CN210572697U - 基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置，包括标准直流电流源、杜瓦、超导等安匝线圈、数字多用表和待测的柔性电流传感器；杜瓦包括外侧杜瓦壁和内侧杜瓦壁，内侧杜瓦壁绕成筒状结构，形成位于杜瓦中心的管形通道；外侧杜瓦壁与内侧杜瓦壁形成密闭的超导线圈容置空间；所述超导等安匝线圈绕制在内侧杜瓦壁上，一端连接到电流源的正极，另一端连接到电流源的负极；电流传感器的柔性线圈穿过所述管形通道，电流传感器的输出端口连接到数字多用表。本实用新型采用超导等安匝线圈降低线圈的电阻、体积，从而降低对电流源的功率要求，并有利于对小尺寸柔性电流传感器进行检定。
Description
技术领域
本实用新型涉及电流传感器检定，特别是涉及基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置。
背景技术
现在，直流高压输电、电解铝、电力机车等耗能产业普遍使用大电流技术，电流最高可达600 kA，这就导致了大电流测量设备出现并被广泛应用。对这些产业而言，大电流测量设备的准确性对产品质量控制、能耗等方面起着比较重要的作用，因此对其进行计量检定很有必要。检定大电流测量设备可以直接使用标准大电流源，但标准大电流源的建设及维护成本过高、工作面积较大，限制了大电流测量设备计量检定工作的开展，而通过较小的标准电流源和等安匝线圈对其进行计量检定是一个更为实用的方法。可是，等安匝线圈一般为铜制，体积较大，总电阻较高，对电源功率要求高，在实际应用中仍有不足。因此，研究如何实现减小等安匝线圈的体积，降低其电阻很有意义。
柔性直流电流传感器一般为霍尔传感器或光纤传感器，用于对直流大电流进行测量，对此种传感器进行计量检定就可以使用等安匝线圈。为克服等安匝线圈的上述不足，使用新材料制作等安匝线圈，方便对柔性直流电流传感器进行检定便是一个有益的研究方向。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置，本实用新型采用超导等安匝线圈降低线圈的电阻、体积，从而降低对电流源的功率要求，并有利于对小尺寸柔性电流传感器进行检定。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置，包括标准直流电流源、杜瓦、超导等安匝线圈、数字多用表和待测的柔性电流传感器；
所述杜瓦包括外侧杜瓦壁和内侧杜瓦壁，所述内侧杜瓦壁围绕成筒状结构，形成位于杜瓦中心的管形通道；所述外侧杜瓦壁与内侧杜瓦壁之间形成密闭的超导线圈容置空间，为超导等安匝线圈提供低温环境，确保超导等安匝线圈处于超导态；所述超导等安匝线圈位于超导线圈容置空间内且绕制在内侧杜瓦壁上，超导等安匝线圈的一端贯穿外侧杜瓦壁连接到标准直流电流源的正极，超导等安匝线圈的另一端贯穿外侧杜瓦壁连接到标准直流电流源的负极；
所述柔性电流传感器的柔性线圈穿过所述管形通道，柔性电流传感器的输出端口连接到数字多用表。
优选地，所述超导等安匝线圈采用超导线带材绕制而成；所述柔性电流传感器为直流电流传感器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用超导等安匝线圈以降低线圈的电阻和体积，从而减小标准直流电流源的额定功率，降低对电流源的技术要求和成本，并减小装置的体积，有利于对小尺寸柔性电流传感器进行检定。
附图说明
图1为本实用新型的装置原理图；
图2为超导等安匝线圈的绕制示意图；
图3为待测的柔性电流传感器结构示意图；
图中，1-标准直流电流源，2-超导等安匝线圈，3-数字多用表，4-内侧杜瓦壁，5-外侧杜瓦壁，6-管形通道，7-柔性线圈，8-输出端口。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
本发明考虑到超导材料主要有零电阻效应，即当超导材料从正常态进入超导态后，电阻变为零的特性。由于超导线圈通直流电时电阻为零，采用超导安匝线圈可使整个装置实现很小的电阻，降低对直流电流源的功率要求。
再者，由于超导材料电流密度大，相同电流情况下超导线圈的体积小于普通线圈，采用超导技术可实现较小的体积；超导材料的导电能力明显强于银、铜、铝等常规导体，例如一厘米宽度的YBCO(钇钡铜氧)带材在液氮温区自场情况下临界电流在200 A以上，将其应用于制作等安匝法的电流线圈可大幅减小线圈体积，具体地：
如图1~3所示，基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置，包括标准直流电流源1、杜瓦、超导等安匝线圈2、数字多用表3和待测的柔性电流传感器；
所述杜瓦包括外侧杜瓦壁5和内侧杜瓦壁4，所述内侧杜瓦壁4围绕成筒状结构，形成位于杜瓦中心的管形通道6；所述外侧杜瓦壁5与内侧杜瓦壁4之间形成密闭的超导线圈容置空间，为超导等安匝线圈2提供低温环境，确保超导等安匝线圈处于超导态；所述超导等安匝线圈2位于超导线圈容置空间内且绕制在内侧杜瓦壁4上，超导等安匝线圈2的一端贯穿外侧杜瓦壁5连接到标准直流电流源1的正极，超导等安匝线圈2的另一端贯穿外侧杜瓦壁5连接到标准直流电流源1的负极；
所述柔性电流传感器的柔性线圈7穿过所述管形通道6，柔性电流传感器的输出端口8连接到数字多用表3。在本申请的实施例中，待测的柔性电流传感器为柔性线圈电流传感器；柔性线圈电流传感器除了包含柔性线圈和输出端口外，还内置有数据处理装置，用于将采集到的信息转换为电压信号，再向外输出；由于这是柔性线圈电流传感器的一般结构，故不再赘述，只需将柔性线圈电流传感器的柔性线圈7和输出端口8按照本申请的限定进行设置，柔性线圈电流传感器就能够自动完成测量工作。
在本申请的实施例中，所述超导等安匝线圈2采用超导线带材绕制而成；具体地，当超导等安匝线圈采用YBCO线圈时，超导线圈容置空间中填充液氮；超导等安匝线圈2采用铌钛线圈时，超导线圈容置空间中填充液氦；所述柔性电流传感器为直流电流传感器，具体来说，可以是霍尔传感器或光纤传感器。
本实用新型的工作原理如下：采用超导等安匝线圈以降低线圈的电阻和体积，从而减小标准直流电流源的额定功率，降低对电流源的技术要求和成本，并减小装置的体积；工作人员只需要根据数字多用表3上显示的电流值，即可实现对柔性电流传感器的检定，具体地，标准直流电流源1的输出电流值乘以超导等安匝线圈2的匝数，即为柔性电流传感器的标准电流值；而标准直流电流源1的输出电流值和超导等安匝线圈2的匝数对于工作人员都是已知的，工作人员只需将数字多用表3上显示的电流值，与标准直流电流源1的输出电流值和超导等安匝线圈2的匝数的乘积比较，进行误差计算，即可完成对柔性电流传感器的检定。
最后需要说明的是，上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置，其特征在于：包括标准直流电流源（1）、杜瓦、超导等安匝线圈（2）、数字多用表（3）和待测的柔性电流传感器；
所述杜瓦包括外侧杜瓦壁（5）和内侧杜瓦壁（4），所述内侧杜瓦壁（4）围绕成筒状结构，形成位于杜瓦中心的管形通道（6）；所述外侧杜瓦壁（5）与内侧杜瓦壁（4）之间形成密闭的超导线圈容置空间，为超导等安匝线圈（2）提供低温环境，确保超导等安匝线圈处于超导态；所述超导等安匝线圈（2）位于超导线圈容置空间内且绕制在内侧杜瓦壁（4）上，超导等安匝线圈（2）的一端贯穿外侧杜瓦壁（5）连接到标准直流电流源（1）的正极，超导等安匝线圈（2）的另一端贯穿外侧杜瓦壁（5）连接到标准直流电流源（1）的负极；
所述柔性电流传感器的柔性线圈（7）穿过所述管形通道（6），柔性电流传感器的输出端口（8）连接到数字多用表（3）。
2.根据权利要求1所述的基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置，其特征在于：所述超导等安匝线圈（2）采用超导线带材绕制而成。
3.根据权利要求1所述的基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置，其特征在于：所述柔性电流传感器为直流电流传感器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921136931.9U CN210572697U (zh) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | 基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN (1) | CN210572697U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110297202A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-01 | 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） | 基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定系统及方法 |
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2019
- 2019-07-19 CN CN201921136931.9U patent/CN210572697U/zh active Active
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| CN110297202A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-01 | 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） | 基于超导等安匝线圈的柔性电流传感器检定系统及方法 |
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