专利名称：脉冲电流传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉冲电流传感器，尤其是能够防止传感器磁芯磁路饱和的脉 冲电流传感器。
背景技术：
目前，公知的电流传感器有两种，一种是在磁性材料制成的圆环上均勻绕上线圈， 导线穿过磁性圆环，此时导线相当于变压器的一次线圈绕组，圆环上的线圈相当于二次线 圈绕组，当电流通过导线时，在圆环上的二次线圈绕组就会感应出电压，对这个电压积分即 可还原出被测电流。另一种是在磁钢棒上绕有二次线圈线圈，把带有线圈的磁钢棒垂直靠 近导线，二次线圈绕组两端也会感应出电压，对这个电压积分也可还原出被测电流。但是， 无论是圆环形磁环还是直磁钢棒都存在磁路饱和和输出范围窄的缺点，只能在很小的范围 内进行有效输出。如果圆环形磁环或直磁钢棒体积尺寸太小，二次线圈只能感应出小的脉 冲电流，对大的脉冲电流产生的磁场会使圆环形磁环和直磁钢棒饱和，导致输出无效。如果 圆环形磁环或直磁钢棒体积尺寸太大，二次线圈又不能感应出小的脉冲电流，也会导致输 出无效，此时仍会存在磁路饱和现象。脉冲电流是不规则的杂乱电涌波，强度差别较大，由 于传感器的会出现磁路饱和，这样无论是圆环形磁环还是直磁钢棒都无法满足在大的量程 范围内对脉冲电流的有效测量，导致测试灵敏度低，测量误差大。

实用新型内容为了克服现有电流传感器易出现磁路饱和现象，本实用新型提供一种防止磁路饱 和的脉冲电流传感器，该脉冲电流传感器具有使磁路不发生饱和的功能，可使测量量程提
尚ο为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案本实用新型包括一对相对设置的半圆弧磁芯，两个半圆弧磁芯之间是气隙，气隙 外套无磁性金属导电环，所述无磁性金属导电环的内孔轴线与半圆弧磁芯的磁力线一致; 在所述的半圆弧磁芯上缠绕设置线圈，从线圈上引出输出端子。所述的半圆弧磁芯设置在绝缘机座与带磁屏蔽外壳所形成的腔体内。在所述的绝缘机座上设置导电柱。采用上述技术方案的本实用新型，在两个圆弧形磁芯对称的两个间隙中分别安装 了两个无磁金属导电环，使两个半圆形磁芯两端的间隙中形成气隙磁场，穿过两个无磁金 属导电环并被两个无磁金属导电环包围，两个无磁金属导电环中就会产生径向环电流，两 个无磁金属导电环通过电流后会产生焦耳热，使两个气隙磁场中的磁场能量通过这两个无 磁金属导电环转变为热能，因此两个半圆形磁芯不会出现磁路饱和现象，提高了脉冲电流 传感器的输出精度和输出范围，提高了测试灵敏度，减小了测量误差。
图1为本实用新型中脉冲电流传感器的电气原理结构图；图2为本实用新型中脉冲电流传感器的整体结构示意图；图3为图2的A-A向剖视图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中的脉冲电流传感器是指包括一对相对设置的半圆弧磁 芯22，两个半圆弧磁芯22之间是气隙30，气隙30外套无磁性金属导电环29，无磁性金属导 电环29的内孔轴线与半圆弧磁芯22的磁力线一致；在半圆弧磁芯22上缠绕设置线圈23， 从线圈23上引出输出端子31。需要指出的是，本实用新型中的半圆弧磁芯22是指类似于 半圆的形状，即它既可以是两个规则的半圆，且中间留有气隙30 ；也可以是比半圆略小的 一对圆弧，两个圆弧中间是气隙30。该脉冲电流传感器是对罗氏线圈的改进，其具体的消磁原理是首先，将原本封闭的整圆磁芯改变为两个半圆弧磁芯22，并使两个半圆弧磁芯22 和两个气隙30共同构成磁路，由于气隙30的磁阻远远大于两个半圆弧磁芯22磁性材料的 磁阻，使大部分磁场能量聚在气隙30中，从而比原磁场能够承受更大的磁场强度；其次，当 两个半圆弧磁芯22和两个气隙30共同构成磁路上产生磁场的同时，由于气隙30沿磁路中 心线通过两个无磁性金属导电环29并被其径向包围，这样就会在两个无磁性金属导电环 29中产生径向环电流，而两个无磁性金属导电环29上环电流产生的磁场与原磁场方向相 反，也可抵消磁路的磁场强度；最后，由于两个无磁性金属导电环29中产生有径向环电流， 而两个气隙30本身存在电阻，通过电流后会产生焦耳热，焦耳热使两个无磁性金属导电环 29温度升高，即两个气隙磁场中的磁场能量通过这两个无磁性金属导电环29转变为热能， 这样比原磁场能够承受更大的磁场强度。因此，在两个圆弧磁芯22、两个气隙30和两个气 隙30的作用下，在设定的范围内磁场不会出现磁路饱和现象，从而提高了脉冲电流传感器 的输出精度和输出范围，提高了测试灵敏度，减小了测量误差，进而能够采集到电流峰值及 各个实时点的电流值，为实现输出整个电压电流波形的宽度、形状、大小、能量和发生的时 间奠定了基础。如图2、图3所示，在将该脉冲电流传感器应用到记录电涌波防雷箱中时，上述的 半圆弧磁芯22应设置在绝缘机座28与带磁屏蔽外壳21所形成的腔体内，其被测的导线为 绝缘机座28上设置的导电柱25。具体地说，在制备该脉冲电流传感器时，在绝缘机座28上 固定设置一次线圈绕组导电柱25，在一次线圈绕组导电柱25的一端安装绝缘垫片24，绝缘 垫片24被压紧螺母26紧固。另外，绝缘机座28与带磁屏蔽外壳21相连接，在绝缘机座28 与带磁屏蔽外壳21所形成的腔体内，通过无磁性销27固定设置一对半圆弧磁芯22，半圆弧 磁芯22上缠绕设置二次线圈绕组23，在一对半圆弧磁芯22的两个间隙中均固定设置无磁 性金属导电环29，无磁性金属导电环29的内孔轴线与圆弧磁芯22、气隙30的磁力线一致。其工作应用原理是该导电柱25为该脉冲电流传感器的一次线圈绕组，两个半圆 弧磁芯22上的线圈23为该脉冲电流传感器的二次线圈绕组，两半圆弧磁芯22两端对称的 两个间隙中放置的两个无磁金属导电环29为消磁线圈绕组。当一次线圈绕组导电柱25通 过一脉冲电流时，在两个半圆弧磁芯22上的两个二次线圈绕组就会感应出电压，把这个电压积分即可还原出一次线圈绕组导电柱25上通过的脉冲电流。由于如图1所示的脉冲电 流传感器的存在，故可提高测量量程，从而获得整个电压电流的波形图。
权利要求一种脉冲电流传感器，其特征在于它包括一对相对设置的半圆弧磁芯(22)，两个半圆弧磁芯(22)之间是气隙(30)，气隙(30)外套无磁性金属导电环(29)，所述无磁性金属导电环(29)的内孔轴线与半圆弧磁芯(22)的磁力线一致；在所述的半圆弧磁芯(22)上缠绕设置线圈(23)，从线圈(23)上引出输出端子(31)。
2.根据权利要求1所述的脉冲电流传感器，其特征在于所述的半圆弧磁芯(22)设置 在绝缘机座(28)与带磁屏蔽外壳(21)所形成的腔体内。
3.根据权利要求2所述的脉冲电流传感器，其特征在于在所述的绝缘机座(28)上设 置导电柱(25)。
专利摘要本实用新型公开了一种脉冲电流传感器，它包括一对相对设置的半圆弧磁芯，两个半圆弧磁芯之间是气隙，气隙外套无磁性金属导电环，所述无磁性金属导电环的内孔轴线与半圆弧磁芯的磁力线一致；在所述的半圆弧磁芯上缠绕设置线圈，从线圈上引出输出端子。本实用新型在两个圆弧形磁芯对称的两个间隙中分别安装了两个无磁金属导电环，使两个半圆形磁芯两端的间隙中形成气隙磁场，穿过两个无磁金属导电环并被两个无磁金属导电环包围，两个无磁金属导电环中就会产生径向环电流，通过电流后会产生焦耳热，使两个气隙磁场中的磁场能量转变为热能，因此两个半圆形磁芯不会出现磁路饱和现象，提高了脉冲电流传感器的输出精度和输出范围。
文档编号G01R15/00GK201654099SQ20102016338
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者梁怀均, 袁英 申请人:安阳安科电器股份有限公司;梁怀均;袁英