[實用新型]一種基于電磁感應技術的電脈沖測量裝置

有效

• 申請號: 201420626685.6
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN204269737U
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 徐人恒;依溥治;曲井致;郭龍弟;關小男
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電工儀表研究所
• 主分類號: G01R29/02
• 分類號: G01R29/02;G01R19/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電網安全的監測和計量技術，主要是針對大負荷沖擊的用電設備開啟狀態以及瞬間過電流沖擊的波形記錄及測量。

背景技術

目前，我們國家由于非線性電源的應用，以及大型冶煉企業造成的負荷沖擊對電網安全造成很大影響，電機啟動的一瞬間，相當與短路，電流是相當大的，這個電流一般是額定電流的4-7倍，因為電機本身繞組的電阻和電感都很小，在電機關斷的時候也會產生一個反向的沖擊電流。

沖擊電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞，同時使網絡內的電壓大大降低，因而破壞了網絡內用電設備的正常工作，將大大減少電氣的使用壽命。

電流忽然增大時，其瞬間放熱量很大，大大超過線路正常工作時的發熱量，不僅能使絕緣燒毀，而且能使金屬熔化，引起可燃物燃燒發生火災。

對沖擊電流的測量由于時間短，幅值高，一直不能準確測量，用高速交流采樣由于成本很高，即使如此對尖峰的測量由于采樣點數的限制也是困難。

本發明提供了一種通過固定線圈的磁場使可動電流流線圈受力而偏轉的電磁感應原理，可以連續顯示脈沖電流的峰值和形態，通過固體成像技術進行數字記錄，將模擬采樣和數字處理結合，能夠完整的還原沖擊電流，對于分析監測電流沖擊有著重大的實踐意義。

發明內容

本實用新型為了克服數據采樣技術測量的諸多不足，由于采樣時間間隔（采樣頻率）對脈沖電流測量不準確；由于脈沖電流作用時間過短，數字采樣和處理技術可能會將脈沖電流轉化的數據當成雜波而處理掉。

本實用新型通過電磁感應記錄完整連續的脈沖電流，并在CCD上形成投影成像，CCD器件將圖像輸出到數據處理單元進行圖像處理和識別，形成完整的脈沖電流圖和各項數值在顯示屏上，彌補了數字采樣的缺點。

本實用新型采用純電阻分壓電路進行信號取樣，但脈沖電流通過時，電流沿彈簧、轉軸通過磁場，電流切磁感線，受磁場力的作用，使線圈發生偏轉，帶動轉軸、指針偏轉，由于磁場力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過指針的偏轉程度來確定脈沖電流的大小；采用高感光度的半導體材料電荷耦合元件CCD連續采集電流指針移動的路徑，將不可見的電流信號圖形化，產生相應的電荷信號，在通過模數轉換器芯片轉換成“0”或“1”的數字信號；數字信號通過MCU進行數據處理，采用基于時間、行程、角速度、幅值參量的算法，實現慣性加速度和磁力阻尼實現還原真值的數據處理；數據處理過的信號通過液晶屏進行顯示，并通過數據口進行傳輸。

本實用新型的CCD圖像處理單元的電路設計：CCD?在?FPGA?的驅動下產生模擬電壓信號，對?CCD?輸出的模擬電壓進行預處理，然后由?A/D?轉換器件轉換為數字信號，進入?FPGA?進行采集、處理，處理后的數據傳給單片機，最后通過液晶顯示屏顯示。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖；圖2是本實用新型的電磁感應測試機理圖。

具體實施方式

一種基于電磁感應技術的電脈沖測量裝置具體實施方式。

1.信號采樣電路：通過電阻分壓實現對大沖擊電流的取樣，為適應不同沖擊幅值，通過檔位變化保證取樣范圍。

2.如附圖2所示，電磁感應記錄單元是對電流進行測試，工作原理：單元內部有一永磁體，在極間產生磁場，在磁場中有一個線圈，線圈兩端各有一個螺旋彈簧，彈簧各連接儀表的一個接線柱，在彈簧與線圈間由一個轉軸連接，在轉軸相對于儀表的前端，有一個指針。?當有電流通過時，電流沿彈簧、轉軸通過磁場，電流切磁感線，所以受磁場力的作用，使線圈發生偏轉，帶動轉軸、指針偏轉。由于磁場力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過指針的偏轉程度來觀察脈沖電流的大小。

3.CCD圖像處理單元：CCD圖像處理單元是使用一種高感光度的半導體材料，它能夠根據照射在其面上的電流指針影像產生相應的電荷信號，在通過模數轉換器芯片轉換成“0”或“1”的數字信號，數字信號經過壓縮和程序排列后，可由閃速存儲器或硬盤卡保存即收光信號轉換成計算機能識別的電子圖像信號。CCD圖像處理單元電路實現：主要由?CCD、FPGA、A/D、FIFO?芯片組成。整個系統由FPGA協調控制，其主要工作是產生?CCD?驅動脈沖、配置A/D?寄存器、產生?FIFO?寫信號。A/D?轉換模塊的作用是將CCD?視頻信號進行轉換，然后輸入到?FPGA的數據處理模塊，FPGA?數據采集與處理的作用是采集?A/D?轉換后的數據，在?FPGA?內部集成控制電路、運算電路以及與單片機通信的接口等。