JPH01276074A - Optical demodulator - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ケーブルを流れる電流の検知装置に関し、特
に、単心ケーブルに設けた光磁界センサによる検知値を
、オートゲインコントロール方式の回路を通し、交流成
分のみの変化の状態を表示出来るようにする装置に関す
る。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a device for detecting current flowing through a cable, and in particular, detects a value detected by an optical magnetic field sensor installed in a single-core cable using an automatic gain control circuit. This invention relates to a device that can display the state of change in only the alternating current component.
（従来の技術）
送電ケーブル等を流れる電流、または、該ケーブルでの
漏洩・電流等の状態を知るために、該ケーブルに対して
電流検知手段を設け、該検知手段によって、ケーブルの
導電体、または、ケーブルシースを流れる電流を検知出
来るようにすることが、従来より一般に行なわれている
。(Prior Art) In order to know the current flowing through a power transmission cable or the like, or the state of leakage or current in the cable, a current detection means is provided for the cable, and the detection means detects the conductor of the cable, Alternatively, it has been common practice in the past to detect the current flowing through the cable sheath.
そして、そのための検知手段としては、比較的構成が簡
単であること、および、信頼性が高い等の理由によって
ファラデー素子を用いた光磁界センサ等を用いることが
多い。前記光磁界センサ等の装置においては、ファラデ
ー素子が磁界強度に応じて光の偏光面が回転する現象を
利用するものであり、該ファラデー素子が設置されてい
る部分で、ケーブルに流れる電流によって磁界が発生す
る場合に、その磁界の強さを検知する装置として利用さ
れている。As a detection means for this purpose, an optical magnetic field sensor using a Faraday element is often used because of its relatively simple configuration and high reliability. In devices such as the optical magnetic field sensor, a Faraday element utilizes the phenomenon that the plane of polarization of light rotates depending on the strength of the magnetic field, and in the part where the Faraday element is installed, the magnetic field is generated by the current flowing through the cable. It is used as a device to detect the strength of the magnetic field when it occurs.
このような磁界検出器は、ファラデー素子の両側に偏光
子や直角プリズムを配置し、それ等の部材に対してレン
ズを介して光ファイバーを接続し、発光部と受光部との
間での光を用いた磁界の検知回路を構成している。Such a magnetic field detector has polarizers and right-angle prisms placed on both sides of a Faraday element, and optical fibers are connected to these components via lenses to transmit light between the light emitting part and the light receiving part. This constitutes the magnetic field detection circuit used.
上記したような従来より用いられている光磁界センサに
おいて、該光磁界センサにより検知された光の情報は、
例えば、特開昭５９−２２５３７２号公報等に示される
ような信号処理回路を用いて処理され、該光磁界センサ
により検知されたケーブルの電流の変化を、表示部に表
示することが出来るようにされている。In the conventionally used magneto-optical field sensor as described above, information on the light detected by the magneto-optical field sensor is as follows:
For example, changes in the cable current processed using a signal processing circuit such as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-225372 and detected by the optical magnetic field sensor can be displayed on the display unit. has been done.
上記したような従来の信号処理回路は、第３図に示され
るように構成されているもので、受光部１０により受信
した光磁界センサからの光信号は、０／Ｅ（光−電気信
°号）変換回路２１により電気信号に変換され、その後
で、並列に配置された２つのフィルター回路２２．２２
ａに入力されて、それぞれ交流成分と０流成分とに分け
られる。The conventional signal processing circuit as described above is configured as shown in FIG. No.) The conversion circuit 21 converts the signal into an electric signal, and then the two filter circuits 22.22 arranged in parallel.
a, and are divided into an AC component and a 0-flow component, respectively.
そして、各々の信号を増幅回路２３．２３ａにより増幅
して割算回路２５に入力し、該割算回路２５の出力を増
幅回路２７で増幅して表示回路２８に向けて出力し、そ
の光信号の変化の状態を表示部に表示するようにされて
いる。Then, each signal is amplified by the amplifier circuit 23.23a and inputted to the division circuit 25, and the output of the division circuit 25 is amplified by the amplifier circuit 27 and outputted to the display circuit 28, and the optical signal is The state of change is displayed on the display unit.
そして、上記したような信号処理回路を構成することに
よって、光磁界センサからの出力を１本の光ファイバー
を用いて信号処理手段に伝達することが出来、その信号
処理回路の構成を簡素化出来るものとなるという利点を
発揮出来るものであるとされる。By configuring the signal processing circuit as described above, the output from the optical magnetic field sensor can be transmitted to the signal processing means using one optical fiber, and the configuration of the signal processing circuit can be simplified. It is said that it can exhibit the advantage of being .
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記したような従来の信号処理回路にお
いては、２つのフィルター回路を用いて０／Ｅ変挽回路
の電圧を直流成分と交流成分とに分けることが必要とな
り、さらに、割算回路により前述した２つの成分の割算
を行うことが必要である。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional signal processing circuit as described above, it is not possible to separate the voltage of the 0/E converter circuit into a DC component and an AC component using two filter circuits. Furthermore, it is necessary to divide the two components described above using a division circuit.
したがって、上記したような信号処理回路を用いる場合
には、２つのフィルター回路を用いることと、割算回路
を設けることが必要とされるので、信号処理回路の構成
が複雑になるという問題がある。Therefore, when using the above-mentioned signal processing circuit, it is necessary to use two filter circuits and provide a division circuit, so there is a problem that the configuration of the signal processing circuit becomes complicated. .
これに加えて、前記割算回路は周波数特性、温度特性等
に比較的許容度が小さい装置であることより、それらの
条件が変化する場合には、出力値の信頼性が低下するこ
とがあり、光復調器の性能が前記したような条件に左右
される等の問題がある。In addition, since the divider circuit is a device with relatively small tolerances for frequency characteristics, temperature characteristics, etc., if those conditions change, the reliability of the output value may decrease. However, there are problems in that the performance of the optical demodulator depends on the conditions described above.
（発明の目的）
本発明は、上記したような従来より用いられている光復
調器の欠点を解消するもので、割算回路を設けることな
しに、交流成分の変化のみを表示回路に向けて出力出来
るようにし、信号処理回路の構成を簡素化出来るように
する装置を提供することを目的としている。(Objective of the Invention) The present invention solves the drawbacks of conventionally used optical demodulators as described above, and directs only the change in the AC component to the display circuit without providing a dividing circuit. It is an object of the present invention to provide a device that enables output and simplifies the configuration of a signal processing circuit.
（問題点を解決するための手段および作用）本発明の光
ｍ調器は、送電ケーブルに対して光磁界センサを設け、
該光磁界センサによりケーブルに流れる電流等を検知す
るように構成してなる装置において、該光磁界センサの
光をＯ／Ｅ変挽回路を介して電気信号に変換し、信号処
理回路において処理を行うに際して、該回路に直流成分
を一定値として設定するオートゲインコントロール方式
の回路を設け、交流成分の変化の値のみをフィルター回
路により分離して、表示回路に向けて出力出来るように
構成してなる装置である。(Means and effects for solving the problem) The optical m adjuster of the present invention provides an optical magnetic field sensor for the power transmission cable,
In a device configured to detect current flowing through a cable using the optical magnetic field sensor, the light from the optical magnetic field sensor is converted into an electrical signal via an O/E converter circuit, and the signal is processed in a signal processing circuit. When performing this, the circuit is equipped with an auto gain control circuit that sets the DC component as a constant value, and is configured so that only the value of the change in the AC component is separated by a filter circuit and output to the display circuit. This is a device.
したがって、本発明の光復ｖ！４器においては、０／Ｅ
変換回路により得られた電圧のうち、直流成分をオート
ゲインコントロール方式の回路により一定の値として保
ら、交流成分の変化のみを出力出来るので、信号処理回
路を簡素化することが可能であるとともに、割算回路を
用いないことによって、光’ａｍ＠の製造コストを低下
させ、装置の信頼性を向上させることが可能になる。Therefore, the liberation v! of the present invention! For 4 instruments, 0/E
Of the voltage obtained by the conversion circuit, the DC component is kept at a constant value by the auto gain control circuit, and only the changes in the AC component can be output, making it possible to simplify the signal processing circuit. , by not using a dividing circuit, it becomes possible to reduce the manufacturing cost of optical 'am@ and improve the reliability of the device.
（実施例）
図示された例に従って、本発明の光復調器の構成を説明
する。(Example) The configuration of the optical demodulator of the present invention will be explained according to the illustrated example.
第１図に示される本発明の実施例において、光磁界セン
サ１から受光部１０に出力された光信号は、Ｏ／Ｅ変挽
回路１１を経て、出力電圧として信号処理回路に向けて
出力される。In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the optical signal output from the optical magnetic field sensor 1 to the light receiving section 10 is outputted as an output voltage to the signal processing circuit via the O/E converter circuit 11. Ru.
この先後Ｗ４器の信号処理回路としては、増幅回路１２
および該増幅回路１２と並列に設けられる帰還抵抗１５
、該増幅回路１２の出力と、基準電圧回路１４の信号と
の比較を行うための比較回路１３とにより、オートゲイ
ンコントロール方式の回路を構成している。As a signal processing circuit of this future W4 device, the amplifier circuit 12
and a feedback resistor 15 provided in parallel with the amplifier circuit 12.
, and a comparison circuit 13 for comparing the output of the amplifier circuit 12 and the signal of the reference voltage circuit 14, forming an auto gain control circuit.
そして、前記比較回路１３の出力値をＩＩＩ ＩＩＩ信
号として帰還抵抗１５にフィードバックし、Ｏ／Ｅ変換
回路１１からの出力電圧のうち、直流成分を一定の値に
維持させ得るように構成している。The output value of the comparison circuit 13 is fed back to the feedback resistor 15 as a III-III signal, so that the DC component of the output voltage from the O/E conversion circuit 11 can be maintained at a constant value. .
この実施例の回路における帰還抵抗１５は、増幅回路１
２における増幅度をコントロールするものであり、該抵
抗値が大きい程、増幅度が大きいものとなる。そして、
本発明のコントロール回路においては、該帰還抵抗によ
る抵抗値を制御することによって、増幅機１２における
増幅度を調整し、直流成分を一定の値にするような制御
を行うことが出来るようにしている。The feedback resistor 15 in the circuit of this embodiment is the amplifier circuit 1
2, and the larger the resistance value, the greater the amplification. and,
In the control circuit of the present invention, by controlling the resistance value of the feedback resistor, it is possible to adjust the degree of amplification in the amplifier 12 and perform control to keep the DC component at a constant value. .
また、前記オートゲインコントロール方式の回路からの
出力は、フィルター回路１６に入力され、該フィルター
回路１６により直流成分を除去して、交流成分のみを増
幅回路１７に出力し、該増幅回路１７により増幅された
信号を表示回路１８に向けて出力するように構成してい
る。The output from the auto gain control circuit is input to a filter circuit 16, which removes the DC component and outputs only the AC component to the amplifier circuit 17, where it is amplified. The display circuit 18 is configured to output the generated signal to the display circuit 18.
そして、上記したような回路を構成することによって、
本発明の光復調器においては、Ｏ／Ｅ変挽回路１１から
の出力電圧のうちの直流電圧を一定値に保つことが出来
るので、その直流電圧の変化に影響されることなしに、
Ｏ／Ｅ変挽回路の出力を交流成分のみの検出値として得
ることが出来るものとなる。By configuring the circuit as described above,
In the optical demodulator of the present invention, the DC voltage of the output voltage from the O/E converter circuit 11 can be kept at a constant value, so that it is not affected by changes in the DC voltage.
The output of the O/E converter circuit can be obtained as a detected value of only the AC component.
すなわち、上記した第１図に示されるように、オートゲ
インコントロール方式の回路を、増幅回路１２、比較回
路１３、基準電圧回路１４、および、帰還抵抗１５によ
り構成する場合には、第１ａ図のグラフに示されるよう
に、Ｏ／Ｅ変挽回路１１の入射光パワーが１μＷ〜２０
μＷの間で変化しても、直流成分の値ｐｄｃは約９．５
ｖで一定の値に保つことが出来るものとなる。That is, as shown in FIG. 1 above, when the auto gain control circuit is configured with the amplifier circuit 12, the comparison circuit 13, the reference voltage circuit 14, and the feedback resistor 15, the circuit shown in FIG. As shown in the graph, the incident light power of the O/E converter circuit 11 is 1 μW to 20 μW.
Even if it changes between μW, the DC component value pdc is about 9.5
v can be maintained at a constant value.
そして、上記したような直流成分の処理を、信号処理回
路の回路により行うことによって、フィルター回路１６
においては、直流成分の除去が容易に行われ得るものと
なり、交流成分のみを分離した状態で増幅回路１７に入
力し、増幅を行って表示回路１８に向けて出力すること
が出来る。Then, by processing the DC component as described above by the signal processing circuit, the filter circuit 16
In this case, the direct current component can be easily removed, and only the alternating current component can be input in a separated state to the amplifier circuit 17, amplified, and outputted to the display circuit 18.
上記したように本発明の光復調器を構成する場。The optical demodulator of the present invention is configured as described above.
合には、第３図の従来例で示されたように、フィルター
回路を平行に２つ設けることと、割算回路を設けること
が不用となり、その光復調器における信号処理回路の構
成を簡素化出来るものとなる。In this case, as shown in the conventional example in Fig. 3, it becomes unnecessary to provide two filter circuits in parallel and a divider circuit, and the configuration of the signal processing circuit in the optical demodulator is simplified. It becomes something that can be transformed into something.
さらに、本発明の光復調器においては、割算回路のよう
な温度等に影響されるような回路を設けていないので、
環境温度の影響等が発生せずに、ケーブル線路を流れる
電流による磁界変化を正確に検知することが出来る。Furthermore, since the optical demodulator of the present invention does not include a circuit that is affected by temperature etc., such as a divider circuit,
Changes in the magnetic field due to the current flowing through the cable line can be accurately detected without being affected by environmental temperature.
上記したような光復調器に対して、ケーブル線路での磁
界の変化の検知情報を伝達するための光磁界セン勺とし
ては、例えば、第２図に示されるような装置を用いるこ
とが可能である。この第２図に示される光磁界センサ１
においては、ケーブル線路に沿って配置され、該線路で
の電流の変化による磁界の変化を検知するためのセンサ
として、ＹＩＧ（イツトリウム・アイアン・ガリウム）
系、鉛ガラス系等の従来公知のファラデー素子２を用い
ることが出来る。For example, it is possible to use a device as shown in FIG. 2 as an optical magnetic field sensor for transmitting detection information of changes in the magnetic field in the cable line to the optical demodulator as described above. be. Optical magnetic field sensor 1 shown in FIG.
In , YIG (yttrium iron gallium) is used as a sensor placed along a cable line to detect changes in the magnetic field due to changes in current on the line.
A conventionally known Faraday element 2 such as a lead glass type or a lead glass type can be used.
前記光磁界センサ１においては、ファラデー素子２に対
して、その光の入力側に偏光子３を配おし、その反対側
に検光子４および直角プリズム５を配置しでいる。また
、前記偏光子３と直角プリズム５に対しては、それぞれ
レンズ６．６ａを介して、光ファイバー７．７ａを接続
し、ＬＥＤ等により構成される発光部８と、受光部１０
とにそれぞれ接続する。In the optical magnetic field sensor 1, a polarizer 3 is arranged on the light input side of the Faraday element 2, and an analyzer 4 and a right angle prism 5 are arranged on the opposite side. Further, an optical fiber 7.7a is connected to the polarizer 3 and the right angle prism 5 through a lens 6.6a, respectively, and a light emitting section 8 and a light receiving section 10 are connected to each other through a lens 6.6a.
Connect to each.
そして、前記ファラデー素子２がセットされるケーブル
に流れる電流が、ケーブル線路でのいずれかの位相の単
線で漏電等が発生し、他のケーブルでの電流に変化が発
生した場合に、その電流の変化にともなう磁界の変化に
よって、該ファラデー素子を通過する光の面が所定の角
痕回転されることになる。When the current flowing through the cable in which the Faraday element 2 is set is caused by a leakage or the like in a single wire of one of the phases in the cable line and a change in the current in other cables occurs, the current flows. The accompanying change in the magnetic field causes the plane of light passing through the Faraday element to be rotated by a predetermined angular mark.
したがって、前述したファラデー素子での光の回転によ
って、受光部による検知電圧が変化するので、その変化
の信号を光ｌａ調器により処理することによって、ケー
ブル線路での電流の変化等を正確に検出することが出来
るものとなる。Therefore, due to the rotation of light in the Faraday element mentioned above, the voltage detected by the light receiving section changes, so by processing the signal of this change with the optical LA adjuster, changes in current in the cable line etc. can be accurately detected. It becomes something that can be done.
また、本発明における回路構成はポッケルス効果を用い
た電界センサ用としても、そのまま用いることが出来る
ことは勿論である。Furthermore, it goes without saying that the circuit configuration of the present invention can be used as is for an electric field sensor using the Pockels effect.
（発明の効果）
本発明の光ｔａ調器は、上記したような構成を有するも
のであるから、オートゲインコントロール方式の回路を
設けることによって、直流成分を一定に保ち、交流成分
の変化のみの情報を表示回路に出力できるので、正確な
検知値を得ることが出来る。(Effects of the Invention) Since the optical TA adjuster of the present invention has the above-described configuration, by providing an auto gain control circuit, the DC component can be kept constant and only the AC component can be changed. Since the information can be output to the display circuit, accurate detection values can be obtained.
また、本発明の九ＷａＳは、従来より用いられている信
号処理回路のように、複数個のフィルター回路と、割算
回路とを用いることを必要としないので、その信号処理
回路の構成を簡素化出来るものであり、さらに、割算回
路を用いないので、環境温度等の影響を受けずに、信頼
性の高い検出値を得ることが出来る。Furthermore, unlike conventional signal processing circuits, the nine WaS of the present invention does not require the use of multiple filter circuits and division circuits, so the configuration of the signal processing circuit can be simplified. Furthermore, since no division circuit is used, highly reliable detected values can be obtained without being affected by environmental temperature, etc.
第１図は本発明の光復調器の構成を示す回路図、第１ａ
図はオートゲインコントロール方式の回路によって得ら
れる直流成分の状態を示すグラフ、第２図は本発明の装
置に用いられる光磁界センサの構成を示す説明図であり
、第３図は従来の光復調器における回路図である。
図中の符号
１・・・・・・光磁界センサ、２・・・・・・ファラデ
ー素子、３・・・・・・偏光子、４・・・・・・検光子
、５・・・・・・直角プリズム、６・・・・・・レンズ
、７・・・・・・光ファイバー、８・・・・・・発光部
、１０・・・・・・受光部、１１・・・・・・Ｏ／Ｅ変
換回路、１２・・・・・・増幅回路、１３・・・・・・
比較回路、１４・・・・・・基準電圧回路、１５・・・
・・・帰還抵抗、１６・・・・・・フィルター回路、１
７・・・・・・増幅回路、１８・・・・・・表示回路。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an optical demodulator according to the present invention, FIG.
The figure is a graph showing the state of the DC component obtained by the automatic gain control circuit, Figure 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the optical magnetic field sensor used in the device of the present invention, and Figure 3 is a graph showing the state of the DC component obtained by the automatic gain control circuit. FIG. Reference numerals in the figure 1... Optical magnetic field sensor, 2... Faraday element, 3... Polarizer, 4... Analyzer, 5... ...Right angle prism, 6...Lens, 7...Optical fiber, 8...Light emitting section, 10...Light receiving section, 11... O/E conversion circuit, 12...Amplification circuit, 13...
Comparison circuit, 14...Reference voltage circuit, 15...
...Feedback resistor, 16...Filter circuit, 1
7...Amplification circuit, 18...Display circuit.
Claims (1)
ンサによりケーブルに流れる電流等を検知するように構
成してなる装置において、該光磁界センサの光を光−電
気信号変換回路を介して電気信号に変換し、信号処理回
路において処理を行うに際して、該回路に直流成分を一
定値として設定するオートゲインコントロール方式の回
路を設け、交流成分の変化の値のみをフィルター回路に
より分離して、表示回路に向けて出力出来るように構成
したことを特徴とする光復調器。In a device configured such that a photomagnetic field sensor is provided on a power transmission cable and the photomagnetic field sensor detects a current flowing through the cable, the light from the photomagnetic field sensor is converted into electricity via an optical-electrical signal conversion circuit. When converting into a signal and processing it in a signal processing circuit, the circuit is equipped with an auto gain control circuit that sets the DC component as a constant value, and only the value of the change in the AC component is separated by a filter circuit and displayed. An optical demodulator characterized by being configured so that it can output to a circuit.
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|---|---|---|---|
| JP63105675A JP2717410B2 (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Optical demodulator |
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Publications (2)
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| JPH01276074A true JPH01276074A (en) | 1989-11-06 |
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- 1988-04-28 JP JP63105675A patent/JP2717410B2/en not_active Expired - Fee Related
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