[发明专利]使用无线通信的自供电电力母线传感器

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于开关装置的传感器，尤其涉及用于电力母线的这种传感器。

背景技术

不同类型的电传感器被用于检测流经导体的电流。例如，这种传感器包括产生指示电流大小的输出电压的一个霍尔效应传感器，也包括更多的传统电流传感器，例如分流电阻。

霍尔效应器件已用于检测电流经导体的流动引起的磁通变化。某些已知的器件使用了磁通集中器来集中电流经导体的流动发出的磁通。先前已有建议：电流检测设备可以用美国专利No.4,587,509和No.4,616,207中公开的方式构建。

用一或两个适当放置的霍尔传感器来测量导体中的电流也是已知的，该传感器测量导体附近的磁通，并将之转换为与电流成比例的信号。参见例如美国专利No.6,130,599、No.6,271,656、No.6,642,704和No.6,731,105。

使用一对磁场检测器的非传统电流传感器具有特殊的要求。一个要求是磁场检测器彼此平行。另一个要求是：出于封装、方便和噪音抑制等目的，对应的电子电路卡尽量靠近磁场检测器地放置。另外，提供能安装到具有不同大小与形状的导体的电流传感器组件是有利的。

专利6,642,704公开了一种电流传感器组件，其保持一对磁场检测器彼此平行且靠近电子电路卡放置。另外，为了使磁场检测器附着于多种电力导体，磁场检测器是可有选择地进行调节的。

存在对这样的开关装置的需要：其安全地提供电气隔离，并可靠地判定例如其电力母线温度和/或电流。

因此，用于开关装置或电力母线的传感器存在改进空间。

发明内容

本发明满足了这些需求以及其他需要，其提供了一种自供电的电力母线传感器，该传感器使用无线通信以便进行电气隔离。

根据本发明的一个实施形态，用于具有多个特性的电力母线的传感器设备包含：外壳；至少一个传感器，所述至少一个传感器中的每一个适用于检测电力母线的特性；电路，其至少适用于发送无线信号；处理器，其适用于从所述至少一个传感器输入检测得到的特性并向所述电路输出对应的信号以便发送无线信号；电源，其适用于将外壳耦合到电力母线并用由电力母线中流动的电流产生的磁通对所述至少一个传感器、所述电路以及处理器进行供电。

电源可包含两个线圈，所述线圈中的每一个有开口、具有两个末端的铁氧体磁芯以及具有两个末端的磁通集中元件，铁氧体磁芯穿过线圈的开口，磁通集中元件的每个末端接合铁氧体磁芯的末端中对应的一个。铁氧体磁芯和磁通集中元件可适用于围绕并紧握电力母线。

每个线圈可包含绕组，绕组与另一线圈的绕组串联电气连接，线圈的串联电气连接的绕组输出第一电压。电源还可包含用于由第一电压产生至少一个第二电压以便对所述至少一个传感器、所述电路以及处理器进行供电的装置。

电力母线可还包含一般为平面的表面(generally planar surface)，且磁通集中元件可适用于将线圈固定为贴着或接近电力母线的一般为平面的表面。

电力母线的一般为平面的表面可具有第一末端与相向的第二末端。电源还可包含间隔器(spacer)，间隔器具有铁氧体磁芯经过其中的开口并位于线圈之间，每个线圈适用于接近一般为平面的表面的第一末端与相向的第二末端中的一个。

处理器可包括低电力模式以及程序，该程序适用于：从低电力模式中苏醒的，以便输入检测得到的电力母线特性，准备作为对应信号被输出到电路的消息，以及在低电力模式下休眠。

附图说明

通过结合附图阅读下面对优选实施例的介绍，可以获得对本发明的充分理解，在附图中：

图1为根据本发明的自供电无线电力母线温度传感器的立体图；

图2为图1中的温度传感器的立体分解图；

图3为图1的沿着线3-3的截面图；

图4为图2的电子设备板组件的立体分解图；

图5为图2的温度传感器和两个母线线圈的立体图；

图6为图2中的电子设备板以原理图形式的框图；

图7为根据本发明另一实施例用于测量母线温度和母线电流的另一无线电力母线传感器的框图；

图8-10为图7中的处理器根据本发明其他实施例执行的软件的流程图。

具体实施方式

这里使用的术语“天线”明确地包括但不限于任何适用于发射和/或接收例如射频信号等电磁波的结构。

这里使用的术语“开关装置”明确地包括但不限于：电路断流器，例如断路器(例如但不限于低压、中压或高压)；电机控制器/起动器；和/或任何从一个地方向另一个地方承载或传送电流的适合的装置。