[发明专利]磁通门型非接触式电流测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过检测有电流流动的导线周围的电磁场来测量电流的磁通门型非接触式电流测量装置，特别是，施加以相反极性磁化两个磁芯的振荡信号，通过振荡信号的变化来检测出直流分量，利用绕在其中一个磁芯上的线圈的电感形成LC振荡电路，将LC振荡信号施加于绕在另一个磁芯的线圈来检测直流分量，利用又一个磁芯来检测交流分量，在抵消被测电流产生的磁通量的条件下，收敛与检测到的直流及交流分量相对应的补偿电流，并在此状态下通过测量补偿电流来检测被测电流，即使LC振荡磁芯在被测电流的作用下出现饱和现象也能自动退磁并可正常测量电流的磁通门型非接触式电流测量装置。

背景技术

测量导线中流动电流的方法包括直接测量法和间接测量法。所述直接测量法将电流测量仪直接连接到导线，所述间接测量法则利用电流测量仪检测导线周边由导线中电流产生的电磁场来测量电流。

所述直接测量法需要连接测量仪，不仅操作麻烦、使用不便，而且从电路上无法分离。由于直接测量法存在上述缺陷，因此最近更倾向于采用间接测量法。

比较典型的间接测量法之一是利用磁通门（Flux Gate）方式测量电流。利用磁通门（Flux Gate）方式测量电流的原理是，将交流电施加于两个磁芯，使其交流磁化的方向彼此相反，并通过感应分别缠绕在两个磁芯上的线圈产生的电势的变化，检测导线中电流产生的直流磁通量（Magnetic Flux）。此外，通过另设的线圈检测导线中电流产生的交流磁通量，并通过施加对应于检测出的直流磁通量和交流磁通量的电流来抵消在导线流动的电流产生的电磁场，从而可以通过检测施加的电流来测量在导线中流动的电流。

通过上述磁通门（Flux Gate）方式检测电流的现有技术已在韩国实用新型专利第20-0283971号、公开发明专利第10-2010-0001504号、公开发明专利第10-2004-0001535号等专利文献中公开。上述现有技术，将以矩形波或正弦波振荡的电流施加到两个磁芯，并以相反方向对两个磁芯进行磁化。在此状态下，受导线中被测电流产生的电磁场的影响而发生在两个磁芯的失真现象被感应为电压信号，并从中检测出直流分量，交流分量则通过其它磁芯或电路结构进行检测。施加与检测出的分量相对应的补偿电流，并使所述补偿电流收敛，以使补偿电流产生的磁通能够抵消被测电流产生的磁通，并通过测量收敛的补偿电流来测量被测电流。

但是，如上所述的磁通门型电流测量仪，将产生正弦波或矩形波振荡信号的配置与缠绕在磁芯上的线圈分开而置，将所述配置产生的振荡信号同时施加到两个磁芯的线圈。因此，时间常数会随磁芯的磁特性发生变化，其结果，因施加的是未反映磁芯磁特性的固定频率振荡信号，导致磁芯无法完全磁化，从而降低了电流测量的准确度。为了克服上述不足，需要生成符合磁芯磁特性的振荡信号，但是由于制作电流测量仪时磁芯失误率偏差较大，很难使生成振荡信号的电路元件适于磁芯，并且还需要逐一调节生产的电流测量仪，不仅麻烦，而且使生产效率和性能加大降低。

特别是，上述现有技术为了使两侧磁芯具备相反极性，将线圈串联（从为输入振荡信号而连接的连接节点看是并联）在一起，之后将振荡信号施加于两个线圈的串联节点，使两侧磁芯以相反的方向进行磁化，因此，两侧磁芯上只要出现一点磁化误差就会导致检测性能出现巨大偏差。

同时，上述现有技术原拟通过振荡信号对两侧磁芯进行磁化，但是导线中流动的被测电流也使两侧磁芯磁化，并且如果被测电流较大，那么在检测初期磁芯就会饱和，会以远远高于振动信号频率的高频率进行振荡，从而无法利用磁通门方式检测出直流分量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种将磁芯的线圈作为振荡电路的一个组成部分，可通过自激振荡形成反映磁芯磁化特性的振荡，而不是将利用磁通门方式测量电流的振荡电路与磁芯的线圈相分离的磁通门型非接触式电流测量装置。

本发明的另一目的在于提供一种将基于振荡信号的电流施加到两侧磁芯，使其磁化成相反极性，从而使施加到两侧的电流因相互电连接而产生的影响降低到最小，进而提高测量精度的磁通门型非接触式电流测量装置。

本发明的又一目的在于提供一种通过振荡信号磁化的磁芯在被测电流的作用下发生饱和时可以自动退磁并可正常测量电流的磁通门型非接触式电流测量装置。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。