(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長の光信号を同時に出射する光源と、
前記光源から出射される前記異なる波長の光信号を伝送する第一光ファイバ伝送路と、
前記第一光ファイバ伝送路の先端側に接続され、前記異なる波長の光信号を波長ごとに分波する第一光分波手段と、
前記第一光分波手段で分波された光信号が入力されるセンサヘッドと、
前記センサヘッドから出力される検出信号と、前記第一光分波手段で分波された参照信号を合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された異なる波長の前記検出信号と前記参照信号を伝送する第二光ファイバ伝送路と、
前記第二光ファイバ伝送路の先端に接続され前記検出信号と前記参照信号に分波する第二光分波手段と、
前記第二光分波手段で分波された前記検出信号と前記参照信号がそれぞれ入力される光電変換器とを備え、
前記光電変換器は、入力された前記検出信号に基づく信号から前記参照信号に基づく信号を減算して光源ノイズ補正を行う補正機能を備え、
前記検出信号に基づく信号のＤＣ成分と、前記参照信号に基づく信号のＤＣ成分を等しくする調整機能を設け、
前記減算は、前記検出信号に基づく信号のＡＣ成分から、前記参照信号に基づく信号のＡＣ成分を減算することを特徴とする光電流センサ。
【請求項２】
前記調整機能は、前記光電変換器に実装された前記検出信号用の第一受光素子の後段に配置された第一自動増幅調整器と、前記参照信号用の第二受光素子の後段に配置された第二自動増幅調整器を備え、
前記第一自動増幅調整器から出力される信号のＤＣ成分と、前記第二自動増幅調整器から出力される信号のＤＣ成分が等しくなるように前記第一自動増幅調整器と前記第二自動増幅調整器の増幅率をフィードバック制御するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の光電流センサ。
【請求項３】
前記調整機能は、前記第二光分波手段から出力される前記検出信号の光ファイバ伝送路に実装した第一自動光可変減衰器と、前記第二光分波手段から出力される前記参照信号の光ファイバ伝送路に実装した第二自動光可変減衰器とを備え、
前記第一自動光可変減衰器と前記第二自動光可変減衰器は、それぞれ前記検出信号と前記参照信号の信号レベルを減衰して、前記光電変換器に入力する前記検出信号のＤＣ成分と、前記参照信号のＤＣ成分が等しくなるように前記第一自動光可変減衰器と前記第二自動光可変減衰器の減衰量をフィードバック制御するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の光電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電流センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
交流電流計測用の光電流センサは、例えば、光源から出射された光をセンサヘッドに導き、時間的に変化する交流測定対象である交流電流に基づき光の強度を変調し、変調された光信号を光電変換素子にて電気信号に変換し、その電気信号中に含まれる交流成分と直流成分を分離し、その比（ＡＣ／ＤＣ）より被測定電流信号を求め、電流値を測定するものがある。光電変換素子に入力される光信号には、ＤＣ成分が変動するドリフト的な変動がある。このドリフト的な変動の要因には、光源から出射される光信号の光量の変動、光ファイバ伝送路の光損失の変動、センサヘッドや光カプラ等の光学部品の光損失変動がある。ＡＣ／ＤＣを求めることで、これらのドリフト的な変動はカットできる。
【０００３】
この基本的な測定方式では、光源から発生する比較的高速に変動する光源ノイズの影響が、センサ出力（電流値）に影響を与える。そこで、係る光源ノイズの影響を除去する発明として、例えば特許文献１に開示された「強度変調型光センサおよび光電流・電圧センサ」がある。この特許文献１に開示された発明は、光源から出射された光の一部を分離して参照信号を得、この参照信号の交流成分と直流成分との比から光源ノイズ補正信号を求め、この光源ノイズ補正信号をセンサヘッドからの戻り信号に基づいて求めた被測定電流信号から減算し、その減算した信号に基づき電流値を求めることで、光源ノイズの影響を低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６３１９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光電流センサを地中線事故区間検出装置や、系統事故判定装置などに適用する場合、遠隔地で発生した事故等を検出するため、センサヘッドは、光源から離れた地点に設置する。そのため、光源とセンサヘッドを接続する光ファイバ伝送路の伝送路長も長くなる。この伝送路長は、例えば１０ｋｍ〜２０ｋｍ程度、さらにはそれ以上の長距離となる。さらに、上記の被測定電流信号や光源ノイズ補正信号の算出や、補正処理を行う光電変換器は、光源の付近に設置される。
【０００６】
そのため、参照信号は、光源から出射後、比較的すぐに分岐して光電変換器に到るが、被測定電流信号を得るための光信号は長距離の光ファイバ伝送路（往路）を進んでセンサヘッドに到り、そこから光ファイバ伝送路（復路）を進んで光電変換器に到る。従って、同時刻に光源から出射した光に基づく被測定電流信号と、光源ノイズ補正信号が発生する時刻にずれが生じる。そして、上述したように、伝送路長が長くなると、光ファイバ伝送路を進む光の伝送時間が無視できなくなる。
【０００７】
よって、被測定電流信号を補正する際に使用する光源ノイズ補正信号は、被測定電流信号が出射したときの光源ノイズの状態と異なる状態のものとなり、正確な補正ができないという課題を生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、異なる波長の光信号を同時に出射する光源と、前記光源から出射される前記異なる波長の光信号を伝送する第一光ファイバ伝送路と、前記第一光ファイバ伝送路の先端側に接続され、前記異なる波長の光信号を波長ごとに分波する第一光分波手段と、前記第一光分波手段で分波された光信号が入力されるセンサヘッドと、前記センサヘッドから出力される検出信号と、前記第一光分波手段で分波された参照信号を合波する光合波手段と、前記光合波手段で合波された異なる波長の前記検出信号と前記参照信号を伝送する第二光ファイバ伝送路と、前記第二光ファイバ伝送路の先端に接続され前記検出信号と前記参照信号に分波する第二光分波手段と、前記第二光分波手段で分波された前記検出信号と前記参照信号がそれぞれ入力される光電変換器とを備え、前記光電変換器は、入力された前記検出信号に基づく信号から前記参照信号に基づく信号を減算して光源ノイズ補正を行う補正機能を備えるように構成するものを前提とする。
【０００９】
本発明は、計測に用いる光信号（検出信号）と、光源ノイズ補正を行うために用いる光信号（参照信号）は、異なる波長の光信号とし、その異なる波長の光信号については、光源とセンサヘッド間の光伝送を第一光ファイバ伝送路で行い、センサヘッドと光電変換器間の光伝送を第二光ファイバ伝送路で行う。参照信号はセンサヘッドに与えず迂回させるため、適宜位置に光分波手段や光合波手段を設け、補助光ファイバ伝送路にてそれぞれの光信号を伝搬する。
【００１０】
本発明によれば、上記の異なる波長の光信号は、同じ光ファイバ伝送路内を伝搬するため、同一時刻に光源から出射した光は、時間差を発生せずに同一タイミングで光電変換器に入射する。よって、光源とセンサヘッドの設置位置が、例えば数ｋｍ〜２０ｋｍ、或いはそれ以上というような非常に離れている場合でも、同時に光電変換器に入力される検出信号と参照信号は、光源から同時に出射した光信号に基づくもので同じ光源ノイズがのっている。従って、参照信号を用いて光源ノイズを補正することで、検出信号から光源ノイズを除去し、精度の良い出力値を得られる。
【００１１】
（１）上述した前提において、前記検出信号に基づく信号のＤＣ成分と、前記参照信号に基づく信号のＤＣ成分を等しくする調整機能を設け、前記減算は、前記検出信号に基づく信号のＡＣ成分から、前記参照信号に基づく信号のＡＣ成分を減算するとよい。
【００１２】
通常、検出信号と参照信号の信号レベルは異なるため、単純に検出信号から参照信号を減算しても適切な光源ノイズの補正が行なえず、例えば、ＡＣ成分とＤＣ成分の比を求めて正規化した信号同士を減算する必要がある。かかる正規化のためには、高価な除算器が必要となる。本発明ではＤＣ成分が等しくなるので、検出信号に基づく信号と、参照信号に基づく信号の信号レベルは等しくなり、ＡＣ成分同士を直接減算することで精度良く光源ノイズ補正を行える。よって、除算器等が不要となるので、光電センサを安価に構成できるので良い。
【００１３】
（２）（１）の発明を実現するより具体的な発明としては、例えば、前記調整機能は、前記光電変換器に実装された前記検出信号用の第一受光素子の後段に配置された第一自動増幅調整器と、前記参照信号用の第二受光素子の後段に配置された第二自動増幅調整器を備え、前記第一自動増幅調整器から出力される信号のＤＣ成分と、前記第二自動増幅調整器から出力される信号のＤＣ成分が等しくなるように前記第一自動増幅調整器と前記第二自動増幅調整器の増幅率をフィードバック制御するように構成するとよい。
【００１４】
（３）（１）の発明を実現するより具体的な発明としては、例えば、前記調整機能は、前記第二光分波手段から出力される前記検出信号の光ファイバ伝送路に実装した第一自動光可変減衰器と、前記第二光分波手段から出力される前記参照信号の光ファイバ伝送路に実装した第二自動光可変減衰器とを備え、前記第一自動光可変減衰器と前記第二自動光可変減衰器は、それぞれ前記検出信号と前記参照信号の信号レベルを減衰して、前記光電変換器に入力する前記検出信号のＤＣ成分と、前記参照信号のＤＣ成分が等しくなるように前記第一自動光可変減衰器と前記第二自動光可変減衰器の減衰量をフィードバック制御するように構成するとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、光源とセンサヘッドの設置位置が、例えば数ｋｍ〜２０ｋｍ、或いはそれ以上というような非常に離れている場合でも、センサヘッドから出力される検出信号から光源ノイズを除去し、精度の良い測定が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光電流センサの好適な第一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る光電流センサの好適な第二実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係る光電流センサの好適な第三実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１８】
図１は、本発明に係る光電流センサの好適な第一実施形態を示している。図１に示すように、光電流センサは、光源１０と、検査対象の電流が流れる被測定導体１を周回するように配置するセンサヘッド１５と、光電変換器２０と、それらを接続する光ファイバ伝送路を備える。
【００１９】
光源１０には、例えば希土類元素添加物ファイバを半導体レーザ等の励起用光源で励起することにより生じた自然放出光がファイバ内を導波するに従い増幅する現象を利用した光源（ＡＳＥ）を使用する。また本実施形態では、光源１０は、異なる波長λ１，λ２の光信号を出力する。一方の波長λ１の第一光信号は、測定に用いる光信号（検出信号）であり、別の波長λ２の第二光信号は、光源ノイズ補正に用いる光信号（参照信号）である。
【００２０】
センサヘッド１５は、強磁性ファラデー回転子と偏光分離素子からなる光学部品１５ａと、センサファイバ１５ｂと、センサファイバ１５ｂの先端に接続したミラー１５ｃとを備える。センサファイバ１５ｂは、被測定導体１の周りを１回巻する。センサヘッド１５は、被測定導体１を流れる時間的に変化する交流測定対象に基づき入力された光信号の強度を変調し、変調された光信号（検出信号）を出力する
【００２１】
光ファイバ伝送路は、光源１０から出射された光信号をセンサヘッド１５に導く往路を構成する第一光ファイバ伝送路１１と、センサヘッド１５から出力された光信号を光電変換器２０に導く復路を構成する第二光ファイバ伝送路１２を備える。それら２本の光ファイバ伝送路は、例えばいずれも単一モード光ファイバを使用する。また、その全長は、例えば数ｋｍ〜１０ｋｍ、さらには、それを超えて２０ｋｍなど、非常に長い距離である。また、第一光ファイバ伝送路１１と第二光ファイバ伝送路１２内は、それぞれ異なる波長の光信号（第一光信号：λ１＋第二光信号：λ２）が伝搬される。
【００２２】
第一光ファイバ伝送路１１は、一端は光源１０に接続し、他端は第一光分波器１６に接続する。第一光分波器１６は、第一光ファイバ伝送路１１を伝搬してきた異なる波長の光信号、すなわち、波長λ１の第一光信号と波長λ２の第二光信号を分波する。そして第一光分波器１６から出力される波長λ１の第一光信号は、第一補助光ファイバ伝送路１９ａを介してセンサヘッド１５を構成する光学部品１５ａの入力部に入力する。また、第一光分波器１６から出力される波長λ２の第二光信号は、参照信号として第二補助光ファイバ伝送路１９ｂを介して光合波器１７の一方の入力部に入力する。さらに、光合波器１７の他方の入力部は、第三補助光ファイバ伝送路１９ｃを介してセンサヘッド１５を構成する光学部品１５ａの出力部に接続する。光合波器１７は、入力された２つの波長の異なる光信号、すなわち、センサヘッド１５から出力される検出信号（波長λ１）と参照信号（波長λ２）を合波する。
【００２３】
第二光ファイバ伝送路１２は、その一端は光合波器１７の出力部に接続し、他端は第二光分波器１８の入力部に接続する。そして、第二光分波器１８の２つの出力部は、それぞれ第四補助光ファイバ伝送路１９ｄを介して第一受光素子２１と、第五補助光ファイバ伝送路１９ｅを介して第二受光素子２２に接続する。
【００２４】
第二光分波器１８は、第二光ファイバ伝送路１２を伝搬してきた異なる波長の光信号、すなわち、検出信号の波長λ１の光信号と参照信号の波長λ２の光信号を分波する。そして、検出信号の波長λ１の光信号は、第四補助光ファイバ伝送路１９ｄを伝搬し、参照信号の波長λ２の光信号は、第五補助光ファイバ伝送路１９ｅを伝搬するように構成する。
【００２５】
上記の構成を採ることで、光源１０から出射した光信号（第一光信号λ１）は、第一光ファイバ伝送路１１を通ってセンサヘッド１５に入力される。この入力された光信号は、センサヘッド１５にて被測定導体１を流れる交流測定対象に応じ変調され、センサヘッド１５から出力される。この出力された光信号（検出信号）は、第二光ファイバ伝送路１２内を進み、第一受光素子２１に入力する。
【００２６】
一方、光源１０から出射した光信号（参照信号λ２）は、第一光ファイバ伝送路１１内を伝搬し、センサヘッド１５の近くに到り、センサヘッド１５を通ることなく第二光ファイバ伝送路１２内を進み、第二受光素子２２に入力する。これにより、光電変換器２０には、検出信号が第一受光素子２１に与えられ、ノイズ補正用の参照信号が第二受光素子２２に与えられる。さらに各補助光ファイバ伝送路の伝送路長は、第一光ファイバ伝送路１１，第二光ファイバ伝送路１２の伝送路長に比べて極めて短く、無視できるほどの長さである。
【００２７】
よって、光源１０から出射された測定に用いる光信号との光源ノイズ補正に用いる光信号（参照信号）が、光電変換器２０に入力されるまでに進む光ファイバ伝送路の総伝送路長は、ともに等しくなる。すなわち、２つの信号は、そのほぼ全長にわたり同じ伝送路（第一光ファイバ伝送路１１と第二光ファイバ伝送路１２）を移動し、異なる経路は非常に短い補助光ファイ伝送路であるのみである。さらに、例えば、第四補助光ファイバ伝送路１９ｄと第五補助光ファイバ伝送路１９ｅの伝送路長を等しくするとより一致度が高くなる。
【００２８】
これにより、同一時刻に光源１０から出射した２つの波長λ１，λ２の光は、時間差を発生せずに第四補助光ファイバ伝送路１９ｄと第五補助光ファイバ伝送路１９ｅのそれぞれから同一タイミングで光電変換器２０に入射する。よって、第一受光素子２１と第二受光素子２２に同時に入射する光信号は、同じ光源ノイズがのっている。従って、第二受光素子２２に入射する光信号を用いて光源ノイズを補正することで、第一受光素子２１から入射する交流測定対象に基づく光信号から光源ノイズを除去し、精度の良い出力値を得られる。
【００２９】
係る光源ノイズ補正処理機能を備えた光電変換器２０は、具体的には、以下のように構成している。第一受光素子２１は、センサヘッド１５からの光信号（検出信号）を光電変換して電気信号に変換する。この第一受光素子２１は、例えばフォトダイオードで構成する。光信号は、測定対象である交流電流に伴う光量変動に加え、測定対象以外の要因による光量変動がある。測定対象以外の要因による光量変動は、ドリフト的な変動に伴うＤＣ成分（ＤＣ１）と、光源ノイズによる比較的高速な変動に伴うＡＣ成分（ＡＣＮ）がある。測定対象である交流電流に伴う光量変動は、ＡＣ成分（ＡＣＳ）である。よって、第一受光素子２１から出力される電気信号は、ＤＣ１＋ＡＣ（Ｓ＋Ｎ）となる。
【００３０】
第一受光素子２１の後段には、第一ローパスフィルタ２３及び第一ハイパスフィルタ２４を並列に接続する。第一受光素子２１から出力される信号は、第一ローパスフィルタ２３及び第一ハイパスフィルタ２４にそれぞれ入力し、これらのフィルタにより当該電気信号をＤＣ成分とＡＣ成分に分離する。よって、第一ローパスフィルタ２３からは、ＤＣ１が出力され、第一ハイパスフィルタ２４からは、ＡＣ（Ｓ＋Ｎ）が出力される。
【００３１】
第一ローパスフィルタ２３及び第一ハイパスフィルタ２４の後段には、第一除算器２７を接続する。この第一除算器２７は、ＡＣ（Ｓ＋Ｎ）／ＤＣ１を演算処理し、被測定電流信号Ｍ（Ｓ＋Ｎ）を求めるものである。第一除算器２７の出力は、ＤＣ成分で正規化した被測定電流信号であり、ＤＣ１が持つドリフト的な変動は補正できるが、光源ノイズを含んでいる。
【００３２】
第二受光素子２２は、入射された光信号（参照信号）を、光電変換して電気信号に変換する。この第二受光素子２２は、例えばフォトダイオードで構成する。この光信号（参照信号）は、第一受光素子２１に入力される光信号（検出信号）と同じ光源１０から出射されたものである。よって、当該光信号は、ドリフト的な変動に伴うＤＣ成分（ＤＣ２）と、光源ノイズによる比較的高速な変動に伴うＡＣ成分（ＡＣＮ）が含まれる。このＡＣ成分には、測定対象である交流電流に伴うＡＣ成分はない。よって、第二受光素子２２から出力される電気信号は、ＤＣ２＋ＡＣ（Ｎ）となる。
【００３３】
第二受光素子２２の後段には、第二ローパスフィルタ２５及び第二ハイパスフィルタ２６を並列に接続する。第二受光素子２２から出力される信号は、第二ローパスフィルタ２５及び第二ハイパスフィルタ２６にそれぞれ入力し、これらのフィルタにより当該電気信号をＤＣ成分とＡＣ成分に分離する。よって、第二ローパスフィルタ２５からは、ＤＣ２が出力され、第二ハイパスフィルタ２６からは、ＡＣ（Ｎ）が出力される。
【００３４】
第二ローパスフィルタ２５及び第二ハイパスフィルタ２６の後段には、第二除算器２８を接続する。この第二除算器２８は、ＡＣ（Ｎ）／ＤＣ２を演算処理し、ＤＣ成分で正規化することにより、ドリフト的な変動を補正した光源ノイズ補正信号Ｍ（Ｎ）を求めるものである。
【００３５】
そして、第一除算器２７の出力と第二除算器２８の出力を、それぞれ減算器２９に与え、減算器２９で光源ノイズ補正信号を被測定電流信号から差し引く。それぞれ除算器で除算して正規化することにより、ドリフト的な変動を補正しているため、光源１０から同一時刻に出射された光に基づく２つの信号（被測定電流信号と光源ノイズ補正信号）から光源ノイズ成分を正確に除去することができる。
【００３６】
また、特許文献１等に示すように、光源から出射されてセンサヘッドに到る前に光信号の一部を取り出して参照信号を生成し、その参照信号を用いてセンサヘッドから出力される信号を補正する光電流センサがある。係る光電流センサの構成を前提とし、光ファイバ伝送路が非常に長く、光信号が伝搬する時間差が無視できないという本発明の課題を解決するための別の構成としては、例えば、光カプラの取付位置を特許文献１と相違しセンサヘッド側にすることが考えられる。そのようにすると、参照信号を伝送するための光ファイバ伝送路がさらに必要となり、長距離伝送用の当該光ファイバ伝送路は、合計３本必要となる。これに対し、本実施形態では、往路／復路は何れも１本ずつで合計２本の光ファイバ伝送路で構成できるので好ましい。
【００３７】
図２は、本発明に係る光電流センサの第二実施形態を示している。本実施形態では、第一実施形態と同様に、測定に用いる光信号と参照信号でそれぞれ異なる波長の光信号を用い、光源１０から出射した後、光電変換器２０に到る経路のほぼ全体を同じ光ファイバ伝送路内を波長分割多重通信により伝搬するようにし、測定に用いる光信号と参照信号が通過する総光ファイバ伝送路長を等しくするという基本構成は同様にし、光電変換器２０′の内部構成を変更している。
【００３８】
すなわち、第一実施形態に用いた光電変換器２０は、第一除算器２７や第二除算器２８を備えている。係る除算機能を有したＩＣは高価なため、光電流センサが高価になるという課題がある。係る課題を解決するため、本実施形態では、除算器を用いることなく光源ノイズ補正を行うことのできる光電変換器２０′を実現した。
【００３９】
具体的には、第一受光素子２１と、各フィルタ（第一ローパスフィルタ２３，第一ハイパスフィルタ２４）との間に、第一自動増幅調整器３１を配置する。そして、第一自動増幅調整器３１は、第一ローパスフィルタ２３の出力（ＤＣ１′）をフィードバックし、当該出力（ＤＣ１′）が基準値になるように増幅率を調整する。増幅率は、１を超える場合（増加）と、１未満になる場合（減少）がある。また、第一ハイパスフィルタ２４の出力は、減算器２９の一方（＋側）に入力する。
【００４０】
第一実施形態で説明したとおり、第一受光素子２１から出力される電気信号は、ＤＣ１＋ＡＣ（Ｓ＋Ｎ）となる。そして、係る信号は、第一自動増幅調整器３１で増幅されてＤＣ１′＋ＡＣ（Ｓ＋Ｎ）′となり、各フィルタでそれぞれの成分に分離される。よって、第一ローパスフィルタ２３からは、ＤＣ１′が出力され、第一ハイパスフィルタ２４からはＡＣ（Ｓ＋Ｎ）′が出力される。
【００４１】
同様に、第二受光素子２２と、各フィルタ（第二ローパスフィルタ２５，第二ハイパスフィルタ２６）と間に、第二自動増幅調整器３２を配置する。そして、第二自動増幅調整器３２は、第二ローパスフィルタ２５の出力（ＤＣ２′）をフィードバックし、当該出力（ＤＣ２′）が基準値になるように増幅率を調整する。増幅率は、１を超える場合（増加）と、１未満になる場合（減少）がある。また、第二ハイパスフィルタ２６の出力は、減算器２９の他方（−側）に入力する。
【００４２】
すると、第二受光素子２２から出力される電気信号（ＤＣ１＋ＡＣ（Ｎ））は、第二自動増幅調整器３２で増幅されてＤＣ２′＋ＡＣ（Ｎ）′となり、各フィルタでそれぞれの成分に分離される。よって、第二ローパスフィルタ２５からは、ＤＣ２′が出力され、第二ハイパスフィルタ２６からはＡＣ（Ｎ）′が出力される。
【００４３】
第一自動増幅調整器３１における基準値と、第二自動増幅調整器３２における基準値は、等しくする。これにより、第一ローパスフィルタ２３の出力（ＤＣ１′）と第二ローパスフィルタ２５の出力（ＤＣ２′）は等しくなる。
【００４４】
このように、被測定電流信号に基づく増幅処理後の信号と、光源ノイズ補正信号に基づく増幅処理後の信号のＤＣ成分が等しくなるため、ＡＣ成分同士を直接減算しても第一実施形態の除算器で比を求めた値の減算処理と同様になり、光源ノイズ補正を行うことができる。よって、本実施形態では、高価な除算器を必要としないため、光電流センサ全体を安価に構成することができる。
なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した第一実施形態と同様であるため、対応する部材の同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
図３は、本発明に係る光電流センサの第三実施形態を示している。本実施形態では、第二実施形態と同様に、除算器を用いない光電変換器２０″を用いるように構成している。具体的には、光電変換器２０″は、第一受光素子２１の後段に第一ローパスフィルタ２３及び第一ハイパスフィルタ２４を並列に接続し、第二受光素子２２の後段に第二ローパスフィルタ２５及び第二ハイパスフィルタ２６を並列に接続する。それら両ハイパスフィルタの出力をそれぞれ減算器２９に入力するように構成する。
【００４６】
また、光電変換器２０″に前段に、それぞれ自動光可変減衰器を設け、光ファイバ伝送路を進む光信号を調整し、２つの光信号の光電変換器２０″への入射光量を等しくするようにした。すなわち、第四補助光ファイバ伝送路１９ｄに第一自動光可変減衰器３３を設け、第五補助光ファイバ伝送路１９ｅに第二自動光可変減衰器３４を設けた。
【００４７】
そして、第一自動光可変減衰器３３は、第一ローパスフィルタ２３の出力（ＤＣ１′）をフィードバックし、当該出力（ＤＣ１′）が基準値になるように減衰量を調整する。また第二自動光可変減衰器３４は、第二ローパスフィルタ２５の出力（ＤＣ２′）をフィードバックし、当該出力（ＤＣ２′）が基準値になるように減衰量を調整する。
【００４８】
第一自動光可変減衰器３３における基準値と、第二自動光可変減衰器３４における基準値は、等しくする。これにより、第一自動光可変減衰器３３と第二自動光可変減衰器３４から出力される光信号のＤＣ成分（ＤＣ１′，ＤＣ２′）が等しくなる。仮に光源１０から出射される光信号のＤＣ成分が変動するようなことがあっても、両方の信号を減衰するため、ＤＣ１＝ＤＣ２の状態を簡単かつ正確に維持できるので好ましい。
【００４９】
光電変換器２０″は、第一受光素子２１の後段に第一ハイパスフィルタ２４を接続し、第二受光素子２２の後段に第二ハイパスフィルタ２６を接続し、それら両ハイパスフィルタの出力をそれぞれ減算器２９に入力するように構成する。
【００５０】
これにより、第一受光素子２１に入力され、光電変換して得られた電気信号（ＤＣ′１＋ＡＣ′（Ｓ＋Ｎ））と、第二受光素子２２に入力され、光電変換して得られた電気信号（ＤＣ′２＋ＡＣ′（Ｎ））のＤＣ成分は、等しい（ＤＣ′１＝ＤＣ′２）ため、第二実施形態と同様にＡＣ成分同士の差分をとることで、第一実施形態の除算器で比を求めた値の減算処理と同様になり、光源ノイズ補正を行うことができる。よって、本実施形態では、高価な除算器を必要としないため、光電流センサ全体を安価に構成することができる。
なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した第一実施形態と同様であるため、対応する部材の同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００５１】
１  被測定導体
１０  光源
１１  第一光ファイバ伝送路
１２  第二光ファイバ伝送路
１５  センサヘッド
１６  第一光分波器
１７  光合波器
１８  第二光分波器
１９ａ  第一補助光ファイバ伝送路
１９ｂ  第二補助光ファイバ伝送路
１９ｃ  第三補助光ファイバ伝送路
１９ｄ  第四補助光ファイバ伝送路
１９ｅ  第五補助光ファイバ伝送路
２０  光電変換器
２０′  光電変換器
２０″  光電変換器
２１  第一受光素子
２２  第二受光素子
２３  第一ローパスフィルタ
２４  第一ハイパスフィルタ
２５  第二ローパスフィルタ
２６  第二ハイパスフィルタ
２７  第一除算器
２８  第二除算器
２９  減算器
３１  第一自動増幅調整器
３２  第二自動増幅調整器
３３  第一自動光可変減衰器
３４  第二自動光可変減衰器
【図１】
0006624639.tif 000002
【図２】
0006624639.tif 000003
【図３】
0006624639.tif 000004