CN104181497A - 一种新型的交流磁场影响试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型的交流磁场影响试验装置，它是由主控单元、高斯计、标准电能表、三相电源、恒流源、亥姆霍兹线圈单元、智能机械单元、人机交互单元、安全防护单元、电源单元、通讯单元组成；本发明实现了上述各单元的联合控制，完成了反馈数据、信号的采集与处理，做到了区域磁场的产生，同时本发明产品具有校表、自动旋转线圈、磁场实时监测、事件记录、智能控制等功能，实现了校表所用三相电源与磁场产生的恒流源同频同源，满足了国家标准和国家电网标准对智能电能表做外部交流磁场影响试验的要求。

Description

一种新型的交流磁场影响试验装置

技术领域

本发明涉及一种新型的交流磁场影响试验装置。

背景技术

通过市场调研以及与用户的沟通交流，我们发现市场上的磁场设备已经远远落后，不能满足智能电能表的发展需求。随着国家标准的逐步完善以及国家电网公司标准的出台，我们发现原有的设备存在着如下弊端：1.磁场线圈不够规范，无法成功产生满足国家标准的磁场区域；2. 搭建平台采用木质框架结构，结构不够稳定、美观；3. 不具备磁场与电能表测试夹角的自动调节功能，即使有此项功能的少数设备也仍停留在手动调控阶段，操作复杂，不精确，安全性较低；4.设备不能通讯，无法实现智能控制电源及其他动作要求；5.不符合标准要求的同频同源,而且需要外接校表台。针对以上的不足，本公司采用控制源和亥姆霍兹线圈结构，产生的磁场稳定可控，符合国家标准规定的交流磁场影响试验要求。还发明了可自动旋转的磁场线圈，可随意设置角度。采用低导磁率的铝合金材料，保证磁场区域不被影响的同时，改善了结构强度及外形的美观，同时应用通讯技术实现人机交互功能。试验人员试验前只需在电脑上按要求设置试验电源、试验动作、试验参数等；试验中可随时监控试验过程，而不用实时监控；试验后通过观察试验结果、分析试验数据，得出试验结论，达到了节约人力、降低试验成本的目的。

本发明智能化程度高、安全可靠、操作简单方便、性价比高而且经济效益好，尤其在多个省市计量院所、电力公司计量中心和几大表厂使用后受到广泛的好评。

发明内容

为了满足国家标准和国家电网标准对智能电能表型式试验的要求，本发明提供一种新型的一种新型的交流磁场影响试验装置，它是由主控单元、高斯计、标准电能表、三相电源、恒流源、亥姆霍兹线圈单元、智能机械单元、人机交互单元、安全防护单元、电源单元、通讯单元组成。

所述的主控单元是负责控制各单元运行。主要控制恒流源的输出来调整亥姆霍兹线圈所产生磁场的大小；接收高斯计的数据，实时监测磁场的强度；控制智能机械单元使其操作亥姆霍兹线圈按照输入指令转动；接收三相标准电能表的数据反馈；控制安全防护系统动作；与人际交互单元进行通讯，接收操作指令等；所述的高斯计是负责通过探头传感器监测亥姆霍兹线圈产生磁场的大小，同时将监测数据传送给主控单元存储并在显示屏上显示；所述的标准电能表是负责检验被测智能电能表的精度，检测结果通过主控单元在显示界面显示；所述的三相电源分为电压源和电流源两部分，为智能电能表提供电压和电流信号；所述的恒流源是负责给亥姆霍兹线圈供电产生磁场的电源。通过改变恒流源的大小来调节磁场的强度；所述的亥姆霍兹线圈是负责产生磁场的装置。该线圈通过智能机械单元进行传动，按照用户设定值进行角度旋转，被测智能电能表在指定的磁场下测量超差或有意外事件发生时，标准电能表会立即捕捉并传递给主控单元，主控单元能立即记录下超差或事件记录点的磁场大小和角度值；所述的智能机械单元是负责带动亥姆霍兹线圈按照设定角度旋转，主要由步进电机、电机驱动器、减速器、联轴器等组成；所述的人机交互单元是负责提供操作人员设置参数并将操作指令、参数等发送给主控单元，并将各单元的试验结果和实时数据如磁场值、恒流源功率、智能电能表误差、亥姆霍兹线圈角度、三相电源参数、安全防护状态显示出来；所述的安全防护系统是负责在其它各系统有异常工作时，紧急关断供电电源并报警；所述的电源单元是为各单元提供供电电源；所述的通讯单元是负责与各单元进行信息交换。

总之，本发明就是操作者通过人机交互单元设置试验参数、发送试验命令，再把命令传送到主控单元；主控单元根据命令分别控制恒流源、标准电能表、智能机械单元、安全防护单元；智能机械单元控制亥姆霍兹线圈；标准电能表控制三相电源；试验结果由高斯计、标准电能表和智能机械单元分别反馈给主控单元，并在人机交互单元显示出来。

本发明的功能是通过软件实现的，本发明的软件程序主要包括主控程序、同频同源校准程序、通讯程序、存储程序、保护程序、机械控制程序、反馈程序。所述的主控程序是负责完成从人机交互单元、高斯计、标准电能表、智能机械单元、安全防护等获取所需信息再传送给上位机的功能；所述的同频同源校准程序是负责检测三相电源和恒流源的电压和电流相位，产生同频率电源；所述的通讯程序是负责主控单元与各单元的信息交换；所述的存储程序是负责存储所需的各种信息；所述的保护程序是负责防止由于线圈卡死、系统过热、电源故障所产生的线圈传送系统损坏、不产生磁场、无试验数据等重大事故的发生；所述的机械控制程序是负责控制操作线圈的智能机械单元的动作；所述的反馈程序是针对试验过程中机械运动、电磁影响等参数的处理程序。

本发明通过单片机、机电一体化控制，实现亥姆霍兹线圈自动旋转和任意角度试验；利用软件检测，实现了智能电能表校表所用的三相电源和产生磁场的恒流源的同频同源；通过高斯计实现了磁场强度的测量；通过通讯实现了各试验数据的采集和安全保护。本发明实现了一种新型的交流磁场影响试验装置的智能化操作和数据处理技术，为建设智能电网打造了一款智能、先进、安全、可靠的同频同源一种新型的交流磁场影响试验装置。

附图说明

图1是一种新型的交流磁场影响实验装置系统框架图。

具体实施方式

具体实施方式一，参照附图，本具体实施方式所述的一种新型的交流磁场影响试验装置硬件电路是由主控单元、高斯计、标准电能表、三相电源、恒流源、亥姆霍兹线圈系统、智能机械单元、人机交互单元、安全防护单元、电源单元、通讯单元组成。

各部分硬件功能如下：

主控单元：是控制各单元运行。主要控制恒流源的输出来调整亥姆霍兹线圈所产生磁场的大小；接收高斯计的数据，实时监测磁场的强度；控制智能机械单元使其操作亥姆霍兹线圈按照输入指令转动；接收标准电能表的数据反馈；控制安全防护系统动作；与触控显示屏进行通讯，接收操作指令等； 

高斯计：是通过探头传感器监测亥姆霍兹线圈产生磁场的大小，同时将监测数据传送给主控单元存储并在显示屏上显示； 

标准电能表：是检验被测智能电能表的精度，检测结果通过主控单元在显示界面显示；

三相电源：分为电压源和电流源两部分，为智能电能表提供电压和电流信号；

恒流源：是给亥姆霍兹线圈供电产生磁场的电源。通过改变恒流源的大小来调节磁场的强度；

亥姆霍兹线圈：是产生磁场的装置。该线圈通过智能机械单元进行传动，按照用户设定值进行角度旋转，被测智能电能表在指定的磁场下测量超差或有意外事件发生时，标准电能表会立即捕捉并传递给主控单元，主控单元能立即记录下超差或事件记录点的磁场大小和角度值；

智能机械单元：是带动亥姆霍兹线圈按照设定角度旋转。主要由步进电机、电机驱动器、减速器、联轴器等组成；

人机交互单元：是提供操作人员设置参数，将操作指令、参数等发送给主控单元，并将各单元的试验结果和实时数据如磁场值、恒流源功率、智能电能表误差、亥姆霍兹线圈角度、三相电源参数、安全防护状态显示出来；

安全防护单元：是在其它各部分有异常工作时，紧急关断供电电源并报警。

电源单元：为各单元提供供电电源。

通讯单元：负责与各单元进行信息交换。

本发明的功能是通过软件实现的，所述的一种新型的交流磁场影响试验装置的软件部分，包括主控程序、同频同源校准程序、通讯程序、存储程序、保护程序、机械控制程序、反馈程序。

各种软件功能如下：

主控程序：负责完成从人机交互单元、高斯计、标准电能表、智能机械单元、安全防护等获取所需信息再传送给上位机的功能；

同频同源校准程序：负责检测三相电源和恒流源的电压和电流相位，产生同频率电源； 

通讯程序：负责主控单元与各单元的信息交换；

存储程序：负责存储所需的各种信息；

保护程序：负责防止由于线圈卡死、系统过热、电源故障所产生的线圈传送系统损坏、不产生磁场、无试验数据等重大事故的发生； 

机械控制程序：控制操作线圈的智能机械单元的动作；

反馈程序：针对试验过程中机械运动、电磁影响等参数的处理程序。

通过上述软硬件设计，可以实现主控单元对多分支单元进行实时控制，方便快捷的下达指令；准确及时的传输数据；精确稳定的控制操作过程；细致完善的汇报测试结果；形成一套完整智能的测试体系。

本发明通过单片机、机电一体化控制，实现亥姆霍兹线圈自动旋转和任意角度试验；利用软件检测，实现了智能电能表校表所用的三相电源和产生磁场的恒流源的同频同源；通过高斯计实现了磁场强度的测量；通过通讯实现了各试验数据的采集和安全保护。本发明实现了一种新型的交流磁场影响试验装置的智能化操作和数据处理技术，为建设智能电网打造了一款智能、先进、安全、可靠的同频同源一种新型的交流磁场影响试验装置。 

Claims (2)

1.一种新型的交流磁场影响试验装置，其特征在于所述的交流磁场影响试验装置硬件包含主控单元、标准电能表、三相电源、高斯计、恒流源、亥姆霍兹线圈单元、智能机械单元、安全防护单元、电源单元、通讯单元；所述的三相电源与产生磁场的恒流源为同频同源；

所述的软件包括主控程序、同频同源校准程序、通讯程序、存储程序、保护程序、机械控制程序、反馈程序；所述的同频同源校准程序负责检测三相电源和恒流源的电压和电流相位，产生同频率电源。

2.根据权利要求1所述的一种新型的交流磁场影响试验装置，其特征在于所述的亥姆霍兹线圈可按正、反两个方向转动，且操作者可改变转动速率，还可自定义转到一定角度，并能时刻反馈所转动的轨迹信息，当被校验电能表出现事件记录，可记录当时磁场的角度。