KR20240054556A - current sensor using optical fiber grating - Google Patents

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KR20240054556A
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Abstract

본 발명은 광섬유 격자를 이용한 전류센서에 관한 것으로서, 도전체를 중심으로 상호 대향되게 배치된 제1 및 제2영구자석을 각각 이동가능하게 수용하는 제1 및 제2수용홈이 형성된 하우징과, 제1영구자석과 제2영구자석 사이에 메인 힌지를 통해 링크 결합된 제1 및 제2링크를 갖는 연동링크와, 하우징에 지지포스트를 통해 장착되며 도전체의 연장방향을 따라 연장된 감응판과, 제1영구자석에 지지되게 결합된 제1원판과, 감응판에 일단이 결합되어 제1원판을 경유하여 제2영구자석에 지지되게 결합된 연동줄과, 감응판의 연장방향을 따라 감응판의 일면에 장착된 제1광섬유격자와, 광을 출사하는 광원부와, 광원부에서 출사된 광을 제1광섬유격자로 전송하고, 제1광섬유격자로부터 입사된 광에 대응되어 생성된 제1반응광을 수신하는 광반응부와, 광반응부에서 수신된 제1반응광을 검출하는 광검출기와, 광검출기에서 수신된 신호로부터 도전체에 흐르는 전류를 측정하는 처리부를 구비한다.The present invention relates to a current sensor using an optical fiber grid, comprising a housing formed with first and second receiving grooves for movably accommodating first and second permanent magnets disposed opposite to each other around a conductor, and a An interlocking link having first and second links linked between the first permanent magnet and the second permanent magnet through a main hinge, a sensitive plate mounted on the housing through a support post and extending along the extension direction of the conductor, A first disk coupled to be supported by the first permanent magnet, an interlocking string with one end coupled to the sensitive plate and coupled to be supported by the second permanent magnet via the first disk, and A first optical fiber grid mounted on one side, a light source unit that emits light, the light emitted from the light source unit is transmitted to the first optical fiber grid, and the first reaction light generated in response to the light incident from the first optical fiber grid is received. It is provided with a photoreaction unit that detects the first reaction light received from the photoreaction unit, a photodetector that detects the first reaction light received from the photodetector, and a processing unit that measures a current flowing in the conductor from the signal received by the photodetector.

Description

광섬유 격자를 이용한 전류센서{current sensor using optical fiber grating}Current sensor using optical fiber grating}

본 발명은 광섬유 격자를 이용한 전류센서에 관한 것으로서, 상세하게는 비접촉식으로 전류 측정감도를 향상시킬 수 있도록 된 광섬유 격자를 이용한 전류센서에 관한 것이다.The present invention relates to a current sensor using an optical fiber grid, and more specifically, to a current sensor using an optical fiber grid that can improve current measurement sensitivity in a non-contact manner.

전류센서는 피측정 도전체에 흐르는 전류를 측정하는 장치로서 산업 설비 분야, 전력 시설 설비 분야 등 다양한 산업 분야에서 이용되고 있다.A current sensor is a device that measures the current flowing in a conductor to be measured and is used in various industrial fields such as industrial equipment and power facilities.

이러한 전류센서 중 비접촉식으로 전류측정하는 방식으로 전류가 흐르면서 생기는 자기장을 이용하여 도전체에 흐르는 전류를 측정하는 구조가 널리 이용되고 있다.Among these current sensors, a non-contact current measurement method that measures the current flowing in a conductor using the magnetic field generated as the current flows is widely used.

이러한 자기장을 이용하는 전류센서는 국내 등록특허 제10-1742485호 등 다양하게 개시되어 있다.Current sensors using such magnetic fields have been disclosed in various ways, including domestic registered patent No. 10-1742485.

그런데, 종래의 자기장을 이용하는 전류센서는 대부분 홀센서를 적용하는 방식으로 구성되어 있어 센싱된 신호가 전기적으로 출력되기 때문에 전자기 간섭에 영향을 받을 수 있는 단점이 있다.However, most current sensors using conventional magnetic fields are configured by applying a Hall sensor, so they have the disadvantage of being affected by electromagnetic interference because the sensed signal is output electrically.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 전류가 흐르는 도전체의 자기장을 이용하되 광섬유격자를 통해 전류를 측정할 수 있는 전류센서를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to improve the above problems, and its purpose is to provide a current sensor that can measure current through an optical fiber grid while using the magnetic field of a current-carrying conductor.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광섬유 격자를 이용한 전류센서는 도전체에 흐르는 전류를 검출하는 전류센서에 있어서, 상기 도전체를 중심으로 상호 대향되게 배치되어 상기 도전체에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장에 의해 상기 도전체로부터 멀어지는 방향으로 이동이 가능하게 설치되는 제1 및 제2영구자석과; 상기 도전체가 배치되는 중앙영역을 중심으로 일측에 상기 제1영구자석이 이동가능하게 수용되는 제1수용홈이 형성되고, 타측에 상기 제2영구자석이 이동가능하게 수용되는 제2수용홈이 형성된 하부 하우징과, 상기 하부 하우징 상부에서 상기 하부 하우징을 덮는 상부 하우징을 갖는 하우징과; 상기 제1영구자석에 일단이 회전가능하게 지지되어 연장된 제1링크와, 상기 제2영구자석에 일단이 회전가능하게 지지되어 연장되며 상기 제1링크의 타단과 메인 힌지로 힌지결합된 제2링크를 갖되 상기 제1영구자석과 상기 제2영구자석의 최소이격거리보다 확장된 길이를 갖는 연동링크와; 상기 상부 하우징에 지지포스트를 통해 장착되며 상기 도전체의 연장방향을 따라 연장된 감응판과; 상기 제1영구자석에 지지되게 결합된 제1원판과; 상기 감응판에 일단이 결합되어 상기 제1원판을 경유하여 상기 제2영구자석에 지지되게 결합된 연동줄과; 상기 감응판의 연장방향을 따라 상기 감응판의 일면에 장착된 제1광섬유격자와; 광을 출사하는 광원부와; 상기 광원부에서 출사된 광을 상기 제1광섬유격자로 전송하고, 상기 제1광섬유격자로부터 입사된 광에 대응되어 생성된 제1반응광을 수신하는 광반응부와; 상기 광반응부에서 수신된 제1반응광을 검출하는 광검출기와; 상기 광검출기에서 수신된 신호로부터 상기 도전체에 흐르는 전류를 측정하는 처리부;를 구비한다.In order to achieve the above object, a current sensor using an optical fiber grid according to the present invention is a current sensor that detects a current flowing in a conductor, and is arranged to face each other around the conductor and detects the current flowing in the conductor. first and second permanent magnets installed to be able to move in a direction away from the conductor by the magnetic field formed; A first receiving groove for movably receiving the first permanent magnet is formed on one side centered on the central area where the conductor is disposed, and a second receiving groove for movably receiving the second permanent magnet is formed on the other side. a housing having a lower housing and an upper housing covering the lower housing at the top of the lower housing; A first link, one end of which is rotatably supported and extended by the first permanent magnet, and a second link, one end of which is rotatably supported and extended by the second permanent magnet, and which are hinged with the other end of the first link by a main hinge. an interlocking link having a link and a length longer than the minimum separation distance between the first permanent magnet and the second permanent magnet; a sensitive plate mounted on the upper housing via a support post and extending along the extension direction of the conductor; a first disk coupled to be supported by the first permanent magnet; an interlocking string with one end coupled to the sensitive plate and supported by the second permanent magnet via the first disk; a first optical fiber grid mounted on one surface of the sensitive plate along the extending direction of the sensitive plate; a light source unit emitting light; a light reaction unit that transmits light emitted from the light source unit to the first optical fiber grid and receives first reaction light generated in response to light incident from the first optical fiber grid; a photodetector that detects the first reaction light received from the light reaction unit; and a processing unit that measures a current flowing through the conductor from a signal received from the photodetector.

또한, 상기 상부 하우징에는 상기 메인힌지가 상기 도전체의 연장방향을 따라 나란한 방향으로 이동을 가이드 하도록 상기 도전체의 연장방향과 나란한 방향을 따라 형성된 제1장공을 구비하고, 상기 메인 힌지는 하방으로 연장되어 상기 제1장공내에 진입되어 상기 제1장공을 따라 이동되는 슬라이딩 가이드핀이 형성된 것이 바람직하다.In addition, the upper housing is provided with a first long hole formed along a direction parallel to the extension direction of the conductor to guide the main hinge to move in a direction parallel to the extension direction of the conductor, and the main hinge moves downward. It is preferable that a sliding guide pin is formed that extends to enter the first long hole and moves along the first long hole.

또한, 상기 감응판의 연장방향을 따라 상기 감응판의 타면에 장착된 제2광섬유격자;를 더 구비하고, 상기 광반응부는 상기 광원부에서 출사된 광을 상기 제2광섬유격자로 전송하고, 상기 제2광섬유격자로부터 입사된 광에 대응되어 생성된 제2반응광을 수신할 수 있도록 되어 있다.In addition, it further includes a second optical fiber grid mounted on the other side of the sensitive plate along the extension direction of the sensitive plate, wherein the light reaction unit transmits the light emitted from the light source unit to the second optical fiber grid, and the light reaction unit transmits the light emitted from the light source unit to the second optical fiber grid. 2. It is designed to receive the second reaction light generated in response to the light incident from the optical fiber grid.

또한, 상기 도전체는 사각단면을 갖는 형상으로 형성되어 있고, 상기 하부 하우징은 상기 도전체가 안착될 수 있게 상기 제1수용홈과 상기 제2수용홈 사이의 중앙영역이 하방으로 인입된 도전체 안착홈을 갖게 형성된 것을 적용한다.In addition, the conductor is formed in a shape with a square cross-section, and the lower housing accommodates the conductor in which the central area between the first receiving groove and the second receiving groove is drawn downward so that the conductor can be seated. Applies those formed with grooves.

본 발명에 따른 광섬유 격자를 이용한 전류센서에 의하면, 도전체의 자기장을 이용하되 전자기 간섭에 의한 영향을 받지 않으면서도 감도가 높은 측정정밀도를 제공할 수 있는 장점을 제공한다. The current sensor using an optical fiber grid according to the present invention provides the advantage of providing high sensitivity and measurement precision without being affected by electromagnetic interference while using the magnetic field of a conductor.

도 1은 본 발명에 따른 광섬유 격자를 이용한 전류센서를 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 도 1의 전류센서의 분해 사시도이고,
도 3는 도 1의 전류센서의 작동을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고,
도 4는 도 3의 도전체에 전류가 흐를 때의 전류센서의 작동을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고,
도 5는 도 1의 전류센서의 신호 처리 계통을 나타내 보인 블록도이다.1 is a perspective view showing a current sensor using an optical fiber grid according to the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view of the current sensor of Figure 1;
Figure 3 is a schematic plan view for explaining the operation of the current sensor of Figure 1;
Figure 4 is a schematic plan view to explain the operation of the current sensor when current flows through the conductor of Figure 3;
FIG. 5 is a block diagram showing the signal processing system of the current sensor of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 격자를 이용한 전류센서를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a current sensor using an optical fiber grid according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명에 따른 광섬유 격자를 이용한 전류센서를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 전류센서의 분해 사시도이고, 도 3는 도 1의 전류센서의 작동을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 3의 도전체에 전류가 흐를 때의 전류센서의 작동을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 1의 전류센서의 신호 처리 계통을 나타내 보인 블록도이다.Figure 1 is a perspective view showing a current sensor using an optical fiber grid according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the current sensor of Figure 1, and Figure 3 is a schematic plan view for explaining the operation of the current sensor of Figure 1. , FIG. 4 is a schematic plan view to explain the operation of the current sensor when current flows through the conductor of FIG. 3, and FIG. 4 is a block diagram showing the signal processing system of the current sensor of FIG. 1.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전류센서(100)는 하우징(110), 제1 및 제2영구자석(121)(122), 연동링크(130), 감응판(141), 제1원판(151), 제2원판(152), 연동줄(161), 제1 및 제2광섬유격자(171)(172), 광원(181), 광써큘레이터(183), 광검출기(185), 처리부(190)를 구비한다.Referring to Figures 1 to 5, the current sensor 100 according to the present invention includes a housing 110, first and second permanent magnets 121 and 122, an interlocking link 130, a sensitive plate 141, First disc 151, second disc 152, interlocking string 161, first and second optical fiber grids 171 and 172, light source 181, optical circulator 183, photodetector 185 ), and is provided with a processing unit 190.

하우징(110)은 도전체(10)가 배치되는 중앙영역을 중심으로 일측에 제1영구자석(121)이 이동가능하게 수용되는 제1수용홈(111a)이 형성되고, 타측에 제2영구자석(122)이 이동가능하게 수용되는 제2수용홈(111b)이 형성된 하부 하우징(111)과, 하부 하우징(111) 상부에서 하부 하우징(111)을 덮는 상부 하우징(115)을 갖는 구조로 되어 있다.The housing 110 is formed with a first receiving groove 111a in which the first permanent magnet 121 is movably accommodated on one side centered on the central area where the conductor 10 is disposed, and a second permanent magnet is formed on the other side. It has a structure having a lower housing 111 formed with a second receiving groove 111b in which (122) is movably accommodated, and an upper housing 115 covering the lower housing 111 from the upper part of the lower housing 111. .

여기서, 도전체(10)는 사각단면을 갖는 형상으로 형성된 것이 예시되어 있다. Here, the conductor 10 is illustrated as being formed in a shape having a rectangular cross-section.

하부 하우징(111)은 사각체 형태로 형성되되 도전체(10)가 안착될 수 있게 제1수용홈(111a)과 제2수용홈(111b) 사이의 중앙영역이 하방으로 인입된 도전체 안착홈(111c)을 갖게 형성된 구조로 되어 있다.The lower housing 111 is formed in a rectangular shape and has a conductor seating groove in which the central area between the first receiving groove 111a and the second receiving groove 111b is drawn downward so that the conductor 10 can be seated. It has a structure formed with (111c).

제1수용홈(111a)과 제2수용홈(111b)은 제1 및 제2영구자석(121)(122)의 도전체 연장방향과 직교하는 방향으로의 이동이 허용되게 제1 및 제2영구자석(121)(122)의 폭보다 긴 폭을 갖게 형성되어 있다.The first receiving groove (111a) and the second receiving groove (111b) are the first and second permanent magnets 121 and 122 to allow movement in a direction perpendicular to the direction of conductor extension of the first and second permanent magnets 121 and 122. It is formed to have a width longer than the width of the magnets 121 and 122.

상부 하우징(115)는 모서리 부분에 형성된 결합홀을 통해 하부 하우징(111)과 결합 또는 분리될 수 있게 판형으로 형성되어 있다. 상부 하우징(115)에는 후술되는 메인힌지(133)로부터 하방으로 연장된 슬라이딩 가이드핀(134)이 삽입되어 메인힌지(133)가 도전체(10)의 연장방향과 나란한 방향으로 이동을 가이드 하도록 도전체(10)의 연장방향과 나란한 방향을 따라 형성된 제1장공(115a)이 형성되어 있다.The upper housing 115 is formed in a plate shape so that it can be coupled to or separated from the lower housing 111 through coupling holes formed at the corners. A sliding guide pin 134 extending downward from the main hinge 133, which will be described later, is inserted into the upper housing 115 to guide the movement of the main hinge 133 in a direction parallel to the extension direction of the conductor 10. A first long hole 115a is formed along a direction parallel to the extension direction of the sieve 10.

또한, 상부 하우징(115)에는 후술되는 제1결합핀(125)이 도전체(10)의 연장방향과 교차하는 방향을 따라 이동될 수 있게 제2장공(115b)이 형성되어 있고, 후술되는 제2결합핀(126)이 도전체(10)의 연장방향과 교차하는 방향을 따라 이동될 수 있게 제3장공(115c)이 형성되어 있다.In addition, a second long hole 115b is formed in the upper housing 115 so that the first coupling pin 125, which will be described later, can be moved along the direction intersecting the extension direction of the conductor 10, and the second long hole 115b, which will be described later, is formed in the upper housing 115. A third long hole 115c is formed so that the second coupling pin 126 can be moved along a direction intersecting the extension direction of the conductor 10.

제1 및 제2영구자석(121)(122)은 도전체(10)를 중심으로 상호 대향되게 배치되어 도전체(10)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장에 의해 도전체(10)로부터 각각 멀어지는 반대 방향으로 이동이 가능하게 제1 및 제2수용홈(111a)(111b)내에 수용되게 설치된다.The first and second permanent magnets 121 and 122 are arranged to face each other around the conductor 10 and move away from the conductor 10 by the magnetic field formed by the current flowing in the conductor 10. It is installed to be accommodated in the first and second receiving grooves 111a and 111b so that it can move in the opposite direction.

제1 및 제2영구자석(121)(122)의 상면에는 제1 및 제2결합핀(125)나 나사결합에 의해 결합될 수 있게 하방으로 인입된 제1 및 제2나사홈(121a)(122a)이 형성되어 있다.On the upper surfaces of the first and second permanent magnets 121 and 122, first and second screw grooves 121a are drawn downward so that they can be coupled by first and second coupling pins 125 or screw coupling ( 122a) is formed.

제1 및 제2영구자석(121)(122)은 도전체(10)에 흐르는 전류에 대해 도전체(10)로부터 각각 멀어지는 반대 방향으로 이동이 가능하게 극성이 상호 반대가 되게 배치될 수 있다. The first and second permanent magnets 121 and 122 may be arranged so that their polarities are opposite to each other so that they can move in opposite directions away from the conductor 10 with respect to the current flowing through the conductor 10.

연동링크(130)는 제1영구자석(121)과 제2영구자석(122)의 도전체(10) 연장방향에 대해 교차하는 방향을 따르는 위치 이동을 상호 연동시키도록 제1영구자석(121)과 제2영구자석(122)을 상호 링크 결합한다.The interlocking link 130 is configured to interlock the positional movements of the first permanent magnet 121 and the second permanent magnet 122 along the direction intersecting the extension direction of the conductor 10. and the second permanent magnet 122 are linked together.

연동링크(130)는 제1영구자석(121)에 일단이 회전가능하게 지지되어 연장된 제1링크(131)와, 제2영구자석(122)에 일단이 회전가능하게 지지되어 연장되며 제1링크(131)의 타단과 메인 힌지(133)로 힌지결합된 제2링크(132)를 갖는 구조로 되어 있다. 제1링크(131)로부터 제2링크(132)로 이어지는 연장길이는 제1영구자석(121)과 제2영구자석(122)의 최소이격거리보다 확장된 길이를 갖으며 바람직하게는 제1영구자석(121)과 제2영구자석(122)의 최대 이격거리보다 긴 길이를 갖게 형성된다.The interlocking link 130 includes a first link 131 whose one end is rotatably supported and extended by the first permanent magnet 121, and one end of which is rotatably supported and extended by the second permanent magnet 122, and a first link 131 is extended. It is structured to have a second link 132 hinged to the other end of the link 131 and the main hinge 133. The extension length from the first link 131 to the second link 132 has a length longer than the minimum separation distance between the first permanent magnet 121 and the second permanent magnet 122, and is preferably the first permanent magnet 121. It is formed to have a length longer than the maximum separation distance between the magnet 121 and the second permanent magnet 122.

제1링크(131)의 일단에는 제1결합핀(125)이 삽입되어 제1영구자석(121)에 결합될 수 있게 상하로 관통된 제1관통홀(131a)이 형성되어 있고, 제1링크(131)의 일단에는 제2결합핀(126)이 삽입되어 제2영구자석(122)에 결합될 수 있게 상하로 관통된 제1관통홀(131a)이 형성되어 있다. At one end of the first link 131, a first through hole 131a is formed upward and downward so that the first coupling pin 125 can be inserted and coupled to the first permanent magnet 121, and the first link 131 is formed at one end. At one end of (131), a first through hole (131a) is formed up and down through which the second coupling pin (126) can be inserted and coupled to the second permanent magnet (122).

메인 힌지(133)에는 앞서 설명된 바와 같이 하방으로 연장되어 제1장공(115a) 내에 진입되어 제1장공(115a)을 따라 이동되는 슬라이딩 가이드핀(134)이 형성되어 있다.As described above, the main hinge 133 is formed with a sliding guide pin 134 that extends downward, enters the first long hole 115a, and moves along the first long hole 115a.

감응판(141)은 상부 하우징(115)에 지지포스트(143)를 통해 상부 하우징(115)에 대해 이격상태가 되게 장착되며 도전체(10)의 연장방향을 따라 연장되어 있다. 감응판(141)은 캔틸레버로서 작동할 수 있도록 지지포스트(143)로부터 멀어질 수록 상하방향의 폭이 점진적으로 작아지는 삼각형상으로 형성되어 있으며, 탄성복원력을 갖는 금속소재 예를 들면 얇은 스테인레스 철판으로 형성된다.The sensitive plate 141 is mounted on the upper housing 115 through a support post 143 to be spaced apart from the upper housing 115 and extends along the extension direction of the conductor 10. The sensitive plate 141 is formed in a triangular shape whose width in the vertical direction gradually decreases as it moves away from the support post 143 so that it can operate as a cantilever, and is made of a metal material with elastic restoring force, for example, a thin stainless steel plate. is formed

감응판(141)의 선단에는 연동줄(161)을 고정할 수 있게 관통된 고정홀이 형성되어 있고, 도시된 예와 다르게 고리가 형성될 수 있다.A fixing hole is formed at the tip of the sensitive plate 141 to secure the interlocking string 161, and a ring may be formed differently from the example shown.

제1원판(151)은 제1영구자석(121)에 지지되게 결합되어 있다. 제1원판(151)은 연동줄(161)을 감을 수 있게 외주면을 따라 내측으로 인입된 감김홈이 형성되어 있고, 저면으로 하방으로 연장된 제1결합핀(125)이 결합되어 있다.The first disk 151 is supported and coupled to the first permanent magnet 121. The first disk 151 has a winding groove recessed inward along the outer circumferential surface so that the interlocking string 161 can be wound, and a first coupling pin 125 extending downward to the bottom is coupled thereto.

제1결합핀(125)은 외주면에 나사선이 형성되어 제1나사홈(121a)을 통해 나사결합된다.The first coupling pin 125 has a thread formed on its outer peripheral surface and is screwed together through the first screw groove 121a.

제2원판(152)은 제1원판(151) 보다 작은 외경을 갖게 형성되어 제2영구자석(122)에 지지되게 결합되어 있다. 제2원판(152)은 연동줄(161)의 종단을 고정시킬 수 있게 형성되어 있고, 저면으로 하방으로 연장된 제1결합핀(125)이 결합되어 있다. The second disk 152 is formed to have a smaller outer diameter than the first disk 151 and is supported and coupled to the second permanent magnet 122. The second disk 152 is formed to fix the end of the interlocking string 161, and is coupled to the first coupling pin 125 extending downward to the bottom.

도시된 예와 다르게 제2원판(152)은 생략되고 제2결합핀(126)의 상단에 연동줄(161)을 고정하도록 구축될 수 있음은 물론이다. Of course, unlike the example shown, the second disk 152 can be omitted and the interlocking line 161 can be fixed to the top of the second coupling pin 126.

제2결합핀(126)은 외주면에 나사선이 형성되어 제2나사홈(122a)을 통해 나사결합된다.The second coupling pin 126 has a thread formed on its outer peripheral surface and is screwed together through the second screw groove 122a.

연동줄(161)은 감응판(141)의 선단에 일단이 결합되어 제1원판(151)의 외주면을 경유하여 제2원판(152)에 종단이 고정되어 제2영구자석(122)에 지지되게 결합되어 있다. 연동줄(161)은 연동링크(130)의 확장에 연동되어 감응판(141)이 휘어지도록 연동링크(130)와 감응판(141)을 연결하는 요소이다. The interlocking string 161 has one end coupled to the tip of the sensitive plate 141, and its end is fixed to the second disk 152 via the outer peripheral surface of the first disk 151, so that it is supported by the second permanent magnet 122. It is combined. The interlocking string 161 is an element that connects the interlocking link 130 and the response plate 141 so that the response plate 141 is bent in conjunction with the expansion of the interlocking link 130.

제1광섬유격자(171)는 감응판(141)의 일면에 연장방향을 따라 장착되어 있다.The first optical fiber grid 171 is mounted on one surface of the sensitive plate 141 along the extending direction.

제2광섬유격자(172)는 감응판(141)의 타면에 연장방향을 따라 장착되어 있다.The second optical fiber grid 172 is mounted on the other surface of the sensitive plate 141 along the extending direction.

도시된 예에서는 제1광섬유격자(171)와 제2광섬유격자(172)가 상호 직렬상으로 접속되어 있다. 또한, 제1광섬유격자(171)는 제1간격으로 격자가 이격되게 형성되어 있고, 제2광섬유격자(172)는 제1간격과 다른 제2간격으로 격자가 이격되게 형성되어 있다.In the illustrated example, the first optical fiber grid 171 and the second optical fiber grid 172 are connected to each other in series. Additionally, the first optical fiber grid 171 is formed so that the grids are spaced apart at a first interval, and the second optical fiber grid 172 is formed so as to have the grids spaced apart at a second interval different from the first interval.

여기서, 온도 보상을 하지 않아되 되는 경우에는 하나의 광섬유격자만 적용해도 되며, 제1 및 제2광섬유격자(171)(172)가 병렬상으로 독립되게 적용하여 각각 광을 입사 및 반사할 수 있도록 구축되고 광반응부가 제1 및 제2광섬유격자(171)(172)로부터 입사된 광에 대응되어 생성된 제1 및 제2반응광을 각각 수신하도록 구축되면 된다.Here, if temperature compensation is not necessary, only one optical fiber grid may be applied, and the first and second optical fiber grids 171 and 172 may be applied independently in parallel so that light can be incident and reflected, respectively. The light reaction unit may be constructed to receive the first and second reaction lights generated in response to the light incident from the first and second optical fiber grids 171 and 172, respectively.

광원(181)은 광원부로서 적용된 것으로 광을 출사한다.The light source 181 is applied as a light source unit and emits light.

광써큘레이터(183)는 광반응부로서 적용된 것으로 광원(181)에서 출사된 광을 제1광섬유격자(171)와 제2광섬유격자(172)가 형성된 센싱광섬유(170)로 전송하고, 제1 및 제2광섬유격자(171)(172)로부터 입사된 광에 대응되어 생성된 제1 및 제2반응광을 수신한다. 즉, 광써큘레이터(183)는 광원(181)에서 출사되어 입력단(183a)으로 입력된 광을 센싱광섬유(170)가 접속된 출력단(183b)을 통해 출력하고, 출력단(183b)에서 역으로 진행되는 광을 검출단(183c)을 통해 광검출기(185)로 제공한다.The optical circulator 183 is applied as a light reaction unit and transmits the light emitted from the light source 181 to the sensing optical fiber 170 on which the first optical fiber grid 171 and the second optical fiber grid 172 are formed. and receives the first and second reaction lights generated in response to the light incident from the second optical fiber grids 171 and 172. That is, the optical circulator 183 outputs the light emitted from the light source 181 and input into the input terminal 183a through the output terminal 183b to which the sensing optical fiber 170 is connected, and proceeds in reverse from the output terminal 183b. The light is provided to the photodetector 185 through the detection stage 183c.

광검출기(185)는 제1 및 제2광섬유격자(171)(172)로부터 반사된 제1 및 제2반응광을 검출하여 처리부(190)에 제공한다.The photodetector 185 detects the first and second reaction lights reflected from the first and second optical fiber grids 171 and 172 and provides them to the processing unit 190.

처리부(190)는 광검출기(185)에서 수신된 신호로부터 도전체(10)에 흐르는 전류를 측정한다.The processing unit 190 measures the current flowing in the conductor 10 from the signal received from the photodetector 185.

처리부(190)는 제1광섬유격자(171)로부터 수신된 광의 파장 이동정보와 제2광섬유격자(172)로부터 수신된 광의 파장 이동정보를 이용하여 온도에 대한 보상을 수행하고, 온도 보상정보를 이용하여 제1광섬유격자(171) 또는 제2광섬유격자(172)로부터 수신된 광의 파장 이동정보를 이용하여 전류를 산출하고, 산출된 전류값을 출력부(195)를 통해 출력한다.The processing unit 190 performs compensation for temperature using the wavelength shift information of the light received from the first optical fiber grid 171 and the wavelength shift information of the light received from the second optical fiber grid 172, and uses the temperature compensation information. The current is calculated using the wavelength shift information of the light received from the first optical fiber grid 171 or the second optical fiber grid 172, and the calculated current value is output through the output unit 195.

여기서, 출력부(195)는 전류값을 표시하는 표시장치, 또는 목적지 주소로 전류값을 전송하는 통신부가 적용될 수 있다. Here, the output unit 195 may be a display device that displays the current value, or a communication unit that transmits the current value to the destination address.

이상에서 설명된 광섬유 격자를 이용한 전류센서에 의하면, 도전체의 자기장을 이용하되 전자기 간섭에 의한 영향을 받지 않으면서도 감도가 높은 측정정밀도를 제공할 수 있는 장점을 제공한다. The current sensor using the optical fiber grid described above has the advantage of providing high sensitivity and measurement precision without being affected by electromagnetic interference while using the magnetic field of a conductor.

110: 하우징 121, 122: 제1 및 제2영구자석
130: 연동링크 141: 감응판
151: 제1원판 152: 제2원판
161: 연동줄 171, 172: 제1 및 제2광섬유격자
181: 광원 183: 광써큘레이터
185: 광검출기 190: 처리부110: Housing 121, 122: First and second permanent magnets
130: Interlocking link 141: Sensitive plate
151: First disc 152: Second disc
161: interlocking line 171, 172: first and second optical fiber grid
181: light source 183: light circulator
185: photodetector 190: processing unit

Claims (5)

도전체에 흐르는 전류를 검출하는 전류센서에 있어서,
상기 도전체를 중심으로 상호 대향되게 배치되어 상기 도전체에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장에 의해 상기 도전체로부터 멀어지는 방향으로 이동이 가능하게 설치되는 제1 및 제2영구자석과;
상기 도전체가 배치되는 중앙영역을 중심으로 일측에 상기 제1영구자석이 이동가능하게 수용되는 제1수용홈이 형성되고, 타측에 상기 제2영구자석이 이동가능하게 수용되는 제2수용홈이 형성된 하부 하우징과, 상기 하부 하우징 상부에서 상기 하부 하우징을 덮는 상부 하우징을 갖는 하우징과;
상기 제1영구자석에 일단이 회전가능하게 지지되어 연장된 제1링크와, 상기 제2영구자석에 일단이 회전가능하게 지지되어 연장되며 상기 제1링크의 타단과 메인 힌지로 힌지결합된 제2링크를 갖되 상기 제1영구자석과 상기 제2영구자석의 최소이격거리보다 확장된 길이를 갖는 연동링크와;
상기 상부 하우징에 지지포스트를 통해 장착되며 상기 도전체의 연장방향을 따라 연장된 감응판과;
상기 제1영구자석에 지지되게 결합된 제1원판과;
상기 감응판에 일단이 결합되어 상기 제1원판을 경유하여 상기 제2영구자석에 지지되게 결합된 연동줄과;
상기 감응판의 연장방향을 따라 상기 감응판의 일면에 장착된 제1광섬유격자와;
광을 출사하는 광원부와;
상기 광원부에서 출사된 광을 상기 제1광섬유격자로 전송하고, 상기 제1광섬유격자로부터 입사된 광에 대응되어 생성된 제1반응광을 수신하는 광반응부와;
상기 광반응부에서 수신된 제1반응광을 검출하는 광검출기와;
상기 광검출기에서 수신된 신호로부터 상기 도전체에 흐르는 전류를 측정하는 처리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 격자를 이용한 전류센서.In a current sensor that detects current flowing in a conductor,
first and second permanent magnets arranged opposite to each other around the conductor and capable of moving in a direction away from the conductor by a magnetic field formed by a current flowing in the conductor;
A first receiving groove for movably receiving the first permanent magnet is formed on one side centered on the central area where the conductor is disposed, and a second receiving groove for movably receiving the second permanent magnet is formed on the other side. a housing having a lower housing and an upper housing covering the lower housing at the top of the lower housing;
A first link, one end of which is rotatably supported and extended by the first permanent magnet, and one end of which is rotatably supported and extended by the second permanent magnet, and a second link hinged with the other end of the first link and a main hinge. an interlocking link having a link and a length extended beyond the minimum separation distance between the first permanent magnet and the second permanent magnet;
a sensitive plate mounted on the upper housing through a support post and extending along the extension direction of the conductor;
a first disk coupled to be supported by the first permanent magnet;
an interlocking string with one end coupled to the sensitive plate and supported by the second permanent magnet via the first disk;
a first optical fiber grid mounted on one surface of the sensitive plate along the extending direction of the sensitive plate;
a light source unit emitting light;
a light reaction unit transmitting light emitted from the light source unit to the first optical fiber grid and receiving first reaction light generated in response to light incident from the first optical fiber grid;
a photodetector that detects the first reaction light received from the light reaction unit;
A current sensor using an optical fiber grid, comprising a processing unit that measures a current flowing in the conductor from a signal received from the photodetector. 제1항에 있어서, 상기 상부 하우징에는 상기 메인힌지가 상기 도전체의 연장방향을 따라 나란한 방향으로 이동을 가이드 하도록 상기 도전체의 연장방향과 나란한 방향을 따라 형성된 제1장공을 구비하고,
상기 메인 힌지는 하방으로 연장되어 상기 제1장공내에 진입되어 상기 제1장공을 따라 이동되는 슬라이딩 가이드핀이 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 격자를 이용한 전류센서.The method of claim 1, wherein the upper housing is provided with a first long hole formed along a direction parallel to the extension direction of the conductor to guide the movement of the main hinge in a direction parallel to the extension direction of the conductor,
A current sensor using an optical fiber grid, wherein the main hinge extends downward and is formed with a sliding guide pin that enters the first long hole and moves along the first long hole. 제2항에 있어서, 상기 감응판의 연장방향을 따라 상기 감응판의 타면에 장착된 제2광섬유격자;를 더 구비하고,
상기 광반응부는 상기 광원부에서 출사된 광을 상기 제2광섬유격자로 전송하고, 상기 제2광섬유격자로부터 입사된 광에 대응되어 생성된 제2반응광을 수신할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광섬유 격자를 이용한 전류센서.The method of claim 2, further comprising a second optical fiber grid mounted on the other surface of the sensitive plate along the extending direction of the sensitive plate,
An optical fiber grid, wherein the light reaction unit transmits the light emitted from the light source unit to the second optical fiber grid and receives the second reaction light generated in response to the light incident from the second optical fiber grid. Current sensor using. 제3항에 있어서, 상기 도전체는 사각단면을 갖는 형상으로 형성되어 있고,
상기 하부 하우징은 상기 도전체가 안착될 수 있게 상기 제1수용홈과 상기 제2수용홈 사이의 중앙영역이 하방으로 인입된 도전체 안착홈을 갖게 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 격자를 이용한 전류센서.The method of claim 3, wherein the conductor is formed in a shape having a rectangular cross-section,
A current sensor using an optical fiber grid, characterized in that the lower housing is formed to have a conductor seating groove that is drawn downward in the central area between the first receiving groove and the second receiving groove so that the conductor can be seated. 제3항에 있어서, 상기 광반응부는 상기 광원부에서 출사되어 입력단으로 입력된 광을 출력단을 통해 출력하고, 상기 출력단에서 역으로 진행되는 광을 검출단을 통해 상기 광검출기로 제공하는 광써큘레이터;가 적용되고,
상기 제1광섬유격자와 상기 제2광섬유격자는 직렬상으로 접속되어 있고, 상기 제1광섬유격자는 제1간격으로 이격되게 형성되어 있고, 상기 제2광섬유격자는 상기 제1간격과 다른 제2간격으로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 격자를 이용한 전류센서.




The optical circulator of claim 3, wherein the light reaction unit outputs light emitted from the light source unit and input to an input terminal through an output terminal, and provides light traveling backwards from the output terminal to the photodetector through a detection terminal; is applied,
The first optical fiber grid and the second optical fiber grid are connected in series, the first optical fiber grid is spaced apart from each other at a first interval, and the second optical fiber grid is at a second interval different from the first interval. A current sensor using an optical fiber grid, characterized in that it is formed to be spaced apart from each other.
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