CN207867011U - 一种接地网磁感应强度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种接地网磁感应强度测量装置，包括检测单元，检测单元包括由多个并排设置在支撑架平面上的磁场测量传感器构成的传感器阵列，每个磁场测量传感器均包括PCB绕制检测线圈和带通滤波放大电路，PCB绕制检测线圈串联在带通滤波放大电路的两端之间，PCB绕制检测线圈包括多层竖向设置的PCB印刷板，多层PCB印刷版之间级联叠加且每层PCB印刷板表面均绕设有导线线圈，PCB印刷板的中心位置设有矩形检测孔，导线线圈呈螺旋状绕设在矩形检测孔外围；本实用新型测量精度高，放大倍数高，大大提高了接地网磁场强度的测量精度，且价格低廉，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及接地网磁场检测设备技术领域，尤其涉及一种接地网磁感应强度测量装置。
背景技术
接地网作为电力接地系统中一个重要的组成部分，主要存在于发电厂和变电站中，用于雷电流等大电流的快速泄放，以降低地电位升，防止产生危险电压，接地网的性能好坏在很大程度上决定着电力系统运行的安全可靠性。由于接地网在长期运行下会发生腐蚀情况，影响电力系统安全运行，因此需要对接地网的缺陷进行及时检测和修复。现阶段对接地网腐蚀诊断的主要技术手段之一就是通过对接地网支路地表磁场强度进行测量和分析，但是，目前的磁场强度测量设备所使用的磁场传感器往往采用铜线绕制围成，其精度和放大倍数都较差，而且价格昂贵，远远不能适应当前磁场强度测量的使用需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种接地网磁感应强度测量装置，测量精度高，放大倍数高，大大提高了接地网磁场强度的测量精度，且价格低廉，使用方便。
本实用新型采用的技术方案为：
一种接地网磁感应强度测量装置，包括支撑平台、微控机和检测单元，微控机和传感器阵列均设置在支撑平台上，微控机的通讯端连接检测单元的通讯端；所述检测单元包括由多个并排设置在支撑架平面上的磁场测量传感器构成的传感器阵列，多个磁场测量传感器的输出端分别连接至微控机的输入端；
每个磁场测量传感器均包括PCB绕制检测线圈和带通滤波放大电路，PCB绕制检测线圈串联在带通滤波放大电路的两端之间；
所述PCB绕制检测线圈包括多层竖向设置的PCB印刷板，多层PCB印刷版之间级联叠加且每层PCB印刷板表面均绕设有导线线圈，PCB印刷板的中心位置设有矩形检测孔，导线线圈呈螺旋状绕设在矩形检测孔外围；每层PCB板上设有多个过孔，且表层的PCB印刷板和底层PCB印刷板上均设有焊盘，相邻PCB印刷板的导线线圈之间通过过孔依次首尾相连，每层PCB印刷板中导线线圈的螺旋缠绕方向一致，且表层PCB印刷板和底层PCB印刷板的出线端分别通过焊盘连接至带通滤波放大电路的两端；
所述带通滤波放大电路包括依次串联的有源高通滤波器电路和有源带通滤波器电路。
所述PCB绕制检测线圈中每层PCB印刷板上所设导线线圈均在垂直于导线线圈平面的方向上重合。
所述支撑平台包括底板和设置在底板上方的顶板，底板和顶板之间通过多根尼龙支柱连接，检测单元设置在底板和顶板之间，微控机设置在顶板上。
所述底板和顶板之间构成检测部，容纳部一侧的底板上设有由多层容纳架构成的容纳部，检测部和容纳部之间设有磁场屏蔽硅钢片，检测单元设置在检测部内。
所述每层PCB印刷板上均设有固定孔，相邻层的PCB印刷板之间通过固定孔固定连接。
本实用新型具有以下有益效果：
（1）通过使用PCB绕制检测线圈替代传统的铜线绕制线圈，不仅大大降低了设备成本，而且大大提高了本实用新型的精度和放大倍数，提高了接地网磁场强度的测量精度；
（2）通过PCB线圈采用工业批量定制的特点，提高了线圈之间的一致性，使本实用新型能够检测NT级别的磁场信号，进一步提高了对接地网磁场强度的测量精度；
（3）通过在检测部和容纳部之间设置磁场屏蔽硅钢片，有效消除容纳部放置的功能模块所产生的感应磁场对检测部的磁场传感器造成干扰，保障了检测的准确度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为优选实施方式中表层PCB板的导线线圈走线示意图；
图3为优选实施方式中内一层PCB板的导线线圈走线示意图；
图4为优选实施方式中内二层PCB板的导线线圈走线示意图；
图5为优选实施方式中底层PCB板的导线线圈走线示意图。
附图标记说明：
1、顶板；2、安装架；3、微控机；4、磁场屏蔽硅钢片；5、容纳架；6、底板；7、磁场测量传感器；8、尼龙支柱；9、上焊盘；10、固定孔；11、下焊盘。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括支撑平台、微控机3和检测单元，微控机3和传感器阵列均设置在支撑平台上，微控机3的通讯端连接检测单元的通讯端；检测单元包括由多个并排设置在支撑架平面上的磁场测量传感器7构成的传感器阵列，多个磁场测量传感器7的输出端分别连接至微控机3的输入端；
每个磁场测量传感器7均包括PCB绕制检测线圈和带通滤波放大电路，PCB绕制检测线圈串联在带通滤波放大电路的两端之间；
PCB绕制检测线圈包括多层竖向设置的PCB印刷板，多层PCB印刷版之间级联叠加且每层PCB印刷板表面均绕设有导线线圈，PCB印刷板的中心位置设有矩形检测孔，导线线圈呈螺旋状绕设在矩形检测孔外围，且每层PCB印刷板上所设导线线圈均在垂直于导线线圈平面的方向上重合；每层PCB板上设有多个过孔，且表层的PCB印刷板和底层PCB印刷板上均设有焊盘，相邻PCB印刷板的导线线圈之间通过过孔依次首尾相连，每层PCB印刷板中导线线圈的螺旋缠绕方向一致，且表层PCB印刷板和底层PCB印刷板的出线端分别通过焊盘连接至带通滤波放大电路的两端；
带通滤波放大电路包括依次串联的有源高通滤波器电路和有源带通滤波器电路。
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1所示，支撑平台包括底板6和设置在底板6上方的顶板1，微控机3通过安装架2设置在顶板1上，底板6和顶板1之间通过多根尼龙支柱8连接，底板6和顶板1构成用于容纳检测单元的检测部，检测部右侧的底板6上设有由多层容纳架5构成的容纳部，容纳部用于盛放其他功能模块，检测部和容纳部之间设有磁场屏蔽硅钢片4，磁场屏蔽硅钢片4能够有效消除容纳部放置的功能模块所产生的感应磁场对检测部的磁场传感器造成干扰，保障了检测的准确度。
如图2、图3、图4和图5所示，优选每个PCB绕制检测线圈包括四层竖向设置的PCB印刷板，从左至右依次为表层PCB印刷板、内一层PCB印刷板、内二层PCB印刷板和底层PCB印刷板，每层PCB印刷板均设有过孔a、过孔b和过孔c，且每层PCB印刷板上同一编号的过孔位置相同，每一层PCB印刷板的边缘部均设有固定孔10，四层PCB印刷板通过固定孔10依次级联叠加。
其中，如图2所示，表层的PCB印刷板上设有用于注入或流出信号的上焊盘9，如图5所示，底层的PCB印刷板上设有用于注入或流出信号的下焊盘11，上焊盘9和下焊盘11分别与带通滤波放大电路的两端相连；表层PCB印刷板的导线线圈的进线端连接上焊盘9，表层PCB印刷板的导线线圈的出线端通过过孔a连接内一层PCB印刷板的导线线圈的进线端，内一层PCB印刷板的导线线圈的出线端通过过孔c连接内二层PCB印刷板的导线线圈的进线端，内二层PCB印刷板的导线线圈的出线端通过过孔b连接底层PCB印刷板的导线线圈的进线端，底层PCB印刷板的导线线圈的出线端连接下焊盘11，连接后的四层PCB印刷板的导线线圈螺旋方向相同，均为逆时针方向，且连接后的四层PCB印刷板上的导线线圈位置均在垂直于导线线圈平面的方向上重合，避免了不同层之间的涡流产生。
本实用新型通过使用PCB绕制检测线圈替代传统的铜线绕制线圈，不仅大大降低了设备成本，而且大大提高了本实用新型的精度和放大倍数，提高了接地网磁场强度的测量精度；同时，由于PCB线圈具有可采用工业批量定制的特点，提高了线圈之间的一致性，使本实用新型能够检测NT级别的磁场信号，进一步提高了对接地网磁场强度的测量精度。
同时，本实用新型的带通滤波放大电路由有源高通滤波器电路与有源带通滤波器电路串联成一个多级带通滤波放大电路组成，用于对感应电压信号进行滤波和放大，使线圈的输出感应电压放大到一个可以测量的量级，提高信号的信噪比；有源高通滤波器电路优选采用压控电压源型电路设计，其截至频率设计为10Hz～20Hz。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种接地网磁感应强度测量装置，其特征在于：包括支撑平台、微控机和检测单元，微控机和传感器阵列均设置在支撑平台上，微控机的通讯端连接检测单元的通讯端；所述检测单元包括由多个并排设置在支撑架平面上的磁场测量传感器构成的传感器阵列，多个磁场测量传感器的输出端分别连接至微控机的输入端；
每个磁场测量传感器均包括PCB绕制检测线圈和带通滤波放大电路，PCB绕制检测线圈串联在带通滤波放大电路的两端之间；
所述PCB绕制检测线圈包括多层竖向设置的PCB印刷板，多层PCB印刷版之间级联叠加且每层PCB印刷板表面均绕设有导线线圈，PCB印刷板的中心位置设有矩形检测孔，导线线圈呈螺旋状绕设在矩形检测孔外围；每层PCB板上设有多个过孔，且表层的PCB印刷板和底层PCB印刷板上均设有焊盘，相邻PCB印刷板的导线线圈之间通过过孔依次首尾相连，每层PCB印刷板中导线线圈的螺旋缠绕方向一致，且表层PCB印刷板和底层PCB印刷板的出线端分别通过焊盘连接至带通滤波放大电路的两端；
所述带通滤波放大电路包括依次串联的有源高通滤波器电路和有源带通滤波器电路。
2.根据权利要求1所述的接地网磁感应强度测量装置，其特征在于：所述PCB绕制检测线圈中每层PCB印刷板上所设导线线圈均在垂直于导线线圈平面的方向上重合。
3.根据权利要求1所述的接地网磁感应强度测量装置，其特征在于：所述支撑平台包括底板和设置在底板上方的顶板，底板和顶板之间通过多根尼龙支柱连接，检测单元设置在底板和顶板之间，微控机设置在顶板上。
4.根据权利要求3所述的接地网磁感应强度测量装置，其特征在于：所述底板和顶板之间构成检测部，容纳部一侧的底板上设有由多层容纳架构成的容纳部，检测部和容纳部之间设有磁场屏蔽硅钢片，检测单元设置在检测部内。
5.根据权利要求1所述的接地网磁感应强度测量装置，其特征在于：所述每层PCB印刷板上均设有固定孔，相邻层的PCB印刷板之间通过固定孔固定连接。
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| CN114814669A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-29 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种磁场纹波测量方法及装置 |
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