本发明涉及磁通门电流检测,特别涉及一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头。
背景技术:
1、磁通门传感器自上世纪50年代问世以来,因其高灵敏度和稳定性,在磁场检测和导航领域得到了广泛应用。磁通门传感器是通过利用磁芯材料的磁滞回线特性,实现对外部磁场的高精度测量。早期的磁通门,主要用于地磁场探测和电子罗盘,因其简单的结构和较高的可靠性,使其成为当时磁场传感器的主流。
2、在磁通门传感器的发展过程中,研究人员逐渐发现其在微弱电流检测方面的潜力,并利用磁通门高灵敏度的特点,开发了多种用于检测微弱电流的装置,这些装置主要是通过感应电流所产生的磁场来测量电流的大小。尽管,磁通门在微弱电流检测方面具有一定优势,但在实际应用中,仍然面临着一些挑战,诸如环境磁场干扰及灵敏度受限等问题。
3、为提高磁通门传感器的测量精度,研究人员进行了多方面的改进。比如,在磁芯材料方面,通过采用高性能磁性材料,提高了磁芯的磁导率和稳定性;在传感器结构上,优化磁芯的几何形状和线圈的缠绕方式,提高感应信号的强度和探头的抗干扰能力;在技术上,引入反馈技术,使反馈磁通门传感器得以问世,提高了传感器的线性度和灵敏度。
4、然而,传统磁通门传感器在极微弱电流检测中的应用,仍然存在局限性,尤其是在面对外部磁场干扰和环境噪声时,传统磁通门的测量精度难以满足日益苛刻的应用需求,比如,现有的微弱电流测量技术中,通常采用单磁通门传感器进行电流检测,然而,单个磁通门的结构在测量微弱电流时,灵敏度较低,且容易受到外界磁场的干扰,导致测量精度不高。
5、因此,有必要对双磁通门传感器结构进行改进及设计,以解决用单个磁通门检测导线中的微弱电流时,因易受到外界磁场的干扰及灵敏度较低等因素影响,导致所测导线中的电流值精度不高的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提出一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,以解决用单个磁通门检测导线中的微弱电流时,因易受到外界磁场的干扰及灵敏度较低等因素影响,导致所测导线中的电流值精度不高的问题。
2、为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,包括左磁通门及右磁通门;所述左磁通门与右磁通门相卡接,左磁通门及右磁通门均包括外壳骨架、感应线圈组件、激励线圈组件及限位骨架;外壳骨架内壁及限位骨架外壁分别与激励线圈组件中的连接座相卡接,两连接座之间连接有激励线圈组件,激励线圈组件中的磁芯分别从连接座上的槽一中穿出,左磁通门及右磁通门中的激励线圈组件绕线方向彼此相反,激励线圈组件外部套设有感应线圈组件,左磁通门及右磁通门中的感应线圈组件绕线方向彼此相反,感线圈组件及限位骨架均位于外壳骨架内部,感应线圈组件与外壳骨架内壁之间留有间隔一,感应线圈组件与限位骨架外壁间留有间隔二。
3、进一步,所述左磁通门中的外壳骨架上设置有条状的插接块二,条状的插接块二与条状的插接槽二插接,插接槽二设置在右磁通门中的另一外壳骨架上。
4、进一步,所述感应线圈组件包括感应绕线骨架、感应线圈及出线口;感应绕线骨架为弧形空腔体结构,感应线圈骨架两端外壁分别设置有出线口,感应线圈骨架外壁绕绕有感应线圈,左磁通门及右磁通门中的感应线圈绕线方向方向彼此相反。
5、进一步,所述感应线骨架内部套设有激励线圈组件,激励线圈组件包括磁励线圈单元件一、磁励线圈单元件二及连接座;磁励线圈单元件一两端分别通过连接座与磁励线圈单元件二两端连接。
6、进一步,所述磁励线圈单元件一及磁励线圈单元件二均包括激励线圈骨架、磁芯、激励线圈及卡座;激励线圈骨架为弧形空腔结构,激励线圈骨架两端分别与连接座中的卡座连接,激励线圈骨架内部的磁芯两端分别从卡座上的槽一中穿出,激励线圈骨架外部缠绕有激励线圈,磁励线圈单元件一及磁励线圈单元件二中的激励线圈均反向缠绕。
7、进一步,所述卡座外侧壁设置有条状的卡接条一,卡接条一与条状的卡接槽一相卡接,卡接槽一设置在外壳骨架内壁上。
8、进一步,所述卡座外侧壁还设置有条状的卡接条二,卡接条二与条状的卡接槽二相卡接,卡接槽二设置在限位骨架外侧壁上。
9、进一步,所述激励线圈绕线始端及末端分别从感应线圈骨架上的出线口穿出。
10、进一步,所述连接座包括卡座一及卡座二;卡座为卡座一及卡座二中的任意一个,卡座一外侧壁设置有条状的插接块二,插接块二与条状的插接槽二相插接,插接槽二设置于卡座二外侧壁上。
11、进一步,所述限位骨架为半圆柱状结构,限位骨架中部还设置有半圆通槽。
12、工作过程,用用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头测量导线中电流大小时,先将测量的导线安放于左磁通门中的半圆通槽与右磁通门另一半圆通槽组合形成的圆通槽内,再将一定频率的方波电压激励于激励线圈组件中的激励线圈上,使磁芯在交变磁场下处于磁饱和状态,在该磁饱和状态下,激励线圈产生的交变磁场会通过磁芯形成闭合磁路;
13、当被测导线中有微弱电流通过时,该导线会产生一个微弱的磁场,这个磁场与激励磁场相互作用,使磁芯中的磁通量发生变化,从而在感应线圈组件中的感应线圈中产生可检测的感应电动势;
14、在此过程中,磁芯磁导率随时间变化会产生偶次谐波分量,磁感应强度变化率又与被测电流产生的磁场强度成正比,偶次谐波分量与被测电流产生的磁场强度成比例,此时,只要通过测量偶次谐波分量,便可测量出被测电流的大小。
15、这样,通过采用左磁通门及右磁通门相结合的方式测导线中电流方式,不仅使左磁通门感应信号与右磁通门的感应信号叠加,还有效提升感应信号的强度,并且也能抵消外部磁场的干扰,进而提高测量电流的精度。
16、与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
17、1、本发明通过采用左磁通门与右磁通门的双磁通门结构,能够在对电流大小进行测量时,被测电流所产生的磁场,会在左磁通门与右磁通门的输出端相互叠加,进而提高输出信号的强度,这样,即使在微弱电流条件下,也能获得清晰的信号输出;另外,通过将左磁通门中的左感应线圈件及右磁通门中的右感应线圈件的绕线方向均以相反方向缠绕,能够在进行磁场感应时,不仅有效抵消垂直于被测导线方向的外部磁场干扰,还确保测量的稳定性及准确性,适用于高精度微弱电流检测场合。
18、2、本发明通过将用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头整体结构设置为开合式结构,不仅无需损坏被测导线,还便于用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头中各部件的安装,且用户可轻松地将其应用于不同的测量场景,同时,还增加用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头的便利性及适用性。
1.一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:包括左磁通门(1)及右磁通门(2);所述左磁通门(1)与右磁通门(2)相卡接,所述左磁通门(1)及右磁通门(2)均包括外壳骨架(3)、感应线圈组件(4)、激励线圈组件(5)及限位骨架(6);所述外壳骨架(3)内壁及限位骨架(6)外壁分别与激励线圈组件(5)中的连接座(7)相卡接,两个所述连接座(7)之间连接有激励线圈组件(5),所述激励线圈组件(5)中的磁芯(10)分别从连接座(7)上的槽一(11)中穿出,所述左磁通门(1)及右磁通门(2)中的激励线圈组件(5)绕线方向彼此相反,所述激励线圈组件(5)外部套设有感应线圈组件(4),所述左磁通门(1)及右磁通门(2)中的感应线圈组件(4)绕线方向彼此相反,所述感应线圈组件(4)及限位骨架(6)均位于外壳骨架(3)内部,所述感应线圈组件(4)与外壳骨架(3)内壁之间留有间隔一(8),所述感应线圈组件(4)与限位骨架(6)外壁间留有间隔二(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述左磁通门(1)中的外壳骨架(3)上设置有条状的插接块二(12),所述条状的插接块二(12)与条状的插接槽二(13)插接,所述插接槽二(13)设置在右磁通门(2)中的另一外壳骨架(3)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述感应线圈组件(4)包括感应绕线骨架(14)、感应线圈(15)及出线口(16);所述感应绕线骨架(14)为弧形空腔体结构,所述感应线圈骨架(14)两端外壁分别设置有出线口(16),所述感应线圈骨架(14)外壁绕绕有感应线圈(15),所述左磁通门(1)及右磁通门(2)中的感应线圈(15)绕线方向彼此相反。
4.根据权利要求3所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述感应线骨架(14)内部套设有激励线圈组件(5),所述激励线圈组件(5)包括磁励线圈单元件一(17)、磁励线圈单元件二(18)及连接座(7);所述磁励线圈单元件一(17)两端分别通过连接座(7)与磁励线圈单元件二(18)两端连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述磁励线圈单元件一(17)及磁励线圈单元件二(18)均包括激励线圈骨架(19)、磁芯(10)、激励线圈(21)及卡座(22);所述激励线圈骨架(19)为弧形空腔结构,所述激励线圈骨架(19)两端分别与连接座(7)中的卡座(22)连接,所述激励线圈骨架(19)内部的磁芯(10)两端分别从卡座(22)上的槽一(11)中穿出,所述激励线圈骨架(19)外部缠绕有激励线圈(21),所述磁励线圈单元件一(17)及磁励线圈单元件二(18)中的激励线圈(21)均反向缠绕。
6.根据权利要求5所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述卡座(22)外侧壁设置有条状的卡接条一(23),所述卡接条一(23)与条状的卡接槽一(24)相卡接,所述卡接槽一(24)设置在外壳骨架(3)内壁上。
7.根据权利要求5所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述卡座(22)外侧壁还设置有条状的卡接条二(25),所述卡接条二(25)与条状的卡接槽二(26)相卡接,所述卡接槽二(26)设置在限位骨架(6)外侧壁上。
8.根据权利要求5所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述激励线圈(21)绕线始端及末端分别从感应线圈骨架(14)上的出线口(16)穿出。
9.根据权利要求5所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述连接座(7)包括卡座一(27)及卡座二(28);所述卡座(22)为卡座一(27)及卡座二(28)中的任意一个,所述卡座一(27)外侧壁设置有条状的插接块二(29),所述插接块二(29)与条状的插接槽二(30)相插接,所述插接槽二(30)设置于卡座二(28)外侧壁上。
10.根据权利要求1所述的一种用于测量微弱电流的双磁通门传感器探头,其特征在于:所述限位骨架(6)为半圆柱状结构,所述限位骨架(6)中部还设置有半圆通槽(20)。
