CN108508381B - 一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱，包括下保温仓、下陶瓷发热片、下热电偶温度传感器、下硅钢片、复合线圈定位板、复合线圈、上硅钢片、上热电偶温度传感器、上陶瓷发热片、上保温仓和直流稳压电源。该传感箱分为上下两层，实现对硅钢片材料实际工况温度加载的二维磁特性精确测量，可以单独对测试样品进行加热，避免对磁轭、极头还有激磁线圈同时加热，同时加热会影响测试样品中心区域的感应磁场从而产生测量误差。同时保温传感箱的上下开口面积采用比仓体截面小的设计，提高了热能的利用率，可以使样品中心区域获得更大面积的温度均匀区域。

Description

一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱

技术领域

本发明涉及磁特性测量领域，具体是一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱。

背景技术

目前较为通用的硅钢片二维磁特性测量方法是用测量装置产生一个与轧制方向成任意角度的旋转磁场，在样品上激发磁场，将样品被磁化以后的磁场信号采集出来，再输入给信号采集系统记录存储，即完成了一组实验测量。

传统的二维磁特性测量忽略了温度对磁特性的影响，研究证明，不同温度下硅钢片的磁特性是有区别的，硅钢片材料的电导率、磁导率、铁芯损耗数据和B-H曲线等都会随着温度的变化而变化，继而影响含有硅钢片的电工装备的损耗及温度的分布，同时在对磁场和温度场仿真的耦合计算过程中，材料属性的精确性关系到仿真计算结果的准确性。

已有的测量温度对硅钢片磁特性影响的实验都是把测量装置整体放入恒温箱中进行测试，对整个测试装置进行整体加热，这种方法成本过高，恒温箱的尺寸需要和整体实验装置进行匹配，并留出相当大的空间余量，对恒温箱尺寸的要求很高。同时这种测试方法对测量装置的磁轭、极头都有影响，因为测量装置的磁轭、极头本身也是磁性材料，磁特性也会随着温度的变化而变化，会使测试结果产生误差。

文献(孔庆奕,程志光,李悦宁.取向硅钢片在不同环境温度下的磁特性[J].高电压技术,2014,40(09):2743-2749)中介绍了硅钢片在不同环境温度下的磁特性测量方法，测试硅钢片样品和测量装置整体放入恒温箱中进行测试，同时对测试硅钢片样品和测量装置进行加热。因为测量装置的铁心本身也是磁性材料，磁特性也会随着温度的变化而变化，这种测试方法对测量装置铁心有影响，会使测试结果产生误差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于该传感箱包括下保温仓、下陶瓷发热片、下热电偶温度传感器、下硅钢片、复合线圈定位板、复合线圈、上硅钢片、上热电偶温度传感器、上陶瓷发热片、上保温仓和直流稳压电源；

所述下保温仓和上保温仓的四角均向外延伸出定位块；所述下保温仓的定位块通过不导磁的螺栓和螺母与上保温仓的定位块连接；所述下保温仓的底面开有下引线孔；所述上保温仓的底面开有上引线孔；

所述下保温仓为长方体槽结构；下硅钢片放置在下保温仓的顶面，下硅钢片能够完全覆盖下保温仓的顶面，下硅钢片的四角分别卡在下保温仓的四角的定位块上；下硅钢片的一侧面固定有下陶瓷发热片，另一侧面放置复合线圈定位板；下陶瓷发热片位于下保温仓内，通过连接的导线穿过下引线孔与直流稳压电源连接；所述复合线圈定位板的四角分别卡在下保温仓的四角的定位块上；所述复合线圈定位板开有十字形槽和中心的方形槽，方形槽用于放置复合线圈；所述下热电偶温度传感器穿过复合线圈定位板的十字形槽贴合在下硅钢片上；

所述上保温仓为长方体槽结构；上硅钢片放置在上保温仓的顶面，上硅钢片能够完全覆盖上保温仓的顶面，上硅钢片的四角分别卡在上保温仓的四角的定位块上；上硅钢片的一侧面固定有上陶瓷发热片，安装完成后另一侧面与复合线圈定位板接触；上陶瓷发热片位于上保温仓内，通过连接的导线穿过上引线孔与直流稳压电源连接；复合线圈与下硅钢片的中心或上硅钢片的中心接触；所述上热电偶温度传感器穿过复合线圈定位板的十字形槽贴合在上硅钢片上。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本发明的保温传感箱分为上下两层，实现对硅钢片材料实际工况温度加载的二维磁特性精确测量，可以单独对测试样品进行加热，避免对磁轭、极头还有激磁线圈同时加热，同时加热会影响测试样品中心区域的感应磁场从而产生测量误差。同时保温传感箱的上下开口面积采用比仓体截面小的设计，提高了热能的利用率，可以使样品中心区域获得更大面积的温度均匀区域。

(2)在满足测量精确度的要求下，待测样品的大小可以根据需求进行调整，陶瓷发热片的位置和大小还有热电偶温度传感器的位置可以根据需求进行调整，实现对样品的定点加热，定点测温。

(3)保温传感箱的上下两层将下硅钢片、复合线圈定位板、上硅钢片通过不导磁的螺栓进行夹紧，保证了复合线圈定位在样片中央，位置不发生移动，能够对测试样片中心磁场最均匀的区域进行测试。

(4)待测样片(硅钢片)采用两片，起到了聚集磁力线的效果，相比于只采用一片待测样片，同样的激磁线圈通过相同的电流时，采用两片待测样片能够对放有复合线圈的待测样片进行最大限度的磁化。

(5)保温传感箱的上下两层仓体内均放有陶瓷发热片，可以同时对下硅钢片和上硅钢片进行加热，加热到相同的温度区间再进行测量，避免了只对一片硅钢片进行加热时导致两片硅钢片由于温度不同而导致磁特性相差过大影响测试效果，使得测量结果更为准确。

附图说明

图1为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的整体结构示意图；

图2为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的下陶瓷发热片位置示意图；

图3为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的下保温仓结构示意图；

图4为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的下硅钢片连接示意图；

图5为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的上陶瓷发热片位置示意图；

图6为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的上保温仓结构示意图；

图7为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的上硅钢片连接示意图；

图8为本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱一种实施例的螺栓和螺母示意图；(图中：1、下保温仓；2、下陶瓷发热片；3、下引线孔；4、下热电偶温度传感器；5、下硅钢片；6、复合线圈定位板；7、复合线圈；8、上硅钢片；9、上热电偶温度传感器；10、上陶瓷发热片；11、螺栓；12、螺母；13、上保温仓；14、上引线孔)

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱(参见图1-8，简称传感箱)，其特征在于该传感箱包括下保温仓1、下陶瓷发热片2、下热电偶温度传感器4、下硅钢片5、复合线圈定位板6、复合线圈7、上硅钢片8、上热电偶温度传感器9、上陶瓷发热片10、上保温仓13和直流稳压电源；

所述下保温仓1和上保温仓13的四角均向外延伸出定位块；所述下保温仓1的定位块通过不导磁的螺栓11和螺母12与上保温仓13的定位块连接；所述下保温仓1的底面开有下引线孔3；所述上保温仓13的底面开有上引线孔14；

所述下保温仓1为长方体槽结构；下硅钢片5放置在下保温仓1的顶面，下硅钢片5能够完全覆盖下保温仓1的顶面，下硅钢片5的四角分别卡在下保温仓1的四角的定位块上；下硅钢片5的一侧面固定有下陶瓷发热片2，另一侧面放置复合线圈定位板6；下陶瓷发热片2位于下保温仓1内，通过连接的导线穿过下引线孔3与直流稳压电源连接，通电以后可以对下硅钢片5进行加热，通过直流稳压电源调节下陶瓷发热片2两端的电压来产生不同的加热温度，最高可达200℃；所述复合线圈定位板6的四角分别卡在下保温仓1的四角的定位块上；所述复合线圈定位板6开有十字形槽和中心的方形槽，方形槽用于放置复合线圈7，对复合线圈7起到了定位作用，避免了由于复合线圈7位置移动而带来的测量误差；所述下热电偶温度传感器4穿过复合线圈定位板6的十字形槽贴合在下硅钢片5上；

所述上保温仓13为长方体槽结构；上硅钢片8放置在上保温仓13的顶面，上硅钢片8能够完全覆盖上保温仓13的顶面，上硅钢片8的四角分别卡在上保温仓13的四角的定位块上；下硅钢片5和上硅钢片8的形状和大小相同，是被磁场磁化的主体区域，中心放置复合线圈7，可以进行测量；上硅钢片8的一侧面固定有上陶瓷发热片10，安装完成后另一侧面与复合线圈定位板6接触；上陶瓷发热片10位于上保温仓13内，通过连接的导线穿过上引线孔14与直流稳压电源连接，通电以后可以对上硅钢片8进行加热，通过直流稳压电源调节上陶瓷发热片10两端的电压来产生不同的加热温度，最高可达200℃；复合线圈7与下硅钢片5的中心或上硅钢片8的中心接触；所述上热电偶温度传感器9穿过复合线圈定位板6的十字形槽贴合在上硅钢片8上。

直流稳压电源能产生0-30V的直流可调电压，用于调节下陶瓷发热片2和上陶瓷发热片10两端的电压。

所述复合线圈7上有垂直方向的H传感线圈和垂直方向的B探针，用来从下硅钢片5或上硅钢片8表面采集电信号。

下热电偶温度传感器4和上热电偶温度传感器9分别测试下硅钢片5和上硅钢片8的温度，明确当前硅钢片的温度条件。

下陶瓷发热片2和上陶瓷发热片10采用工业级陶瓷发热片；

所述下保温仓1和下保温仓13的内壁贴有隔热膜，形成保温环境；

螺栓11优选尼龙螺栓；螺母12优选尼龙螺母。

本发明考虑温度加载的磁特性测量传感箱的工作原理和工作流程是：

步骤一：下保温仓1中放置下陶瓷发热片2，下陶瓷发热片2的连接线从下保温仓的下引线孔3中引出与直流稳压电源连接，引出以后，将缝隙用具有耐高温、保温、隔热特点的硅酸陶瓷纤维进行填充。

步骤二：下硅钢片5放到下保温仓1上，下硅钢片5将下保温仓1的顶面盖好，在下硅钢片5上贴有下热电偶温度传感器4。

步骤三：在下硅钢片5上放置复合线圈定位板的四角分别卡在下保温仓1的四角的定位块上，压紧下硅钢片5。

步骤四：将复合线圈7放置在复合线圈定位板6的中心槽中，复合线圈定位板6将复合线圈7的位置固定好，复合线圈7与下硅钢片5接触，测量下硅钢片5的磁特性。

步骤五：在复合线圈定位板6上放置上硅钢片8，下硅钢片5和上硅钢片8起到了聚磁的效果，使下硅钢片5表面的磁场强度的均匀度更好，均匀区域更大。

步骤六：在上硅钢片8上表面放置上陶瓷发热片10，下表面放置上热电偶温度传感器9，以此来对上硅钢片8进行加热，并测量温度。

步骤七：在上硅钢片8上放置上保温仓13，上陶瓷发热片10的连接线从上保温仓的上引线孔14中引出与直流稳压电源连接，引出以后，将缝隙用具有耐高温，保温、隔热特点的硅酸陶瓷纤维进行填充。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (7)

1.一种考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于该传感箱包括下保温仓、下陶瓷发热片、下热电偶温度传感器、下硅钢片、复合线圈定位板、复合线圈、上硅钢片、上热电偶温度传感器、上陶瓷发热片、上保温仓和直流稳压电源；

所述下保温仓和上保温仓的四角均向外延伸出定位块；所述下保温仓的定位块通过不导磁的螺栓和螺母与上保温仓的定位块连接；所述下保温仓的底面开有下引线孔；所述上保温仓的底面开有上引线孔；

所述下保温仓为长方体槽结构；下硅钢片放置在下保温仓的顶面，下硅钢片能够完全覆盖下保温仓的顶面，下硅钢片的四角分别卡在下保温仓的四角的定位块上；下硅钢片的一侧面固定有下陶瓷发热片，另一侧面放置复合线圈定位板；下陶瓷发热片位于下保温仓内，通过连接的导线穿过下引线孔与直流稳压电源连接；所述复合线圈定位板的四角分别卡在下保温仓的四角的定位块上；所述复合线圈定位板开有十字形槽和中心的方形槽，方形槽用于放置复合线圈；所述下热电偶温度传感器穿过复合线圈定位板的十字形槽贴合在下硅钢片上；

所述上保温仓为长方体槽结构；上硅钢片放置在上保温仓的顶面，上硅钢片能够完全覆盖上保温仓的顶面，上硅钢片的四角分别卡在上保温仓的四角的定位块上；上硅钢片的一侧面固定有上陶瓷发热片，安装完成后另一侧面与复合线圈定位板接触；上陶瓷发热片位于上保温仓内，通过连接的导线穿过上引线孔与直流稳压电源连接；复合线圈与下硅钢片的中心或上硅钢片的中心接触；所述上热电偶温度传感器穿过复合线圈定位板的十字形槽贴合在上硅钢片上。

2.根据权利要求1所述的考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于下硅钢片和上硅钢片的形状和大小相同。

3.根据权利要求1所述的考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于直流稳压电源能产生0-30V的直流电压。

4.根据权利要求1所述的考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于所述复合线圈上有垂直方向的H传感线圈和垂直方向的B探针。

5.根据权利要求1所述的考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于下陶瓷发热片和上陶瓷发热片采用工业级陶瓷发热片。

6.根据权利要求1所述的考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于所述下保温仓和上保温仓的内壁贴有隔热膜，形成保温环境。

7.根据权利要求1所述的考虑温度加载的磁特性测量传感箱，其特征在于螺栓为尼龙螺栓；螺母为尼龙螺母。

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