[发明专利]监控导体中的电流的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监控能量数据的系统、装置以及方法。更具体地，本发明涉及监控电流幅度。

背景技术

罗柯夫斯基线圈(Rogowski coil)可用于测量流经导体的电流。罗柯夫斯基线圈提供与该电流的时间导数(di/dt)成比例的电压输出，而不是像传统变流器一样提供电流输出。罗柯夫斯基线圈的一个特定优点在于它不会受电压饱和的影响，因此可用于宽的电流范围。

一种已知的制造罗柯夫斯基线圈的方法涉及使用印刷电路。例如，美国专利No.5,414,400描述了一种配备有圆形切口的印刷电路板上实现的罗柯夫斯基线圈。所述线圈是通过在沿着半径延伸的所述板的两个面中的每一个面上沉积金属来实现的，其中一个面上的半径与相对面上的半径之间的电连接是经由穿过所述板的厚度的镀通孔来实现的。然而，上述公开没有提供消除外部噪声的适当手段。

美国专利No.6,624,624中描述了设计包括改进的噪声消除的罗柯夫斯基线圈的一种尝试。该公开描述了一种用于测量初级导体的一部分中的时变电流(I_m)的电流传感器...使得由在顺时针干扰场环流部分中的正交于中面的磁干扰场分量所感生的电压基本上被在逆时针干扰场环流部分中感生的电压所抵消。然而，该电路导致显著减少的线圈密度，使得此设计不太适于低频(大约50/60Hz)电流测量应用。另外，虽然有所改进，但所有报告的几何形状会受到与Z轴(板厚度)有关的灵敏度效果方面的影响，其中误差通路通常在Z轴(板厚度)方向上偏移。

美国专利7,227,442公开了一种基于印刷电路板的罗柯夫斯基线圈，所述罗柯夫斯基线圈形成有孔，所述孔用于容纳通过其中的电通路。虽然此专利描述了用于消除外部磁场的电阻网络，但其也描述了沿着导体放置多个罗柯夫斯基线圈，这导致了更为复杂的母板。

因此，需要一种适于与罗柯夫斯基线圈一起使用的相对简单且无噪声的电路。

发明内容

本公开描述了一种用于测量导体中的电流幅度的系统，所述系统包括：至少一个罗柯夫斯基线圈；直接连接到所述至少一个罗柯夫斯基线圈的积分电路；与所述积分电路通信的微处理器电路，所述微处理器电路被配置为接收来自所述积分电路的输出并且计算包括所述导体中的电流幅度的能量数据。

在本发明的另一实施例中，本发明提供了一种用于监控电流的方法，所述方法包括：经由罗柯夫斯基线圈收集来自第一导体的电流数据；提供直接连接到所述罗柯夫斯基线圈的积分电路；经由串行、并行或无线通信将电流数据从所述积分电路传送到主电路板；以及处理所述数据以提供电流读数。

通过结合附图来参考下文描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

现在简要参考附图，其中：

图1是电流监控系统的框图。

图2是根据本发明的实施例的电路的示意图。

图3是描述根据本发明的另一实施例的步进方法的流程图。

在上述附图中相同的参考标记指示等同或者对应的部件和单元，除非另有指示，否则所述附图并非按照比例绘制。

具体实施方式

本发明的实施例涉及电流监控系统，所述电流监控系统包括至少一个罗柯夫斯基线圈和附接到所述罗柯夫斯基线圈的测量/积分电路，所述测量/积分电路输出电流幅度数据用于输入到处理器。本发明所提供的一个特定优点是在罗柯夫斯基线圈电路中增大的噪声消减以及减小的信号退化。

下面参考附图讨论的所要求保护的本发明的具体配置和布置仅是为了说明性的目的。在不偏离所附权利要求书的精神和范围的情况下，可制造、使用或者销售落入本领域技术人员的理解力范围内的其配置和布置。例如，虽然在此参照商业厂区(plant site)描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该认识到本发明的实施例能够在其中远程能量数据监控有利的任何环境下实施。

如在本文中使用的，以单数引用并且用词语“一”修饰的元件或者功能应该被理解为不排除复数个所述元件或者功能，除非明确声明这种排除。此外，对要求保护的本发明的“一个实施例”的参考不应该被解释为排除同样包含所述特征的附加实施例的存在。

现在参考图1，在100大体示出了用于监控导体中的电流的示例性系统的框图。提供系统100以监控流经导体102的电流电平，并且系统100可包括至少一个罗柯夫斯基线圈104、测量/积分电路106以及处理器116。