[發(fā)明專利]一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)方法及裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910020874.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN101464477A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 要義勇;苗毅軍;趙麗萍;李天石;陳健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R19/10
• 分類號(hào): G01R19/10;G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸萬壽

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于信號(hào)在線檢測(cè)與分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大電流環(huán)境中的微小電流在線檢測(cè)方法。

(二)背景技術(shù)：

在現(xiàn)代大多數(shù)的重要裝備(例如鐵路和發(fā)電設(shè)備等)越來越需要在線檢修技術(shù)與裝備的背景下，鐵道及發(fā)電廠部門迫切地需要各種各樣的在線檢測(cè)方法檢測(cè)出設(shè)備中存在的故障隱患，例如導(dǎo)線絕緣性能等等，這就要求不允許將這些重要設(shè)備停下來進(jìn)行檢修，從而保障設(shè)備的正常安全運(yùn)行，由此可見，一種大電流干擾環(huán)境下的小電流檢測(cè)裝置具有重大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的在于提供一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)方法，能夠在同一根導(dǎo)線經(jīng)過大電流的環(huán)境中檢測(cè)出有用的微小電流信號(hào)，大電流指大于10A的電流，微小電流小于10mA的電流。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的：

一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)方法，該方法采取以下步驟：

(1)信號(hào)采集：電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元100在同一根導(dǎo)線上同時(shí)采集到的兩個(gè)電流信號(hào)

x1(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀)+ξ₁

x2(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀+Φ₁)+ξ₂；

其中：頻率信號(hào)w_c為大電流環(huán)境下工作電流的頻率，A為大電流的幅值、大于10；頻率信號(hào)w_k為大電流環(huán)境下微小檢測(cè)電流的頻率；信號(hào)ξ₁和信號(hào)ξ₂為大電流環(huán)境下干擾信號(hào)；β為一個(gè)大于零小于0.01的數(shù)，Φ₀為工作電流的相位，Φ₁為檢測(cè)信號(hào)電流的相位；

(2)信號(hào)相減抵消：電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元100在同一根導(dǎo)線上同時(shí)采集到的兩個(gè)電流信號(hào)都進(jìn)入到差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路200進(jìn)行相減抵消后，輸出電流信號(hào)，

Δx(t)＝x1(t)-x2(t)

Δx(t)＝βsin(w_kt+Φ₀)(1+cos(Φ₁)+ctg(w_kt+Φ₀)sin(Φ₁))+ξ₃??ξ₃＝ξ₁-ξ₂

其中：差動(dòng)信號(hào)Δx(t)中將大信號(hào)相減抵消了，差動(dòng)信號(hào)Δx(t)與大電流sin(w_ct)無關(guān)、只與小信號(hào)sin(w_kt)有關(guān)，φ₁＝180°時(shí)，Δx(t)＝2βsin(w_kt+Φ₀)+ξ₃；

(3)信號(hào)放大：電流信號(hào)經(jīng)過差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路200相減抵消后輸入到信號(hào)放大電路300中，電流信號(hào)在信號(hào)放大電路300中放大后輸出微小電流信號(hào)。

一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)裝置，由電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元100、差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路200和信號(hào)放大電路300組成，電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元100在同一根導(dǎo)線上同時(shí)采集兩個(gè)電流信號(hào)，采集到的兩個(gè)電流信號(hào)都進(jìn)入到差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路200進(jìn)行相減抵消后，電流信號(hào)經(jīng)過差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路200相減抵消后輸入到信號(hào)放大電路300中，然后電流信號(hào)在信號(hào)放大電路300中處理后由放大器U1的輸出端303輸出。

所述的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元100由第一電流鉗101和第二電流鉗102構(gòu)成，第一電流鉗101和第二電流鉗102設(shè)置在同一根導(dǎo)線上，第一電流鉗101上設(shè)置有第一電流信號(hào)輸出端201，第二電流鉗102上設(shè)置有第二電流信號(hào)輸出端202，第一電流鉗101檢測(cè)到的第一電流信號(hào)x1(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀)+ξ₁由第一電流信號(hào)輸出端201輸出，第二電流鉗102檢測(cè)到的第二電流信號(hào)x2(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀+Φ₁)+ξ₂由第二電流信號(hào)輸出端202輸出。