提供一种可在电流测量装置的光学系统中进行传感器用光纤和法拉第转子的比差-温度特性的补偿，并且，可将输出的比差的变动幅度抑制在±0.5％以内的电流测量装置。至少包含传感器用光纤、偏振光分离器、法拉第转子、光源和具备光电转换元件的信号处理电路而构成电流测量装置，传感器用光纤围绕在被测电流流动的导体的外周，同时，将法拉第转子的磁饱和时的法拉第转角，在温度23℃时设定为22.5°+α°，使法拉第转角从22.5°仅变化α°，以此来将从信号处理电路输出的被测电流的测量值的比差的变动幅度在-20℃以上80℃以下的范围内设定在±0.5％的范围内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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W02006/022178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)，1 IOa和1 IOb是带通滤波器(BPF)，11 Ia和11 Ib是低通滤波器(LPF)，11 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、LPFlIlaUlib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M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W02003/075018)现有技术文献专利文献专利文献1 :W02006/022178号公报(第4 7页、图18)专利文献2 :W02003/075018号公报(第8页、图1)
技术实现思路
本专利技术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。图2 表示图21情况下的调制信号Μ、Sb的误差率和温度之间的关系，图22b表示传感器用光纤101的温度特性。即，即使如图2 所示进行调制信号Sa、Sb的平均处理， 也存在图22b所示的问题，也就是传感器用光纤101为铅玻璃光纤时，不能完全补偿因传感器用光纤101的费尔德常数的温度依赖导致的、传感器输出的温度特性的问题。因此，希望有一种能完全补偿法拉第转子107和传感器用光纤101两者的温度特性的电流测量装置100。特别是，从应用于继电保护器用途的角度来讲，要求将从信号处理电路116输出的、被测电流103的测量值(Sout)的比差的变动幅度抑制在士0. 5%以内。本专利技术的电流测量装置是基于上述问题完成的，其目的在于提供一种可在电流测量装置的光学系统中进行传感器用光纤和法拉第转子的比差的温度特性的补偿的电流测量装置。进一步，其目的在于将电流测量装置的输出的比差的变动幅度抑制在士 0.5%的范围内。解决技术问题的技术手段本专利技术权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，至少包含传感器用光纤、偏振光分离器、法拉第转子、光源和具备光电转换元件的信号处理电路；所述传感器用光纤，围绕在被测电流流动的导体的外周，同时具备用于射入线偏振光的一端和反射射入的所述线偏振光的另一端；所述偏振光分离器，设置在所述传感器用光纤的一端，同时，所述法拉第转子，配置在所述传感器用光纤的一端和所述偏振光分离元件之间，并且，将所述法拉第转子的磁饱和时的法拉第转角，在温度23 °C时设定为 22.5° ，以此来将从所述信号处理电路输出的所述被测电流的测量值的比差的变动幅度设定在士0.5%的范围内。进一步，本专利技术权利要求2所述的电流测量装置是，如权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述变动幅度设定在士0.5%的范围内的温度范围为100°C。进一步，本专利技术权利要求3所述的电流测量装置是，如权利要求2所述的电流测量装置，其特征在于，所述100°C的温度范围为-20°C以上80°C以下。进一步，本专利技术权利要求4所述的电流测量装置是，如权利要求1至3任一项所述的电流测量装置，其特征在于，所述法拉第转子具有磁饱和时的法拉第转角随着温度的变化而变化为二次曲线状的法拉第转角的温度特性。进一步，本专利技术权利要求5所述的电流测量装置是，如权利要求1至4任一项所述的电流测量装置，其特征在于，所述法拉第转子由两个以上法拉第元件构成。进一步，本专利技术权利要求6所述的电流测量装置是，如权利要求5所述的电流测量装置，其特征在于，所述两个以上法拉第元件的法拉第转角各自不同。 进一步，本专利技术权利要求7所述的电流测量装置是，如权利要求4至6任一项所述的电流测量装置，其特征在于，从所述信号处理电路输出的所述被测电流的测量值的比差的变动幅度设定在士0.2%的范围内。进一步，本专利技术权利要求8所述的电流测量装置是，如权利要求7所述的电流测量装置，其特征在于，所述变动幅度设定在士0.2%的范围内的温度范围为100°C。进一步，本专利技术权利要求9所述的电流测量装置是，如权利要求8所述的电流测量装置，其特征在于，所述100°c的温度范围为-20°本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：今野良博，佐佐木胜，
申请(专利权)人：ADAMANT工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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