WO1996018113A1 - Verfahren und anordnung zum messen eines magnetfeldes mit zwei gegenläufigen lichtsignalen unter ausnutzung des faraday-effekts mit kompensation von intensitätsänderungen - Google Patents

Verfahren und anordnung zum messen eines magnetfeldes mit zwei gegenläufigen lichtsignalen unter ausnutzung des faraday-effekts mit kompensation von intensitätsänderungen Download PDF

Info

Publication number
WO1996018113A1
WO1996018113A1 PCT/DE1995/001668 DE9501668W WO9618113A1 WO 1996018113 A1 WO1996018113 A1 WO 1996018113A1 DE 9501668 W DE9501668 W DE 9501668W WO 9618113 A1 WO9618113 A1 WO 9618113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
magnetic field
optical
measuring
sensor device
Prior art date
Application number
PCT/DE1995/001668
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Bosselmann
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO1996018113A1 publication Critical patent/WO1996018113A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/032—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect
    • G01R33/0322—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect using the Faraday or Voigt effect

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for measuring a magnetic field.
  • the Faraday effect means the rotation of the plane of polarization of linearly polarized light as a function of a magnetic field.
  • the angle of rotation is proportional to the path integral over the magnetic field along the path covered by the light with the so-called Verdet constant as the proportionality constant.
  • the Verdet constant is generally dependent on the material, temperature and wavelength.
  • a Faraday sensor device made of an optically transparent material such as glass is arranged in the magnetic field. The magnetic field causes the polarization plane of linearly polarized light transmitted by the Faraday sensor device to rotate by an angle of rotation, which can be evaluated for a measurement signal.
  • the Faraday sensor device is arranged in the vicinity of a current conductor and detects the magnetic field generated by a current in the current conductor.
  • the Faraday sensor device surrounds the current conductor, so that the measuring light rotates around the current conductor in a closed path.
  • the amount of the angle of rotation is, in a good approximation, directly proportional to the amplitude of the current to be measured.
  • the Faraday sensor device can be designed as a solid glass ring around the current conductor or the current conductor in the form of a measuring coil. tion of a light-conducting fiber (fiber coil) with at least one turn.
  • two counter-rotating, linearly polarized light signals are sent through an optical fiber coil as a Faraday sensor device which surrounds a current conductor. After passing through the sensor device, each of the two light signals is broken down into two parts polarized perpendicular to one another by a polarizing beam splitter. With the total of four light components, a signal for an electrical current in the current conductor is derived from a signal processing.
  • the optical fiber also has a high circular birefringence compared to the Faraday effect, which is used as a calibration variable for a temperature compensation method.
  • the optical fiber is a mechanically twisted fiber (twisted fiber) or a fiber twisted during the drawing process with a high linear birefringence (Spun-HiBi-fiber) intended.
  • the two opposing light signals only pass through the Faraday sensor device on a common light path and are separated from one another again by optical couplers when they exit the Faraday sensor device ⁇ WO 92/13280).
  • two light signals pass through an optical series circuit composed of a first optical fiber, a first polarizer, a Faraday sensor device, a second polarizer and a second optical fiber in the opposite direction of rotation. After passing through the optical series connection, the two light signals are each converted into an electrical intensity signal by corresponding photoelectric converters.
  • the polarization axes of the two polarizers enclose a different polarizer angle with one another, which is preferably 45 °.
  • Light from a single light source is divided into the two light signals, and these light signals are each coupled into the assigned optical fiber via an optical coupler.
  • a measurement signal is derived from the two electrical intensity signals, which correspond to the light intensities of the assigned light signals after passing through the series connection, and corresponds to the quotient of the difference and the sum of the two intensity signals.
  • the damping factors of the two optical fibers can thus be substantially compensated for.
  • the light intensities of the two light signals when coupled into the series circuit must, however, be set exactly the same.
  • the invention is based on the object of specifying a measuring method and a measuring arrangement for measuring a magnetic field and in particular for measuring an electric current by measuring its magnetic field, in which intensity changes in the optical transmission links for two opposite light signals are practically completely eliminated .
  • Two light signals pass through an optical series circuit comprising a first optical transmission path, a first polarizer, a Faraday sensor device, a second polarizer and a second optical transmission path in opposite directions.
  • the measuring signal for the magnetic field is proportional to a quotient of the two light intensities of the two light signals after passing through the optical series connection
  • This measurement signal is essentially independent of changes in intensity in the two transmission stretch.
  • Corresponding evaluation means are provided for deriving the measurement signal.
  • the polarization axes of the two polarizers are set with respect to the direction of travel of one of the two light signals at a predetermined polarizer angle to one another, which is not equal to an integral multiple of 180 ° or ⁇ .
  • the polarizer angle between the polarization axes of the two polarizers is set to one integer multiple of about 45 ° or ⁇ / 4 set.
  • the working point of the measuring method and the measuring arrangement is set so that the measuring sensitivity is at a maximum.
  • FIG. 1 shows a measuring arrangement for measuring a magnetic field with a Faraday sensor device and evaluation means
  • FIG. 2 shows the dependence of the measurement signal on the Faraday measurement angle in a diagram
  • FIG. 3 the polarization axes of the two polarizers are each shown schematically.
  • FIG. 1 are a Faraday sensor device with 3, two optical transmission paths with 4 and 7, two polarizers with 5 and 6, a light source with 10, two optical beam splitters with 14 and 17 and evaluation means with 20.
  • the Faraday sensor device 3 consists of at least one material showing the magneto-optical Faraday effect. Under the influence of a magnetic field H which at least partially penetrates the sensor device 3, the polarization of the polarized one flowing through the sensor device 3 is polarized Light changed due to the Faraday effect.
  • the sensor device 3 can be designed in a manner known per se with one or more solid bodies, preferably made of glass, or also with at least one optical fiber.
  • the sensor device 3 has two optical connections 3A and 3B in such a way that light coupled in at one connection 3A or 3B passes through the sensor device 3 and is coupled out again at the respective other connection 3B or 3A.
  • the first connection 3A of the sensor device 3 is optically coupled via the first polarizer 5 to one end of the first optical transmission path 4.
  • the second connection 3B of the sensor device 3 is optically coupled via the second polarizer 6 to one end of the second optical transmission link 7.
  • polarization axes (transmission axis, transmission axis) AI and A2 of the two polarizers 5 and 6 are set to each other at a predetermined polarizer angle ⁇ , which is not equal to an integral multiple of ⁇ .
  • All known embodiments can be used as polarizers 5 and 6, for example polarizing filters or polarizing beam splitters such as Wollaston prisms.
  • the other end of the first transmission path 4 facing away from the sensor device 3 is optically connected to the light source 10 and to the evaluation means 20 via the beam splitter 14.
  • the other end of the second transmission path 7 facing away from the sensor device 3 is likewise optically connected via the beam splitter 17 both to the light source 10 and to the evaluation means 20.
  • the two beam splitters 14 and 17 are also optically coupled to one another.
  • the beam splitter 14 divides the light L from the light source 10 into two light components.
  • the first light component forms a first light signal L1 'which is coupled into the transmission path 4.
  • the second beam splitter 17 couples a part out of the second light part of the light L. as a second light signal L2 ', which is coupled into the second transmission path 7.
  • Both light signals L1 'and L2' pass through the optical series connection of first transmission link 4, first polarizer 5, sensor device 3, second polarizer 6 and second transmission link 7 in mutually opposite directions of passage and are again referred to as light signals with L1 and L2 respectively Series connection decoupled.
  • the light source 10 and the two beam splitters 14 and 17 thus form means for transmitting two light signals passing through the series circuit in opposite directions through the series circuit.
  • the two beam splitters 14 and 17 can at least partially be replaced by optical couplers. Furthermore, a further beam splitter or coupler can also be provided, which splits the light L from the light source 10 into two light signals, which are then fed separately to the beam splitter 14 or the beam splitter 17. The two light signals can then be coupled into the series circuit, in particular with the same output light intensities. In addition, instead of the coupler 11 and the one light source 10, two light sources can also be provided, each of which sends a light signal L1 'or L2'. Finally, the means for transmitting two light signals L1 and L2 passing through the series connection in opposite directions can also be formed by the series connection with two photoelectric converters operated alternately as transmitters and receivers.
  • the first light signal L1 ' is linearly polarized by the first polarizer 5 and is now fed as a linearly polarized light signal L1' into the sensor device 3 at the connection 3A.
  • the polarization plane of the linearly polarized first light signal L 1 ' is rotated by a Faraday measuring angle p which is dependent on the magnetic field H.
  • a positive angle value corresponds here and in the following to the mathematically positive sense of rotation, i.e. the opposite Clockwise, a negative angular value, on the other hand, the mathematically negative sense of rotation, ie clockwise, based on the direction of propagation of the light signal under consideration.
  • the first light signal L1 'rotated in its plane of polarization by the Faraday measuring angle p is now fed to the second polarizer 6.
  • the second polarizer 6 only lets through the portion of the incoming first light signal L1 'projected onto its polarization axis and thus has the function of a polarization analyzer for the first light signal L1'.
  • the portion of the first light signal L 1 'transmitted by the second polarizer 6 is now designated L 1 and is transmitted to the evaluation means 20 via the second transmission path 7 and the coupler 13.
  • the second light signal L2 'first passes the second transmission link 7 and is then linearly polarized by the first polarizer 5.
  • the linearly polarized second light signal L2 ' is now coupled into the sensor device 3 at the connection 3A.
  • the polarization plane of the linearly polarized second light signal L2 ' is rotated by a Faraday measuring angle -p which is dependent on the magnetic field H and which, owing to the non-reciprocal property of the Faraday effect, has the opposite sign and the same amount as in first light signal Ll '.
  • the second light signal L2 'rotated in its polarization plane by the measuring angle -p is now fed to the second polarizer 6.
  • the second polarizer 6 only lets through the portion of the incoming second light signal L2 'projected onto its polarization axis and thus acts as a polarization analyzer for the second light signal L2'.
  • the portion of the second light signal L2 'transmitted by the second polarizer 6 is now designated L2 and is transmitted to the evaluation means 20 via the first transmission path 4 and the coupler 12.
  • the measuring arrangement according to FIG. 1 is preferably for measuring an electrical current I in at least one current conductor 2 provided.
  • the Faraday sensor device 3 detects the magnetic field H generated inductively by this current I and rotates the polarization planes of the two light signals L1 'and L2' by a measuring angle p or -p which is dependent on the magnetic field H and thus on the current I.
  • the sensor device 3 surrounds the current conductor 2, so that both light signals L1 'and L2' circulate the current I in a practically closed light path.
  • the measuring angle p is in this case essentially directly proportional to the electrical current I.
  • the sensor device 3 can be a solid glass ring with inner reflection surfaces deflecting the light signals L1 'and L2' or in another known manner , for example as a fiber spool.
  • the two light signals Ll 'or Ll and L2' or L2 experience the same changes in intensity in the two transmission links 4 and 7, for example as a result of attenuation losses. These changes in intensity are essentially in the form of damping factors.
  • the real, generally time-dependent damping factor of an optical transmission link is defined as the ratio of the light intensity of light arriving at one end of the transmission link to the output light intensity of the light when it is coupled into the other end of the transmission link.
  • Be A is the real damping factor of the first transmission path 4
  • B is the damping factor of the second transmission path 7.
  • the evaluation means 20 derive from the light intensities II and 12 of the two light signals L1 and L2 after passing through the series connection a measurement signal M for the magnetic field H which is proportional to a quotient 11/12 or 12/11 of the two light intensities II and 12 of the opposing light signals Ll and L2 after going through the series connection.
  • This measurement signal M is then taking into account the relationships (1) and (2) for the light intensities II and 12
  • M - 12/11 (K-cos 2 (p- ⁇ )) / cos 2 (p + ⁇ ) (4).
  • Multimode fibers can be used as transmission links 4 and 7, since their relatively high damping and vibration sensitivity are compensated in the measurement signal M.
  • other optical waveguides or free-beam arrangements can also be used as transmission paths 4 and 7.
  • the evaluation means 20 contain two photoelectric converters 21 and 22 and a computing unit 27 for deriving the measurement signal M from the two light intensities II and 12 of the two opposite light signals L1 and L2.
  • Each of the two light signals L1 and L2 is converted by the respectively assigned converter 21 or 22 into an electrical intensity signal PI or P2, which is a direct measure of the light intensity II or 12 of the respective light signal L1 or L2.
  • These two electrical intensity signals PI and P2 are fed to two inputs of the computing unit 27.
  • the computing unit 27 forms the quotient P1 / P2 or P2 / P1 from the two electrical intensity signals P1 and P2, which is present as a measuring signal M at an output of the computing unit 27.
  • the computing unit 27 contains an analog / digital converter for digitizing the two electrical intensity signals Pl and P2 and a microprocessor or a digital signal processor for forming the quotient from the two digitized intensity signals P1 and P2 for forming the measurement signal M. .
  • the computing unit 27 can also contain an analog divider, the two inputs of which are each electrically connected to the output of one of the photoelectric converters 21 and 22 and the quotient signal P1 / P2 or P2 / P1 is present at the output.
  • the measurement signal M according to the relationships (3) and (4) depends in a comparatively complicated but unambiguous manner on the measurement angle p and thus on the magnetic field H and can therefore also be transformed electronically onto a linear measurement scale if desired is.
  • a polarizer angle ⁇ between the two polarization axes AI and A2 of the two polarizers 5 and 6 of at least approximately ⁇ 45 ° or ⁇ ⁇ / 4 is particularly advantageous since the operating point is then at a maximum measurement sensitivity.

Abstract

Durch eine optische Reihenschaltung aus einer ersten optischen Übertragungsstrecke (4), einem ersten Polarisator (5), einer Faraday-Sensoreinrichtung (3), einem zweiten Polarisator (6) und einer zweiten optischen Übertragungsstrecke (7) werden zwei gegenläufige Lichtsignale (L1, L2) gesendet. Es wird von Auswertemitteln (20) ein Meßsignal (M) für das Magnetfeld (H) gebildet, das proportional zu einem Quotienten I1/I2 oder I2/I1 der Lichtintensitäten I1 und I2 der beiden Lichtsignale (L1 bzw. L2) nach deren Durchlaufen der optischen Reihenschaltung ist. Dadurch können Intensitätsänderungen in den Übertragungsstrecken (4, 7) kompensiert werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und Anordnung zum Messen eines Magnetfeldes mit zwei gegenläufigen Lichtsignalen unter Ausnutzung des Faraday-Effekts mit Kompensation von Intensitätsänderungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen eines Magnetfeldes.
Es sind optische Meßanordnungen und Meßverfahren zum Messen eines Magnetfeldes unter Ausnutzung des magnetooptischen Faraday-Effekts bekannt. Unter dem Faraday-Effekt versteht man die Drehung der Polarisationsebene von linear polarisier¬ tem Licht in Abhängigkeit von einem Magnetfeld. Der Drehwin- kel ist aber proportional zum Wegintegral über das Magnetfeld entlang des von dem Licht zurückgelegten Weges mit der soge¬ nannten Verdet-Konstanten als Proportionalitätskonstante. Die Verdet-Konstante ist im allgemeinen material-, temperatur- und wellenlängenabhängig. Zum Messen des Magnetfeldes wird eine Faraday-Sensoreinrichtung aus einem optisch transparen¬ ten Material wie beispielsweise Glas in dem Magnetfeld ange¬ ordnet. Das Magnetfeld bewirkt eine Drehung der Polarisati¬ onsebene von durch die Faraday-Sensoreinrichtung gesendetem linear polarisiertem Licht um einen Drehwinkel, die für ein Meßsignal ausgewertet werden kann. Eine bekannte Anwendung finden solche magnetooptischen Meßverfahren und Meßanordnun¬ gen beim Messen elektrischer Ströme. Die Faraday-Sensorein¬ richtung wird dazu in der Nähe eines Stromleiters angeordnet und erfaßt das von einem Strom in dem Stromleiter erzeugte Magnetfeld. Im allgemeinen umgibt die Faraday-Sensoreinrich¬ tung den Stromleiter, so daß das Meßlicht den Stromleiter in einem geschlossenen Weg umläuft. Der Betrag des Drehwinkels ist in diesem Fall in guter Näherung direkt proportional zur Amplitude des zu messenden Stromes. Die Faraday-Sensorein- richtung kann als massiver Glasring um den Stromleiter ausge¬ bildet sein oder auch den Stromleiter in Form einer Meßwick- lung aus einer lichtleitenden Faser (Faserspule) mit wenig¬ stens einer Windung umgeben.
Vorteile dieser magnetooptischen Meßanordnungen und Meßver- fahren gegenüber herkömmlichen induktiven Stromwandlern sind die Potentialtrennung und die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen. Probleme bereiten bei dem Einsatz von magnetooptischen Stromwandlern jedoch Einflüsse von mechanischen Vibrationen auf die Sensoreinrichtung und die optischen Zuleitungen, die zu die Messung verfälschenden Intensitätsänderungen führen können.
Um Vibrationseinflüsse auf die Messung zu reduzieren, ist bekannt, zwei gegenläufige, d.h. in entgegengesetzten Rich- tungen sich ausbreitende, Lichtsignale durch eine Faraday- Sensoreinrichtung zu senden. Dieser bekannten Maßnahme liegt der Gedanke zugrunde, daß die von den beiden LichtSignalen auf ihrem gemeinsamen Lichtweg erfahrene lineare Doppelbre¬ chung infolge von Vibrationen als reziproker Effekt von dem nicht-reziproken Faraday-Effekt durch geeignete Signalverar¬ beitung unterschieden werden kann.
In einer ersten bekannten Ausführungsform werden zwei gegen¬ läufige, linear polarisierte Lichtsignale durch eine optische Faserspule als Faraday-Sensoreinrichtung gesendet, die einen Stromleiter umgibt. Nach Durchlaufen der Sensoreinrichtung wird jedes der beiden Lichtsignale von einem polarisierenden Strahlteiler in zwei senkrecht zueinander polarisierte An¬ teile zerlegt. Mit den insgesamt vier Lichtanteilen wird von einer Signalverarbeitung ein Meßsignal für einen elektrischen Strom in dem Stromleiter abgeleitet. Die optische Faser weist neben dem Faraday-Effekt auch eine im Vergleich zum Faraday- Effekt hohe zirkuläre Doppelbrechung auf, die als Eichgröße für ein Temperaturkompensationsverfahren verwendet wird. Als optische Faser ist eine mechanisch tordierte Faser (Twisted fibre) oder eine während des Ziehprozesses tordierte Faser mit einer hohen linearen Doppelbrechung (Spun-HiBi-fibre) vorgesehen. Die beiden gegenläufigen Lichtsignale durchlaufen in dieser bekannten Ausführungsform nur die Faraday-Sen¬ soreinrichtung auf einem gemeinsamen Lichtweg und werden beim Austritt aus der Faraday-Sensoreinrichtung wieder durch optische Koppler voneinander getrennt { WO 92/13280) .
In zwei weiteren bekannten Ausführungsformen durchlaufen zwei Lichtsignale eine optische Reihenschaltung aus einer ersten Lichtleitfaser, einem ersten Polarisator, einer Faraday-Sen- soreinrichtung, einem zweiten Polarisator und einer zweiten Lichtleitfaser in zueinander entgegengesetztem Umlaufsinn. Beide Lichtsignale werden nach Durchlaufen der optischen Rei¬ henschaltung von entsprechenden photoelektrischen Wandlern in jeweils ein elektrisches Intensitätssignal umgewandelt.
Eei der ersten, aus der US 4 , 916, 387 bekannten Ausführungs¬ form ist als Faraday-Sensoreinrichtung ein massiver Glasring vorgesehen, der den Stromleiter umgibt. Die Polarisations¬ achsen der beiden Polarisatoren sind um einen Winkel von 45° zueinander gedreht. Zur Kompensation von unerwünschten Inten¬ sitätsänderungen in den optischen Zuleitfasern wird bei die¬ sem aus US 4 , 916, 387 bekannten Meßsystem davon ausgegangen, daß sich die unerwünschten Intensitätsänderungen (noise) und die Intensitätsänderungen aufgrund des Faraday-Effekts addi- tiv überlagern mit unterschiedlichen Vorzeichen in den beiden elektrischen Intensitätssignalen und damit voneinander ge¬ trennt werden können. Eine genauere physikalische Betrachtung führt jedoch zu dem Ergebnis, daß mechanischen Bewegungen der beiden Lichtleitfasern zum Übertragen der beiden Lichtsignale sich im wesentlichen als zeitlich veränderliche Dämpfungs¬ faktoren in den Lichtintensitäten der beiden Lichtsignale auswirken. Wie solche unterschiedlichen Dämpfungsfaktoren in den beiden Lichtleitfasern ausgeglichen werden können, geht aus der US 4 , 916, 387 nicht hervor.
Bei der zweiten, aus Journal of Lightwave Technology, Vol . 12 . No . 1 0, October 1994 , Sei ten 1882 bis 1890 bekannten Ausfüh- 4 rungsform ist eine Faserspule aus einer Single-Mode-Faser mit einer niedrigen Doppelbrechung als Faraday-Sensoreinrichtung vorgesehen. Die Polarisationsachsen der beiden Polarisatoren schließen einen von 0° verschiedenen Polarisatorwinkel mit- einander ein, der vorzugsweise 45° beträgt. Licht einer ein¬ zigen Lichtquelle wird in die zwei Lichtsignale aufgeteilt, und diese Lichtsignale werden jeweils über einen optischen Koppler in die zugeordnete Lichtleitfaser eingekoppelt. Aus den beiden elektrischen Intensitätssignalen, die den Licht- intensitäten der zugeordneten Lichtsignale nach Durchlaufen der Reihenschaltung entsprechen, wird ein Meßsignal abgelei¬ tet, das dem Quotienten aus der Differenz und der Summe der beiden Intensitätssignale entspricht. Damit können die Dämp¬ fungsfaktoren der beiden Lichtleitfasern im wesentlichen kom- pensiert werden. Die Lichtintensitäten der beiden Licht¬ signale beim Einkoppeln in die Reihenschaltung müssen aller¬ dings genau gleich eingestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren und eine Meßanordnung zum Messen eines Magnetfeldes und ins¬ besondere zum Messen eines elektrischen Stromes durch Messen dessen Magnetfeldes anzugeben, bei denen Intensitätsänderun¬ gen in den optischen Obertragungsstrecken für zwei gegenläu¬ fige Lichtsignale praktisch vollständig eliminiert sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4. Zwei Lichtsignale durchlaufen eine optische Reihenschaltung aus einer ersten optischen Übertragungsstrecke, einem ersten Polarisator, einer Faraday-Sensoreinrichtung, einem zweiten Polarisator und einer zweiten optischen Übertragungsstrecke in zueinander entgegengesetzten Durchlaufrichtungen. Als Meßsignal für das Magnetfeld wird ein zu einem Quotienten aus den beiden Licht¬ intensitäten der beiden Lichtsignale jeweils nach deren Durchlaufen der optischen Reihenschaltung proportionales
Signal gebildet. Dieses Meßsignal ist im wesentlichen unab¬ hängig von Intensitätsänderungen in den beiden Übertragungs- strecken. Zum Herleiten des Meßsignals sind entsprechende Auswertemittel vorgesehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfah- rens und der Anordnung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen.
Die Polarisationsachsen der beiden Polarisatoren werden bezogen auf die Durchlaufrichtung eines der beiden Licht- signale unter einem vorgegebenen Polarisatorwinkel zueinander eingestellt, der ungleich einem ganzzahligen Vielfachen von 180° oder π ist.In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Polarisatorwinkel zwischen den Polarisationsachsen der beiden Polarisatoren auf ein ganzzahliges Vielfaches von etwa 45° oder π/4 eingestellt. Damit wird der Arbeitspunkt des Meßverfahrens und der Meßanordnung so eingestellt, daß die Meßempfindlichkeit maximal ist.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren
FIG. 1 eine Meßanordnung zum Messen eines Magnetfeldes mit einer Faraday-Sensoreinrichtung und Auswertemitteln FIG. 2 die Abhängigkeit des Meßsignals vom Faraday- Meßwinkel in einem Diagramm und FIG. 3 die Poalrisationsachsen der beiden Polarisatoren jeweils schematisch dargestellt sind.
In der FIG. 1 sind eine Faraday-Sensoreinrichtung mit 3, zwei optische Übertragungsstrecken mit 4 und 7 zwei Polarisatoren mit 5 und 6, eine Lichtquelle mit 10, zwei optische Strahl¬ teiler mit 14 bzw. 17 und Auswertemittel mit 20 bezeichnet.
Die Faraday-Sensoreinrichtung 3 besteht aus wenigstens einem den magnetooptischen Faraday-Effekt zeigenden Material. Unter dem Einfluß eines die Sensoreinrichtung 3 wenigstens teil¬ weise durchdringenden Magnetfeldes H wird die Polarisation von durch die Sensoreinrichtung 3 laufendem polarisierten Licht aufgrund des Faraday-Effekts geändert. Die Sensorein¬ richtung 3 kann in an sich bekannter Weise mit einem oder mehreren massiven Körpern, vorzugsweise aus Glas, oder auch mit mindestens einer optischen Faser ausgebildet sein. Die Sensoreinrichtung 3 weist zwei optische Anschlüsse 3A und 3B derart auf, daß an einem Anschluß 3A oder 3B eingekoppeltes Licht die Sensoreinrichtung 3 durchläuft und am jeweils ande¬ ren Anschluß 3B bzw. 3A wieder ausgekoppelt wird. Der erste Anschluß 3A der Sensoreinrichtung 3 ist über den ersten Pola- risator 5 mit einem Ende der ersten optischen Übertragungs¬ strecke 4 optisch gekoppelt. Der zweite Anschluß 3B der Sen¬ soreinrichtung 3 ist über den zweiten Polarisator 6 mit einem Ende der zweiten optischen Übertragungsstrecke 7 optisch ge¬ koppelt.
Die in FIG. 3 dargestellten Polarisationsachsen (polarization axis, transmission axis) AI und A2 der beiden Polarisatoren 5 bzw. 6 sind unter einem vorgegebenen Polarisatorwinkel α zu¬ einander eingestellt, der ungleich einem ganzahligen Viel- fachen von π ist. Als Polarisatoren 5 und 6 können alle bekannten Ausführungsformen verwendet werden, beispielsweise Polfilter oder polarisierende Strahlteiler wie Wollaston- Prismen.
Das von der Sensoreinrichtung 3 abgewandte andere Ende der ersten Übertragungsstrecke 4 ist über den Strahlteiler 14 so¬ wohl mit der Lichtquelle 10 als auch mit den Auswertemitteln 20 optisch verbunden. Das von der Sensoreinrichtung 3 abge¬ wandte andere Ende der zweiten Übertragungsstrecke 7 ist über den Strahlteiler 17 ebenfalls sowohl mit der Lichtquelle 10 als auch mit den Auswertemitteln 20 optisch verbunden. Die beiden Strahlteiler 14 und 17 sind ebenfalls optisch mitein¬ ander gekoppelt. Der Strahlteiler 14 teilt das Licht L der Lichtquelle 10 in zwei Lichtanteile. Der erste Lichtanteil bildet ein erstes Lichtsignal Ll ' , das in die Übertragungs¬ strecke 4 eingekoppelt wird. Aus dem zweiten Lichtnteil des Lichts L koppelt der zweite Strahlteiler 17 einen Teil aus als zweites Lichtsignal L2 ' , das in die zweite Übertragungs¬ strecke 7 eingekoppelt wird. Beide Lichtsignale Ll ' und L2 ' durchlaufen die optische Reihenschaltung aus erster Über¬ tragungsstrecke 4, erstem Polarisator 5, Sensoreinrichtung 3, zweitem Polarisator 6 und zweiter Übertragungsstrecke 7 in zueinander entgegengesetzten Durchlaufrichtungen und werden als nun mit Ll bzw. L2 bezeichnete Lichtsignale wieder aus der Reihenschaltung ausgekoppelt. Die Lichtquelle 10 und die zwei Strahlteiler 14 und 17 bilden somit Mittel zum Senden von zwei gegensinnig die Reihenschaltung durchlaufenden Lichtsignalen durch die Reihenschaltung.
Die beiden Strahlteiler 14 und 17 können wenigstens teilweise auch durch optische Koppler ersetzt werden. Ferner kann auch ein weiterer Strahlteiler oder Koppler vorgesehen sein, der das Licht L der Lichtquelle 10 in zwei Lichtsignale teilt, die dann getrennt dem Strahlteiler 14 bzw. dem Strahlteiler 17 zugeführt werden. Die beiden Lichtsignale können dann ins¬ besondere mit gleichen Ausgangslichtintensitäten in die Rei- henschaltung eingekoppelt werden. Außerdem können auch an¬ stelle des Kopplers 11 und der einen Lichtquelle 10 auch zwei Lichtquellen vorgesehen sein, die jeweils ein Lichtsignal Ll ' bzw. L2 ' senden. Schließlich können die Mittel zum Senden von zwei gegensinnig die Reihenschaltung durchlaufenden Licht- Signalen Ll und L2 durch die Reihenschaltung auch mit zwei abwechselnd als Sender und Empfänger betriebenen pho¬ toelektrischen Wandlern gebildet sein.
Das erste Lichtsignal Ll ' wird nach Durchlaufen der ersten Übertragungsstrecke 4 von dem ersten Polarisator 5 linear po¬ larisiert und als nunmehr linear polarisiertes Lichtsignal Ll ' am Anschluß 3A in die Sensoreinrichtung 3 eingespeist. Beim Durchlaufen der Sensoreinrichtung 3 wird die Polarisati¬ onsebene des linear polarisierten ersten Lichtsignals Ll ' um einen vom Magnetfeld H abhängigen Faraday-Meßwinkel p ge¬ dreht. Ein positiver Winkelwert entspricht dabei und im fol¬ genden dem mathematisch positiven Drehsinn, also dem Gegen- Uhrzeigersinn, ein negativer Winkelwert dagegen dem mathema¬ tisch negativen Drehsinn, d.h. dem Uhrzeigersinn, bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des betrachteten Lichtsignals. Das in seiner Polarisationsebene um den Faraday-Meßwinkel p ge- drehte erste Lichtsignal Ll' wird nun dem zweiten Polarisator 6 zugeführt. Der zweite Polarisator 6 läßt nur den auf seine Polarisationsachse projizierten Anteil des ankommenden ersten Lichtεignals Ll' durch und hat somit für das erste Lichtsi¬ gnal Ll ' die Funktion eines Polarisationsanalysators. Der vom zweiten Polarisator 6 transmittierte Anteil des ersten Licht¬ signals Ll ' ist nun mit Ll bezeichnet und wird über die zwei¬ te Übertragungsstrecke 7 und den Koppler 13 zu den Auswerte¬ mitteln 20 übertragen.
Das zweite Lichtsignal L2 ' passiert zunächst die zweite Über¬ tragungsstrecke 7 und wird sodann von dem ersten Polarisator 5 linear polarisiert. Das linear polarisierte zweite Licht¬ signal L2 ' wird nun am Anschluß 3A in die Sensoreinrichtung 3 eingekoppelt. Beim Durchlaufen der Sensoreinrichtung 3 wird die Polarisationsebene des linear polarisierten zweiten Lichtsignals L2 ' um einen vom Magnetfeld H abhängigen Faraday-Meßwinkel -p gedreht, der wegen der nicht-reziproken Eigenschaft des Faraday-Effekts das entgegengesetzte Vorzei¬ chen und den gleichen Betrag wie beim ersten Lichtsignal Ll ' hat. Das in seiner Polarisationsebene um den Meßwinkel -p ge¬ drehte zweite Lichtsignal L2 ' wird nun dem zweiten Polarisa¬ tor 6 zugeführt. Der zweite Polarisator 6 läßt nur den auf seine Polarisationεachse projizierten Anteil des ankommenden zweiten Lichtsignals L2 ' durch und wirkt somit für das zweite Lichtsignal L2 ' als Polarisationsanalysator. Der vom zweiten Polarisator 6 transmittierte Anteil des zweiten Lichtsignals L2 ' ist nun mit L2 bezeichnet und wird über die erste Über- tragungsstrecke 4 und den Koppler 12 zu den Auswertemitteln 20 übertragen.
Die Meßanordnung gemäß FIG. 1 ist vorzugsweise zum Messen eines elektrischen Stromes I in wenigstens einem Stromleiter 2 vorgesehen. Die Faraday-Sensoreinrichtung 3 erfaßt das von diesem Strom I induktiv erzeugte Magnetfeld H und dreht die Polarisationsebenen der beiden Lichtsignale Ll ' und L2 ' um einen vom Magnetfeld H und damit vom Strom I abhängigen Meß- winkel p bzw. -p. In der dargestellten, besonders vorteilhaf¬ ten Ausführungsform umgibt die Sensoreinrichtung 3 den Strom¬ leiter 2, so daß beide Lichtsignale Ll' und L2 ' den Strom I in einem praktisch geschlossenen Lichtpfad umlaufen. Der Me߬ winkel p ist in diesem Fall im wesentlichen direkt propor- tional zum elektrischen Strom I. Die Sensoreinrichtung 3 kann als massiver Glasring mit die Lichtsignale Ll ' und L2 ' umlen¬ kenden inneren Reflexionsflächen oder auf eine andere bekann¬ te Art und Weise, beispielsweise als Faserspule, ausgebildet sein.
Die Lichtintensitäten II ' und 12 ' der beiden Lichtsignale Ll ' und L2 ' vor dem Einkoppeln in die Reihenschaltung werden vor¬ zugsweise in einem fest vorgegebenen Verhältnis zueinander eingestellt, also II' = K-I2 ' = K-IO mit einer vorgegebenen konstanten Ausgangsintenεität 10. Der das Verhältnis der bei¬ den Lichtintensitäten II' und 12' definierende Kopplungsfak¬ tor K ergibt sich in der dargestellten Ausführungsform aus den beiden Kopplungsverhältnissen der beiden Strahlteiler 14 und 17. Wenn die Kopplungsverhältnisse der beiden Strahltei- 1er 14 und 17 beispielsweise jeweils 1:1 betragen, ergibt sich ein Kopplungsfaktor K = 2.
Die beiden Lichtsignale Ll' bzw. Ll und L2 ' bzw. L2 erfahren in den beiden Übertragungsstrecken 4 und 7 jeweils die glei- chen Intensitätsänderungen beispielsweise infolge von Dämp¬ fungsverlusten. Diese Intensitätsänderungen gehen im wesent¬ lichen in Form von Dämpfungsfaktoren ein. Der reelle, im all¬ gemeinen zeitabhängige Dämpfungsfaktor einer optischen Über¬ tragungsstrecke ist definiert als das Verhältnis der Licht- intenεität von an einem Ende der Übertragungsstrecke ankom¬ mendem Licht zu der Ausgangslichtintensität des Lichts beim Einkoppeln in das andere Ende der Übertragungsstrecke. Seien A der reelle Dämpfungsfaktor der ersten Übertragungsstrecke 4 und B der Dämpfungsfaktor der zweiten Übertragungsstrecke 7. Dann gelten für die Lichtintensitäten II und 12 der beiden Lichtsignale Ll und L2 nach Durchlaufen der optischen Reihen- Schaltung die allgemeinen Beziehungen:
11 = 10 • A • B • cos2(p+α) (1)
12 = K • 10 • B • A • cos2(p-α) (2) .
Die Ausdrücke cos2 (p+α) in der Gleichung (1) für II und cos2 (p-α) in der Gleichung (2) für 12 beschreiben die Inten- sitätsänderungen der beiden Lichtintensitäten II und 12 in Abhängigkeit vom Faraday-Meßwinkel p und dem Polarisatorwin¬ kel α. Aus den beiden Gleichungen (1) und (2) kann man er¬ kennen, daß sich die Faktoren vor den cos2-Termen für beide Lichtintensitäten II und 12 nur in dem konstanten Kopplungs- faktor K unterscheiden.
Die Auswertemittel 20 leiten aus den Lichtintensitäten II und 12 der beiden Lichtsignale Ll und L2 nach Durchlaufen der Reihenschaltung ein Meßsignal M für das Magnetfeld H ab, das proportional zu einem Quotienten 11/12 oder 12/11 der beiden Lichtintensitäten II und 12 der gegenläufigen Lichtsignale Ll und L2 nach Durchlaufen der Reihenschaltung ist. Dieses Me߬ signal M ist dann unter Berücksichtigung der Beziehungen (1) und (2) für die Lichtintensitäten II und 12
M - 11/12 = cos2 (p+α) / (K-cos2 (p-α) ) (3) oder
M - 12/11 = (K-cos2 (p-α) ) / cos2 (p+α) (4) .
Die Dämpfungsfaktoren A und B erscheinen nicht mehr in den
Beziehungen (3) und (4). Das so gebildete Meßsignal M für das Magnetfeld H ist somit von beispielsweise durch Vibrationen verursachten Intensitätsänderungen in den Übertragungs¬ strecken 4 bzw. 7 praktisch unabhängig.
Deshalb können in allen Ausführungsformen auch einfache, ver¬ gleichsweise preiswerte Telekommunikationslichtfasern (Multimode-Fasern) als Übertragungsstrecken 4 und 7 verwendet werden, da deren relativ hohe Dämpfungen und Vibrationsemp¬ findlichkeiten im Meßsignal M kompensiert sind. Als Übertra¬ gungsstrecken 4 und 7 können aber auch andere Lichtwellenlei- ter oder Freistrahlanordnungen verwendet werden.
Die Auswertemittel 20 enthalten in der dargestellten Ausfüh¬ rungsform zum Ableiten des Meßsignals M aus den beiden Lichtintensitäten II und 12 der beiden gegenläufigen Lichtsi- gnale Ll und L2 zwei photoelektrische Wandler 21 und 22 und eine Recheneinheit 27. Jedes der beiden Lichtsignale Ll und L2 wird von dem jeweils zugeordneten Wandler 21 bzw. 22 in jeweils ein elektrisches Intensitätssignal PI bzw. P2 umge¬ wandelt, das ein direktes Maß für die Lichtintensität II bzw. 12 des jeweiligen Lichtsignals Ll bzw. L2 ist. Diese beiden elektrischen Intensitätssignale PI und P2 werden zwei Eingän¬ gen der Recheneinheit 27 zugeführt. Die Recheneinheit 27 bil¬ det den Quotienten P1/P2 oder P2/P1 aus den .beiden elektri¬ schen Intensitätssignalen Pl und P2, der als Meßsignal M an einem Ausgang der Recheneinheit 27 ansteht.
Die Recheneinheit 27 enthält in einer Ausführungsform zum Bilden des Meßsignals M einen Analog/Digital-Wandler zum Digitalisieren der beiden elektrischen Intensitätssignale Pl und P2 und einen Mikroprozessor oder einen digitalen Signal¬ prozessor zum Bilden des Quotienten aus den beiden digita- lierten Intensitätssignalen Pl und P2.
Die Recheneinheit 27 kann aber auch einen analogen Dividierer enthalten, dessen beide Eingänge jeweils mit dem Ausgang eines der photoelektrischen Wandler 21 und 22 elektrisch verbunden sind und an dessen Ausgang das Quotientensignal P1/P2 oder P2/P1 ansteht.
Ein besonderer Vorteil der Meßsignalauswertung gemäß den
Beziehungen (3) und (4) bzw. gemäß M = P1/P2 oder M = P2/P1 besteht darin, daß die Ausgangslichtintensitäten II' und 12' für die beiden Lichtsignale Ll ' und L2 ' beim Einkoppeln in die optische Reihenschaltung nicht identisch sein müssen im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Signal- auswertung mit einem Meßsignal, das dem Quotienten (11-12) / (11+12) aus Differenz und Summe der beiden Lichtin¬ tensitäten II und 12 der beiden Lichtsignale Ll und L2 nach Durchlaufen der Reihenschaltung entspricht. Wenn die Aus¬ gangslichtintensitäten II' und 12' voneinander abweichen, der Kopplungsfaktor K also nicht gleich 1 ist, kann dies beim Verfahren und der Anordnung gemäß der Erfindung einfach durch Anpassen der Verstärkung des Meßsignals M, also durch einfa¬ ches Multiplizieren des Meßsignals M mit einem Anpassungsfak- tor, an eine geeichte Signalhöhe kompensiert werden.
Das Meßsignal M gemäß den Beziehungen (3) und (4) hängt in vergleichsweise komplizierter, jedoch eindeutiger Weise von dem Meßwinkel p und damit vom Magnetfeld H ab und kann des¬ halb auch elektronisch auf eine lineare Meßskala transfor¬ miert werden, falls dies gewünscht ist. Die FIG. 2 veran- schaulicht in einem Diagramm die Abhängigkeit des Meßsignals M = 11/12 vom Faraday-Meßwinkel p nochmals graphisch für einen Polarisatorwinkel α = π/4.
Ein Polarisatorwinkel α zwischen den beiden Polarisations- achsen AI und A2 der beiden Polarisatoren 5 und 6 von wenig¬ stens annähernd ±45° bzw. ± π/4 ist besonders vorteilhaft, da der Arbeitspunkt dann bei einer maximalen Meßempfindlichkeit liegt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Messen eines Magnetfeldes (H) mit einer den Faraday-Effekt zeigenden Sensoreinrichtung (3), bei dem a) ein erstes Lichtsignal (Ll) eine optische Reihenschaltung aus einer ersten optischen Übertragungsstrecke (4) , einem ersten Polarisator (5), der Sensoreinrichtung (3), einem zweiten Polarisator (6) und einer zweiten optischen Übertragungsstrecke (7) durchläuft, b) ein zweites Lichtsignal (L2) diese optische Reihenschal¬ tung in zur Durchlaufrichtung des ersten Lichtsignals (Ll) entgegengesetzter Richtung durchläuft, c) ein Meßsignal (M) für das Magnetfeld (H) gebildet wird, das proportional zu einem Quotienten (11/12) der Licht- intensitäten (11,12) der beiden Lichtsignale (L1,L2) jeweils nach deren Durchlaufen der optischen Reihen¬ schaltung ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Polarisationsachsen (A1,A2) der beiden Polarisatoren (5,6) in einem Polarisator¬ winkel (α) zueinander eingestellt werden, der wenigstens annähernd einem ungeradzahligen Vielfachen von 45° oder π/4 entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das
Magnetfeld (H) eines elektrischen Stromes (I) gemessen wird und das Meßsignal (M) als Maß für den elektrischen Strom (I) herangezogen wird.
4. Anordnung zum Messen eines Magnetfeldes (H) mit a) einer optischen Reihenschaltung aus einer ersten opti¬ schen Übertragungsstrecke (4) , einem ersten Polarisator (5), einer den Faraday-Effekt zeigenden Sensoreinrichtung (3), einem zweiten Polarisator (6) und einer zweiten optischen Übertragungsstrecke (7), b) Mitteln (10,11,12,13) zum Senden von zwei Lichtsignalen
(Ll,L2) durch die Reihenschaltung, die die Reihenschal¬ tung gegensinnig durchlaufen, c) Auswertemitteln (20) zum Ableiten eines Meßsignals (M) für das Magnetfeld (H) , das proportional zu einem
Quotienten (11/12) der Lichtintensitäten (11,12) der beiden Lichtsignale (L1,L2) nach deren Durchlaufen der Reihenschaltung ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, bei der die Polarisationsachsen (A1,A2) der beiden Polarisatoren (5,6) einen Polarisator¬ winkel (α) zueinander einschließen, der wenigstens annähernd einem ungeradzahligen Vielfachen von 45° oder π/4 entspricht.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der die beiden optischen Übertragungsstrecken (4,7) mit Multimode- Lichtleitern gebildet sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Sensoreinrichtung (3) im Magnetfeld (H) eines elektrischen Stromes (I) angeordnet ist und die Auswertemittel (20) das Meßsignal (M) als Maß für den elektrischen Strom (I) ab¬ leiten.
PCT/DE1995/001668 1994-12-09 1995-11-27 Verfahren und anordnung zum messen eines magnetfeldes mit zwei gegenläufigen lichtsignalen unter ausnutzung des faraday-effekts mit kompensation von intensitätsänderungen WO1996018113A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944443948 DE4443948A1 (de) 1994-12-09 1994-12-09 Verfahren und Anordnung zum Messen eines Magnetfeldes mit zwei gegenläufigen Lichtsignalen unter Ausnutzung des Faraday-Effekts mit Kompensation von Intensitätsänderungen
DEP4443948.2 1994-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1996018113A1 true WO1996018113A1 (de) 1996-06-13

Family

ID=6535427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1995/001668 WO1996018113A1 (de) 1994-12-09 1995-11-27 Verfahren und anordnung zum messen eines magnetfeldes mit zwei gegenläufigen lichtsignalen unter ausnutzung des faraday-effekts mit kompensation von intensitätsänderungen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4443948A1 (de)
WO (1) WO1996018113A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116908515A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 合肥工业大学 用于雷电流检测的差分式光学电流传感器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19545759A1 (de) * 1995-12-07 1997-06-12 Siemens Ag Optisches Meßverfahren und optische Meßvorrichtung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes mit Intensitätsnormierung
DE102018216482A1 (de) * 2018-09-26 2020-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Glasring und Verfahren für optische Strommessungen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726411A1 (de) * 1987-08-07 1989-02-16 Siemens Ag Faseroptischer magnetfeldsensor
US5149962A (en) * 1991-06-03 1992-09-22 Simmonds Precision Products, Inc. Proximity detector using faraday effect and bidirectional transmission
US5434501A (en) * 1994-04-29 1995-07-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polarization insensitive current and magnetic field optic sensor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3364239D1 (en) * 1982-03-08 1986-07-31 Hitachi Ltd Apparatus for optically measuring a current
US4683421A (en) * 1985-03-29 1987-07-28 Westinghouse Electric Corp. Drift compensation technique for a magneto-optic current sensor
US4694243A (en) * 1986-05-28 1987-09-15 Westinghouse Electric Corp. Optical measurement using polarized and unpolarized light
US4916387A (en) * 1988-10-21 1990-04-10 Asea Brown Boveri, Inc. Optical system for a Faraday effect current sensor
GB9100924D0 (en) * 1991-01-16 1991-02-27 Rogers Alan J Interference-free optical-fibre current measurement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726411A1 (de) * 1987-08-07 1989-02-16 Siemens Ag Faseroptischer magnetfeldsensor
US5149962A (en) * 1991-06-03 1992-09-22 Simmonds Precision Products, Inc. Proximity detector using faraday effect and bidirectional transmission
US5434501A (en) * 1994-04-29 1995-07-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polarization insensitive current and magnetic field optic sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANTONOV S N ET AL: "FIBER-OPTIC MAGNETIC FIELD TRANSDUCER", SOVIET TECHNICAL PHYSICS LETTERS, vol. 16, no. 5, 1 May 1990 (1990-05-01), pages 397 - 399, XP000204703 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116908515A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 合肥工业大学 用于雷电流检测的差分式光学电流传感器
CN116908515B (zh) * 2023-09-14 2023-12-05 合肥工业大学 用于雷电流检测的差分式光学电流传感器

Also Published As

Publication number Publication date
DE4443948A1 (de) 1996-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0799426B1 (de) Verfahren und anordnung zum messen eines magnetfeldes unter ausnutzung des faraday-effekts mit kompensation von intensitätsänderungen und temperatureinflüssen
EP0706661B1 (de) Optisches messverfahren zum messen eines elektrischen wechselstromes mit temperaturkompensation und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP0706662B1 (de) Optisches messverfahren zum messen eines elektrischen wechselstromes mit temperaturkompensation und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP0779988B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen eines elektrischen wechselstromes mit temperaturkompensation
DE19601727C1 (de) Optisches Meßverfahren und optische Meßanordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes mit erweitertem Meßbereich und guter Linearität
EP0786091B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen einer elektrischen wechselgrösse mit temperaturkompensation
EP0721590B1 (de) Verfahren und anordnung zum messen eines elektrischen stromes mit zwei gegenläufigen lichtsignalen unter ausnutzung des faraday-effekts
DE3141325A1 (de) Verfahren zur strommessung an einem elektrischen leiter durch den faraday-effekt
EP0865610B1 (de) Optisches messverfahren und optische messvorrichtung zum messen eines magnetischen wechselfeldes mit intensitätsnormierung
EP0866974B1 (de) Optisches messverfahren und optische messanordnung zum messen einer wechselgrösse mit intensitätsnormierung
EP0811170B1 (de) Verfahren und anordnung zum messen eines magnetfeldes unter ausnutzung des faraday-effekts mit kompensation von intensitätsänderungen
EP0864098B1 (de) Verfahren und anordnung zum messen einer messgrösse, insbesondere eines elektrischen stromes, mit hoher messauflösung
WO1996018113A1 (de) Verfahren und anordnung zum messen eines magnetfeldes mit zwei gegenläufigen lichtsignalen unter ausnutzung des faraday-effekts mit kompensation von intensitätsänderungen
DE19517128A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes mit Off-set-Faraday-Rotation zur Temperaturkompensation
EP0904550B1 (de) Verfahren zur temperaturkalibrierung einer optischen magnetfeldmessanordnung und mit diesem verfahren kalibrierte messanordnung
EP0786092B1 (de) Optisches messverfahren und optische messvorrichtung zum messen einer elektrischen wechselspannung oder eines elektrischen wechselfeldes mit temperaturkompensation
WO1999041617A1 (de) Verfahren und einrichtung zum messen eines magnetfeldes mit hilfe des faraday-effektes
DE102005003200B4 (de) Schaltungsanordnung zur Messung elektrischer Ströme in elektrischen Leitern mit Lichtwellenleitern
DE4311328A1 (de) Optische Meßanordnung zum Messen eines elektrischen Stromes mit verflochtenen Übertragungsleitungen
DE19851551A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Messen eines Magnetfeldes mit Hilfe des Faraday-Effektes
DE19717496C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur magnetooptischen Strommessung
DE10220623A1 (de) Verfahren und Anordnung zur optischen Erfassung einer Messgröße mit Depolarisation des Lichtsignals

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase