【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は、たとえば直流ケーブルのように、とくに大
電流測定用の電流計に関するものである。The present invention relates to an ammeter particularly for measuring large currents, such as DC cables.
【釆肢ｌ
直流大電流の測定には、シャント抵抗により電圧として
とらえるものがある。
奈訓廊とｌの
磁性流体と光ファイバとを利用して、非接触型で、従来
のものよりも構造が簡単で、電磁誘導をまったく受けず
、値段の安いものを提供できるようにする。
【−一旦
第３図のように、容器１０内に磁性流体２２を入れ、容
器ｌＯの底を気密に貫通して立上るケーブル２０に電流
を流すと、第４図のように、磁性流体２２がケーブル２
０に添ってはい上る、という現象が知られている。
磁性流体については一般に次の拡張されたベルヌーイの
式が成立する【１】。
（圧力） （遇−動エイ１υＮす（盲カニ７ｒ１υ（）
（屈叛工）・し運）（定数）この場合の条件では、静止
状態で、差圧Ｐ与Ｏであるから、Ｈ＝Ｏのときの液面を
基準にすると、Ｃ＝Ｏとなり、（１）式は次のようにな
る。
Ｍ＝ａＨより（ａは磁化率）、
であるから、
となる。
（４）式に次の具体的条件を入れると、ｆ ＝ １５０
０． ｃｋ５＊＊３」
ｇ ＝ ′１． ’ｉｓ ［％／ｓｅｃ’ｌμ。＝
４ｒｃｘ １０−’ ［１４／７ｒＩｌγ＝ ｏ、
ｏｔ ｃ惧１
μｓ＝ ’Ｓ 、 １０．１００
電流の大きさ工と、はい上る磁性流体２２の高さｈとの
関係は、第５図に例示するようになる。ただしｈはＩが
ゼロのときの磁性流体２２の面からの高さである。
鏝見立璽戎
この発明は、上記の現象と、光ファイバとを利用するも
ので、第１図、第２図のように、（１）垂直方向を向い
ているケーブル２０をとりまいて、非磁性体の容器１０
を設け、その中に磁性流体２２を入れること、
（２）送信光ファイバ３０と、受信光ファイバ４０との
ペアになったものを、前記容器１０に、高さを少しずつ
違えてとりつけ、前記各送信光ファイバを出た光５２が
、ケーブルのすぐ近くを通ってそれぞれ相対する各受信
光ファイバに到達するようにすること、
を特徴とする。
尖五忽
第１図、第２図で、１０が容器である。これは絶縁性の
もので、同軸に並べた内筒１２と外筒４の上下を、底板
１６，１８でふさいだものである。
ケーブル２０は、内筒１２の内側を上下に貫通するよう
にする。
容器１０内に磁性流体２２を入れる。第５図からも分る
ように、比透磁率の大きいものを用いると、同じ電流工
に対して、より高くはい上るので、感度のよいものがで
きる。
３０は送信光ファイバで、便宜上、下から順に３１ 、
３２ 、３３−−−−３ｎと符合がつけである。 ま
た４０は受信光ファイバ４０で、これにも下から順に４
’ｌ 、４２．４３、−−−−４ｎとけ合がつけである
。これらのうち、３１と４１゜３２と４２．３３と４３
．−−−−３ｎと４ｎとが、それぞれベアになっている
（たとえば送信光ファイバ３１を出た光だけが、受信光
ファイバ４１だけに入る）。
なお５０はレンズ（たとえば短いグレーデツト型光ファ
イバ）で、各送信光ファイバ３０と受信光ファイバ４０
との間に平行な光５２を作るために用いる。
送信光ファイバ３０と受信光ファイバ４０とは、光５２
が内筒１２のすぐ外側を通るような位置に、相対して、
容器ｌＯにとりつけである。
艶−月
ケーブル２０に電流工が流れると、磁性流体２２が内筒
１２に添ってはい上る。磁性流体２２は光を通さないの
で、そのはい上った高さｈ以下にある受信光ファイバ４
０には、送信光ファイバ３０を出た光５２がとどかない
。
したがって受信光ファイバ４０を調べることによって電
流工の大きさを知ることができる。
ｉ乳り車重
（１）構造がシンプルでコンパクトにできる。したがっ
て長期安定性に富む。
（２）値段が安くできる。
（３）通電回路に非接触で測定できる。
（４）リード線に光ファイバを使うので、電磁誘導をま
ったく受けず、遠方監視ができる。[End Page 1] When measuring large DC currents, there is a method of measuring voltage using a shunt resistor. To provide a non-contact type with a simpler structure than conventional ones, no electromagnetic induction at all, and a low price by using magnetic fluid and optical fiber. [-Once the magnetic fluid 22 is placed in the container 10 as shown in FIG. is cable 2
The phenomenon of crawling up along with 0 is known. Regarding magnetic fluids, the following extended Bernoulli equation generally holds true [1]. (pressure) (blind crab 7r1υ()
(Constant) In this case, in a static state, the differential pressure is P and O, so if the liquid level when H=O is used as a reference, C=O, and ( 1) The formula is as follows. From M=aH (a is the magnetic susceptibility), it follows. Inserting the following specific conditions into equation (4), f = 150
0. ck5**3'' g = '1. 'is [%/sec'lμ. =
4rcx 10-' [14/7rIlγ= o,
The relationship between the magnitude of the current and the height h of the climbing magnetic fluid 22 is illustrated in FIG. 5. However, h is the height from the surface of the magnetic fluid 22 when I is zero. This invention utilizes the above-mentioned phenomenon and optical fibers, and as shown in FIGS. Non-magnetic container 10
(2) Attach a pair of a transmitting optical fiber 30 and a receiving optical fiber 40 to the container 10 at slightly different heights; It is characterized in that the light 52 exiting each transmitting optical fiber passes close to the cable and reaches each opposing receiving optical fiber. In Figures 1 and 2, number 10 is the container. This is insulating and consists of an inner cylinder 12 and an outer cylinder 4 that are arranged coaxially and whose upper and lower sides are closed with bottom plates 16 and 18. The cable 20 is configured to vertically penetrate inside the inner cylinder 12. A magnetic fluid 22 is placed in the container 10 . As can be seen from FIG. 5, if a material with a high relative magnetic permeability is used, it will be able to climb higher for the same electric current, making it more sensitive. 30 is a transmission optical fiber, and for convenience, from the bottom, 31,
32, 33---3n. 40 is a receiving optical fiber 40, which also includes 4 in order from the bottom.
'l, 42.43, ---4n. Of these, 31 and 41° 32 and 42. 33 and 43
．． --- 3n and 4n are each bare (for example, only the light exiting the transmitting optical fiber 31 enters only the receiving optical fiber 41). Note that 50 is a lens (for example, a short graded optical fiber), which connects each transmitting optical fiber 30 and receiving optical fiber 40.
It is used to create parallel light 52 between the two. The transmitting optical fiber 30 and the receiving optical fiber 40 are
in a position such that it passes just outside the inner cylinder 12,
It is attached to the container lO. When electric current flows through the gloss-moon cable 20, the magnetic fluid 22 crawls up along the inner cylinder 12. Since the magnetic fluid 22 does not transmit light, the receiving optical fiber 4 below the climbing height h
0, the light 52 leaving the transmission optical fiber 30 does not reach there. Therefore, by examining the receiving optical fiber 40, the size of the current flow can be determined. i Milk truck weight (1) The structure is simple and compact. Therefore, it has high long-term stability. (2) Prices can be lower. (3) Can be measured without contacting the current-carrying circuit. (4) Since optical fiber is used for the lead wire, there is no electromagnetic induction at all, allowing for distant monitoring.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の詳細な説明図で、そのＩＩ −ＩＩの
断面を第２図に示す。
第３図と第４図ノ士原理の説明図。
第５図は磁性流体のはい上り高さｈと電流の大きさ工と
の関係を示す線図。
１０：容器 ２０：ケーブル
２２：磁性流体 ３０：送信光ファイバ４０：受信
光ファイバ ５２：光
参考文献FIG. 1 is a detailed explanatory diagram of the present invention, and FIG. 2 shows a cross section taken along line II-II. Figures 3 and 4 are explanatory diagrams of the Noshi principle. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the crawling height h of the magnetic fluid and the magnitude of the current. 10: Container 20: Cable 22: Ferrofluid 30: Transmitting optical fiber 40: Receiving optical fiber 52: Optical reference