光ファイバー式微少電流検出器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】検電碍子の電圧測定、アレスターの漏れ電流測定、真空バルブの真空漏れ測定に利用する光ファイバー式微少電流検出器に関する
【０００２】
【従来の技術】従来光ファイバー式微少電流検出器（特願昭６３−１９３１７１号）は、図３に示すように、高電圧ＶHが印加され微少電流ＩOが流れる検電碍子、アレスター等の高インピーダンスＺからなる微少電流（漏れ電流ＩO）回路と直列に全波整流回路２を設け、この全波整流回路の出力側にコンデンサＣOを接続し、このコンデンサと並列にその充電電圧ｅを電源とすると共にその充電電圧が所定の電圧に達したことを検出してそれより低い所定の電圧までの充電電荷を放電させる２点電圧値でヒステリシス特性（図４）を有するマイクロ・パワー電圧検出器３を用いた電圧−周波数変換回路を設け、この変換回路の抵抗Ｒとトランジスタ４からなる放電回路中に発光ダイオード５を接続してなる検出回路１と、この発光ダイオードの点滅回数を光ファイバー６を介して一定時間計数する信号処理回路１０からできている。信号処理回路１０は、図５に示すように、光ファイバー６からの光を受ける受光素子１１と、受光素子に流れるパルス波形を整形するパルス波形整形回路１２と、整形されたパルスｎを定時間カウントし、漏れ電流ＩOに比例したカウント値ｎ，αｎ（α：定数）を出力する定時間カウンタ１３と、このカウント数値αｎを表示する数値表示器１４と、カウント値ｎと基準値設定器１６からの基準値ＮOとを比較し、ｎ＞ＮOになると出力する比較器１５及びこの比較器１５の出力により漏れ電流ＩOが大きくなったことを警報する警報出力器１７とから構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来微少電流検出器のコンデンサＣOは、図４に示すマイクロパワー電圧検出器３の特性によって、充放電されるので、放電回路に設けられた発光ダイオードの点滅回数は図６（ａ），（ｂ）の（ハ）に示すように充電電流の大きさに応じて変化する。
【０００４】検電碍子，アレスター等の高インピーダンスＺは容量性であり、コンデンサＣOに流れる充電電流は印加電圧より約９０度進んでいるので印加電圧のゼロクロス付近で大きくなる。充電電流が定格の最大充電電流ＩMAX以上になると、印加電圧のゼロクロス付近では充電電流が大きいため動作時コンデンサＣOの充電電圧ｅが図４のＶ1からＶ2まで下がる時間は伸びる。このため、印加電圧のゼロクロス付近での発光ダイオードの出力幅が広がり点滅回数が減少する。図６（ｃ）の（ハ）は充電電流が定格の最大充電電流ＩMAX僅かに越えた場合を示すもので、印加電圧には正負の電圧に若干差違があるため印加電圧の正から負（又は負から正）に変わるゼロクロス付近で発光ダイオードの出力幅が大きくなる。充電電流が更に増加すると印加電圧の各ゼロクロス付近で発光ダイオードの出力幅が大きくなる。
【０００５】アレスターの漏れ電流値を監視している時、この漏れ電流ＩOがＩMAXを越えた場合、信号処理回路１０は単純にある時間内の発光ダイオード５の点灯回数を数えているので、漏れ電流ＩOが増大しているにも拘らず、漏れ電流が減少したと誤判定をする。
【０００６】本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検出回路の充電電流定格値オーバーによる発光ダイオードの発光回数の減少で生ずる微少電流の誤判定を防止できる光ファイバー式微少電流検出器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明における光ファイバー式微少電流検出器は、微少電流を整流してコンデンサを充電し、この充電電圧が所定値に達すると放電する放電回路中に発光ダイオードを接続し、この発光ダイオードの点滅を光ファイバーを介して受光する受光素子からのパルスをパルス波形整形回路を介して所定時間カウントして微少電流を測定する微少電流検出器において、前記パルス波形整形回路よりのパルスから所定パルス幅以上のパルスを検出するパルス比較器と、この比較器より出力されるパルスのパルス周波数を測定する定時間カウンタと、この定時間カウンタよりのパルス周波数を商用周波数と比較してパルス周波数が商用周波数と同じか商用周波数より高いとき過入力判定出力を出す比較器とよりなるものである。
【０００８】
【作用】コンデンサは整流回路を介して微少電流で充電され、端子電圧が所定値に達すると放電する放電回路を通じて放電する。このため放電回路中に設けられた発光ダイオードの点滅速度は微少電流に比例するので、受光素子のパルスを所定時間カウントすることにより微少電流を測定することができる。
【０００９】この微少電流検出器が定格の最大充電電流以上で充電されると、放電によって電圧が所定の電圧に低下するまで時間がかかるので、発光ダイオードの点灯回数が低下すると共に発光パルス幅の大きい発光パルスが混在してくる。
【００１０】パルス比較器は、パルス波形整形回路よりのパルスから、所定パルス幅以上のパルスを検出して出力する。また、定時間カウンタはパルス比較器からの所定パルス幅以上のパルスの周波数を測定する。
【００１１】充電電流定格の最大充電電流以上になると印加電圧のゼロクロス付近にパルス幅の大きいパルスが発生する。このため前記定時間カウンタから出力されるパルス周波数を印加電圧の周波数である商用周波数と比較することにより過入力を判定することができる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は光ファイバー式微少電流検出器の過入力警報回路を示す。なお、従来図３，図４に示したものと同一構成部分は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【００１３】図１において、２１はパルス幅基準値設定器、２２はパルス波形整形回路１２からのパルスｎのパルス幅ＴXとパルス幅基準値設定器２１からのパルス幅ＴOとを比較し、ＴX＞ＴOのときパルスｎxを出力するパルス比較器、２３はパルスｎxを定時間カウントして周波数を測定する定時間パルスカウンタ、２４は商用周波数ｆoを出力する商用周波数設定器、２５はパルスカウンタ２３からの周波数ｆnxと商用周波数設定器２４からの商用周波数ｆoとを比較し、ｎx≧ｆoのとき出力する比較器、２６は比較器よりの出力により過入力警報を出力する過入力警報器である。
【００１４】上記過入力警報回路の動作に付いて説明する。図３における微少電流検出回路１のコンデンサＣOを充電する充電電流が定格値を越えている場合、上記発明が解決しようとする課題の項で説明したように発光ダイオード５の出力幅は印加電圧のゼロクロス付近でそのパルス幅が大きくなるので、パルス整形回路１２の出力パルスｎは、図２（イ）に示すようにパルス幅が広いパルスｎxが混ざったものとなる。このパルスｎのパルス幅ＴXはパルス幅比較器２２で基準パルス幅ＴOと比較され、ＴX＞ＴOのパルスｎxが検出される（図２（ロ））。
【００１５】検出されたパルスｎxは定時間パルスカウンタ２３により定時間カウントされ、パルスｎxの周波数ｆnxが測定される。この周波数ｆnxは比較器２５で、商用周波数ｆoと比較され、ｆnx≧ｆoとなると充電電流が定格値をオーバーしているという判定出力を過入力警報器２６に出力する。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
（１）アレスターの漏れ電流の監視等、検出微少電流が、使用状態により定格電流以上流れる状態が連続して発生し、その状態で発光ダイオードの点滅回数が低下しているのとの判定ができる。
（２）このため、充電電流が定格電流を越えたことにより低下する発光ダイオードの点滅回数をカウントして、漏れ電流が少いと誤判断することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック回路図。
【図２】充電電流が定格値を越えている場合のパルス幅比較器の入，出力パルスを示す波形図。
【図３】従来微少電流検出器を示すブロック回路図。
【図４】マイクロパワー電圧検出器の動作説明図。
【図５】従来微少電流検出器の信号処理回路を示すブロック回路図。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は充電電流小，充電電流動作限界手前，充電流定格値を僅かに越えた時における印加電圧，充電電圧及び発光ダイオード出力の関係を示すタイミング図。
【符号の説明】
１…微少電流検出回路、２…全波整流回路、３…マイクロパワー電圧検出器、５…発光ダイオード、６…光ファイバー、１０…信号処理回路、１１…受光素子、１２…パルス波形整形回路、１３，２３…定時間パルスカウンタ、１４…数値表示器、１５，２５…比較器、１６…基準値設定器、１７，２６…警報器、２１…基準パルス幅設定器、２２…パルス比較器、２４…商用周波数設定器。
【０００１】
【産業上の利用分野】検電碍子の電圧測定、アレスターの漏れ電流測定、真空バルブの真空漏れ測定に利用する光ファイバー式微少電流検出器に関する
【０００２】
【従来の技術】従来光ファイバー式微少電流検出器（特願昭６３−１９３１７１号）は、図３に示すように、高電圧ＶHが印加され微少電流ＩOが流れる検電碍子、アレスター等の高インピーダンスＺからなる微少電流（漏れ電流ＩO）回路と直列に全波整流回路２を設け、この全波整流回路の出力側にコンデンサＣOを接続し、このコンデンサと並列にその充電電圧ｅを電源とすると共にその充電電圧が所定の電圧に達したことを検出してそれより低い所定の電圧までの充電電荷を放電させる２点電圧値でヒステリシス特性（図４）を有するマイクロ・パワー電圧検出器３を用いた電圧−周波数変換回路を設け、この変換回路の抵抗Ｒとトランジスタ４からなる放電回路中に発光ダイオード５を接続してなる検出回路１と、この発光ダイオードの点滅回数を光ファイバー６を介して一定時間計数する信号処理回路１０からできている。信号処理回路１０は、図５に示すように、光ファイバー６からの光を受ける受光素子１１と、受光素子に流れるパルス波形を整形するパルス波形整形回路１２と、整形されたパルスｎを定時間カウントし、漏れ電流ＩOに比例したカウント値ｎ，αｎ（α：定数）を出力する定時間カウンタ１３と、このカウント数値αｎを表示する数値表示器１４と、カウント値ｎと基準値設定器１６からの基準値ＮOとを比較し、ｎ＞ＮOになると出力する比較器１５及びこの比較器１５の出力により漏れ電流ＩOが大きくなったことを警報する警報出力器１７とから構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来微少電流検出器のコンデンサＣOは、図４に示すマイクロパワー電圧検出器３の特性によって、充放電されるので、放電回路に設けられた発光ダイオードの点滅回数は図６（ａ），（ｂ）の（ハ）に示すように充電電流の大きさに応じて変化する。
【０００４】検電碍子，アレスター等の高インピーダンスＺは容量性であり、コンデンサＣOに流れる充電電流は印加電圧より約９０度進んでいるので印加電圧のゼロクロス付近で大きくなる。充電電流が定格の最大充電電流ＩMAX以上になると、印加電圧のゼロクロス付近では充電電流が大きいため動作時コンデンサＣOの充電電圧ｅが図４のＶ1からＶ2まで下がる時間は伸びる。このため、印加電圧のゼロクロス付近での発光ダイオードの出力幅が広がり点滅回数が減少する。図６（ｃ）の（ハ）は充電電流が定格の最大充電電流ＩMAX僅かに越えた場合を示すもので、印加電圧には正負の電圧に若干差違があるため印加電圧の正から負（又は負から正）に変わるゼロクロス付近で発光ダイオードの出力幅が大きくなる。充電電流が更に増加すると印加電圧の各ゼロクロス付近で発光ダイオードの出力幅が大きくなる。
【０００５】アレスターの漏れ電流値を監視している時、この漏れ電流ＩOがＩMAXを越えた場合、信号処理回路１０は単純にある時間内の発光ダイオード５の点灯回数を数えているので、漏れ電流ＩOが増大しているにも拘らず、漏れ電流が減少したと誤判定をする。
【０００６】本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検出回路の充電電流定格値オーバーによる発光ダイオードの発光回数の減少で生ずる微少電流の誤判定を防止できる光ファイバー式微少電流検出器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明における光ファイバー式微少電流検出器は、微少電流を整流してコンデンサを充電し、この充電電圧が所定値に達すると放電する放電回路中に発光ダイオードを接続し、この発光ダイオードの点滅を光ファイバーを介して受光する受光素子からのパルスをパルス波形整形回路を介して所定時間カウントして微少電流を測定する微少電流検出器において、前記パルス波形整形回路よりのパルスから所定パルス幅以上のパルスを検出するパルス比較器と、この比較器より出力されるパルスのパルス周波数を測定する定時間カウンタと、この定時間カウンタよりのパルス周波数を商用周波数と比較してパルス周波数が商用周波数と同じか商用周波数より高いとき過入力判定出力を出す比較器とよりなるものである。
【０００８】
【作用】コンデンサは整流回路を介して微少電流で充電され、端子電圧が所定値に達すると放電する放電回路を通じて放電する。このため放電回路中に設けられた発光ダイオードの点滅速度は微少電流に比例するので、受光素子のパルスを所定時間カウントすることにより微少電流を測定することができる。
【０００９】この微少電流検出器が定格の最大充電電流以上で充電されると、放電によって電圧が所定の電圧に低下するまで時間がかかるので、発光ダイオードの点灯回数が低下すると共に発光パルス幅の大きい発光パルスが混在してくる。
【００１０】パルス比較器は、パルス波形整形回路よりのパルスから、所定パルス幅以上のパルスを検出して出力する。また、定時間カウンタはパルス比較器からの所定パルス幅以上のパルスの周波数を測定する。
【００１１】充電電流定格の最大充電電流以上になると印加電圧のゼロクロス付近にパルス幅の大きいパルスが発生する。このため前記定時間カウンタから出力されるパルス周波数を印加電圧の周波数である商用周波数と比較することにより過入力を判定することができる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は光ファイバー式微少電流検出器の過入力警報回路を示す。なお、従来図３，図４に示したものと同一構成部分は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【００１３】図１において、２１はパルス幅基準値設定器、２２はパルス波形整形回路１２からのパルスｎのパルス幅ＴXとパルス幅基準値設定器２１からのパルス幅ＴOとを比較し、ＴX＞ＴOのときパルスｎxを出力するパルス比較器、２３はパルスｎxを定時間カウントして周波数を測定する定時間パルスカウンタ、２４は商用周波数ｆoを出力する商用周波数設定器、２５はパルスカウンタ２３からの周波数ｆnxと商用周波数設定器２４からの商用周波数ｆoとを比較し、ｎx≧ｆoのとき出力する比較器、２６は比較器よりの出力により過入力警報を出力する過入力警報器である。
【００１４】上記過入力警報回路の動作に付いて説明する。図３における微少電流検出回路１のコンデンサＣOを充電する充電電流が定格値を越えている場合、上記発明が解決しようとする課題の項で説明したように発光ダイオード５の出力幅は印加電圧のゼロクロス付近でそのパルス幅が大きくなるので、パルス整形回路１２の出力パルスｎは、図２（イ）に示すようにパルス幅が広いパルスｎxが混ざったものとなる。このパルスｎのパルス幅ＴXはパルス幅比較器２２で基準パルス幅ＴOと比較され、ＴX＞ＴOのパルスｎxが検出される（図２（ロ））。
【００１５】検出されたパルスｎxは定時間パルスカウンタ２３により定時間カウントされ、パルスｎxの周波数ｆnxが測定される。この周波数ｆnxは比較器２５で、商用周波数ｆoと比較され、ｆnx≧ｆoとなると充電電流が定格値をオーバーしているという判定出力を過入力警報器２６に出力する。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
（１）アレスターの漏れ電流の監視等、検出微少電流が、使用状態により定格電流以上流れる状態が連続して発生し、その状態で発光ダイオードの点滅回数が低下しているのとの判定ができる。
（２）このため、充電電流が定格電流を越えたことにより低下する発光ダイオードの点滅回数をカウントして、漏れ電流が少いと誤判断することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック回路図。
【図２】充電電流が定格値を越えている場合のパルス幅比較器の入，出力パルスを示す波形図。
【図３】従来微少電流検出器を示すブロック回路図。
【図４】マイクロパワー電圧検出器の動作説明図。
【図５】従来微少電流検出器の信号処理回路を示すブロック回路図。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は充電電流小，充電電流動作限界手前，充電流定格値を僅かに越えた時における印加電圧，充電電圧及び発光ダイオード出力の関係を示すタイミング図。
【符号の説明】
１…微少電流検出回路、２…全波整流回路、３…マイクロパワー電圧検出器、５…発光ダイオード、６…光ファイバー、１０…信号処理回路、１１…受光素子、１２…パルス波形整形回路、１３，２３…定時間パルスカウンタ、１４…数値表示器、１５，２５…比較器、１６…基準値設定器、１７，２６…警報器、２１…基準パルス幅設定器、２２…パルス比較器、２４…商用周波数設定器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 微少電流を整流してコンデンサを充電し、この充電電圧が所定値に達すると放電する放電回路中に発光ダイオードを接続し、この発光ダイオードの点滅を光ファイバーを介して受光する受光素子からのパルスをパルス波形整形回路を介して所定時間カウントして微少電流を測定する微少電流検出器において、前記パルス波形整形回路よりのパルスから所定パルス幅以上のパルスを検出するパルス比較器と、この比較器より出力されるパルスのパルス周波数を測定する定時間カウンタと、この定時間カウンタよりのパルス周波数を商用周波数と比較してパルス周波数が商用周波数と同じか商用周波数より高いとき過入力判定出力を出す比較器、とを設けてなることを特徴とした光ファイバー式微少電流検出器。
【請求項１】 微少電流を整流してコンデンサを充電し、この充電電圧が所定値に達すると放電する放電回路中に発光ダイオードを接続し、この発光ダイオードの点滅を光ファイバーを介して受光する受光素子からのパルスをパルス波形整形回路を介して所定時間カウントして微少電流を測定する微少電流検出器において、前記パルス波形整形回路よりのパルスから所定パルス幅以上のパルスを検出するパルス比較器と、この比較器より出力されるパルスのパルス周波数を測定する定時間カウンタと、この定時間カウンタよりのパルス周波数を商用周波数と比較してパルス周波数が商用周波数と同じか商用周波数より高いとき過入力判定出力を出す比較器、とを設けてなることを特徴とした光ファイバー式微少電流検出器。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図６】
【特許番号】特許第３１１６４１１号（Ｐ３１１６４１１）
【登録日】平成１２年１０月６日（２０００．１０．６）
【発行日】平成１２年１２月１１日（２０００．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−１１１３２３
【出願日】平成３年５月１６日（１９９１．５．１６）
【公開番号】特開平４−３３９２６８
【公開日】平成４年１１月２６日（１９９２．１１．２６）
【審査請求日】平成９年９月９日（１９９７．９．９）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【参考文献】
【文献】特開 平２−４２３６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５６−６３２６４（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１２年１０月６日（２０００．１０．６）
【発行日】平成１２年１２月１１日（２０００．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成３年５月１６日（１９９１．５．１６）
【公開番号】特開平４−３３９２６８
【公開日】平成４年１１月２６日（１９９２．１１．２６）
【審査請求日】平成９年９月９日（１９９７．９．９）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【参考文献】
【文献】特開 平２−４２３６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５６−６３２６４（ＪＰ，Ａ）
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