[发明专利]电流测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用法拉第效应的电流测量装置，涉及将光从传感器用光纤的一端射入，在另一端使其反射的反射型电流测量装置的改良。

背景技术

众所周知，电流测量装置因利用光纤的法拉第效应而具有小型、柔性、抗电磁噪音、长距离信号传输、耐压等各种优点。作为这种电流测量装置的一个例子，专利文献1公开有一种利用光的偏振光面因磁场作用而旋转的法拉第效应的反射型电流测量装置。

将专利文献1，即WO2006/022178的图18所示的电流测量装置100示于图21(在此改变该专利文献1的图中的附图标记进行说明)。该电流测量装置100是将铅玻璃光纤用于传感器用光纤101的同时，在传感器用光纤101的另一端配置了反射镜102的反射型电流测量装置100。基本构成是传感器用光纤101围绕在被测电流流动的导体103的外周，用于检测被测电流，在将从传感器用光纤101的一端射入的线偏振光由反射镜102进行往复的期间，测量因被测电流的磁场而旋转的线偏振光的法拉第转角。

进一步，104是光源，105是环行器，106是方解石等的偏振光分离器，107是由永久磁铁(107a)和YIG等强磁性体晶体(107b)构成的法拉第转子，108a和108b是光电二极管(PD)，109a和109b是放大器(A)，110a和110b是带通滤波器(BPF)，111a和111b是低通滤波器(LPF)，112a和112b是用于求出电信号的交流成分和直流成分之比的除法器，113是极性反转器，114是乘法器。此外，115是光学系统，116是信号处理电路。

从光源104射出、在偏振光分离器106被分离为寻常光线和异常光线的线偏振光中，相当于寻常光线的线偏振光通过强磁性体晶体107b后，射入传感器用光纤101。进一步，由反射镜102反射，再次通过传感器用光纤101、强磁性体晶体107b，射入偏振光分离器106。

由于所述线偏振光通过强磁性体晶体107b及传感器用光纤101时所述线偏振光的偏振光面旋转，所以所述线偏振光经偏振光分离器106被分离为垂直的两个方向的偏振光成分。被分离的各个偏振光成分的光，经图21的环行器105和偏振光分离器106，分别引导到作为光电二极管的受光元件108a及108b。

从光电二极管108a、108b作为电信号输出与受光的光强度成比例的电流或电压。这些电信号通过放大器109a、109b后，经BPF110a、110b、LPF111a、111b被分离为交流成分和直流成分，通过除法器112a、112b求出交流成分和直流成分之比后，对于来自除法器112a的输出信号通过极性反转器113反转极性。进一步，通过乘法器114求出从极性反转器113及除法器112b输出的信号Sa及Sb的平均，该平均作为电流测量装置100对被测电流的测量值Sout输出。

作为设置在传感器用光纤101侧的法拉第转子107，使用在磁饱和时具有22.5°的法拉第转角的法拉第转子。(例如，参照专利文献2，即WO2003/075018)

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：WO2006/022178号公报(第4～7页、图18)

专利文献2：WO2003/075018号公报(第8页、图1)

发明内容

本发明要解决的技术问题

但是，用于电流测量装置的法拉第转子107的法拉第转角具有依赖周围温度的特性(温度特性)。因此，现有的法拉第转子107，为了降低法拉第转子107的温度特性，如图21所示，通过双重化信号处理电路116及光电转换元件(光电二极管108a、108b)，求出两个调制信号Sa、Sb的平均，以此来减少强磁性法拉第转子107的法拉第旋转能的温度依赖性所带来的对输出Sout的影响。

然而，因传感器用光纤101也存在由费尔德常数及法拉第转角的温度依赖导致的比差的温度特性，所以不仅需要补偿法拉第转子107，还需要补偿(降低)传感器用光纤101的温度特性。法拉第转子107及传感器用光纤101的补偿都是通过所述信号处理电路116来进行的，但这不充分，另外，从提高电流测量装置100的可靠性的方面来讲，还希望这种补偿在光学系统115中进行。