PL225755B1 - Rozłączny przetwornik pomiarowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest rozłączny przetwornik pomiarowy przetwarzający wartość natężenia prądu płynącego w przewodzie mierzonym na indukowane napięcie w układzie pomiarowym bez ingerencji w układ mierzony.

Pomiar natężenia prądu płynącego w przewodzie mierzonym bez konieczności ingerencji jest bardzo ważnym zagadnieniem w układach kontroli oraz urządzeniach pomiarowych. Przetworniki tego typu eliminują potrzebę ingerencji mechanicznej w przewód mierzony przez przecięcie go i wpięcie szeregowo miernika. Pomiar znanymi przetwornikami opartymi na cewce Rogowskiego jest bezstykowy wykorzystuje on efekt indukowania się w uzwojeniu cewki napięcia pod wpływem płynącego prądu w uzwojeniu pierwotnym, przy czym napięcie wyjściowe cewki jest proporcjonalne do pochodnej prądu płynącego w obwodzie pierwotnym, a stała proporcjonalności czyli indukcyjność wzajemna jest zależna od parametrów geometrycznych cewki. Przetworniki te wykonane są z drutu miedzianego w postaci solenoidu lub cewki wykonane jako ścieżki na płytkach drukowanych.

W opisie patentowym US 5373112 przedstawiono cewkę wykonaną w technologii obwodów drukowanych, gdzie cewkę tworzy meander wytrawiony na podłożu z laminatu. Oś cewki jest prostopadła do płaszczyzny laminatu nośnego. Tego typu elementy są sztywne, co utrudnia dopasowanie ich do wymogów pomiarowych. Wielowarstwowy obwód drukowany jest elementem wykonanym wieloetapowo, na każdym etapie pojawiają się błędy, a prawdopodobieństwo wystąpienia usterki rośnie wraz ze wzrostem liczby etapów. Dodatkowo wielowarstwowość układu utrudnia kontrolę jakości, wykrywanie i korekcję błędów wykonania na poszczególnych etapach.

W zgłoszeniu patentowym P.398508 opisane jest rozwiązanie przetwornika prądu na napięcie w postaci cewek drukowanych na elastycznym laminacie połączonych parami na obu warstwach lam inatu elastycznego i połączonych ze sobą poprzez laminat elastyczny za pomocą łączników. Rozwiązanie to opisuje konstrukcję wstęgi łamanej łączonej za pomocą łączników obwodu elastycznego, która może być wykorzystana przy konstrukcji czujników prądu. Opis nie określa konstrukcji przetwo rnika ani opisu pozycjonowania oraz zamocowania wstęgi w obudowie.

Rozłączny przetwornik pomiarowy, według wynalazku, składa się z toroidalnej obudowy z umieszczoną w niej wstęgą obwodu elastycznego, mającego zaciski pomiarowe wyprowadzone na zewnątrz obudowy. Obudowa wykonana jest z materiału elastycznego, a wstęga składa się z sekcji posiadających obustronny nadruk obwodów drukowanych w kształcie spirali, połączonych elektrycznie przepustami. Połączenia pomiędzy kolejnymi sekcjami wykonane są w postaci ścieżek przewodzących. Wstęga pozaginana jest naprzemiennie pomiędzy sekcjami w miejscach zagięcia posiadających nacięcia omijające ścieżki przewodzące i tak pozaginana wstęga wypełnia całą przestrzeń obud owy, tworząc promieniste rozłożenie sekcji. Wnętrze obudowy ze wstęgą jest zalane materiałem el astycznym.

Obudowa przetwornika stanowi rozcięty promieniowo toroid, początek oraz koniec wstęgi znajdują się przy przecięciu toroidu. Zalana wstęga jest związana materiałem elastycznym z elastyczną obudową zachowując jednakowe promieniste rozłożenie sekcji zarówno podczas stanu złożonego, kiedy obudowa tworzy pełny toroid, obejmując przewód o średnicy równej bądź mniejszej niż wewnętrzna średnica obudowy, jak i w przypadku stanu rozłożonego, kiedy obudowa tworzy niepełny toroid, obejmując przewód o średnicy większej niż wewnętrzna średnica obudowy.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przetwornik w stanie rozłożonym, fig. 2 - przetwornik w stanie złożonym, fig. 3 - schemat wierzchniej warstwy wycinka wstęgi obwodu przetwornika, fig. 4 - przetwornik obejmujący przewód o mniejszej średnicy a fig. 5 - przetwornik obejmujący przewód o większej średnicy.

Rozłączny przetwornik pomiarowy składa się z obudowy 1 z elastycznego tworzywa sztucznego oraz wstęgi obwodu elastycznego 2. W obudowie 1 umieszczona jest wstęga obwodu elastycznego 2, która posiada zagięcia 3 i nacięcia 4 wykonane pomiędzy sekcjami 5 połączonymi elektrycznie przepustami 9. Nacięcia 4 i zagięcia 3 rozłożone są promieniście, zachowując równy odstęp pomiędzy sobą, przy zewnętrznej 6 oraz wewnętrznej 7 powierzchni obudowy 1. Początek oraz koniec wstęgi 2 znajdują się przy przecięciu 8 obudowy 1. Przetwornik dopasowuje się elastycznie do średnicy mierzonego przewodu 11. Przetwornik przetwarza prąd płynący w przewodzie 11 na napięcie, które mierzy się na zaciskach 10.

Możliwość elastycznego dopasowania przetwornika do średnicy przewodu mierzonego gwarantuje wzajemną współosiowość sekcji pomiarowych i przewodnika, co zwiększa czułość i powtarzalPL 225 755 B1 ność pomiarów. W porównaniu do stosowanych obecnie rozwiązań przetwornik pomiarowy, według wynalazku, charakteryzuje się mniejszymi wymiarami a łatwość posługiwania się nim i uniwersalność zastosowania skraca czas zestawienia układu pomiarowego.

Claims (1)

1. Rozłączny przetwornik pomiarowy, składający się z toroidalnej obudowy z umieszczoną w niej wstęgą obwodu elastycznego, mającego zaciski pomiarowe wyprowadzone na zewnątrz obudowy, znamienny tym, że obudowa (1) wykonana jest z materiału elastycznego, a wstęga (2) składa się z sekcji (5), posiadających obustronny nadruk obwodów drukowanych w kształcie spirali, połączonych elektrycznie przepustami (9), zaś połączenia pomiędzy kolejnymi sekcjami (5) wykonane są w postaci ścieżek przewodzących, przy czym wstęga (2) pozaginana jest naprzemiennie pomiędzy sekcjami (5) w miejscach zagięcia (3) posiadających nacięcia (4) omijające ścieżki przewodzące i tak pozaginana wstęga (2) wypełnia całą przestrzeń obudowy (1), tworząc promieniste rozłożenie sekcji (5), przy czym wnętrze obudowy (1) ze wstęgą (2) jest zalane materiałem elastycznym.