JPH08201441A - 光による計測装置及びその製造方法 - Google Patents

光による計測装置及びその製造方法

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JPH08201441A
JPH08201441A JP7011117A JP1111795A JPH08201441A JP H08201441 A JPH08201441 A JP H08201441A JP 7011117 A JP7011117 A JP 7011117A JP 1111795 A JP1111795 A JP 1111795A JP H08201441 A JPH08201441 A JP H08201441A
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JP
Japan
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optical fiber
measuring device
optical
current
silicone rubber
Prior art date
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Pending
Application number
JP7011117A
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English (en)
Inventor
Toru Tamagawa
徹 玉川
Kiyohisa Terai
清寿 寺井
Sakae Ikuta
栄 生田
Masao Takahashi
正雄 高橋
Hiroshi Miura
宏 三浦
Minoru Saito
実 齋藤
Keiko Niwa
景子 丹羽
Yuji Mizutani
雄二 水谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定雰囲気の温度変化に対しても高い測定精
度を維持し、同時に製造時の熟練が不要で製造バラツキ
が小さい光ファイバーを備えた、光による計測装置の製
造方法を提供すること。 【構成】 光ファイバー23はその外周面にシリコーン
ゴム3を厚さ約30μmにコーティングされてなり、こ
れをドラム26の溝部に巻回装填した後加熱してドラム
26に融着固定することを特徴とする光による計測装置
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導体に流れる電流や電
圧等の物理量を光を用いて計測する装置のうち光ファイ
バーを用いたもの及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光を利用した電力系統用電流計測
装置においては、鉛ガラス等のブロックを、あるいは特
願平6−1073号で提案された光ファイバーをセンサ
ーとしたものを導体の極に近接させて、これに直線偏光
の光を通過させ、導体に流れる被計測電流によって生じ
るファラデー効果の旋光角を測定している。特に、光フ
ァイバーをセンサーに使用した場合には、ブロックをセ
ンサーとしたものと違い振動等の外部応力によって測定
精度が低下することを防止しうる。
【0003】かかる光ファイバーには、通常アクリル等
の樹脂がコーティングされ、更にこれをセンサーの巻き
枠等に固定するために、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等
を主成分とする接着剤が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバーに用いられるこれらの樹脂材料の熱膨張率は、光
ファイバーのコア材である石英ガラスの熱膨張率に比
べ、著しく大きく、そして不安定であったため、光ファ
イバーに温度変化があると、内部で熱応力が発生する。
この熱応力のために光ファイバーの偏光特性が悪化し、
複屈折が増大するので、測定精度が低下するという欠点
があった。
【0005】図5はアクリル樹脂の粘弾性と温度との相
関関係を示す特性図である。本図から、アクリル樹脂の
粘弾性(ヤング率)は温度の変化に依存することがわか
る。従って、アクリル樹脂が温度の変化とともに、熱応
力の影響をうけ複屈折を生ぜしめる原因となることがわ
かる。
【0006】更に、製造が煩雑なため手作業にたよって
いたため、製造作業者の熟練度によって製品の品質にバ
ラツキが生じていた。本発明の目的は、測定雰囲気の温
度変化に対しても高い測定精度を維持し、同時に製造時
の熟練が不要で製造バラツキが小さい光ファイバーを備
えた、光による計測装置の製造方法を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するために、請求項1に記載の発明として、内部空間
に通電導体を挿通せしめてなる非磁性部材にて形成され
た中空状巻枠外周囲に光ファイバーを巻回し、ファラデ
ー効果の旋光角を測定することにより前記通電導体の電
流量を計測する光ファイバーを用いた光による電流計測
装置において、前記光ファイバーは、前記巻枠外周囲に
形成された溝部内に巻回装填されるとともに、この光フ
ァイバーは外周囲にコーティングされたシリコーンゴム
を融着せしめて前記溝部内に固定されていることを特徴
とする光による電流計測装置を提供する。
【0008】また、本発明は以上の目的を達成するため
に、請求項2に記載の発明として、内部空間に通電導体
を挿通せしめてなる非磁性部材にて形成された中空状巻
枠外周囲に光ファイバーを巻回し、ファラデー効果の旋
光角を測定することにより前記通電導体の電流量を計測
する光ファイバーを用いた光による電流計測装置におい
て、前記光ファイバーの外周面にはシリコーンゴムがコ
ーティングされ、これを巻枠の溝部に巻回装填した後加
熱して巻枠に融着固定することを特徴とする光による電
流計測装置の製造方法を提供する。
【0009】また、本発明は以上の目的を達成するため
に、請求項3に記載の発明として、前記光ファイバーの
外周面にコーティングするシリコーンゴムのコーティン
グ厚さは、約30μmであることを特徴とする請求項1
及び請求項2に記載の光による電流計測装置を提供す
る。
【0010】また、本発明は以上の目的を達成するため
に、請求項4に記載の発明として、前記光ファイバーの
外周面にコーティングするシリコーンゴムのコーティン
グ厚さは、約30μmであることを特徴とする請求項1
及び請求項2に記載の光による電流計測装置の製造方法
を提供する。
【0011】また、本発明は以上の目的を達成するため
に、請求項5に記載の発明として、内部空間に通電導体
を挿通せしめてなる非磁性部材にて形成された中空状巻
枠外周囲に光ファイバーを巻回し、ファラデー効果の旋
光角を測定することにより前記通電導体の電流量を計測
する光ファイバーを用いた光による電流計測装置におい
て、シリコーンゴム製帯板を巻枠に巻回するとともにそ
のシリコーンゴム製帯板上には更に光ファイバーを巻回
し、それぞれシリコーンRTVを用いて接着固定するこ
とを特徴とする光による電流計測装置の製造方法を提供
する。
【0012】また、本発明は以上の目的を達成するため
に、請求項6に記載の発明として、内部空間に通電導体
を挿通せしめてなる非磁性部材にて形成された中空状巻
枠外周囲に光ファイバーを巻回し、ファラデー効果の旋
光角を測定することにより前記通電導体の電流量を計測
する光ファイバーを用いた光による電流計測装置におい
て、シリコーンゴム製帯板を巻枠に巻回しシリコーンR
TVを用いて接着するとともに、そのシリコーンゴム製
帯板の外周面には長さ方向に沿って中央部に切り込みを
形成し、係る切り込みに光ファイバーを挿填したことを
特徴とする光による電流計測装置の製造方法を提供す
る。
【0013】また、本発明は以上の目的を達成するため
に、請求項7に記載の発明として、切り込みに挿填され
た光ファイバーをシリコーンRTVを用いて接着したこ
と特徴とする請求項6に記載の光による電流計測装置の
製造方法を提供する。
【0014】また、本発明は以上の目的を達成するため
に、請求項8に記載の発明として、切り込みには請求項
1に記載の光ファイバーを挿填した後加熱することを特
徴とする請求項6に記載の光による電流計測装置の製造
方法を提供する。
【0015】
【作用】本発明はかかる構成を採用したことにより、光
ファイバーの製造が容易となる他、熱応力の影響を低減
しうる材料を選択したことにより、製造された光ファイ
バーの複屈折の発生を抑制することができる。
【0016】
【実施例】本発明の一実施例をセンサーコイルの一部を
示す断面図である図1を参照して説明する。コア6を中
心に、その外周側に順にクラッド5、コーティング剤4
を備えた光ファイバー(以下これを「従来の光ファイバ
ー23」とする)の外周面にシリコーンゴム3をコーテ
ィングする。この際、コーティング厚さが約30μmで
あることが望ましい。こうして作成した光ファイバー
を、巻枠であるドラム26に形成したV溝に巻回装填
し、熱風送風機等で加熱すると、シリコーンゴム3は一
旦溶融しV溝内壁へ付着した後硬化する。図4はシリコ
ーンゴムの粘弾性と温度とファラデー効果の旋光角を測
定することにより電流や電圧等の物理量を計測するべく
センサーとして導体の極に近接させた光ファイバーを用
いた光による計測装置において、溝部が形成された巻枠
と、係る溝部に巻回装填された光ファイバーと、この光
ファイバーと前記巻枠との間を融着固定するシリコーン
ゴムと、を備えたことを特徴とする光による計測装置の
相関関係を示す特性図である。すなわち、マイナス60
℃からプラス200℃まで一定して低い粘弾性(ヤング
率で0.1kg/mm2 )を維持することが可能である。こ
のことは、シリコーンゴムが広範な温度範囲でも安定し
て低い熱応力を有することを示す。従って、光ファイバ
ーの複屈折の発生を少なくすることができる。
【0017】本発明の第二実施例をセンサーコイルの一
部を示す断面図である図2を参照して説明する。従来の
光ファイバー23をシリコーンゴム製帯板8に接着す
る。更に、シリコーンゴム製帯板8を、ドラム26の外
周面に巻回しこれに接着する。これらの接着剤としてそ
れぞれ、大気中の水蒸気で硬化するシリコーンRTV9
を用いる。シリコーンRTV9もシリコーンゴムの一種
であり、優れた温度特性と低いヤング率を有し、光ファ
イバーの複屈折を少なくすることができる。
【0018】本発明の第三実施例を、センサーコイルの
特にドラムの一部を示す断面図である図3を参照して説
明する。シリコーンゴム製帯板8に長さ方向に沿って中
央部に切り込み7を入れる。更に、切り込み面の反対側
の面を、ドラム26の外周面に巻回して接着する。この
接着剤としてはシリコーンRTV9を用いる。一方、切
り込み7を開き、従来の光ファイバー23を装填する。
この装填の際にシリコーンゴムRTV9を用いて接着す
る。通常、接着剤で接着するためには接着圧力を必要と
するが、本発明のものにおいてはゴム製帯板8のゴム弾
性によって接着剤を締め込むためそのような工程は不要
である。また、従来の光ファイバー23を切り込み7に
装填した後接着剤で固定する代わりに、従来の光ファイ
バー23にシリコーンゴム3をコーティング(この場合
も、コーティング厚さ約30μmであることが望まし
い)したものを切り込み7に装填し、加熱により接着硬
化させても良い。これらのものにおいても、光ファイバ
ーの複屈折の発生を低減することができる。
【0019】これらの効果はいずれも光ファイバーの製
造の容易化、また、温度変化によって生ずる熱応力を低
減させることによる測定精度の向上である。図示せぬ偏
光特性測定器を用いて、一定量の温度変化させたときの
複屈折を具体的に測定した。従来のアクリル樹脂コーテ
ィング光ファイバーの複屈折は10度〜50度だったの
に対し、請求項3に示した発明、すなわちシリコーンゴ
ム製帯板8に入れた切り込み7に、従来の光ファイバー
23にシリコーンゴム3を厚さ約30μmにコーティン
グしたものを装填し、加熱により接着硬化させたもので
は、5度〜10度であった。
【0020】また、本実施例においては光ファイバーの
コーティング材、接着剤等を全てシリコーンゴムで説明
したが、ヤング率が1kg/mm2 以下の材料であって、か
つ材料の線膨張率が急激に変化する温度を示すガラス転
移温度がマイナス20℃以下ないしプラス100℃以上
の材料であれば同様の効果をもたらす。なお、第2実施
例及び第3実施例では、接着剤及び帯板を室温硬化型の
シリコーンゴムで説明したが、紫外線硬化型のシリコー
ンゴムも同様の効果をもたらす。更に第3実施例では、
シリコーンゴム製帯板8として、近年開発された形状記
憶プラスチックを用いれば、切り込み部の反発弾性によ
り強固に固定することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は上述のように光ファイバーの製
造を容易にし、また接着材料として複屈折の発生を抑制
しうるものを用いたことにより温度変化の大きい環境で
も光による計測装置の信頼性を一層高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバー及び、そのセンサーコイ
ルへの取り付けを示す断面図。
【図2】本発明の他の実施例の、光ファイバーのセンサ
ーコイルへの取り付けを示す断面図。
【図3】本発明の更に他の実施例の、光ファイバーのセ
ンサーコイルへの取り付けを示す断面図。
【図4】本発明で使用するシリコーンゴムの粘弾性と温
度との相関関係を示す特性図。
【図5】従来技術で使用するアクリル樹脂の粘弾性と温
度との相関関係を示す特性図。
【符号の説明】
3…シリコーンゴム、4…コーティング、5…クラッ
ド、6…コア、7…切り込み、8…シリコーンゴム製帯
板、9…シリコーンゴムRTV、23…従来の光ファイ
バー
フロントページの続き (72)発明者 高橋 正雄 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 三浦 宏 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 齋藤 実 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 丹羽 景子 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 水谷 雄二 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 株 式会社東芝三重工場内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部空間に通電導体を挿通せしめてなる
    非磁性部材にて形成された中空状巻枠外周囲に光ファイ
    バーを巻回し、ファラデー効果の旋光角を測定すること
    により前記通電導体の電流量を計測する光ファイバーを
    用いた光による計測装置において、 前記ファイバーは、前記巻枠外周囲に形成された溝部内
    に巻回装填されるとともに、この光ファイバーは外周囲
    にコーティングされたシリコーンゴムを融着せしめて前
    記溝部内に固定されていることを特徴とする光による計
    測装置。
  2. 【請求項2】 内部空間に通電導体を挿通せしめてなる
    非磁性部材にて形成された中空状巻枠外周囲に光ファイ
    バーを巻回し、ファラデー効果の旋光角を測定すること
    により前記通電導体の電流量を計測する光ファイバーを
    用いた光による計測装置において、 前記光ファイバーの外周面にはシリコーンゴムがコーテ
    ィングされ、これを巻枠の溝部に巻回装填した後加熱し
    て巻枠に融着固定することを特徴とする光による計測装
    置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記光ファイバーの外周面にコーティン
    グするシリコーンゴムのコーティング厚さは、約30μ
    mであることを特徴とする請求項1及び請求項2に記載
    の光による計測装置。
  4. 【請求項4】 前記光ファイバーの外周面にコーティン
    グするシリコーンゴムのコーティング厚さは、約30μ
    mであることを特徴とする請求項1及び請求項2に記載
    の光による計測装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 内部空間に通電導体を挿通せしめてなる
    非磁性部材にて形成された中空状巻枠外周囲に光ファイ
    バーを巻回し、ファラデー効果の旋光角を測定すること
    により前記通電導体の電流量を計測する光ファイバーを
    用いた光による計測装置において、 シリコーンゴム製帯板を巻枠に巻回するとともにそのシ
    リコーンゴム製帯板上には更に光ファイバーを巻回し、
    それぞれシリコーンRTVを用いて接着固定することを
    特徴とする光による計測装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 内部空間に通電導体を挿通せしめてなる
    非磁性部材にて形成された中空状巻枠外周囲に光ファイ
    バーを巻回し、ファラデー効果の旋光角を測定すること
    により前記通電導体の電流量を計測する光ファイバーを
    用いた光による計測装置において、 シリコーンゴム製帯板を巻枠に巻回しシリコーンRTV
    を用いて接着するとともに、そのシリコーンゴム製帯板
    の外周面には長さ方向に沿って中央部に切り込みを形成
    し、係る切り込みに光ファイバーを挿填したことを特徴
    とする光による計測装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 切り込みに挿填された光ファイバーをシ
    リコーンRTVを用いて接着したこと特徴とする請求項
    6に記載の光による計測装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 切り込みには請求項1に記載の光ファイ
    バーを挿填した後加熱することを特徴とする請求項6に
    記載の光による計測装置の製造方法。
JP7011117A 1995-01-27 1995-01-27 光による計測装置及びその製造方法 Pending JPH08201441A (ja)

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JPH08201441A true JPH08201441A (ja) 1996-08-09

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005091037A1 (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Wired Japan Co., Ltd. 光ファイバコード

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005091037A1 (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Wired Japan Co., Ltd. 光ファイバコード

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