JPS6165168A - Optecal fiber type current sensor - Google Patents
Optecal fiber type current sensorInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、保護目的の光ファイバ式電流センサに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fiber optic current sensor for protection purposes.
ファラデー効果を利用する光ファイバ式電流センサは公
知である。公知のファラデー効果では、光を導く特定の
材料のなかで直線偏光した光線の偏光面が、光線に沿っ
て延びている磁界の影響のもとに、光線に対して平行に
延びている軸線の回りに回転される。偏光面の回転の角
度はほぼ磁界の強さに比例している。Optical fiber current sensors that utilize the Faraday effect are known. In the well-known Faraday effect, the plane of polarization of a linearly polarized ray of light in a particular light-guiding material changes from an axis extending parallel to the ray under the influence of a magnetic field extending along the ray. rotated around. The angle of rotation of the plane of polarization is approximately proportional to the strength of the magnetic field.
わずかな光エネルギーしか必要としない光ファイバ通信
回線用の光スィッチは公知である。この光スィッチは1
つの可動光ファイバ、2つの固定光ファイバ、1つのコ
イルおよび一対の永久磁石ヲ含んでいる。可動光ファイ
バはコイルの範囲内に磁性合金層を設けられている。さ
らにコイルは永久磁石の磁界内に配置されている。可動
光ファイバおよび1つの固定光ファイバは軸線方向に配
置されている。磁性合金層の軸線方向の磁化はコイルに
より反転され得る。こうして可動光ファイバが両固定光
ファイバの間を切換ねる(雑誌「エレクトロニクス(E
lectronics) J、1984年2月9日、第
62頁)。Optical switches for optical fiber communication lines are known which require little optical energy. This light switch is 1
It includes one movable optical fiber, two fixed optical fibers, one coil, and a pair of permanent magnets. The movable optical fiber is provided with a magnetic alloy layer within the coil. Furthermore, the coil is placed within the magnetic field of the permanent magnet. The movable optical fiber and one fixed optical fiber are axially arranged. The axial magnetization of the magnetic alloy layer can be reversed by a coil. In this way, the movable optical fiber switches between the two fixed optical fibers (Magazine Electronics (E
electronics) J, February 9, 1984, p. 62).
本発明の目的は、構造が簡単で十分な感度および電位絶
縁能力を有する保護目的の光ファイバ式電流センサを提
供することである。さらに、本発明の目的は、センサと
評価用電子回路との間の距離をほぼ任意に選択すること
ができ、また数k tlzの帯域幅の電流を評価するこ
とができる光ファイバ式電流センサを提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical fiber current sensor for protection purposes that is simple in structure and has sufficient sensitivity and potential insulation ability. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a fiber optic current sensor which allows the distance between the sensor and the evaluation electronics to be selected almost arbitrarily and which is capable of evaluating currents with a bandwidth of several k tlz. It is to provide.
この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第1項に
記載の光ファイバ式電流センサにより達成される。少な
くとも1つの光ファイバの一端が磁性層を設けられてお
り、通電導体の磁界内に配置されていることにより、こ
の端に力が作用する。この力は光ファイバのこの端から
出る光の光線経路のずれを生じさせる。このずれは導体
を通って流れる電流Φ1つの尺度である。少なくとも1
つの光ファイバおよび1つの光学装置の使用によりほぼ
任意の電位差に対する電位絶縁が与えられている。従っ
て、光ファイバ式電流センサの1つの有利な応用は保護
目的での高圧設備の電流測定である。光ファイバの端の
ファイバ長さおよび磁性層の質量により、この光ファイ
バ式電流センサの帯域幅が決定される。This object is achieved according to the invention by an optical fiber current sensor according to claim 1. One end of at least one optical fiber is provided with a magnetic layer and is placed in the magnetic field of the current-carrying conductor, thereby exerting a force on this end. This force causes a shift in the ray path of the light exiting this end of the optical fiber. This deviation is a measure of the current Φ flowing through the conductor. at least 1
The use of one optical fiber and one optical device provides potential isolation for almost any potential difference. One advantageous application of fiber optic current sensors is therefore the current measurement of high voltage installations for protection purposes. The fiber length and the mass of the magnetic layer at the end of the optical fiber determine the bandwidth of this fiber optic current sensor.
光ファイバ式電流センサの1つの有利な実施態様では、
第1および第2の光ファイバの端が軸線方向に向かい合
って配置され且つ通電導体の対称軸線に対して平行に配
置されており、またそれぞれ1つの永久磁石層を設けら
れている。光源としては発光ダイオードLEDが設けら
れている。この配置では、磁性端に作用するそれぞれの
力およびその結果としての保持装置に対する回転トルク
は等大逆方向である。光ファイバの磁性端に対する有効
磁界はたとえば均等である。In one advantageous embodiment of the fiber optic current sensor,
The ends of the first and second optical fibers are arranged axially opposite and parallel to the axis of symmetry of the current-carrying conductor and are each provided with one permanent magnet layer. A light emitting diode LED is provided as a light source. In this arrangement, the respective forces acting on the magnetic ends and the resulting rotational torques on the holding device are equal and opposite in direction. The effective magnetic field for the magnetic end of the optical fiber is, for example, uniform.
もう1つの有利な実施!3様では、光ファイバの磁性層
を設けられている端と向かい合って1つの反射面が設け
られている。光ファイバ内に復帰反射される光の割合は
、光ファイバから出る光の光線経路のずれの1つの尺度
である。光を送る光ファイバと光を受ける光ファイバと
への分岐がセンサ素子の外側で行われるので、光ファイ
バ式電流センサの幾何学的寸法が顕著に縮小され得る。Another advantageous implementation! In the third type, one reflective surface is provided opposite the end of the optical fiber provided with the magnetic layer. The percentage of light that is reflected back into the optical fiber is one measure of the ray path deviation of the light exiting the optical fiber. Since the branching into the light-transmitting and light-receiving optical fibers takes place outside the sensor element, the geometric dimensions of the fiber-optic current sensor can be significantly reduced.
1つの特に有利な実施態様では、反射面が、保持装置内
に配置されている第2の光ファイバの端面の一方により
形成されている。特性曲線、すなわち光ファイバの振れ
と送出光量対反射光量比との関係に影響を与えるため、
光ファイバ端面または反射面は湾曲されていてよい。In one particularly advantageous embodiment, the reflective surface is formed by one of the end faces of the second optical fiber arranged in the holding device. Because it affects the characteristic curve, that is, the relationship between optical fiber deflection and the ratio of transmitted light amount to reflected light amount,
The optical fiber end face or reflective surface may be curved.
別の有利な実施態様では、電流センサは部分的にU字状
ループまたはコイルとして形成された通電導体の内部に
配置されている。それにより磁界がセンサ素子の場所で
強められ且つ均等化され、また装置の感度が高められる
。In a further advantageous embodiment, the current sensor is arranged inside a current-carrying conductor that is partially designed as a U-shaped loop or coil. The magnetic field is thereby strengthened and equalized at the location of the sensor element, and the sensitivity of the device is increased.
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。The invention will be explained in more detail below by means of embodiments shown in the drawings.
第1図によれば、光ファイバ46の一端48は磁性Ji
i20を設けられており、また通電導体26の磁界のな
かに配置されている。磁界から磁性層20に作用する力
により、保持装置80内に張られている光ファイバ46
の自由端4日が無電流の場合の静止位置から振らされる
。光ファイバ46から出る光の光線経路のずれαが光学
装置90により測定され、このずれは導体26を通って
流れる電流Iの1つの尺度である。According to FIG. 1, one end 48 of the optical fiber 46 has a magnetic Ji
i20 and is placed in the magnetic field of the current-carrying conductor 26. The force acting on the magnetic layer 20 from the magnetic field causes the optical fiber 46 stretched within the holding device 80 to
The free end of 4 days is swung from its rest position in the case of no current. The optical ray path deviation α of the light exiting the optical fiber 46 is measured by the optical device 90, and this deviation is one measure of the current I flowing through the conductor 26.
第2図による実施例では、光ファイバ式電流センサは1
つの光源2.2つの光ファイバ4および6.1つの光検
出器8および評価用電子回路10を含んでいる。第1の
光ファイバ4の一端12は光源2と、また第2の光ファ
イバ6の一端14はたとえばホトダイオードであってよ
い光検出器8と接続されている。両他端16および18
はそれぞれ磁性層、好ましくは永久磁石層20または2
2を設けられている。永久磁石層20および22を設け
られている端16および18は1つの保持装置24によ
りそれぞれ通電導体の26のすぐ近くに配置されている
。永久磁石層20および22はそれぞれ端16および1
8において軸線方向の磁化方向を有する。端16および
18は軸線方向に向かい合って且つ導体26の対称軸線
28に対して平行に、たとえば無電流の導体26におい
て光42の光の最大の伝達が行われるように配置さてい
る。光源2としては白熱ランプ、好ましくはレーザー、
特に発光ダイオードLEDが設けられている。電流Iが
導体26を通って流れると、それにより生ずる磁界の結
果としてそれぞれ力が光ファイバ4および6のm16お
よび18に作用する。この磁界は端16および18に対
して均等である。すなわち、端16および18に作用す
る力およびその結果としての回転トルクは等大である。In the embodiment according to FIG. 2, the fiber optic current sensor has one
It includes two light sources 2. two optical fibers 4 and 6. one photodetector 8 and evaluation electronics 10. One end 12 of the first optical fiber 4 is connected to a light source 2, and one end 14 of the second optical fiber 6 is connected to a photodetector 8, which may for example be a photodiode. Both other ends 16 and 18
are magnetic layers, preferably permanent magnet layers 20 or 2, respectively.
2 is provided. The ends 16 and 18, which are provided with permanent magnetic layers 20 and 22, are each placed in close proximity to the current-carrying conductor 26 by a holding device 24. Permanent magnetic layers 20 and 22 are located at ends 16 and 1, respectively.
8 with an axial magnetization direction. The ends 16 and 18 are arranged axially opposite and parallel to the axis of symmetry 28 of the conductor 26 such that maximum transmission of light 42 occurs, for example in the currentless conductor 26. The light source 2 is an incandescent lamp, preferably a laser,
In particular, light emitting diodes LEDs are provided. When a current I flows through conductor 26, a force acts on m16 and 18 of optical fibers 4 and 6, respectively, as a result of the resulting magnetic field. This field is uniform for ends 16 and 18. That is, the forces acting on ends 16 and 18 and the resulting rotational torques are equal.
作用する力により端16および1日はその静止位置に対
して反対方向にずらされる。すなわち、端16における
運動方向は紙面から出る方向であり、端18における運
動方向は紙面に入る方向である。それにより光の伝達が
弱められる。伝達された光は光検出器8により検出され
る。光検出器の後に接続されている評価用電子回路10
(たとえばマイクロコンピュータであってよい)によ
り、検出された光量に、たとえば定格電流の10倍の所
定の電流範囲内で1つの電流値が対応付けられる。短絡
時に、導体26を通って流れる電流■の値がたとえば定
格電流の100倍であれば、評価用電子回路10は10
0%から0%への伝達光量変化の勾配から実際に流れる
電流Iの値を求める。The forces acting cause the ends 16 and 1 to be displaced in the opposite direction relative to their rest position. That is, the direction of motion at end 16 is out of the page, and the direction of motion at end 18 is into the page. This weakens the transmission of light. The transmitted light is detected by a photodetector 8. Evaluation electronic circuit 10 connected after the photodetector
(which may be a microcomputer, for example) associates the detected amount of light with one current value within a predetermined current range of, for example, 10 times the rated current. If the value of the current ■ flowing through the conductor 26 at the time of a short circuit is, for example, 100 times the rated current, the evaluation electronic circuit 10
The value of the current I that actually flows is determined from the slope of the change in the amount of transmitted light from 0% to 0%.
第3図によるもう1つの実施例では、永久磁石層20お
よび22を設けられており軸線方向に向かい合って配置
されている光ファイバ4および6の端16および18が
通電導体26の対称軸線28に対して垂直に配置されて
いる。導体26を通って流れる電流■により生ずる磁力
線は破線の円30により示されている。光ファイバ4お
よび6の端16および18には、大きさが異なり且つ方
向が反対の力F、およびF2が作用する。力Flおよび
F2の異なる大きさは図面中に矢印の異なる長さにより
示されているウカF1およびF2の作用方向は光ファイ
バ4または6の端16または18における磁気双極子に
電流■による磁界が及ぼす力の合成の結果である。対称
軸線28に近いほうの端16は大きな力の結果としてそ
の静止位置から大きく振れる。従って、通電導体2Gに
近いほうの光ファイバ4の端16のみに永久磁石層20
を設けることは有利である。異なる力は、通電導体26
の力が端16および1日に対して不均等であることによ
り生ずる。In another embodiment according to FIG. 3, the ends 16 and 18 of the optical fibers 4 and 6, which are provided with permanent magnet layers 20 and 22 and are arranged axially opposite each other, are aligned with the axis of symmetry 28 of the current-carrying conductor 26. is placed perpendicular to the The magnetic field lines caused by the current flowing through the conductor 26 are indicated by the dashed circle 30. The ends 16 and 18 of the optical fibers 4 and 6 are acted upon by forces F and F2 of different magnitude and opposite direction. The different magnitudes of the forces Fl and F2 are indicated in the drawing by different lengths of the arrows.The directions of action of the forces Fl and F2 are such that the magnetic field due to the current ■ is applied to the magnetic dipole at the end 16 or 18 of the optical fiber 4 or 6. It is the result of the combination of the forces exerted. The end 16 closer to the axis of symmetry 28 swings significantly from its rest position as a result of the large forces. Therefore, the permanent magnet layer 20 is only attached to the end 16 of the optical fiber 4 that is closer to the current-carrying conductor 2G.
It is advantageous to provide The different forces are applied to the current-carrying conductor 26
This is caused by the forces being unequal with respect to the ends 16 and 1.
この構成により、通電導体26、たとえば高圧導体の近
(に配置することができ且つ同一の構造で種々の電流範
囲に対して使用することができる光ファイバ式電流セン
サが得られる。さらに、導体26の電流を無電位でil
l[IJ定することができ、またセンサと評価用電子回
路10との間の距離をほぼ任意に、たとえば数mないし
lkmに選定することができる。この簡単な構成の電流
センサにより交流電流も場合によっては直流電流も測定
することができる。交流電流の場合には、光源2に高度
な要求、たとえば安定性または光強度、を課する必要は
ない。なぜならば、磁界の零点通過に1つの参照点が存
在するからである。この参照点により簡単な仕方で伝送
路への環境条件の影響ならびに光源および光検出器の経
時変化の影響を補正し得るからである。This configuration provides a fiber-optic current sensor that can be placed in the vicinity of a current-carrying conductor 26, for example a high-voltage conductor, and that can be used with the same construction for different current ranges. The current of il with no potential
l [IJ can be determined, and the distance between the sensor and the evaluation electronic circuit 10 can be selected almost arbitrarily, for example from several meters to lkm. With this simple configuration of the current sensor, it is possible to measure both alternating current and, in some cases, direct current. In the case of alternating current, there is no need to place high requirements on the light source 2, such as stability or light intensity. This is because there is one reference point when the magnetic field passes through the zero point. This reference point makes it possible to compensate for the influence of environmental conditions on the transmission line and the influence of aging of the light source and photodetector in a simple manner.
第4図による実施例では、光ファイバ式電流センサは1
つの光源2.1つの光検出器8.1つの光ファイバ40
.1つの評価用電子回路lOおよび1つのファイバ結合
器60を含んでいる。光源2および光検出器8はそれぞ
れ光ファイバ62または64によりファイバ結合器60
と接続されている。ファイバ結合器60は光ファイバ4
0の一端42と接続されている。光ファイバ40は他端
44に磁性層20を設けられている。光ファイバ40の
端44はたとえば導体26の対称軸線28に対して平行
に保持装置24のなかに配置されている。端44と向か
い合って1つの反射面54が保持装置24のなかに、た
とえば導体26に電流が流れていない時に端44で光フ
ァイバ40から出た光が反射面54に入射して少なくと
も部分的に光ファイバ40内に復帰反射されるように配
置されている。電流■が導体26に流れていれば、磁性
層20に作用する力により光ファイバ40のm44が対
称軸線28に対して平行な位置から1辰らされる。それ
により、光)1イハ40内に復帰反射される光の割合が
減ぜられる。光を送る光ファイハロ2と光を受ける光フ
ァイハロ4とへの分岐はセンサ素子の外側で1つのファ
イバ結合器60により行われる。こうして、監視すべき
通電導体26まで単一の光ファイバ40を導けば足りる
ので、光ファイバ式電流センサの幾何学的寸法が、第2
図および第3図による実施例にくらべて、さらに減ぜら
れ得る。すなわち、これらの実施例では、両光ファイバ
の少なくとも一方4または6は、他方の光ファイハロま
たは4と共通に制御用電子回路に導かれ得るように、湾
曲されていなければならない。その際、光ファイバの最
小可能な湾曲半径がセンサの小形化を制限する。In the embodiment according to FIG. 4, the fiber optic current sensor has one
2 light sources 2. 1 photodetector 8. 1 optical fiber 40
.. It includes one evaluation electronics lO and one fiber coupler 60. Light source 2 and photodetector 8 are connected to fiber coupler 60 by optical fibers 62 or 64, respectively.
is connected to. The fiber coupler 60 connects the optical fiber 4
It is connected to one end 42 of 0. The optical fiber 40 is provided with a magnetic layer 20 at the other end 44 . The end 44 of the optical fiber 40 is arranged, for example, in the holding device 24 parallel to the axis of symmetry 28 of the conductor 26. A reflective surface 54 opposite the end 44 is provided in the holding device 24 such that, for example, when no current is flowing through the conductor 26, light exiting the optical fiber 40 at the end 44 is incident on the reflective surface 54 and at least partially It is arranged to be reflected back into the optical fiber 40. When a current (1) is flowing through the conductor 26, the force acting on the magnetic layer 20 causes the m44 of the optical fiber 40 to be moved one arm from a position parallel to the axis of symmetry 28. As a result, the proportion of the light that is reflected back into the 1-Iha 40 is reduced. The branching into the optical fiber halo 2 for transmitting the light and the optical fiber halo 4 for receiving the light is performed by a single fiber coupler 60 outside the sensor element. In this way, it is sufficient to lead a single optical fiber 40 to the current-carrying conductor 26 to be monitored, so that the geometric dimensions of the fiber-optic current sensor are
Compared to the embodiment according to FIGS. and FIG. 3, further reductions can be made. That is, in these embodiments, at least one of the two optical fibers 4 or 6 must be curved so that it can be led to the control electronics in common with the other optical fiber halo or 4. The smallest possible bending radius of the optical fiber limits the miniaturization of the sensor.
磁性層20はたとえば永久磁石材料により形成される。The magnetic layer 20 is made of, for example, a permanent magnetic material.
しかし、導体を流れる電流が大電流であり、従ってセン
サの感度にそれほど高い要求が課せられない用途では、
光ファイバ40の端44に軟磁性材料を設けることも有
利である。軟磁性材料の使用は、加工が容易であること
とならんで、センサの機械的組み立ての際の精度上の要
求が減ぜられるという利点を有する。なぜならば、光フ
ァイバ40の端44の撮れの方向が軟磁性層20の使用
の際には導体26中の電流の方向に無関係であり、従っ
て光ファイバの移動の際に伝達が交流電流における磁界
の零点通過時に常に最大または最小として与えられてい
るからである。センサの感度の向上は、反射面54およ
び(または)光ファイバ端面442が適当な湾曲を有す
ることにより達成される。However, in applications where the current flowing through the conductor is large and therefore does not place very high demands on the sensitivity of the sensor,
It is also advantageous to provide the end 44 of the optical fiber 40 with a soft magnetic material. The use of soft magnetic materials has the advantage that, in addition to ease of processing, the accuracy requirements during the mechanical assembly of the sensor are reduced. This is because the orientation of the end 44 of the optical fiber 40 is independent of the direction of current flow in the conductor 26 when using the soft magnetic layer 20, and therefore, when moving the optical fiber, the magnetic field in the alternating current is transmitted. This is because it is always given as the maximum or minimum when passing the zero point of . Increased sensitivity of the sensor is achieved by having the reflective surface 54 and/or the optical fiber end face 442 have appropriate curvature.
第5図による実施例では、光ファイバ40の端44と向
かい合って1つの光ファイバ56が保持装置24内に配
置されている。光ファイバ56の両端面562および5
64の一方は1つの反射層を設けられている。それによ
り簡単な仕方で、光ファイバ40の出射開口442の面
積よりも大きくない反射面積が得られ、従ってまたセン
サ全体の感度が第1図によるセンサにくらべて高められ
る。端面562.564および442の少なくとも1つ
を適当に湾曲させることにより、必要に応じて特性曲線
に影響を与えることができる。In the embodiment according to FIG. 5, one optical fiber 56 is arranged in the holding device 24 opposite the end 44 of the optical fiber 40. In the embodiment according to FIG. Both end faces 562 and 5 of the optical fiber 56
One of 64 is provided with one reflective layer. This results in a simple manner in which a reflection area is not larger than the area of the exit aperture 442 of the optical fiber 40 and thus also increases the sensitivity of the entire sensor compared to the sensor according to FIG. By suitably curving at least one of the end faces 562, 564 and 442, the characteristic curve can be influenced as desired.
第6図による実施例では、監視すべき通電導体26はU
字状ループの形状を有する。通電導体26のほぼ平行な
脚部262および264の間に光ファイバ式電流センサ
が、光ファイバ40の端44と反射端面564を設けら
れている光ファイバ56とが同じく脚部262および2
64に対してほぼ平行に延びるように配置されている。In the embodiment according to FIG. 6, the current-carrying conductor 26 to be monitored is U
It has the shape of a letter loop. A fiber optic current sensor is mounted between the substantially parallel legs 262 and 264 of the current-carrying conductor 26, and the end 44 of the optical fiber 40 and the optical fiber 56, which is provided with a reflective end face 564, are also connected to the legs 262 and 264.
64 and is arranged to extend substantially parallel to 64.
それにより、磁性層20の場所を支配する磁界の強さが
高められ、また磁界の空間的勾配が直線状導体を有する
センサにくらべて減ぜられる。Thereby, the strength of the magnetic field prevailing at the location of the magnetic layer 20 is increased and the spatial gradient of the magnetic field is reduced compared to sensors with straight conductors.
通電導体26の一部分が第7図による実施例のように1
つのコイル266に巻かれており、光ファイバ式センサ
がこのコイル266の内部に、光ファイバ40の端44
がコイル266の内部の磁界に対してほぼ垂直に延びる
ように配置されていることにより、センサの感度は一層
高められ得る。A portion of the current-carrying conductor 26 is 1 as in the embodiment according to FIG.
The optical fiber sensor is connected to the end 44 of the optical fiber 40 inside the coil 266.
The sensitivity of the sensor can be further increased by arranging the coils 266 to extend substantially perpendicular to the magnetic field inside the coil 266.
第1図は本発明の1つの実施例の概要図、第2図および
第3図は本発明の有利な実施例の概要図、第4図および
第5図は本発明の他の有利な実施例の概要図、第6図お
よび第7図は本発明による光ファイバ式電流センサの特
に高感度な実施例の概要図である。
2・・・光源、4.6・・・光ファイバ、8・・・光検
出器、10・・・評価用電子回路、12〜1日・・・光
ファイバの端、20.22・・・磁性層、24・・・保
持装置、26・・・通電導体、40・・・光ファイバ、
44・・・光ファイバの端、54・・・反射面、56・
・・光ファイバ、60・・・ファイバ結合器、62.6
4・・・光ファイバ、80・・・保持装置、262.2
64・・・脚部、442.562.564・・・光ファ
イバの端面。
FIo 1
FIG 4
FIo 51 is a schematic diagram of one embodiment of the invention, FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams of an advantageous embodiment of the invention, and FIGS. 4 and 5 are other advantageous embodiments of the invention. Example Schematic Diagrams FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams of particularly sensitive embodiments of fiber optic current sensors according to the invention. 2... Light source, 4.6... Optical fiber, 8... Photodetector, 10... Electronic circuit for evaluation, 12-1 day... End of optical fiber, 20.22... Magnetic layer, 24... Holding device, 26... Current-carrying conductor, 40... Optical fiber,
44... End of optical fiber, 54... Reflective surface, 56...
...Optical fiber, 60...Fiber coupler, 62.6
4... Optical fiber, 80... Holding device, 262.2
64... Leg portion, 442.562.564... End face of optical fiber. FIo 1 FIG 4 FIo 5
Claims (1)
おり、その一端(48)が磁性層(20)を設けられて
おり且つ通電導体(26)の磁界内に配置されており、
また光ファイバ(46)の前記一端(48)から出る光
の光線経路のずれ(α)を測定するための光学装置(9
0)が設けられていることを特徴とする光ファイバ式電
流センサ。 2)2つの光ファイバ(4、6)が設けられており、第
1の光ファイバ(4)が一端(12)に光源(2)を、
第2の光ファイバ(6)が一端(14)に、後に評価用
電子回路(10)を接続されている光検出器(8)を設
けられており、また両他端の少なくとも一方(16また
は18)が永久磁石層(20または22)を設けられて
おり、これらの端(16、18)が軸線方向に向かい合
って通電導体(26)の磁界内に配置されており、また
保持装置(24)を設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の光ファイバ式電流センサ。 3)永久磁石層(20、22)を設けられている端(1
6、18)が通電導体(26)の対称軸線(28)に対
して平行に配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第2項記載の光ファイバ式電流センサ。 4)永久磁石層(20、22)を設けられている端(1
6、18)が通電導体(26)の対称軸線(28)に対
して垂直に配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第2項記載の光ファイバ式電流センサ。 5)1つの光ファイバ(40)が設けられており、その
一端(42)がファイバ結合器(60)と接続されてお
り、このファイバ結合器が光ファイバ(62、64)に
より光源(2)と、後に評価用電子回路(10)を接続
されている光検出器(8)とに接続されており、また他
端(44)が磁性層(20)を設けられており且つ通電
導体(26)の磁界内に保持装置(24)により配置さ
れており、またこの端(44)と向かい合って反射面(
54)が位置していることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の光ファイバ式電流センサ。 6)反射面が、保持装置(24)内に配置されている第
2の光ファイバ(56)の端面の一方(562または5
64)により形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第5項記載の光ファイバ式電流センサ。 7)光ファイバ(40)の端(44)の端面(442)
および(または)反射面(54)が湾曲されていること
を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の光ファイバ式
電流センサ。 8)光ファイバ(40)の端(44)の端面(442)
および(または)第2の光ファイバ(56)の端面の一
方(562または564)が湾曲されていることを特徴
とする特許請求の範囲第6項記載の光ファイバ式電流セ
ンサ。 9)通電導体(26)の一部分が少なくともほぼ平行な
脚部(262および264)を有するU字状ループを有
し、また光ファイバ(40)の端(44)がU字状ルー
プの脚部(262および264)に対して平行に配置さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第5項ないし
第8項のいずれか1項に記載の光ファイバ式電流センサ
。 10)通電導体(26)の一部分がコイル(266)で
あり、また光ファイバ(40)の端(44)が磁界に対
して垂直にコイル(266)の内部に配置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項ないし第8項のい
ずれか1項に記載の光ファイバ式電流センサ。 11)評価用電子回路(10)としてマイクロコンピュ
ータが設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
第2項または第5項記載の光ファイバ式電流センサ。[Claims] 1) At least one optical fiber (46) is provided, one end (48) of which is provided with a magnetic layer (20) and placed within the magnetic field of the current-carrying conductor (26). and
Further, an optical device (9
0) is provided. 2) Two optical fibers (4, 6) are provided, the first optical fiber (4) having a light source (2) at its end (12);
A second optical fiber (6) is provided at one end (14) with a photodetector (8) to which is later connected an evaluation electronic circuit (10), and at least one of the other ends (16 or 18) is provided with a permanent magnet layer (20 or 22), the ends (16, 18) of which are arranged axially opposite each other in the magnetic field of the current-carrying conductor (26), and a retaining device (24) ) The optical fiber type current sensor according to claim 1, wherein the optical fiber type current sensor is provided with: 3) The end (1) provided with a permanent magnet layer (20, 22)
6, 18) are arranged parallel to the symmetry axis (28) of the current-carrying conductor (26). 4) The end (1) provided with a permanent magnet layer (20, 22)
6, 18) are arranged perpendicularly to the axis of symmetry (28) of the current-carrying conductor (26). 5) One optical fiber (40) is provided, one end (42) of which is connected to a fiber coupler (60), which connects the light source (2) with the optical fiber (62, 64). The other end (44) is provided with a magnetic layer (20) and is connected to a current-carrying conductor (26). ) is positioned by the holding device (24) in the magnetic field of the reflective surface (
54) is located in the optical fiber type current sensor according to claim 1. 6) The reflective surface is one of the end faces (562 or 5) of the second optical fiber (56) arranged in the holding device (24).
64) The optical fiber type current sensor according to claim 5, characterized in that it is formed by: 7) End face (442) of the end (44) of the optical fiber (40)
The optical fiber type current sensor according to claim 5, characterized in that the reflecting surface (54) is curved. 8) End surface (442) of the end (44) of the optical fiber (40)
7. The optical fiber type current sensor according to claim 6, wherein one of the end faces (562 or 564) of the second optical fiber (56) is curved. 9) a portion of the current-carrying conductor (26) has a U-shaped loop with at least substantially parallel legs (262 and 264), and the end (44) of the optical fiber (40) has a U-shaped loop with legs (262 and 264) that are at least substantially parallel; The optical fiber type current sensor according to any one of claims 5 to 8, wherein the optical fiber current sensor is arranged parallel to (262 and 264). 10) A portion of the current-carrying conductor (26) is a coil (266), and the end (44) of the optical fiber (40) is arranged inside the coil (266) perpendicular to the magnetic field. An optical fiber type current sensor according to any one of claims 5 to 8. 11) The optical fiber type current sensor according to claim 2 or 5, characterized in that a microcomputer is provided as the evaluation electronic circuit (10).
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JPS6165168A true JPS6165168A (en) | 1986-04-03 |
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE3431769A1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008521374A (en) * | 2004-11-18 | 2008-06-19 | ドン・エナジー・セールス・アンド・ディストリビューション・アクティーゼルスカブ | Compensation for a simple fiber optic Faraday effect sensor |
CN101782605A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-21 | 徐启峰 | Digital diaphragm-vibrating type current sensor |
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1984
- 1984-08-29 DE DE19843431769 patent/DE3431769A1/en not_active Withdrawn
-
1985
- 1985-08-26 JP JP60187173A patent/JPS6165168A/en active Pending
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Also Published As
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DE3431769A1 (en) | 1986-03-13 |
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