[发明专利]一种磁传感单元无线组网式电流非接触测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种磁传感单元无线组网式电流非接触测量装置及方法，包括柔性固定支架、磁传感单元、汇集接收单元，所述磁传感单元设置在所述柔性固定支架上，所述磁传感单元通过汇集接收单元连接形成闭合回路，所述磁传感单元与汇集接收单元通信连接。使用时将搭载磁传感单元的柔性固定支架环绕在被测导体上，并通过汇集接收单元连接，从而形成检测用的闭合回路，根据安培环路定理，被测导体的周围存在磁场，通过对所述闭合回路内各所述磁传感单元测量值进行数值积分计算即可测算出被测导体中的电流。本设计不含铁芯、磁感设备抗干扰能力强，并且检测范围大，不受被测导体的形状影响。

技术领域

本发明涉及电流测量传感器技术领域，具体涉及一种磁传感单元无线组网式电流非接触测量装置及方法。

背景技术

随着工业电气化进程的加剧，电流测量技术的需求已经不再局限于电力工业中，除准确测量外，还需要在工作环境、应用便捷性甚至体积重量等方面满足各行各业的不同需求。另一方面，随着MENS传感器芯片集成、边缘计算、低功率无线通信等技术的日渐成熟，物联网、大数据同各类工业生产的结合程度日益紧密，在提升工业生产效率、保障关键装备可靠性的过程中，其作用愈发凸显。这也要求位于物联网最底层的电流测量技术具备传感器化、数字化、无线通信等特点。

在电流测量方面，目前应用最多的装置还是电流互感器，但不同原理的电流互感器各自都面临着应用上的问题，如电磁式电流互感器具备铁芯结构，体积重量在便携式设备等应用场合难以接受，且存在铁磁谐振和铁芯磁化等问题；罗氏线圈测量原理无法测量直流信号，且易受外部干扰影响；光学测量原理稳定性较差，且技术一直没能发展成熟。除此之外，电流互感器针对不同的测量导体、测量电流，需要使用不同设计的电流互感器，其泛用性较差。最后，电流互感器的测量信号，往往需要额外加装数模转化装置，才能实现数字化，这导致其很难得物联网技术中发挥作用。

基于以上原因，能够实现宽频测量，且具备灵活安装、即插即用特点，适应各类应用环境，实现就地数字化与无线通信的新型电流测量装置，在物联网技术发展的背景下，将具备广阔的应用前景。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种磁传感单元无线组网式电流非接触测量装置及方法，通过无线技术将磁传感器灵活组网，实现对不同环境和不同形状的导体电流进行检测，只需将非闭合的柔性测量装置闭合，使被测导体穿过测量装置形成的闭合环路中，无需考虑干扰、偏芯等安装条件影响，即可实现电流测量。

一种磁传感单元无线组网式电流非接触测量装置，包括柔性固定支架、磁传感单元、汇集接收单元，所述磁传感单元设置在所述柔性固定支架上，所述磁传感单元通过汇集接收单元连接形成闭合回路，所述磁传感单元与汇集接收单元通信连接。

本设计采用了柔性固定支架搭载磁传感单元的方式来检测导体电流，使用时将搭载磁传感单元的柔性固定支架环绕在被测导体上，并通过汇集接收单元连接，从而形成检测用的闭合回路，根据安培环路定理，被测导体的周围存在磁场，通过对所述闭合回路内各所述磁传感单元测量值进行数值积分计算即可测算出被测导体中的电流。现有的测量技术存在测量范围、抗干扰、便捷性以及装置大小、重量等诸多问题，本设计不含铁芯、磁感设备抗干扰能力强，并且检测范围大，不受被测导体的形状影响。

进一步的，所述柔性固定支架设置有若干磁传感单元，该磁传感单元沿所述柔性固定支架的中轴线等距排列，所述柔性固定支架用于固定所述磁传感单元，且每个磁传感单元之间的间距相同，在所有磁传感单元形成闭合回路时，其间距也相同。

进一步的，所述磁传感单元包括磁场传感器、接近传感器A、AD转换模块以及无线通信模块A，所述磁传感单元设置有对应编号，其中：

所述磁场传感器用于检测空间磁场强度，并输出对应该磁场强度的模拟信号；

所述AD转换模块用于将所述模拟信号转换为数字信号；

所述接近传感器A用于检测并判断所述汇集接收单元的位置；