[发明专利]电流探测仪

说明书

本发明涉及一种用于探测导体中电流的新的改进的仪器，更具体地说，是涉及一种利用对导体产生的磁通量敏感的探测器，以提供随导体电流而变化的输出信号的仪器。

以前曾用电流互感器或电流环来探测导体中流过的电流大小。电流互感器的体积和重量都比较大。为了适应各种电流水平，需要几种不同尺寸的电流互感器。电流互感器对频率很敏感，且必须做得很小才能完全补偿连续热电流的因素。

以前曾建议采用一种磁通探测器(如霍尔效应探测器)来提供随流过导体的电流而改变的输出信号。霍尔效应探测器可安放在这导体不同距离的地方。象霍尔效应探测器一类的磁通探测器的使用方法，在美国专利4,539,520；4,587,509；5,172,052；和5,416,407中作了阐述。

本发明提供一种用来探测导体中电流的新的改进的仪器。该仪器包括一个磁通聚集器，它可以绕一部分导体延伸。磁通聚集器可包括磁性材料的主段和非磁性材料的一或多个中间段。磁通探测器安放在磁通聚集器的中间部段上。需要的话也可以采用多个磁通探测器。

磁通聚集器的主段可包括导磁柱体，它们与一个或几个中间部段相连。主段还可能包括从柱体伸出的导磁联结器段。各联结器段可由一非磁性材料的中间部段啮合。柱体至少有一部分位于导体的开孔内。可以用一个导磁底坐互连各导柱。

结合所附各图阅读以下的描述，可以更好地了解本发明的上述和其它一些特征，附图中：

图1是磁通探测器与载流导体所产生的磁通相交链的方式的示意图；

图2是按本发明构造的电流探测仪的图解示意图；

图3是图2中电流探测仪的中间波的图解示意图；

图4是说明为什么电流以探测仪第二个实施例不受邻近导体发出的磁通的影响的简化示意图；

图5是电流探测仪第三个实施例连同一个汇流条的图解示意图；

图6是图5中电流探测仪一个中间段的放大图解示意图；

图7是一个连接器段的放大图解示意图，该连接器段是图5的电流探测仪主段的一部分；

图8是柱体主体部分的局部放大图解示意图，该主体部分是图5的电流探测仪主段的一部分；

图9是柱体的套筒部分和安装部分以及基底部分的分解图解示意图，其中底坐是与图5的电流探测仪主段的柱体相连的；

图10是电流探测仪第四个实施例连同一个汇流条的局部示意图；

图11是图10的汇流条的缩小平面图；

图12是说明图10的电流探测仪一部分结构的图解示意图；

图13是图10的电流探测仪的中间段的图解示意图；

图14是沿图10的14-14线的局部剖视图；

图15(在附图第4页)是沿图12的13-13线的局部剖视图。

总的说明

磁通探测器20相对于电导体22的定位方式示于图1中。导体22中电流的方向用箭头24表示。导体产生的磁通以虚线箭头26表示。

磁通探测器20具有两个对磁通敏感的平行侧平面30和32，通过这两个面之间的磁通26为磁通探测器20所检测。磁通26使磁通探测器20给出一个输出信号，经以34表示的电线输出。流过电线34的输出信号随着通过导体22的电流24的改变而变化。电线34与一个适当的控制电路(图中未画出)相连接，由控制电路起控制作用，以反映流过导体22的电流的变化。电线34和(或)磁通探测器20可以与一决印刷电路板(未示)相连。

现有许多不同类型的磁通探测器20可用来检测磁通量26的变化。但在本发明的实施例中，磁通探测器20是一个霍尔效应探测器。希望的话，当然也可以采用其它已有类型的磁通探测器。

虽然图1中只画了一个磁通探测器20，但也可以采用多个磁通探测器20来检测流经导体20的电流24的变化。磁通探测器20可以安放在许多相对于导体22*不相同的位置。例如，可以把第二个磁通探测器20放在与图1所示的磁通探测器20直径方向的对面。使用几个探测器20时，它们对磁通的灵敏度可能不相同。

需要的话，可以把多加的磁通探测器20沿着导体22的轴线方向相隔一定距离安放。采用几个对磁通具有不同灵敏度的磁通探测器20，可以检测到较大范围的电流变化。因此，可以在沿导体22轴向相隔一定距离的每个位置安放几个磁通探测器20。不同位置上的磁通探测器20对磁通可以有不同的灵敏度。

按本发明构造的电流探测仪40如图2所示。该电流探测仪40是利用图1所示的原理。电流探测仪40(图2)包含一个磁通聚集器42，它将图1中以26表示的磁通相对于磁通探测器20聚集起来。