[发明专利]用于传感器的磁芯

说明书

技术领域

本文描述的各种实施例一般地可涉及磁芯，并且更特别地涉及与针对电流的传感器一起使用的改进低成本磁芯设计。

背景技术

例如，随着智能电网及其他应用的发展，对于电流传感器的需求越来越多。电流传感器检测导线中的电流并生成与输入电流成比例的信号。该信号能够用来在安培计中显示被测电流，或者可以存储在数据获取系统中以便进一步分析或用于控制目的。

某些电流传感器采用磁芯的使用来会聚由被测电流产生的磁通，从而获得更准确的测量结果。某些磁芯可包括具有一定磁导率的材料，其允许磁通被会聚并在芯材料中被引导至电流传感器。

发明内容

设备和关联方法涉及由三个C形段形成的磁芯，所述三个C形段限定用于接纳载流导体的第一窗口以及用于使来自载流导体的磁通朝着磁通响应传感器会聚的第二窗口。在说明性示例中，磁芯可包括第一C形芯段、第二C形芯段以及第三C形芯段。例如，第一和第二芯段可限定第一窗口，并且第二和第三芯段可限定第二窗口。响应于磁通，磁通响应传感器可生成指示例如初级电流的输出信号。在说明性实施例中，低成本、低磁导率的三部分芯可用于使用例如磁阻传感器或基于磁通门的传感器来准确地感测电流。

各种实施例可提供一个或多个优点。例如，某些实施例可提供成本效益且易于制造的磁芯。在说明性示例中，每个芯段可由采用两个直角弯曲的一致的或单件金属条形成。例如，每个芯段可包括底部和经由九十度弯曲而在底部的相对末端处形成的一对支腿。该芯段可沿着相邻芯段的内表面和外表面放置而形成具有例如第一窗口和第二窗口的矩形结构。各种实施例可容易地适合于例如在高速生产线中的机器组装。

在某些实施方式中，在第二窗口内使用和放置的高灵敏度磁通响应传感器可使得能够实现包括磁芯的简化结构和最小芯段。例如，高灵敏度磁通响应传感器可能能够检测会聚在第二窗口内的少量的磁通。在某些示例中，高灵敏度磁通响应传感器可使较低导磁材料能够用于形成芯段，因此提供更加有成本效益的磁芯。

某些实施例还可将印刷电路板保持在第二窗口内以用于连接磁通响应传感器。在某些示例中，该印刷电路板可包括用于配置来自磁通响应传感器的输出信号的处理电路。在某些示例中，多个磁通响应传感器可存在于印刷电路板上。取决于例如所使用的传感器的类型，磁通响应传感器还可相对于磁通线而处于各种取向。

在以下附图和描述中阐述了各种实施例的细节。根据描述和附图以及根据权利要求，其他特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1图示出用于电流传感器组件的示例性现场安装的概图。

图2图示出示例性传感器组件的流程图。

图3图示出示例性传感器组件的上透视图。

图4图示出示例性传感器组件的分解上透视图。

图5图示出示例性传感器组件的另一上透视图。

图6图示出用于针对电流的传感器的示例性磁芯的截面图。

各种附图中的相同的附图标记指示相同的元件。

具体实施方式

为了帮助理解，如下组织本文。首先，参考图1，图示出电流传感器组件的示例性现场安装的概图。其次，参考图2，图示出磁芯和磁通响应传感器的示例性流程图。最后，参考图3至6，图示出磁芯和磁通响应传感器的示例性结构图。

图1图示出用于传感器组件的示例性现场安装的概图。该示例性现场安装被示为配电网络100。配电网络100包括布置成提供大容量功率的发电站105。发电站105处的电压在输电变电站110处逐步增加至较高传输电平电压，以用于经由传输线路115更高效地传递电力。

在下行线路配电站120处，减小电压以用于通过本地配电线路125进行分配。如所描述的，进一步减小电压以经由次级线路130向住宅客户135供应电力。

通过具有带磁芯的传感器组件145的仪表140来监视客户135所使用的电量。磁芯提供磁通路径。传感器组件145检测与通过仪表140递送的电流相关联的磁通。传感器组件145包括用于检测磁通以响应于电流流动而生成输出信号的传感模块。通向传感器组件145的参考箭头表示流过磁芯中的开口的输入初级电流（Ip）。传感器组件145的输出端处的参考箭头I*是表示初级电流Ip的时变波形的测量信号。

在某些示例中，可实时地将信号I*传递到控制中心或中央数据库。在某些实施例中，可在内部保持信号I*以用于稍后取回或评估。可将传感器组件145连接到闭环或开环信号处理架构，将参考图2来更详细地描述其示例。