を出射す
る光源（図示せず）からの光は，光ファイバ１０で伝送
され，レンズ１１でビーム変換される。変換されたビー
ムは平行光でも集束光でもよい。レンズ１１からの出射
光は，偏光ビームスプリッタ（偏光分離素子）１２で，
互いに直交した２つの直線偏光成分に分離され，一方の
直線偏光光は偏光ビームスプリッタ１２を透過し，他方
の直線偏光光は反射する。
る光源（図示せず）からの光は，光ファイバ１０で伝送
され，レンズ１１でビーム変換される。変換されたビー
ムは平行光でも集束光でもよい。レンズ１１からの出射
光は，偏光ビームスプリッタ（偏光分離素子）１２で，
互いに直交した２つの直線偏光成分に分離され，一方の
直線偏光光は偏光ビームスプリッタ１２を透過し，他方
の直線偏光光は反射する。
【００２５】反射した直線偏光光は磁気光学素子１３を
通過し，検光子１４を通過し，反射ミラー１５で反射
し，レンズ１６により，光ファイバ１７に集光され伝搬
し，受光部（図示せず）で受光される。この時，磁気光
学素子１３に供給される磁界（電流）の大きさに比例し
て，通過する光の直線偏光方向が回転し，この回転角の
大きさにより，検光子１４を透過する光の強度が変化す
ることになり，電流の変化を光強度の変化として検出さ
れる。
通過し，検光子１４を通過し，反射ミラー１５で反射
し，レンズ１６により，光ファイバ１７に集光され伝搬
し，受光部（図示せず）で受光される。この時，磁気光
学素子１３に供給される磁界（電流）の大きさに比例し
て，通過する光の直線偏光方向が回転し，この回転角の
大きさにより，検光子１４を透過する光の強度が変化す
ることになり，電流の変化を光強度の変化として検出さ
れる。
【００２６】偏光ビームスプリッタ１２を透過した直線
偏光光は，１／４波長板１８および電気光学素子１９を
通過し，検光子２１で反射し，さらに反射ミラー２２で
再度反射し，レンズ２３で光ファイバ２４に集光され伝
搬し，受光部（図示せず）で受光される。その受光した
光の電気光学素子１９による変調度合いに基づき，電気
光学素子１９に，電極２０から印加した電圧が検出され
る。
偏光光は，１／４波長板１８および電気光学素子１９を
通過し，検光子２１で反射し，さらに反射ミラー２２で
再度反射し，レンズ２３で光ファイバ２４に集光され伝
搬し，受光部（図示せず）で受光される。その受光した
光の電気光学素子１９による変調度合いに基づき，電気
光学素子１９に，電極２０から印加した電圧が検出され
る。
【００２７】以上のように本実施例によれば，偏光分離
素子から出射する互いに直交した２つの直線偏光の光の
うち，一方の直線偏光光を電流検出に使用し，他方の直
線偏光光を電圧検出に使用する，光電流センサと光電圧
センサとの一体型が可能となり，構成部品の点数を削減
することができる。
素子から出射する互いに直交した２つの直線偏光の光の
うち，一方の直線偏光光を電流検出に使用し，他方の直
線偏光光を電圧検出に使用する，光電流センサと光電圧
センサとの一体型が可能となり，構成部品の点数を削減
することができる。
【００２８】表２は，図４と図５で示した従来の構成と
図２で示した本実施例の構成について，主な構成部品の
個数を比較した表である。
図２で示した本実施例の構成について，主な構成部品の
個数を比較した表である。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【発明の効果】以上のことから明らかなように，本発明
は，偏光分離素子に無偏光の光を入射し，偏光分離素子
から出射する互いに直交した２つの直線偏光の光のう
ち，一方の直線偏光光を第１の物理量検出に使用し，他
方の直線偏光光を第２の物理量検出に使用する，すなわ
ち，第１ および 第２の物理量を，電流（または磁界）
および 電圧（または電界）とし，光電流センサ および
光電圧センサを一体型構成とすることにより，構成部
品の点数を削減することができる優れた光ファイバ型セ
ンサを実現できるものである。
は，偏光分離素子に無偏光の光を入射し，偏光分離素子
から出射する互いに直交した２つの直線偏光の光のう
ち，一方の直線偏光光を第１の物理量検出に使用し，他
方の直線偏光光を第２の物理量検出に使用する，すなわ
ち，第１ および 第２の物理量を，電流（または磁界）
および 電圧（または電界）とし，光電流センサ および
光電圧センサを一体型構成とすることにより，構成部
品の点数を削減することができる優れた光ファイバ型セ
ンサを実現できるものである。
【図１】本発明の光ファイバ型センサにかかる一実施例
の構成図
の構成図
【図２】本発明の光ファイバ型センサに係る一実施例の
構成図
構成図
【図３】配電線に対する電流・電圧を検出するための従
来例の構成図
来例の構成図
【図４】従来の光電流センサの構成図
【図５】従来の光電圧センサの構成図
【符号の説明】 １０，１７，２４ 光ファイバ １１，１６，２３ レンズ １２ 偏光ビームスプリッタ １３ 磁気光学素子 １４ 検光子 １５，２２ 反射ミラー １８ １／４波長板 １９ 電気光学素子 ２０ 電極 ２１ 検光子
Claims (3)
- 【請求項１】 入射した無偏光の光を第１の直線偏光光
と第２の直線偏光光とに分離する偏光分離素子と，前記
第１の直線偏光光を入力し，第１の物理量検出に使用す
る第１の部材と，前記第２の直線偏光光を入力し，第２
の物理量検出に使用する第２の部材とを備えたことを特
徴とする光ファイバ型センサ。 - 【請求項２】 前記第１の物理量とは電流又は磁界であ
り，前記第２の物理量とは電圧又は電界であることを特
徴とする請求項１記載の光ファイバ型センサ。 - 【請求項３】 前記偏光分離素子として，偏光ビームス
プリッタを使用することを特徴とする請求項１記載の光
ファイバ型センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7091095A JPH08285898A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ型センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7091095A JPH08285898A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ型センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285898A true JPH08285898A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14016967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7091095A Pending JPH08285898A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ型センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08285898A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8791831B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-07-29 | Eaton Corporation | System including an indicator responsive to an electret for a power bus |
| US9093867B2 (en) | 2011-09-23 | 2015-07-28 | Eaton Corporation | Power system including an electret for a power bus |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP7091095A patent/JPH08285898A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8791831B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-07-29 | Eaton Corporation | System including an indicator responsive to an electret for a power bus |
| US8994544B2 (en) | 2011-09-23 | 2015-03-31 | Eaton Corporation | System including an indicator responsive to an electret for a power bus |
| US9093867B2 (en) | 2011-09-23 | 2015-07-28 | Eaton Corporation | Power system including an electret for a power bus |
| US9385622B2 (en) | 2011-09-23 | 2016-07-05 | Eaton Corporation | Power system including an electret for a power bus |
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