[實(shí)用新型]用于沖擊電流測(cè)量的寬頻磁場(chǎng)傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022724871.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN214750773U
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范佳威;雷民;龍兆芝;李文婷;劉少波;胡康敏;周峰;王海燕;李鶴;余也鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;中國電力科學(xué)研究院有限公司武漢分院
• 主分類號(hào): G01R33/07
• 分類號(hào): G01R33/07;G01R15/20;G01R19/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于沖擊電流測(cè)量的寬頻磁場(chǎng)傳感器，包括依次電性連接的磁場(chǎng)傳感探頭、有源積分模塊、數(shù)據(jù)采集單元和光電轉(zhuǎn)換模塊；磁場(chǎng)傳感探頭用于感應(yīng)磁場(chǎng)以產(chǎn)生磁場(chǎng)微分信號(hào)；有源積分模塊用于將磁場(chǎng)微分信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，并將磁場(chǎng)微分信號(hào)還原為模擬信號(hào)；數(shù)據(jù)采集單元用于將模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采集，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換模塊用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并將光信號(hào)傳輸至計(jì)算分析軟件。用于沖擊電流測(cè)量的寬頻磁場(chǎng)傳感器的體積小，重量輕，測(cè)量頻帶寬，適用于各類的瞬態(tài)磁場(chǎng)的測(cè)量。磁場(chǎng)傳感探頭使得輸出感應(yīng)電壓增加一倍，大幅提高線圈輸出電壓的靈敏系數(shù)。設(shè)置有金屬屏蔽盒，提高了抗干擾能力，保證了磁場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電氣測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于沖擊電流測(cè)量的寬頻磁場(chǎng)傳感器。

背景技術(shù)

雷擊至輸電線路、建筑等物體上時(shí)產(chǎn)生極高的電壓，導(dǎo)致絕緣閃絡(luò)或擊穿的同時(shí)，還附帶強(qiáng)大的沖擊電流，將產(chǎn)生非常高的地電位抬升，嚴(yán)重危害設(shè)備和人身安全。

為了研究雷擊電流對(duì)設(shè)備的影響，進(jìn)而為設(shè)備耐受電流能力設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐，沖擊電流試驗(yàn)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室模擬雷電流，防雷設(shè)備電器產(chǎn)品如避雷器、閥片以及大功率電阻等都需要進(jìn)行沖擊電流耐受試驗(yàn)。目前測(cè)量沖擊電流的傳感器包括羅氏線圈和分流器，它們使用時(shí)需要串接進(jìn)回路，很多試驗(yàn)設(shè)備沒有串接的空間。因此非接觸式的沖擊電流測(cè)量方法即磁場(chǎng)傳感器是沖擊電流現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的研究方向。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于沖擊電流測(cè)量的寬頻磁場(chǎng)傳感器，可適用于工頻磁場(chǎng)和沖擊瞬態(tài)磁場(chǎng)的測(cè)量。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于沖擊電流測(cè)量的寬頻磁場(chǎng)傳感器，包括依次電性連接的磁場(chǎng)傳感探頭、有源積分模塊、數(shù)據(jù)采集單元和光電轉(zhuǎn)換模塊；

所述磁場(chǎng)傳感探頭用于感應(yīng)磁場(chǎng)以產(chǎn)生磁場(chǎng)微分信號(hào)；

所述有源積分模塊用于將所述磁場(chǎng)微分信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，并將所述磁場(chǎng)微分信號(hào)還原為模擬信號(hào)；

所述數(shù)據(jù)采集單元用于將所述模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采集，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并將所述光信號(hào)傳輸至計(jì)算分析軟件。

進(jìn)一步地，所述磁場(chǎng)傳感探頭包括線圈、印制電路板、輸出端口和金屬屏蔽盒；

所述線圈設(shè)置在所述印制電路板上，與所述輸出端口連接；

所述金屬屏蔽盒設(shè)置在所述線圈上，用于屏蔽橫向磁場(chǎng)進(jìn)入所述線圈。

進(jìn)一步地，所述線圈敷設(shè)若干匝數(shù)的阿基米德螺線。

進(jìn)一步地，所述線圈敷設(shè)至少15匝。

進(jìn)一步地，所述線圈包括上層線圈和下層線圈。

進(jìn)一步地，所述上層線圈和所述下層線圈分別設(shè)置在所述印制電路板的上下兩側(cè)，所述上層線圈和所述下層線圈串聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述輸出端口采用SMA接口。

進(jìn)一步地，所述輸出端口固定于所述屬屏蔽盒上。

進(jìn)一步地，所述輸出端口經(jīng)測(cè)量高頻電纜與所述有源積分模塊連接。

進(jìn)一步地，所述金屬屏蔽盒的四周側(cè)面為金屬銅結(jié)構(gòu)，所述金屬屏蔽盒上位于所述線圈的兩個(gè)正面為絕緣材質(zhì)結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)具有的有益效果：

本申請(qǐng)?zhí)峁┑挠糜跊_擊電流測(cè)量的寬頻磁場(chǎng)傳感器的體積小，重量輕，測(cè)量頻帶寬，適用于各類的瞬態(tài)磁場(chǎng)的測(cè)量。通過設(shè)置的雙層的阿基米德螺旋線串聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得輸出感應(yīng)電壓增加一倍，大幅提高線圈輸出電壓的靈敏系數(shù)。還可以根據(jù)測(cè)量對(duì)象磁場(chǎng)強(qiáng)度的不同和所需靈敏度不同，靈活選擇不同匝數(shù)的寬頻磁場(chǎng)傳感器；設(shè)置有金屬屏蔽盒，提高了抗干擾能力，保證了磁場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。