JPS59222768A

JPS59222768A - 光変流器

Info

Publication number: JPS59222768A
Application number: JP58095617A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Hamada; 充弘浜田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1984-12-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は光変流器に係り、特に、高電圧導体に流れる電
流を測定するに好適な光変流器に関する。

〔発明の背景〕

周知のように、電流による磁界中に置かれた鉛ガラス等
のファラデー効果を示すガラス（以下、ファラデー効果
ガラスという）中を直線偏光が通過すると、直線偏光の
偏光面は、次の式で示される角度θだけ回転する。

θ＝ＶＨＬ　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（
１）ただし、■はグエルデ定数、Ｈは光の進行方向の磁
界の強さ、Ｌはファラデー効果ガラスを通過する光の光
路長である。

この現象をファラデー効果といい、上記（１）式の角度
θを周知の方法で検出し、磁界の強さＨを検出すること
で、ファラデー効果ガラス近房に流れる電流を測定する
光変流器が一般に知られている。

この光変流器の一例を第１図に示す。発光ダイオード、
レーザダイオードおよびレーザ等の一つで構成された光
源１で発光された光線の一部は、光フアイバ２内を伝播
し、集光レンズ３で集光され、高分子フィルム、蒸着膜
、偏光プリズム等の周知の偏光子４で直線偏光にされた
後、ファラデー効果ガラス５に入射される。ファラデー
効果ガラス５は、中央部に１欠溝体１２が貫通される貫
通孔を備えた略四角形状の平板で構成されておシ、ファ
ラデー効果ガラス５の面ａに入射される光は各角部で２
回全反射されて、１欠溝体１２を一周して出射面すから
出射され、検光子６．集光レンズ７．８および光ファイ
バ９．１０ｉ介して、フ第１・ダイオード等を備えた受
光部１１に受光される。このファラデー効果ガラス５で
は、入射光が各角部で２回全反射される。すなわち、合
計６回、全反射されるため、直線偏光が楕円偏光に変化
し、回転角θが小さくなシ、感度が低下することがない
。

ここで、ファラデー効果による直線偏光の偏光面の回転
は、光路に対して平行な磁界の強さと光路長に比例し、
ファラデー効果ガラス５に入射した直線偏光は１欠溝体
１２を一周して出射するため、回転角度θは、次の式（
２）で表わされ、光路と交鎖している１次導体の電流工
にのみ比例する。

θ＝ＶｆＨｄｔ＝ＶＩ　　　　　　　　　・・・・・・
（２）ただし、ｔは光路長である。

なお、１欠溝体１２の近傍に存在する他の導体に流れる
電流は、この光路に沿っての積分で零となるため、影響
を無視することができる。

このように、ファラデー効果ガラス５を用いた光変流器
は、他の導体に流れる電流に影響されることなく特定の
導体に流れる電流の大きさを測定することができるとい
う利点があるが、ファラデー効果ガラス全１個しか備え
ていないため、全光路長Ｌ＝／ｄｔがファラデー効果ガ
ラスの形状で決定され、１次導体を一周する長さ以上に
するととができず、高感度で高精度な電流測定ができな
いという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光路長を長くすることで高精度、高感
度の電流測定ができる光変流Ｎを提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、従来のファラデー効果ガラスを用いた
光変流器で、ファラデー効果ガラスを渦巻状に複数個配
置し、偏光を順に通過させるようにしたものである。こ
こで、ｎ周分の光路を形成するように、ファラデー効果
ガラスを渦巻状に配置した場合のファラデー効果による
偏光面の回転角度θば、次の式（３）のようになシ、θ
＝ｎＶ、／”Ｈｄｔ＝ｎＶＩ　　　　　　　−団−（３
）被測定電流に対して高感度になると共に、従来と同様
に回転角度θが被測定電流に比例するため高才青度にな
る。

〔発明の実施例〕

第２図ないし第１０図に本発明の〜実施例のファラデー
効果ガラスの配置を示す。なお、本実施例で、ファラデ
ー効果ガラス以外の構成は第１図と同一ゆえ図示を省略
する。

図に示すように、１欠溝体１２に流れる電流と交鎖する
ように内部に光路を備え、かつ、鉛ガラス、重フリント
ガラス、磁性ガラスまたは石英ガラス等で構成された第
１のファラデー効果ガラス５と、１次導体に流れる電流
と交鎖するように、内部に光路を備え、かつ、第１のフ
ァラデー効果ガラス５と同一材質で形成された第２のフ
ァラデー効果ガラス１３〜１６とが近接して渦巻状に配
置されている。第１のファラデー効果ガラス５の出射面
と第２のファラデー効果ガラス１３０入射面とは対応す
るように配置され、第１のファラデー効果ガラス５には
従来と同様に、光源１から光ファイバ２．集光レンズ３
および偏光子４を介して直線偏光が入射され、第２のフ
ァラデー効果ガラス１３〜１６の出射側には、ウォラス
トンプリズムや偏光ビームスプリッタ等で構成された検
光子６．集光レンズ７．８および光ファイバ９゜１０が
設けられて受光器１１に出射光を入射させている。

第１のファラデー効果ガラス５０″ｉ、第２図ないし第
６図に示すように構成され、入射面ａから入射した直線
偏光は、反射面す、Ｃ，ｄ、ｅ、ｆ。

ｇで順に６回全反射され、出射面ｇ′から出射される。

第２のファラデー効果ガラス１３ないし１６は、第２図
および第７図ないし第１０図に示すように構成され、第
１のファラデー効果ガラス５の出射面ｇ′から出射され
た偏光が入射面ｈ′に入射されて、反射面り、４．ｊ、
に、Ｉ、ｍ。

ｎ、ｏで順に８回全反射された後、出射面ｐがら出射さ
れる。

ここで、第２のファラデー効果ガラス１３〜１６の出射
面ｐから出射される偏光は、直線偏光が第１および第２
のファラデー効果ガラス５゜１３ないし１６内で偶数回
全反射されるため、回転角度の大きさが低下することな
く、従来と比較して光路長が２倍以上となっているため
、感度も２倍以上となり、高精度、高感度の電流測定を
行なうことができる。

本実施例によれば、従来のものに比べ光路長が長くなる
ため、更に感度を高くすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光路長が長くなるため、他の導体に流
れる電流に影響されず、高感度、高精度で電流測定を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の光変流器の斜視図、第２図から第１０
図は本発明の一実施例に使用される７アラデー効果ガラ
スの正面図（第２図）、平面図（第４図、第８図）、左
側面図（第５図、第９図）、右側面図（第３図、第７図
）および底面図（薗６図、第１０図）である。１・・・光源、２，９．１０・・・光ファイノ（，３，
７゜８・・・集光レンズ、４・・・偏光子、５・・・第
１のファラーｊ’−Ｔｏ果レンズ、６・・・検光子、１
１・・・受光器、１２・・・１欠溝体、１３〜１６・・
・第２のファジデー貸１０ホカ

Claims

【特許請求の範囲】１、光源と、被測定電流とが交鎖するように内部に光路
を形成したファラデー効果ガラスと、前記光源と前記フ
ァラデー効果ガラスの入射面との間に配置された偏光子
と、前記ファラデー効果ガラスの出射面側に配置された
検光子とを備え、前記ファラデー効果ガラスを通過した
直線偏光の偏光面の回転角度に基づいて前記被測定電流
の大きさを検出する光変流器において、偏光が順に通過するように、前記ファラデー効果ガラス
を渦巻状に複数個配置したことを特徴とする光変流器。