柔性电流传感器装置、细长柔性构件及其制造方法制造方法及图纸

一种柔性电流传感器装置，该柔性电流传感器装置包括沿着细长柔性载体分布的多个离散电流感测元件。用于电流传感器装置的细长柔性构件包括多个承载部，多个承载部通过铰接部连接至彼此，每个承载部均构造成用于接收离散电流感测元件。一种制造柔性电流传感器装置的方法包括提供细长柔性载体以及沿着该细长柔性载体分布多个离散感测元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性电流传感器装置、细长柔性构件及其制造方法
本专利技术涉及一种柔性电流传感器装置。
技术介绍
柔性罗氏线圈(Rogowski)(例如，如US3,434,052中描述的)提供了一种在难以接近或者暂时性电流监测的情况下实现交流(AC)电流测量的方便的方法。在准确度方面，这些线圈经受使均匀且柔性的螺线管获得高精度的能力，从而限制了测量回路内的校准因数的均匀性，并且限制了回路外的附近电流(nearbycurrents)实现的抑制水平(levelofrejection)。这在柔性线圈的两个端部连接的点周围尤其是这样，这是因为必需为绝缘和机械夹持装置分配空间。另一个不期望的特征在于，考虑限定线圈的截面的材料的柔性以及回路的长度(这二者都直接影响电流测量的灵敏度)而获得良好的热稳定性的难度。
技术实现思路
在第一方面中，本说明书描述了一种柔性电流传感器装置，该柔性电流传感器装置包括沿着细长柔性载体分布的多个离散电流感测元件。离散感测元件可包括存放在平面电路板上的导电材料的线圈。离散感测元件可包括围绕细长柔性载体缠绕的导电材料的多个线匝。离散感测元件可包括绕线轴缠绕的导线匝，该线轴沿着载体分布。离散电流感测元件可通过连接元件串联地电连接至彼此。连接元件布置成使得这些连接元件不会显著地(或者根本不会)增加传感器装置的灵敏度。换句话说，在每个电流感测元件均包括导电材料的线圈的实施方式中，连接元件不会为线圈增加额外的“回路面积”。每个感测元件的剖面均可具有不均匀的长宽比。每个感测元件均构造成使得该感测元件对平行于传感器的一平面的均匀磁场表现出零灵敏度。这个平面被称为对均匀磁场来说零灵敏度的平面。具有不均匀的长宽比的感测元件的剖面平行于感测元件的零灵敏度的平面。具有不均匀的长宽比的剖面可为穿过有细长柔性载体的剖面。细长柔性载体可构造成使得该细长柔性载体具有优选的弯曲轴线。细长柔性载体可构造成使得该细长柔性载体具有单一弯曲轴线。细长柔性载体在优选的弯曲轴线上的柔度可不对称。柔性电流传感器装置能构造成能打开的回路。当装置构造成回路时，柔性载体的相对端部可位于与载体的剩余部分相同的平面中。离散感测元件可沿着细长柔性载体基本等距地间隔开。柔性电流传感器装置可包括：第一连接器元件，该第一连接器元件位于细长柔性载体的第一端部处；以及第二连接器元件，该第二连接器元件位于细长柔性载体的第二端部处，第一连接器元件和第二连接器元件构造成与彼此能释放地接合，以使传感器装置形成闭合回路，其中，离散感测元件绕该闭合回路等距地间隔开。换句话说，第一连接器元件和第二连接器元件可构造成使得，当彼此接合时，载体的任一端部处的感测元件间隔一距离，该距离与其他等距间隔的感测元件的距离相同。细长柔性载体可穿过每个电流感测元件的中央区域。柔性电流传感器装置可构造成使得每个感测元件的零灵敏度的平面基本局部地垂直于载体的承载有感测元件的一部分的纵向轴线。细长柔性载体可包括多个连接的载体部，载体部中的每个均构造成接收至少一个电流感测元件。载体部中的每个均可包括线轴部件，该线轴部件用于接收离散感测元件中的一个。离散感测元件可包括绕线轴部件缠绕的多个铜导线匝。多个连接的载体部可通过铰接部连接至彼此。多个连接的载体部可通过铰接部能拆卸地连接至彼此。铰接部可构造成使得在元件绕铰接部旋转时邻近传感器元件的中心的间距上的变化最小。铰接部可朝向细长柔性载体的优选的弯曲方向偏移。离散电流感测元件可包括居中地安装在细长柔性载体上的电路板线圈。在第二方面中，本说明书描述了一种用于电流传感器装置的细长柔性构件，该细长柔性构件包括多个承载部，该多个承载部通过铰接部连接至彼此，每个承载部均构造用于接收离散电流感测元件。在第三方面中，本说明书描述了一种制造柔性电流传感器装置的方法，该方法包括：提供细长柔性载体；以及沿着该细长柔性载体分布多个离散感测元件。附图说明为了更完整地理解本专利技术的实施方式，现将结合附图来参考以下描述，在附图中：图1A至图1E是根据本专利技术的柔性电流传感器装置的各个方面的示意图；图2A至图2D是根据本专利技术的可替换的柔性电流传感器装置的各个方面的示意图；图3是图2A至图2D的柔性电流传感器装置的变型的示意图；图4A至图4F示出了可用于形成柔性传感器装置的细长柔性载体的各个方面，该柔性传感器装置与参考图1A至图1E描述的柔性传感器装置类似；图5是示出了图4A至图4F的细长柔性载体的一个方面的图表；图6A至图6E示出了与参考图1A至图1E描述的连接机构结合使用的图4A至图4F的细长柔性载体；图7A至图7D示出了参考图4A至图4F描述的细长柔性载体的变型的多个方面；图8A至图8H示出了可用于形成柔性传感器装置的可替换的细长柔性载体的各个方面，该柔性传感器装置与参考图1A至图1E描述的柔性传感器装置类似；图9A至图9E示出了与参考图1A至图1E描述的连接机构结合使用的图8A至图8H的细长柔性载体；图10A和图10B示出了图8A至图8H的细长柔性载体的变型的多个方面；图11A至图11I示出了图8A至图8H的细长柔性载体的可替换的变型的多个方面；图12A和图12B示出了参考图4A至图4F描述的细长柔性载体的变型的多个方面；图13A和图13B示出了参考图8A至图8H描述的细长柔性载体的变型的多个方面；图14A至图14D示出了图1A至图1E的柔性电流传感器装置的变型的多个方面；图15A至图15D示出了可替换的细长柔性载体的多个方面；以及图16A至图16G示出了另一可替换的细长柔性载体的多个方面。具体实施方式在说明书和附图中，贯穿全文相同的参考标号表示相同的元件。图1A至图1E是根据本专利技术的柔性电流传感器装置1的各个方面的示意图。柔性电流传感器装置1可构造成闭合回路。当在使用中时，柔性电流传感器形成为围绕导体(诸如在变电站中)的闭合回路，该导体中的电流需要被感测。图1A和图1B分别是当装置1处于打开形式时该装置的侧视图和平面图，并且图1C是当装置1构造成闭合回路形式时该装置的平面图。图1D是当装置1处于闭合形式时穿过该装置的连接机构10A、10B的示意性剖面图。图1E是穿过装置1的离散感测元件12的剖面图。根据本专利技术的柔性电流传感器装置1包括沿着细长柔性载体14分布或者间隔开的多个离散电流感测元件12。离散电流感测元件12沿着柔性载体14的长度均匀地间隔开。该多个离散电流感测元件12可以被称为串(string)。每个离散电流感测元件12均包括多线匝导电材料。在图1的实例中，离散电流感测元件12包括铜线线圈。但是，如将从其他的实施方式中认识到的，离散电流感测元件12可替代地包括例如被印刷进印刷电路板(PCB)中的多匝导电材料。在其他实例中，感测元件12可以包括设置在绕线管或者自支撑芯上的预缠绕线圈。每个离散感测元件12与每个其他的感测元件12基本相同。此外，每个感测元件12的缠绕方向是相同的。这样，通过改变圆形磁场(诸如将由在导线中行进的交流电流引起)而在每个感测元件12中感应出的电流彼此相加。离散电流感测元件12构造成使得这些离散电流感测元件对平行于一特定平面的均匀磁场不敏感。这个平面在下文中将被称为对均匀磁场来说零灵敏度的平面。在图1A和图1B中通过由参考标号A表示的虚线示出了用于一个离散感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性电流传感器装置，所述柔性电流传感器装置包括多个离散电流感测元件，所述多个离散电流感测元件沿着细长柔性载体分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.23 GB 1122328.61.一种柔性电流传感器装置，所述柔性电流传感器装置包括多个离散电流感测元件，所述多个离散电流感测元件沿着细长柔性载体分布，所述细长柔性载体包括多个承载部，所述多个承载部通过铰接部连接至彼此，每个所述承载部均构造成接收至少一个所述离散电流感测元件，所述铰接部构造成允许所述承载部相对于彼此旋转，所述铰接部与所述细长柔性载体的纵向轴线对准，或者当邻近的所述承载部绕所述铰接部旋转时所述铰接部从所述纵向轴线偏移，这样使得相比于当所述铰接部与所述纵向轴线对准时，邻近的所述承载部的中心到中心的间距上的变化保持为平均更接近零。2.根据权利要求1所述的柔性电流传感器装置，其中，所述细长柔性载体从中穿过的每个所述离散电流感测元件的剖面在高度上比在宽度上长，其中，所述高度平行于由所述铰接部允许所述承载部相对于彼此旋转所围绕的轴线。3.根据权利要求1所述的柔性电流传感器装置，其中，所述柔性电流传感器装置能构造成能打开的回路。4.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性电流传感器装置，其中，所述细长柔性载体构造成使得所述细长柔性载体具有优选的弯曲轴线。5.根据权利要求4所述的柔性电流传感器装置，其中，所述细长柔性载体构造成使得所述细长柔性载体具有单一弯曲轴线。6.根据权利要求4所述的柔性电流传感器装置，其中，所述细长柔性载体绕所述优选的弯曲轴线的柔度是不对称的。7.根据权利要求3所述的柔性电流传感器装置，其中，当所述柔性电流传感器装置构造成回路时，所述细长柔性载体的相对端部位于与所述细长柔性载体的剩余部分相同的平面中。8.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性电流传感器装置，其中，所述离散电流感测元件沿着所述细长柔性载体基本等距地间隔开。9.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性电流传感器装置，其中，所述柔性电流传感器装置包括：第一连接器元件，所述第一连接器元件位于所述细长柔性载体的第一端部处；第二连接器元件，所述第二连接器元件位于所述细长柔性载体的第二端部处，所述第一连接器元件和所述第二连接器元件构造成彼此能释放地接合，以使所述柔性电流传感器装置形成闭合回路，其中，所述离散电流感测元件绕所述闭合回路等距地间隔开。10.根据权利要求9所述的柔性电流传感器装置，其中，所述第一连接器元件和所述第二连接器元件构造成使得在所述第一连接器元件与所述第二连接器元件彼此接合时，所述细长柔性载体的任一端部处的所述离散电流感测元件间隔一距离，该距离与其他等距间隔的离散电流感测元件的距离相同。11.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性电流传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·尼古拉斯·达姆，马修·普里塞，罗伯特·戴维森，
申请(专利权)人：森泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB