CN104459279A - 一种测量导线电流的方法及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量导线电流的方法及电子装置，用于测量在电子装置预设距离内的导线的电流强度，电子装置包括：两个磁力计，用以分别测量两个磁力计处的磁感应强度；其中，两个磁力计的连线与导线在同一水平面中，且连线的延长线与导线垂直相交；分析模块，用以根据所两个磁力计测量的磁感应强度和两个磁力计距离导线的距离之差，分析得出导线中流过的电流的电流强度。本发明的测量导线电流的方法及电子装置可方便、安全、智能、且非接触式的测量导线中的电流强度，测量结果精确可靠。

Description

一种测量导线电流的方法及电子装置

技术领域

本发明涉及一种测量方法，特别是涉及一种非接触式的电流测量方法。

背景技术

在现代社会中，电力已经成为日常生活里不可或缺的一部分，作为电力传输介质的导线同样成为非常重要的器件。导线通常都有额定电流的限制，超过额定电流可能会导致温度过高起火等危险状况的发生，在不知道电器额定功率的情况下，通过测量导线中的电流强度可以有效的避免这种危险情况的发生。

传统的电流测量方法通常需要将测量器件接入待测电路，使待测电路中的电流流过测量器件后测出电流的大小。这种方法操作复杂，在实际操作中截断电路再接入测量器件的方法并不可行。目前较专业领域多采用电流钳表进行电流的测量，钳表采用电磁感应的原理，使电流产生的磁场在铁芯中产生磁通量，再利用环绕在铁芯上的线圈产生电流，根据两个电流大小的比例测算出导线中的电流。传统接触式的电流测量方法操作复杂、危险，且切断电路的方法无法应用于实际生产环境。对于钳表测量的方式，由于测量时仍然会在钳表中产生电流，所以操作时依然存在危险，并且每个钳表的钳口半径需要固定以确定电流换算比例，限制了设备的扩展性。

所以设计出一种可以方便的测量导线电流的便携装置是现在所亟需解决的一个问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种测量导线电流的方法及电子装置，用于解决现有技术中不能方便智能的对导线电流强度进行非接触式测量的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子装置，用于测量在所述电子装置预设距离内的导线的电流强度，所述电子装置包括：两个磁力计，用以分别测量两个所述磁力计处的磁感应强度；其中，两个所述磁力计的连线与所述导线在同一水平面中，且所述连线的延长线与所述导线垂直相交；分析模块，用以根据所两个所述磁力计测量的所述磁感应强度和两个所述磁力计距离所述导线的距离之差，分析得出所述导线中流过的电流的电流强度。

可选的，所述分析模块对在多个预设时间周期点分析得到的多组所述电流强度其取平均值，以得到平均电流强度。

可选的，所述电子装置还具有报警模块，用以当所述电流强度超过预设的电流强度阈值时，生成报警信号。

可选的，所述报警信号为语音或文字信号。

可选的，所述电子装置具有无线传输模块，用以向特定的外部设备发送所述报警信号。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种测量导线电流的方法，包括如下步骤：在所述导线的预设距离内设置具有两个磁力计的电子装置，其中两个所述磁力计的连线与所述导线在同一水平面中，且所述连线的延长线与所述导线垂直相交；令两个所述磁力计分别测量其所处位置处的磁感应强度；所述电子装置根据所两个所述磁力计测量的所述磁感应强度和两个所述磁力计距离所述导线的距离之差，分析得出所述导线中流过的电流的电流强度。

可选的，所述电子装置对在多个预设时间周期点分析得到的多组所述电流强度其取平均值，以得到平均电流强度。

可选的，当所述电子装置检测到所述导线电流的电流强度大于预设电流强度阈值时，生成报警信号。

可选的，所述报警信号为语音或文字信号。

可选的，所述电子装置向特定的外部设备发送所述报警信号。

如上所述，本发明的一种测量导线电流的方法及电子装置，将电子装置设置在导线的周围，且令两个磁力计的连线与导线在同一平面内并与导线相垂直，继而分别测量两个磁力计出的导线的电流强度，以令电子装置根据两个磁力计出的电流强度和两磁力计距离导线的距离，得到导线中的电流的电流强度，本测量导线电流的方法及电子装置可方便、安全、智能、且非接触式的测量导线中的电流强度，测量结果精确可靠。

附图说明

图1显示为应用毕奥-萨伐尔定律原理计算电流强度的原理示意图。

图2显示为本发明的一种电子装置在一具体实施例中的模块示意图。

图3显示为应用本发明的一种电子装置及测量导线电流的方法的一具体实施例的原理示意图。

图4显示为本发明的一种测量导线电流的方法在一具体实施例中的流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

根据毕奥-萨伐尔定律，电流元将在其周围形成稳定的磁场，该磁场中某位置处的磁感应强度与电流强度、距离、夹角等众多因素有关。如图1所示，假设导线的长度为L，电流元d在其周围会产生磁场，例如在P点的磁场强度为dP点距离导线L的垂直距离为a，P点距离电流元的长度矢量为P点与电流元d的夹角为θ，与导线L的两端的角度分别为θ₁和θ₂，根据毕奥-萨伐尔定律，电流元d在P点的磁感应强度为：

$\mathrm{dB}=\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{4\mathrm{\π}}\frac{\mathrm{Idl}\sin \mathrm{\θ}}{r^2}$

长度为L的导线在P点产生的磁感应强度为：

$B=\underset{L}{\∫}\mathrm{dB}=\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{4\mathrm{\π}}\underset{L}{\∫}\frac{\mathrm{Idl}\sin \mathrm{\θ}}{r^2}$

换算得到：

$B=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{4\mathrm{\πa}}({\cos \mathrm{\θ}}_1-{\cos \mathrm{\θ}}_2)$

对于无限长直导线，因为θ₁近似为0，且θ₂近似为180°，所以上式可近似看做：

$B=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{2\mathrm{\πa}}$

在实际生活中，相对于测量装置而言，通常可以将导线视为无限长。

请参阅图1，显示为本发明的一种电子装置在一具体实施例中的模块示意图。所述电子装置1例如智能手机或平板电脑等便携装置。所述电子装置1用于测量在其预设距离内的导线的电流强度，所述导线的长度可看做为无线长，所述预设距离的设置，是防止所述电子装置1距离所述导线太远，使测量结果不准确。所述电子装置包括：两个磁力计11，以及分析模块12。

所述磁力计11用以分别测量两个所述磁力计11处的磁感应强度；其中，两个所述磁力计11的连线与所述导线在同一水平面中，且所述连线的延长线与所述导线垂直相交。

所述分析模块12用以根据所两个所述磁力计11测量的所述磁感应强度和两个所述磁力计11距离所述导线的距离之差，分析得出所述导线中流过的电流的电流强度。

具体的实例模型请参阅图3，显示为应用本发明的一种电子装置的一具体实施例的原理示意图。如图3所示，所述电子装置2的两个所述磁力计分别为磁力计A和磁力计B，所述磁力计A距离导线3的垂直距离为l_A，所述磁力计B距离所述导线3的垂直距离为l_B，l_B减去l_A为预先设置的固定的距离l，通过所述导线3中的电流的电流强度为I，由此，根据毕奥-萨伐尔定律，在所述磁力计A处的磁场强度为：

$B_A=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{2\mathrm{\π}{l}_A}$

根据毕奥-萨伐尔定律，在所述磁力计A处的磁场强度为：

$B_B=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{2\mathrm{\π}{l}_B}$

所以经换算得到：

$\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{2\mathrm{\π}}(\frac{1}{B_B}-\frac{1}{B_A})=l_B-l_A=l$

即根据所述磁力计A和磁力计B测得的磁场强度即可分析得到所述导线3中通过的电流的电流强度。

于另一优选实例中，所述分析模块对在多个预设时间周期点分析得到的多组所述电流强度其取平均值，以得到平均电流强度。

于另一优选实例中，所述电子装置还具有报警模块，用以当所述电流强度超过预设的电流强度阈值时，生成报警信号。所述报警信号例如为语音或文字信号。更优选的，所述电子装置还具有无线传输模块，用以向特定的外部设备发送所述报警信号。例如所述电子装置可为固定于导线周围用于实时测量导线中电流的电子装置，当检测到通过导线终中的电流的电流强度超过阈值时，向指定的用户手机或者家庭的报警装置无线发送报警信号。

本发明还提供了一种量导线电流的方法，请参阅图4，显示为本发明的一种测量导线电流的方法在一具体实施例中的流程示意图。包括如下步骤：

S11：在所述导线的预设距离内设置具有两个磁力计的电子装置，其中两个所述磁力计的连线与所述导线在同一水平面中，且所述连线的延长线与所述导线垂直相交。

S12：令两个所述磁力计分别测量其所处位置处的磁感应强度。

S13：所述电子装置根据所两个所述磁力计测量的所述磁感应强度和两个所述磁力计距离所述导线的距离之差，分析得出所述导线中流过的电流的电流强度。

具体的实例模型请参阅图3，显示为应用本发明的一种电子装置的一具体实施例的原理示意图。如图3所示，所述电子装置2的两个所述磁力计分别为磁力计A和磁力计B，所述磁力计A距离导线3的垂直距离为l_A，所述磁力计B距离所述导线3的垂直距离为l_B，l_B减去l_A为预先设置的固定的距离l，通过所述导线3中的电流的电流强度为I，由此，根据毕奥-萨伐尔定律，在所述磁力计A处的磁场强度为：

$B_A=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{2\mathrm{\π}{l}_A}$

根据毕奥-萨伐尔定律，在所述磁力计A处的磁场强度为：

$B_B=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{2\mathrm{\π}{l}_B}$

所以经换算得到：

$\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}I}{2\mathrm{\π}}(\frac{1}{B_B}-\frac{1}{B_A})=l_B-l_A=l$

即根据所述磁力计A和磁力计B测得的磁场强度即可分析得到所述导线3中通过的电流的电流强度。

在另一具体实施例中，所述电子装置对在多个预设时间周期点分析得到的多组所述电流强度其取平均值，以得到平均电流强度。以得到更加准确的的电流强度。

在另一具体实施例中，当所述电子装置检测到所述导线电流的电流强度大于预设电流强度阈值时，生成报警信号。所述报警信号例如为语音或文字信号。更优选的，所述电子装置向特定的外部设备发送所述报警信号。例如所述电子装置可为固定于导线周围用于实时测量导线中电流的电子装置，当检测到通过导线终中的电流的电流强度超过阈值时，向指定的用户手机或者家庭的报警装置无线发送报警信号。

如上所述，本发明的一种测量导线电流的方法及电子装置，将电子装置设置在导线的周围，且令两个磁力计的连线与导线在同一平面内并与导线相垂直，继而分别测量两个磁力计出的导线的电流强度，以令电子装置根据两个磁力计出的电流强度和两磁力计距离导线的距离，得到导线中的电流的电流强度，本测量导线电流的方法及电子装置可方便、安全、智能、且非接触式的测量导线中的电流强度，测量结果精确可靠。

综上所述，本发明的一种测量导线电流的方法及电子装置，将电子装置设置在导线的周围，且令两个磁力计的连线与导线在同一平面内并与导线相垂直，继而分别测量两个磁力计出的导线的电流强度，以令电子装置根据两个磁力计出的电流强度和两磁力计距离导线的距离，得到导线中的电流的电流强度，本测量导线电流的方法及电子装置可方便、安全、智能、且非接触式的测量导线中的电流强度，测量结果精确可靠。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，用于测量在所述电子装置预设距离内的导线的电流强度，所述电子装置包括：

两个磁力计，用以分别测量两个所述磁力计处的磁感应强度；其中，两个所述磁力计的连线与所述导线在同一水平面中，且所述连线的延长线与所述导线垂直相交；

分析模块，用以根据所两个所述磁力计测量的所述磁感应强度和两个所述磁力计距离所述导线的距离之差，分析得出所述导线中流过的电流的电流强度。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：所述分析模块对在多个预设时间周期点分析得到的多组所述电流强度其取平均值，以得到平均电流强度。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还具有报警模块，用以当所述电流强度超过预设的电流强度阈值时，生成报警信号。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于：所述报警信号为语音或文字信号。

5.根据权利要求3或4所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置具有无线传输模块，用以向特定的外部设备发送所述报警信号。

6.一种测量导线电流的方法，其特征在于：包括如下步骤：

在所述导线的预设距离内设置具有两个磁力计的电子装置，其中两个所述磁力计的连线与所述导线在同一水平面中，且所述连线的延长线与所述导线垂直相交；

令两个所述磁力计分别测量其所处位置处的磁感应强度；

所述电子装置根据所两个所述磁力计测量的所述磁感应强度和两个所述磁力计距离所述导线的距离之差，分析得出所述导线中流过的电流的电流强度。

7.根据权利要求6所述的测量导线电流的方法，其特征在于：所述电子装置对在多个预设时间周期点分析得到的多组所述电流强度其取平均值，以得到平均电流强度。

8.根据权利要求6所述的测量导线电流的方法，其特征在于：当所述电子装置检测到所述导线电流的电流强度大于预设电流强度阈值时，生成报警信号。

9.根据权利要求8所述的测量导线电流的方法，其特征在于：所述报警信号为语音或文字信号。

10.根据权利要求8或9所述的测量导线电流的方法，其特征在于：所述电子装置向特定的外部设备发送所述报警信号。