[實用新型]一種輻射電流傳感器

有效

• 申請號: 201220644159.3
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN202916332U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 賈丹平;傘宏力;袁卓
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/22
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術領域：本實用新型涉及一種輻射電流傳感方法及專用傳感器，屬于電流傳感領域。

背景技術：在用電的設備中往往需要知道電流的大小，通常采用電流表即可測量并用指針或數字表示出來。但當空間存在強電磁輻射以及無法采用導線環境中，電流量的測量與傳送就無法實現，因為強電磁輻射及無聯接線時，電流表無法使用。

實用新型內容：

實用新型目的：本實用新型提供一種輻射電流傳感器，其目的是解決強電磁輻射的空間中和無法采用導線傳送的環境中電流量的傳遞問題。

技術方案：本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種輻射電流傳感方法，其特征在于：該方法采用半導體制冷原理進行電流傳感，具體步驟如下：

①、被測電流通過半導體制冷器的P－N結，使半導體制冷器產生溫差，用散熱器保持制冷器冷面溫度為環境溫度，則該制冷器的制熱面溫度等于溫差，與電流成正比關系，完成電流傳感的第一步變換；使制熱面為黑體面，提高輻射率，形成熱輻射波，實現電流到熱輻射的轉換。

②、用輻射波長轉換材料把原始輻射波長轉換為所需工作波長；

③、將轉換后的輻射波通過光學聚焦，送入傳送介質傳導至光電轉換器的接收端，然后進行光電轉換，將該輻射波轉換成電信號輸出。

用半導體制冷器把被測電流信號轉換為輻射信號，即強度與電流成正比關系的輻射波。

③步驟中的傳送介質為光導纖維或自由空間。

輻射波長轉換材料為稀土上轉換發光材料NaYF_4:Yb:Er。

實施上述的輻射電流傳感方法所專用的輻射電流傳感器，其特征在于：該傳感器包括電流輻射轉換器、輻射形成器、傳送介質和光電轉換器；電流輻射轉換器連接輻射形成器，輻射形成器通過傳送介質連接至光電轉換器。?

利用珀爾帖熱效應原理構成的電流輻射轉換器內設置有半導體制冷器，半導體制冷器的制冷面一側設置有散熱器，制熱面為黑體面結構。

輻射形成器由輻射波長轉換材料層及光學透鏡組構成，光學透鏡設置在轉換材料層的后方。

在輻射波長轉換材料層上朝向光學透鏡的一側設置有黑體輻射層。

優點效果：本實用新型提供一種輻射電流傳感器，本實用新型利用珀爾帖熱原理實現電流的輻射傳感，用輻射波來傳送電流，實現不用電量傳送電量的目的，在強電磁輻射的空間中以及無法采用導線傳送的環境中，很好的實現了電流的傳感與傳送。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式：

如圖1所示，本申請提供了一種輻射電流傳感器，該傳感器包括電流輻射轉換器、輻射形成器、傳送介質和光電轉換器；電流輻射轉換器連接輻射形成器，輻射形成器通過傳送介質連接至光電轉換器。

本實用新型的電流輻射轉換器是利用珀爾帖熱效應原理構成的，在電流輻射轉換器內設置有半導體制冷器，半導體制冷器的制冷面一側設置有散熱器，用來控制半導體制冷器的制冷面為環境溫度，制熱面為黑體面結構，提高輻射率。

輻射形成器由輻射波長轉換材料層及光學透鏡構成，光學透鏡設置在轉換材料層的后方，在輻射波長轉換材料層上還設置有黑體輻射層，黑體輻射層設置在輻射波長轉換材料層上朝向光學透鏡的一側，也就是說光學透鏡實際是設置在黑體輻射層的后方。輻射形成器把原始輻射波長轉換為所需工作波長，以取得最佳傳輸效果。用光學透鏡提高耦合效率。

如圖1所示，本實用新型輻射電流傳感方法如下：

①、被測電流通過半導體制冷器的P－N結，使半導體制冷器產生溫差，用散熱器使制冷器冷面溫度為環境溫度，則該制冷器的制熱面溫度等于溫差，與電流成正比關系，完成電流傳感的第一步變換，使制熱面為黑體面，提高輻射率，形成熱輻射波，實現電到熱輻射的轉換；

②、用輻射波長轉換材料把原始輻射波長轉換為所需工作波長；

③、將轉換后的輻射波通過光學聚焦后，送入傳送介質傳導至光電轉換器的接收端，進行光電轉換將該輻射波轉換成電信號輸出。

本實用新型中用半導體制冷器把被測電流信號轉換為輻射信號，即強度與電流成正比關系的輻射波。

③步驟中的傳送介質為光導纖維或自由空間，這個視具體的實施環境需要而定。②步驟中的輻射波長轉換材料為稀土上轉換發光材料NaYF_4:Yb:Er

①步驟中的電到熱輻射的轉換利用電流輻射轉換器完成；②步驟的波長轉換及光學聚焦利用輻射形成器完成。本實用新型中的光電轉換器把輻射波轉換成電信號進行輸出。

本實用新型操作合理，效果明顯利于在電流傳感領域推廣應用。