[發明專利]基于磁阻效應的微直流非接觸檢測探頭和測量系統

有效

• 申請號: 202110609480.1
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113295920B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 張天坤;江勇;殷峰;黃擎;石小帥;周保軍
• 申請（專利權）人: 國網伊犁伊河供電有限責任公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/20;G01R1/18
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

1.一種基于磁阻效應的微直流非接觸檢測探頭，其特征在于包括內部傳感元件、測量磁場引導層和外屏蔽層，外屏蔽層呈筒狀結構，測量磁場引導層同軸套裝在外屏蔽層內側，測量磁場引導層上設有至少一個缺口，內部傳感元件位于測量磁場引導層的缺口處置處，內部傳感元件與測量磁場引導層組合構成圓筒形狀；測量磁場引導層包括均呈弧形結構的第一測量磁場引導元件、第二測量磁場引導元件、第三測量磁場引導元件，內部傳感元件包括第一磁阻元件、第二磁阻元件、第三磁阻元件，第一磁阻元件、第二磁阻元件、第三磁阻元件依次設置在第一測量磁場引導元件、第二測量磁場引導元件、第三測量磁場引導元件兩兩之間，且處于測量磁場引導層的同心圓上，第一磁阻元件、第二磁阻元件、第三磁阻元件之間的夾角為120°；內部傳感元件的數量為N，N大于1，內部傳感元件徑向對稱地均勻分布在測量磁場引導層的同心圓上，測量磁場引導層設有N個對應的缺口，內部傳感器元件的表面測量磁場引導層的同心圓相切，測量方向一致。

2.一種微直流非接觸測量系統，其特征在于包括放大電路、雙向A/D轉換電路、處理器、顯示電路、電源、如權利要求1所述的基于磁阻效應的微直流非接觸檢測探頭，電源分別為檢測探頭、放大電路、雙向A/D轉換電路、處理器和顯示電路供電；內部傳感元件獲取測量導線的直流恒磁場并輸出至放大電路；放大電路對直流恒磁場進行放大后輸出至雙向A/D轉換電路；雙向A/D轉換電路將放大后的直流恒磁場轉換為數字信號并輸出至處理器；處理器存儲直流恒磁場-微電流曲線，根據接收到的數字信號得到微直流的取值；顯示電路顯示測量導線的微直流的取值。

3.根據權利要求2所述的微直流非接觸測量系統，其特征在于處理器包括探頭磁阻元件偏置/復位子程序、系統零點校準子程序、AD轉換控制及接口子程序、外中斷/定時中斷響應子程序和顯示子程序。

4.根據權利要求2所述的微直流非接觸測量系統，其特征在于直流恒磁場-微電流曲線的建立包括以下步驟：建立直角坐標系，設測量導線的兩點坐標分別為D點坐標(0，0，z1)，C點坐標(0，0，z2)，測量導線L＝z2—z1，設測量導線上的直線電流為電流元，任一電流元Idl，其大小為Idz，到場點P的距離為r，θ為電流元Idl與矢量r之間的夾角，μ₀為真空磁導率，電流元在P點所激發的磁感強度dB的大小為：

求電流元在P點的磁場強度B為：

在z的取值范圍為z1到z2，則電流元在P點的磁場強度B為：

又因為z1和z2遠大于r0，則電流元在P點的磁場強度B為：

根據當前電流元在P點的磁場強度B，推導出當P點固定時，P點磁場的大小和中心處通過的電流成正比，由此根據電流元在P點的磁場強度B推導得到P點中心處流過的電流，以此建立直流恒磁場-微電流曲線。