JPH11242058A

JPH11242058A - 光計測用ヘッドおよび光計測装置

Info

Publication number: JPH11242058A
Application number: JP10101215A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Yokoyama; 精一横山; Toru Ebihara; 徹海老原; Toshihisa Kurosawa; 寿久黒澤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1999-09-07
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: JP3308891B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光のファラデー効果を利用して電流や磁場の
計測を行うための光計測用ヘッドにおいて、光ファイバ
を保護するとともに、取り扱いを容易にし、外部からの
振動や応力による測定精度の影響を低減できるようにす
る。【解決手段】光計測装置１０の光計測ヘッド１１は、
主に、ケーブル保持部材１２と光ファイバケーブル１３
とから構成されている。ケーブル保持部材１２の内側に
は、被計測物２１として、導線、もしくは真空空洞管が
挿入される。一方、ケーブル保持部材１２の外周面に
は、光ファイバケーブル１３が少なくとも１回巻き付け
られている。光ファイバケーブル１３は、アルミニウム
や銅などの非強磁性、もしくはステンレスなどの保磁力
の低い材料の保護チューブによって、光ファイバを保護
することにより構成されている。光ファイバケーブル１
３全体は、その保護チューブまたははんだ付けが溶接さ
れることにより、ケーブル保持部材１２に固定されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光のファラデー効果
を利用して電流や磁場の計測を行うための光計測ヘッド
および光計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバをセンサとして用い、
その光ファイバの伝搬光の偏波面の変化から電流、磁場
などの物理量を測定する光計測技術が広く知られてい
る。例えば特開平７−２７０５０５号公報、特開平８−
１７８９６８号公報などには、ファラデー効果を利用し
て、電流によって生じる磁場に起因する光ファイバ伝搬
光の偏波面の変化を測定し、電流を計測する光計測法が
記載されている。これらの方法では、光計測用ヘッドと
して、導線の周りに周回する光ファイバを用いている。
光ファイバを周回させることにより、導線を流れる電流
によって発生する磁場以外の影響を低減することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
はその可撓性のため容易に周回させることができるが、
外力によって簡単に揺れ動いたり、振動したりする。こ
のように光ファイバが動くと、偏波面の回転が誘起され
るとともに、光ファイバに応力が発生して複屈折が誘起
される。偏波面の回転や複屈折が誘起された光ファイバ
では、伝搬する光の偏光状態の変化成分として、測定対
象であるファラデー効果によるものの他に、時間的に変
化する偏波面の回転や複屈折によるものが加わってしま
い、測定精度を低下させてしまう。

【０００４】このような悪影響を防ぐために筒状の光フ
ァイバ固定枠に光ファイバを巻き付けた光計測用ヘッド
を用いることができるが、光ファイバを固定枠に巻き付
けるときや巻き付けたあとに光ファイバを破損してしま
うおそれがあった。また、光ファイバを保護チューブ内
に挿通して光ファイバを保護し、光ファイバを挿通した
保護チューブを固定枠に巻き付けることも考えられる。
しかし、この状態では固定枠に衝撃が加わったり、固定
枠に振動が伝わった場合など、保護チューブ内において
光ファイバが振動し、先に記した偏波面の回転が誘起さ
れるとともに、応力が発生して複屈折が誘起されてしま
うおそれがある。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、光ファイバを保護するとともに、取り扱いが
容易であり、外部からの振動や応力による測定精度の影
響を低減できる光計測用ヘッドおよび光計測装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【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、光のファラデー効果を利用して電流や磁
場の計測を行うための光計測用ヘッドにおいて、光ファ
イバの周囲に隙間が空くように前記光ファイバを保護チ
ューブ内に配置し、前記隙間に塑性材料が充填してある
光ファイバケーブルと、前記光ファイバケーブルが周回
するように取り付け支持される筒状のケーブル保持部材
と、を有することを特徴とする光計測用ヘッドが提供さ
れる。

【０００７】このような光計測用ヘッドでは、光ファイ
バを保護チューブで保護しているのでケーブル保持部材
に周回するように取り付けても破損することがなく、取
扱いが容易である。また、光ファイバと保護チューブと
の管の隙間に塑性材料を充填しているので、光ファイバ
が保護チューブに押し付けられず、外部からの衝撃によ
って光ファイバが振動することが極力抑えられる。よっ
て、偏波面の回転が抑制される。また、塑性材料が光フ
ァイバを覆っているので、応力に対しても強く、複屈折
の発生を低減できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態を図面を参
照して説明する。図１は本形態の光計測装置の構成を示
す図である。光計測装置１０は、光計測ヘッド１１を有
している。この光計測ヘッド１１は、主に、ケーブル保
持部材１２と光ファイバケーブル１３とから構成されて
いる。ケーブル保持部材１２は、円筒状の部材であり、
アルミニウムや銅などの非強磁性、もしくはステンレス
などの保磁力の低い材料で形成されている。なお、ここ
で保磁力が低い材料とは、その材料で形成されたケーブ
ル保持部材１２を使用した場合と、保磁力のない非強磁
性材料で形成されたケーブル保持部材１２を挿入した場
合での、光ファイバ部分における磁束密度の差が１０％
以内となるような材料を意味する。通常、単発的な磁場
の変化（例えばマイクロ秒オーダーのパルス状の磁場変
化、事故時に発生する突発的な大電流によって生じる磁
場の変化など）を検出する場合、測定誤差が１０％以内
であれば十分なので、磁束密度の差が１０％以内であれ
ば、目的とする単発現象の測定を十分な精度で行うこと
ができる。さらに、定常状態の変化（例えばミリ秒オー
ダーの磁場の変化やそのような磁場の変化を生じさせる
電流の変化など）を測定する場合には、１％以内とする
ことが好ましい。このような条件を満たす材料として
は、ステンレスが好ましい。

【０００９】ケーブル保持部材１２の内側には、被計測
物２１として、導線、もしくは真空空洞管が挿入され
る。一方、ケーブル保持部材１２の外周面には、光ファ
イバケーブル１３が少なくとも１回巻き付けられてい
る。なお、ケーブル保持部材１２は、円筒状でなくて
も、被計測物の周囲を光ファイバケーブル１３が周回で
きるように支持するものであれば、任意の形状でもよ
い。ただし、計測精度を上述の測定誤差以内とする場合
には、閉ループを形成する形状、例えば図１のような円
筒状が望ましい。

【００１０】また、光ファイバケーブル１３の取り付け
場所は、ケーブル保持部材１２の内周面であってもよ
い。光ファイバケーブル１３は、後述するように、アル
ミニウムや銅などの非強磁性、もしくはステンレスなど
の保磁力の低い材料の保護チューブ３１で、光ファイバ
を保護することにより構成されている。なお、ここで保
磁力が低い材料とは、その材料で形成された保護チュー
ブ３１に光ファイバを挿入した場合と、保磁力のない非
強磁性材料で形成された保護チューブ３１に光ファイバ
を挿入した場合での、光ファイバ部分における磁束密度
の差が１０％以内となるような材料を意味する。通常、
単発的な磁場の変化（例えばマイクロ秒オーダーのパル
ス状の磁場変化、事故時に発生する突発的な大電流によ
って生じる磁場の変化など）を検出する場合、測定誤差
が１０％以内であれば十分なので、磁束密度の差が１０
％以内であれば、目的とする単発現象の測定を十分な精
度で行うことができる。さらに、定常状態の変化（例え
ばミリ秒オーダーの磁場の変化やそのような磁場の変化
を生じさせる電流の変化など）を測定する場合には、１
％以内とすることが好ましい。このような条件を満たす
材料としては、ステンレスが好ましい。

【００１１】光ファイバケーブル１３全体は、その保護
チューブ３１が溶接されることにより、ケーブル保持部
材１２に固定されている。溶接手段としては、通常使用
される電気、ガス溶接に加え、ＹＡＧレーザ溶接、炭酸
ガスレーザ溶接などを用いることができる。また、溶接
の方式としては、図のように多数の溶接部１３１におい
てのスポット溶接や、あるいは連続的な溶接がある。な
お、このような溶接によって光ファイバケーブル１３を
固定する場合には、保護チューブ３１とケーブル保持部
材１２は、同一の材料であることが好ましい。

【００１２】また、保護チューブ３１とケーブル保持部
材１２の材料としてはんだ付け可能なものを用いた場合
には、スポットまたは連続的にはんだ付けを行うことも
できる。はんだ付け可能な組み合わせの例としては、保
護チューブ３１が銅でケーブル保持部材１２も銅の場
合、保護チューブ３１がステンレスでケーブル保持部材
１２もステンレスの場合、保護チューブ３１が銅でケー
ブル保持部材１２がステンレスの場合、保護チューブ３
１がステンレスでケーブル保持部材１２が銅の場合であ
る。

【００１３】光ファイバケーブル１３の入力端部には、
モニタ光を出力するモニタ光源１４が、導光手段として
の偏波面保持ファイバ１５および光コネクタ１６を介し
て接続されている。光コネクタ１６内には、偏光子も設
けられている。モニタ光源１４には、主に、小型軽量で
あるレーザダイオード、スーパルミネセントダイオード
などの半導体光源が用いられる。あるいは、出力の安定
しているＨｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒレーザなどの気体レー
ザや、ＹＡＧレーザなどの固体レーザでもよい。

【００１４】一方、光ファイバケーブル１３の出力端部
には、検光子部１７が接続されている。検光子部１７
は、光ファイバケーブル１３からの出力光を平行光にす
るコリメートレンズと、そのモニタ光の偏波面を縦波成
分と横波成分とに分ける検光子とから構成されている。
ここで、検光子としては、偏光ビームスプリッタもしく
は偏光成分を分離する性能を有する光学結晶が用いられ
る。検光子部１７で分離された縦波成分と横波成分は、
それぞれ光ファイバ１８，１９を介して信号処理部２０
に送られる。

【００１５】信号処理部２０は、その光検出部２０ａ
が、検光子部１７で分離された縦波成分と横波成分のモ
ニタ光を電気信号に変換する。なお、光ファイバ１８，
１９を用いずに縦波成分と横波成分が各々直接光検出部
２０ａに入射するようにしてもよい。信号処理部２０
は、この電気信号に基づいて、ケーブル保持部材１２に
挿入された被計測物２１の物理量の変化を計測する。計
測する物理量は、被計測物２１が導線の場合には電流、
真空空洞管の場合には荷電粒子またはプラズマの流れで
ある。また、被計測物２１を挿入しない状態で、磁場を
計測することもできる。

【００１６】なお、光コネクタ１６や検光子部１７は、
光ファイバケーブル１３をケーブル保持部材１２に取り
付ける前に光ファイバケーブル１３と接続してあっても
よいし、取り付け後でもよい。ただし、光ファイバケー
ブル１３をケーブル保持部材１２に取り付けた後で光コ
ネクタ１６や検光子部１７を取り付ける場合には、光フ
ァイバケーブル１３の両端部は保護した状態で取り付け
作業を行う必要がある。

【００１７】また、保護チューブ３１は、上記の性質の
いずれかの性質を有するものでもよいが、ある程度以上
の力を加えることによって所望の形状に変形し、その形
状を固定でき、さらにそれより弱い力によって、固定さ
れている形状を基準に弾性変位するものであることが望
ましい。このような材料を用いることにより、光ファイ
バケーブル１３をケーブル保持部材１２に固定する際に
は、ケーブル保持部材１２の外径よりもやや小径のリン
グ状に形成してその形状を固定し、その固定した形状か
らやや押し広げて光ファイバケーブル１３を適度に弾性
変位させ、ケーブル保持部材１２の外周に取り付ける。
これにより、弾性力で内側に戻ろうとする力を利用して
光ファイバケーブル１３をケーブル保持部材１２を仮固
定できる。よって、接着、はんだ付け、溶接などの固着
手段を用いて最終的に固着する場合に、作業が簡単とな
る。

【００１８】次に、光ファイバケーブル１３の具体的な
構成について説明する。図２は光ファイバケーブル１３
の構成を示す断面図である。光ファイバ３２と保護チュ
ーブ３１との間には、均等な隙間１３ａが形成されてい
る。この隙間１３ａには、塑性材料としての樹脂３３が
充填されている。光計測に使用する光ファイバケーブル
１３は、例えば光ファイバ３２の外径を０．３８ｍｍ、
保護チューブ３１の内径を０．４ｍｍとする。このとき
の隙間１３ａの幅Ｄ１は、０．０１ｍｍである。

【００１９】隙間１３ａに充填された樹脂３３には、シ
リコーン樹脂などのように、半液状もしくは固形であ
り、かつ光ファイバ３２に対して応力の発生が極めて少
ないものが使用されている。これにより、外部からの衝
撃による光ファイバ３２の振動を極力抑えることができ
る。よって、偏波面の回転を抑制でき、高精度の光計測
が可能となる。

【００２０】また、樹脂３３が光ファイバ３２を覆って
いるので、応力に対しても強く、複屈折の発生を低減で
きる。この点でも、高精度の光測定が可能となる。さら
に、ケーブル保持部材１２に光ファイバケーブル１３を
巻き付けるときの光ファイバ３２の破損を防げるので、
取扱いが容易である。

【００２１】この光ファイバ３２の複屈折をさらに低く
するためには、ファラデー効果を示し、コアの光弾性定
数が１×１０^-12Ｐａ^-1以下となる材料で形成すること
が好ましい。例えば、光ファイバ３２を鉛ガラスを素材
とするコア、クラッド、オーバークラッドの３層構造と
した場合に、上記条件を満たすための各組成は、以下の
ようになる。コアガラス組成（いずれも重量％）ＳｉＯ₂：２７．１０％ＰｂＯ：７１．１０％Ｎａ₂Ｏ：０．２０％Ｋ₂Ｏ：１．３０％クラッドガラス組成ＳｉＯ₂：２７．２５％ＰｂＯ：７１．９５％Ｎａ₂Ｏ：０．２０％Ｋ₂Ｏ：１．３０％ここで、ＳｉＯ₂とＰｂＯは鉛ガラスの主成分であり、
Ｎａ₂ＯとＫ₂Ｏ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％Ｎａ₂Ｏ：１．３１％Ｃｒ₂Ｏ₃：０．０５％Ｃｕ₂Ｏ：１．０１％ここで、ＳｉＯ₂とＰｂＯは鉛ガラスの主成分であり、
Ｎａ₂Ｏはガラス化を促進する成分、Ｃｒ₂Ｏ₃とＣｕ
₂Ｏは光ファイバ３２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、それぞれの直径は、コアが５．７μ
ｍ、クラッドが３１．７μｍ、オーバークラッドが１２
５μｍ、さらに屈折率は、コアが１．８５１８６、クラ
ッドが１．８４８５７、オーバークラッドが１．８５７
４６である。これにより、光ファイバ３２の比屈折率差
は０．１７％、開口数は０．１１、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。ファラデー効果を示すベルデ定
数は波長８５０ｎｍで約１２．８×１０^-6ｒａｄ／Ａ・
ｔｕｒｎであった。さらにこの光ファイバに直線偏光の
光を伝搬させたときの消光比は２０ｄＢ以上である。

【００２３】このような材料の光ファイバ３２を用い、
かつ保護チューブ３１には、前述したようにアルミニウ
ムや銅などの非強磁性、もしくはステンレスなどの保磁
力が低い材料を使用することにより、保護チューブ３１
自身が発する磁場の影響を低減でき、偏波面の回転や複
屈折をより確実に低減することができる。また、これに
より、光ファイバ３２の信頼性および消光比を高くする
ことができる。最終的には、直線偏光の光を伝搬させた
ときの消光比が、２０ｄｂ以上となるように形成するこ
とが好ましい。ただし、この条件は、本形態の構成であ
れば十分に達成できる。なお、消光比の測定は、レーザ
ダイオードまたはスーパルミネセントダイオード光源な
どを使用した一般の方法により行うことができる。

【００２４】さらに、このような構成の光ファイバケー
ブル１３を巻き付けるケーブル保持部材１２の材料も、
アルミニウムや銅などのような非強磁性、もしくはステ
ンレスなどの保磁力が低い材料とすることにより、ケー
ブル保持部材１２自身が発する磁場の影響を低減でき
る。さらに、アルミニウムやステンレスは、剛性を有す
るので、ケーブル保持部材１２が外力によって変形しに
くい。これにより、光ファイバケーブル１３の変形も防
止できる。

【００２５】なお、外部からの振動によって光ファイバ
ケーブル１３内の光ファイバが振動することを抑える上
から、塑性材料としてシリコーン樹脂などの除振材料を
使用することが好ましい。また、光ファイバケーブル１
３全体を曲げたりする場合、光ファイバ３２に大きな複
屈折性を誘起するような応力が加わるのを抑える上か
ら、塑性材料は弾性を有する材料からなることが好まし
い。さらに、塑性材料が除振材料かつ弾性を有する材料
からなることがより好ましい。

【００２６】次に、このような構成の光ファイバケーブ
ル１３の製造方法について説明する。図３は光ファイバ
ケーブル１３を製造するための設備の概略構成を示す図
である。光ファイバ３２は、その軸芯が保護チューブ３
１の軸芯とほぼ一致するように位置決めされて保護チュ
ーブ３１内に挿入され、両端部がフェルールなどの接続
具４１，４２で固定、封止されている。これにより、光
ファイバ３２と保護チューブ３１との間には、均等な隙
間１３ａが空いている。

【００２７】保護チューブ３１の一方の端部付近には、
液状の樹脂を注入するための注入孔３１ａが形成されて
いる。この注入孔３１ａ部分には、保護チューブ３１の
周囲を囲むように注入ヘッド４３が取り付けられてい
る。注入ヘッド４３は、注入管４４を介して樹脂供給槽
４５と接続されている。樹脂供給槽４５内には、保護チ
ューブ３１内への注入後に前述の樹脂３３となる液状の
樹脂が充填されている。樹脂供給槽４５内の樹脂は、注
入管４４のコック４４ａと、空気抜き用の管４６のコッ
ク４６ａを開くことにより、光ファイバケーブル１３側
に供給される。

【００２８】また、保護チューブ３１の他方の端部付近
には、保護チューブ３１内の空気を抜くための吸引孔３
１ｂが形成されている。この吸引孔３１ｂ部分には、保
護チューブ３１の周囲を囲むように吸引ヘッド４７が取
り付けられている。吸引ヘッド４７は、吸引管４８を介
して真空槽４９と接続されている。さらに、真空槽４９
は、管５０を介して吸引ポンプ５１と接続されている。
吸引ポンプ５１を動作させ、吸引管４８のコック４８ａ
と管５０のコック５０ａを開くことにより、保護チュー
ブ３１内の空気が吸引される。

【００２９】次に、図２の構成による光ファイバケーブ
ル１３への樹脂注入の手順について説明する。まず、吸
引ポンプ５１を作動し、真空槽４９との間のコック５０
ａを開き、真空槽４９の空気を十分に抜く。真空槽４９
の空気が抜けたところで、樹脂供給槽４５の両側のコッ
ク４４ａ，４６ａを開くことで、液状の樹脂が、注入管
４４、注入ヘッド４３、注入孔３１ａを介して保護チュ
ーブ内に注入される。ここで、注入する樹脂には、充填
後に半液状もしくは固形に変化するとともに、光ファイ
バ３２に対して応力の発生が極めて少ないものをあらか
じめ選択しておく。

【００３０】通常、樹脂を一方的に注入するだけでは隙
間１３ａに均等に行き渡らないが、ここでは吸引ポンプ
５１により注入部分と反対の側から吸引しているので、
高速でかつ均等に樹脂を注入することができる。

【００３１】こうして、注入された樹脂が吸引管４８側
まで吸引され、真空槽４９に流れ始めたところで、真空
槽４９側のコック４８ａ，５０ａと、樹脂供給槽４５側
のコック４４ａ，４６ａを閉じることで、作業が終了す
る。その後、注入ヘッド４３を外し、短時間で堅固に固
形化するエポキシ等の接着剤により孔３１ａおよび３１
ｂを封止する。

【００３２】以上により、光ファイバ３２と保護チュー
ブ３１の隙間１３ａに塑性材料を一様に充填した光ファ
イバケーブル１３を製造することができる。なお、図３
では塑性材料を吸引孔３１ｂから吸引することにより保
護チューブ３１内に充填する例を示したが、吸引ポンプ
５１、真空槽４９を用いる代わりに真空槽４９側のコッ
ク４８ａを大気中に開放しておき、樹脂供給槽４５側の
コック４４ａから塑性材料を加圧して保護チューブ３１
内に充填させてもよい。あるいは、吸引と加圧を組み合
わせて充填を行ってもよい。

【００３３】次に、光ファイバケーブル１３の他の製造
方法について説明する。図４は光ファイバケーブル１３
の他の製造方法を示す図である。この方法で光ファイバ
ケーブル１３を製造する場合、まず、ステップＳ１に示
すように、光ファイバ３２を保護チューブ３１に挿入す
る。このとき、光ファイバ３２と保護チューブ３１の隙
間には、樹脂部材３４，３５を一緒に挿入する。樹脂部
材３４，３５は、固形の線状部材である。また、樹脂部
材３４，３５には、容易に変形可能で、かつ光ファイバ
３２に対して応力の発生が極めて少ない材料、例えばシ
リコーン樹脂が使用される。

【００３４】挿入後、樹脂部材３４，３５は、保護チュ
ーブ３１内に収まるように保護チューブ３１と同じ長さ
に両端を切除する（ステップＳ２）。その後、ステップ
Ｓ３に示すように、保護チューブ３１に一方向もしくは
多方向からゆっくりと圧力を加え、塑性変形させる。こ
の塑性変形の際、光ファイバケーブル１３の端部には、
接続具を装着していても装着していなくてもよく、装着
していない場合は、接続具を装着する部分を残して変形
し、変形作業後に接続具を装着する。

【００３５】図５は他の製造方法による光ファイバケー
ブル１３の形状変化の様子を示す断面図であり、（Ａ）
は図４のステップＳ１またはステップＳ２の状態の断面
図、（Ｂ）はステップＳ３の状態の断面図である。ま
ず、塑性変形させる前の段階では、図（Ａ）に示すよう
に、例えば４本の樹脂３４，３５，３６，３７が光ファ
イバ３２と保護チューブ３１との隙間１３ａに挿入され
ている。

【００３６】次いで、図（Ｂ）に示すように、保護チュ
ーブ３１を例えば上下方向からプレスして塑性変形させ
る。こうして、保護チューブ３１を変形させることによ
り、樹脂３４，３５，３６，３７が潰れて一体となり、
その一体となった樹脂３３が隙間１３ａ内に一様に充填
される。なお、変形の度合いは、隙間１３ａのプレスさ
れた部分の幅Ｄ３が適度に残る程度、具体的には、幅Ｄ
３が変形前の幅Ｄ２の９／１０〜１／２の任意の範囲に
なるようにすることが好ましい。また、本形態の製造方
法では、多方向からのプレス方法にも適応できる。

【００３７】このようにして作製した光ファイバケーブ
ル１３の光ファイバに直線偏光光を伝搬させたところ、
ファラデー効果が生じない状態で２０ｄＢ以上の高い消
光比が得られた。さらに、この光ファイバケーブル１３
を用いた光計測ヘッドを磁場中に置いて光計測装置を作
動させたところ、ファラデー効果以外の影響が極めて少
ない高精度な測定ができた。これは、電流によって生じ
る磁場を測定することによって間接的に電流を測定する
場合も同様である。

【００３８】なお、図５では、挿入する樹脂を４本とす
る例を示したが、その太さや塑性などに応じて適宜変更
できる。また、図１の説明では、本形態の光ファイバケ
ーブル１３をケーブル保持部材１２に巻き付ける構成と
したが、形状保持能力の高い材料を保護チューブ３１に
使用することにより、ケーブル保持部材１２の機能を持
ちあわせた光ファイバケーブル１３をリング状にした状
態でそのまま計測に使用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、光ファ
イバを保護チューブで保護するようにしたので、ケーブ
ル保持部材に周回するように取り付けても破損すること
がなく、取扱いが容易となる。

【００４０】また、光ファイバと保護チューブとの管の
隙間に塑性材料を充填したので、光ファイバが保護チュ
ーブに押し付けられず、外部からの衝撃によって光ファ
イバが振動することが極力抑えられる。よって、偏波面
の回転を低減することができる。

【００４１】さらに、塑性材料が光ファイバを覆ってい
るので、応力に対しても強く、複屈折の発生を低減でき
る。これらのことから、より高精度な光計測が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本形態の光計測装置の構成を示す図である。

【図２】光ファイバケーブルの構成を示す断面図であ
る。

【図３】光ファイバケーブルを製造するための設備の概
略構成を示す図である。

【図４】光ファイバケーブルの他の製造方法を示す図で
ある。

【図５】他の製造方法による光ファイバケーブルの形状
変化の様子を示す断面図であり、（Ａ）は図４のステッ
プＳ１またはステップＳ２の状態の断面図、（Ｂ）はス
テップＳ３の状態の断面図である。

【符号の説明】

１０光計測装置１１光計測ヘッド１２ケーブル保持部材１３光ファイバケーブル１３ａ隙間１４モニタ光源１５偏波面保持ファイバ１６光コネクタ１７検光子部２０信号処理部２１被計測物３１保護チューブ３２光ファイバ３３樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光のファラデー効果を利用して電流や磁
場の計測を行うための光計測用ヘッドにおいて、光ファイバの周囲に隙間が空くように前記光ファイバを
保護チューブ内に配置し、前記隙間に塑性材料が充填し
てある光ファイバケーブルと、前記光ファイバケーブルが周回するように取り付け支持
される筒状のケーブル保持部材と、を有することを特徴とする光計測用ヘッド。
【請求項２】直線偏光光を伝搬させたときの前記光フ
ァイバの消光比が２０〔ｄＢ〕以上であることを特徴と
する請求項１記載の光計測用ヘッド。
【請求項３】前記保護チューブを前記ケーブル保持部
材に固着することを特徴とする請求項１記載の光計測用
ヘッド。
【請求項４】前記保護チューブは金属製であり、溶接
またははんだ付けにより前記ケーブル保持部材に固着す
ることを特徴とする請求項３記載の光計測用ヘッド。
【請求項５】前記光ファイバをファラデー効果を示す
材料で形成し、一方、前記保護チューブを非強磁性の材
料で形成することを特徴とする請求項１記載の光計測用
ヘッド。
【請求項６】前記光ファイバをファラデー効果を示す
材料で形成し、一方、前記保護チューブを保磁力の低い
材料で形成することを特徴とする請求項１記載の光計測
用ヘッド。
【請求項７】前記光ファイバのコアを、伝送光の波長
における光弾性定数が１×１０^-12〔Ｐａ^-1〕以下の材
料で形成することを特徴とする請求項１記載の光計測用
ヘッド。
【請求項８】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％であることを特徴とする請求項
７記載の光計測用ヘッド。
【請求項９】前記ケーブル保持部材を剛性材料で形成
することを特徴とする請求項１記載の光計測用ヘッド。
【請求項１０】前記ケーブル保持部材を非強磁性の材
料で形成することを特徴とする請求項１記載の光計測用
ヘッド。
【請求項１１】前記ケーブル保持部材を保磁力の低い
材料で形成することを特徴とする請求項１記載の光計測
用ヘッド。
【請求項１２】光のファラデー効果を利用して電流や
磁場の計測を行うための光計測装置において、光ファイバの周囲に隙間が空くように前記光ファイバを
保護チューブ内に配置し、前記隙間に塑性材料が充填し
てある光ファイバケーブルと、前記光ファイバケーブル
が周回するように取り付け支持される筒状のケーブル保
持部材と、を有する光計測ヘッドと、モニタ光を出力するモニタ光光源と、前記光ファイバケーブル内の光ファイバに前記モニタ光
を導光する導光手段と、前記光ファイバから出力されたモニタ光の偏波面を分離
して取り出す検光子部と、前記検光子部からの２種類の光を電気信号に変換して測
定対象の電流や磁場の値を求める信号処理部と、を有することを特徴とする光計測装置。
【請求項１３】直線偏光光を伝搬させたときの前記光
ファイバの消光比が２０〔ｄＢ〕以上であることを特徴
とする請求項１２記載の光計測装置。