JPS63196865A - 光学式電流測定装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気光学素子のファラデー効果を応用した光
学式電流測定装置の改良に関するものである。

（従来技術〕 磁気光学素子のファラデー効果を応用した光学式の電流
測定は、被測定電流に比例した磁界を検出することによ
ってなされる。

従来の測定方法は、第１図（イ）（ロ）に示すように、
被測定電流路（１）の付近に光学式磁界センサ（２）を
配置する。第２図は光学式磁界センサ（２）の構造を示
している０発光素子（４）からの光波は光ファイバ（３
ａ）によって光コネクタ（６ａ）に取付けられているロ
ッドレンズ（７ａ）に導かれ、平行ビームとなって偏光
子（８］に入射する。偏光子がらの出力光は直線偏光波
となり、磁気光学素子（９）に入射する。磁気光学素子
には、被測定電流Ｉにより発生した磁界Ｈが光波伝搬方
向に加わり、偏波面（直線偏光面）は磁界強度Ｈに比例
して回転する。これは、ファラデー効果と呼ばれる効果
である。検光子０１）は旋光子０ωにより偏光子（８）
と相対的に偏波面が４５＠の角度を有するようになって
いる。検光子（１１ンからの出力光の強度は、ファラデ
ー効果による偏波面の回転により、従って被測定電流に
よって発生した磁界により変化する。この出力光はロッ
ドレンズ（７ｂ）に入射し、光ファイバ（３ｂ）によっ
て受光素子（５）へと導かれ、受光素子にて光・電気変
換された変換量を検出することによって、磁界強度Ｈ１
従って被測定電流Ｉを測定することができる。

〔従来技術の問題点〕

前記に述べたように、従来技術では、光学式磁界センサ
は、磁気光学素子中の光路が被測定電流と直交するよう
に、被測定電流により発生する磁場とは平行になるよう
に配置されている。このような配置では、光学式磁界セ
ンサは被測定電流に応じて発生する磁界以外の外部磁界
（外乱）に対しても感知し、精度良く被測定電流値を測
定することが困難であるという問題点があった。

本発明はこのような点にかんがみてなされたもので、そ
の目的とするところは、外乱磁界の影響を受けることな
く、被測定電流に応じて発生する磁界を正確に、かつ感
度良く検出する光学式電流測定装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕 前記問題点を解決するための手段を実施例に対応する第
３図、第４図により説明する。

本発明は、被測定電流により発生する磁界の強さを磁気
光学素子の有するファラデー効果を利用して検出するこ
とにより電流を測定する光学式電流測定装置において、
被測定電流が流れる板状導体（２１）をはさむように磁
気光学素子（２９ａ、　２９ｂ）を配置し、該磁気光学
素子を通過する光波の伝搬方向が磁気光学素子間で逆方
向になるような手段を講じている。

〔作用〕

第４図に示すごとく、発光素子（２４）からの光波は偏
光子（２８）へ入射され、偏光子からの出力である直線
偏光波は第１の磁気光学素子（２９ａ）により被測定電
流に応じた磁界強度に比例した偏波面の回転を受ける。

その回転角θは、光波伝搬方向の磁界強度をＨ，ｍ気光
学素子中の光路長を２とするとθ＝Ｖｒ−Ｈ−１となる
。ここで、比例係数Ｖｒはベルデ定数と呼ばれるもので
ある。磁気光学素子（２９ａ）を通った光波は全反射ミ
ラー（３０）に入射し、反射光は、板状導体（２１）に
対して第１の磁気光学素子とは反対側に設置された第２
の磁気光学素子（２９ｂ）に入射する。

第２の磁気光学素子に加わる磁界の方向は、光波伝搬方
向とともに、第１の磁気光学素子の場合と反対方向であ
る。従って、第２の磁気光学素子による偏波面の回転は
、第１の磁気光学素子の場合と同方向、同角度となる。

このようにして、本発明によれば、被測定電流による偏
波面の回転角が２倍になるため、それだけ電流の測定悪
魔がよ（なる。

また、本発明のように、板状導体をはさむように第１、
第２の磁気光学素子を配置すると、被測定電流によって
発生する磁界以外の外部磁界（外乱）が発生している場
合、外部磁界に対する光波の伝搬方向が第１と第２の磁
気光学素子において逆方向になるため、外部磁界による
偏波面回転は２つの磁気光学素子において相殺し、外部
磁界の影響をほとんど無視することができるようになる
。

そのためにも、板状導体の厚みはなるべく薄くすること
が望ましい。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を説明する。

第３図において、（２１）は板状導体、（２２）は光学
式磁界センサ、（２３ａ、　２３ｂ）は光ファイバ、（
２４）は発光素子、（２５）は受光素子、（２６ａ、　
２６ｂ）は光コネクタである。第４図は光学式磁界セン
サ（２３）の内部構造を示しており、ロンドレンズ（２
７ａ）により平行ビームとなった光波は偏光子（２８）
に入射し、偏光子からの出力は直線偏光波となり、磁気
光学素子（２９ａ）により、被測定電流により発生した
磁界強度に比例した偏波面の回転をおこない、全反射ミ
ラー（３０）に入射する。全反射ミラーから第２の磁気
光学素子（２９ｂ）への入射光は、第１の磁気光学素子
（２９ａ）中の光波の伝搬方向と逆になっているが、被
測定電流により発生する磁界の方向も逆になっているた
め、結果として、第２の磁気光学素子により、偏波面は
第１の磁気光学素子による場合と同じ方向に同じ角度だ
け回転する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は、光学式電流測定装置にお
いて、磁界すなわち電流検出感度が著しく向上するとと
もに、外部磁界（外乱）の影響を軽減して、精度良く電
流を測定することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は従来の光学式電流測定装置の異な
る方向より見た説明図、第２図は従来の光学式磁界セン
サの構成図、第３図は本発明の一実施例を示す光学式電
流測定装置の説明図、第４図は第３図の光学式電流測定
装置に用いられる光学式磁界センサの構成図である。 （１）・・・被測定電流路、　（２１）・・・板状導体
、　（２）、（２２）　・・・光学式磁界センサ、　（
３ａ　、　３ｂ）　、（２３ａ。 ２３ｂ）・・・光ファイバ、　（４）、（２４）・・・
発光素子、　（５）、（２５）　・・・受光素子、　（
６ａ　、６ｂ）　、（２６ａ、　２６ｂ）−光コネクタ
、（７ａ　、　７ｂ）　、（２７ａ、　２７ｂ）・＝ロ
ッドレンズ、　（８，２８）　−・・偏光子、　（９）
、（２９ａ、　２９ｂ）−４ｆｆ気光学素子、００・・
・旋光子、　（３０）・・・全反射ミラー、（１１，３
１）・・・検光子、　（１２，３２）・・・ケース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定電流により発生する磁界の強さを磁気光学素子の
   有するファラデー効果を利用して検出することにより電
   流を測定する光学式電流測定装置において、被測定電流
   が流れる板状導体をはさむように磁気光学素子を配置し
   、該磁気光学素子を通過する光波の伝搬方向が磁気光学
   素子間で逆方向であることを特徴とする光学式電流測定
   装置。