CN115524520A - 磁屏蔽装置和电流传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁屏蔽装置和电流传感器，其中磁屏蔽装置包括同轴设置的至少三层磁屏蔽筒，且各磁屏蔽筒由轴心向外依次间隔设置。各磁屏蔽筒包括第一筒壁、第二筒壁、第一盖板和第二盖板。第一筒壁和第二筒壁可拆卸连接，第一盖板盖合在第一筒壁、第二筒壁的第一端部，第二盖板盖合在第一筒壁、第二筒壁的第二端部，第一盖板和第二盖板分别具有同轴设置的通孔，通孔用于容置聚磁环的测试对象。基于此，每层磁屏蔽筒都形成闭合式的屏蔽空间，能够为测试对象屏蔽掉外界干扰磁场对测量结果的影响。此外，多层磁屏蔽筒由轴心向外依次设置，形成多层屏蔽，提高了基于磁屏蔽装置的电流传感器的测量精确度，从而可以用电磁传感器测得更为微弱的电流值。

Description

磁屏蔽装置和电流传感器

技术领域

本发明涉及电力电流非接触测量技术领域，特别是涉及磁屏蔽装置和电流传感器。

背景技术

在电力领域中，电流的精确测量和可靠检测对资源的合理配置与故障检修具有十分重要的意义。为了提高电流传感器的检测精确度，对电磁屏蔽提出了更高要求。静磁屏蔽属于电磁屏蔽的一种，可以使用磁屏蔽材料制作屏蔽装置，防止静磁场或低频(小于100kHz)进入到需要保护的区域或影响受保护的磁敏感元件。在外界干扰磁场的作用下，磁屏蔽材料被磁化，从而使磁感应线大部分从磁屏蔽材料中穿过，使得合成的总磁场在磁性介质中明显得到加强，而在磁性介质所包围或需要保护的区域内，干扰磁场则明显减弱或者说外界磁场磁感线大部分从磁性介质中穿过，尤其是封闭外壳的内部，磁场减弱更明显。

但是，相关技术中的磁屏蔽装置屏蔽效果不好，使用此屏蔽装置的电流传感器的测量精确度偏低，无法满足测量精确度要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种磁屏蔽装置和电流传感器。

本申请实施例提供了一种磁屏蔽装置，包括：同轴设置的至少三层磁屏蔽筒，所述至少三层磁屏蔽筒由轴心向外依次间隔设置；其中，位于内层的所述磁屏蔽筒容纳于位于外层的所述磁屏蔽筒中，最内层的所述磁屏蔽筒中用于容置聚磁环；

各所述磁屏蔽筒包括：第一筒壁、第二筒壁、第一盖板和第二盖板，所述第一筒壁和所述第二筒壁可拆卸连接，所述第一盖板盖合在所述第一筒壁、所述第二筒壁的第一端部，所述第二盖板盖合在所述第一筒壁、所述第二筒壁的第二端部；所述第一盖板和所述第二盖板分别具有同轴设置的通孔，所述通孔用于容置所述聚磁环的测试对象。

在其中一个实施例中，除最外层以外的其他各所述磁屏蔽筒的筒壁上分别开设有用于传输传感信号的传输孔，其中，所述传感信号由设置在所述聚磁环气隙中的电流传感组件生成。

在其中一个实施例中，各所述磁屏蔽筒的筒壁上的传输孔分别设置在所述第一筒壁上，或，各所述磁屏蔽筒的筒壁上的传输孔分别设置在所述第二筒壁上。

在其中一个实施例中，所述第一筒壁的两个端部分别设有第一挡板，所述第一挡板相对于所述第一筒壁向外凸出；所述第二筒壁的两个端部分别设有第二挡板，所述第二挡板相对于所述第二筒壁向外凸出，所述第一挡板与所述第二挡板相对设置，且所述第一挡板与所述第二挡板可拆卸连接。

在其中一个实施例中，各所述磁屏蔽筒还包括喉箍和固定组件，其中，各所述第一挡板和各所述第二挡板上分别开设有凹槽和安装孔，所述喉箍设置在所述第一筒壁和所述第二筒壁外侧，并容置在所述凹槽中，所述固定组件穿过所述安装孔以固定所述第一筒壁和所述第二筒壁。

在其中一个实施例中，所述第一盖板包括第一子盖板和第二子盖板，所述第二盖板包括第三子盖板和第四子盖板，其中，所述第一子盖板盖合在所述第一筒壁的第一端上，所述第二子盖板盖合在所述第二筒壁的第一端上，所述第三子盖板盖合在所述第一筒壁的第二端上，所述第四子盖板盖合在所述第二筒壁的第二端上，其中，所述第一子盖板和所述第二子盖板之间形成有所述通孔，所述第三子盖板和所述第四子盖板之间形成有所述通孔。

在其中一个实施例中，各所述第一子盖板、各所述第三子盖板上设有与所述第一筒壁接触设置的第一凸起板，各所述第二子盖板、各所述第四子盖板上设有与所述第二筒壁接触设置的第二凸起板；其中，所述第一筒壁和所述第二筒壁连接时呈圆柱状。

本申请实施例还提供了一种电流传感器，包括：

如上述任一实施例所述的磁屏蔽装置；

聚磁环，设置在所述磁屏蔽装置中最内层的所述磁屏蔽筒中；

电流感应组件，设置在所述聚磁环的气隙中，用于感测待测导线上的感应电信号；

前置电路，设置在相邻两层所述磁屏蔽筒之间的容纳腔中，与所述电流传感组件连接，用于根据接收的所述感应电信号，确定所述待测导线的电流值。

在其中一个实施例中，所述聚磁环为开合式聚磁环，所述电流感应组件包括隧道磁阻传感器或霍尔传感器。

在其中一个实施例中，所述前置电路包括：

放大电路，与所述电流感应组件连接，用于对接收的所述感应电信号进行功率放大，并输出反馈电流；

反馈线圈，与所述放大电路连接，且缠绕在所述聚磁环上；

采集电路，与所述反馈线圈连接，用于采集所述反馈线圈上的电压值；

数据处理电路，与所述采集电路连接，用于根据所述电压值、所述采集电路的电阻值和所述反馈线圈的匝数，确定所述待测导线在通电状态下的电流值。

上述实施例提供的磁屏蔽装置和电流传感器，其中磁屏蔽装置包括同轴设置的至少三层磁屏蔽筒，且至少三层磁屏蔽筒由轴心向外依次间隔设置。其中，位于内层的磁屏蔽筒容纳于位于外层的磁屏蔽筒中，最内层的磁屏蔽筒中用于容置聚磁环。各磁屏蔽筒包括第一筒壁、第二筒壁、第一盖板和第二盖板。其中，第一筒壁和第二筒壁可拆卸连接，第一盖板盖合在第一筒壁、第二筒壁的第一端部，第二盖板盖合在第一筒壁、第二筒壁的第二端部，第一盖板和第二盖板分别具有同轴设置的通孔，通孔用于容置聚磁环的测试对象。基于此，每层磁屏蔽筒都形成闭合式的屏蔽空间，能够为测试对象屏蔽掉外界干扰磁场对测量结果的影响，避免了开口式磁屏蔽筒中的开口带来的屏蔽性能衰减。此外，多层磁屏蔽筒由轴心向外依次设置，形成多层屏蔽，在无显著成本及大小上升的情况下，提高了基于磁屏蔽装置的电流传感器的测量精确度，从而可以用电磁传感器测得更为微弱的电流值。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种磁屏蔽装置的***图；

图2为本申请实施例提供的一种第一层磁屏蔽筒的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种磁屏蔽装置的局部***图；

图4为本申请实施例提供的A区域的放大示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种磁屏蔽装置的***图；

图6为本申请实施例提供的一种电流传感器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种电流传感器的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种待测导线的电流和磁场示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

为了解决相关技术中，磁屏蔽装置屏蔽静效果不好导致电流传感器测量精度低的问题，本申请实施例提供了一种磁屏蔽装置和电流传感器。

在一个实施例中，提供了一种磁屏蔽筒装置。该磁屏蔽装置包括同轴设置的至少三层磁屏蔽筒，且至少三层磁屏蔽筒由轴心向外依次间隔设置。其中，位于内层的磁屏蔽筒容纳于位于外层的磁屏蔽筒中，最内层的磁屏蔽筒中用于容置聚磁环。可选的，各磁屏蔽筒的材料为坡莫合金或硅钢片。各磁屏蔽筒包括第一筒壁、第二筒壁、第一盖板和第二盖板。其中，第一筒壁和第二筒壁可拆卸连接，第一盖板盖合在第一筒壁、第二筒壁的第一端部，第二盖板盖合在第一筒壁、第二筒壁的第二端部。可选的，第一筒壁和第二筒壁连接时呈圆柱状。第一端部和第二端部为相对设置的两个端部。第一盖板和第二盖板分别具有同轴设置的通孔，各通孔用于容置聚磁环的测试对象，或者说，测试对象穿过各通孔。可选的，聚磁环为开合式聚磁环。可选的，聚磁环的材料为铁氧体、钕铁硼或非晶合金。测试对象是指待测电流的对象，包括但不限于待测导线、电力设备等。

以磁屏蔽装置包括三层磁屏蔽筒为例，参见图1，图1为本申请实施例提供的一种磁屏蔽装置的结构示意图。如图1所示，该磁屏蔽装置包括的三层磁屏蔽筒分别为：第一层磁屏蔽筒、第二层磁屏蔽筒和第三层磁屏蔽筒。第一层磁屏蔽筒、第二层磁屏蔽筒和第三层磁屏蔽筒由轴心向外依次间隔设置，其中，第一层磁屏蔽筒为最内层磁屏蔽筒，第二层磁屏蔽筒为中间磁屏蔽筒，第三层磁屏蔽筒为最外层磁屏蔽筒。

第一层磁屏蔽筒包括第一筒壁110、第二筒壁120、第一盖板130和第二盖板140。如图1所示，第一筒壁110和第二筒壁120为拆卸分开状态。第一盖板130和第二盖板140分别具有同轴设置的通孔150，各通孔150用于容置开合式聚磁环的待测导线50。其中，开合式聚磁环包括第一磁环410和第二磁环420。第一磁环410和第二磁环420可拆卸连接。第一磁环410和第二磁环420连接后形成的聚磁环容置于各通孔150中，待测导线50容置于聚磁环中。如图2所示，将图1中的第一筒壁110和第二筒壁120连接起来形成圆柱筒，并将第一盖板130盖合在第一筒壁110和第二筒壁120的第一端部，将第二盖板140盖合在第一筒壁110和第二筒壁120的第二端部，形成第一层磁屏蔽筒。其中，第一盖板130和第二盖板140上同轴设置的两个通孔150用于容置图1所示的聚磁环。

如图1所示，第二层磁屏蔽筒包括第三筒壁210、第四筒壁220、第三盖板230和第四盖板240。在图1中，第三筒壁210、第四筒壁220为拆卸分开状态。第三盖板230和第四盖板240分别具有同轴设置的通孔250，各通孔250用于容置聚磁环的待测导线50。各部分连接组成第二层磁屏蔽筒与图2所示的第一层磁屏蔽筒类似，具体可参见图2及相关内容，在此不再赘述。第一层磁屏蔽筒位于第二层磁屏蔽筒的内部。第三层磁屏蔽筒包括第五筒壁310、第六筒壁320、第五盖板330和第六盖板340。在图1中，第五筒壁310、第六筒壁320为拆卸分开状态。第五盖板330和第六盖板340分别具有同轴设置的通孔350，各通孔350用于容置聚磁环的待测导线50。各部分连接组成第三层磁屏蔽筒与图2所示的第一层磁屏蔽筒类似，具体可参见图2及相关内容，在此不再赘述。第二层磁屏蔽筒位于第三层磁屏蔽筒的内部。其中，各通孔150、各通孔250和各通孔350同轴设置。

上述实施例提供的磁屏蔽装置，每层磁屏蔽筒都形成闭合式的屏蔽空间，能够为测试对象屏蔽掉外界干扰磁场对测量结果的影响，避免了开口式磁屏蔽筒中的开口带来的屏蔽性能衰减。此外，多层磁屏蔽筒由轴心向外依次设置，形成多层屏蔽，在无显著成本及大小上升的情况下，提高了基于磁屏蔽装置的电流传感器的测量精确度，从而可以用电流传感器测得更为微弱的电流值。

在一个实施例中，除最外层以外的其他各磁屏蔽筒的筒壁上分别开设有用于传输传感信号的传输孔，其中，传感信号由电流传感组件根据测试对象在通电状态下感应生成。电流传感组件设置在聚磁环气隙中的。传输孔的尺寸可以根据传输传感信号的传输线尺寸等因素进行设定，例如，设置传输孔的直径为10mm。以图1所示的三层磁屏蔽筒为例，在第一层磁屏蔽筒和第二层磁屏蔽筒的筒壁上分别设有用于传输传感信号的传输孔(图中未示出)，在聚磁环气隙中设有电流传感组件60。

上述实施例提供的磁屏蔽装置，除最外层以外的其他各磁屏蔽筒的筒壁上分别开设有用于传输传感信号的传输孔，基于此，就可以通过传输线穿过各传输孔将电流传感组件根据测试对象感应生成的传感信号传输出来，从而对测试对象的电流值进行检测，实现了在测试过程中为测试对象屏蔽掉外界干扰磁场对测量结果的影响，保证了测试结果的准确度。

在一个实施例中，各磁屏蔽筒的筒壁上的传输孔分别设置在第一筒壁上，或，各磁屏蔽筒的筒壁上的传输孔分别设置在第二筒壁上。以图1所示的三层磁屏蔽筒为例，则在第一层磁屏蔽筒的第一筒壁110和第二层磁屏蔽筒的第三筒壁210上设置有传输孔，或者在第一层磁屏蔽筒的第二筒壁120和第二层磁屏蔽筒的第四筒壁220上设置有传输孔。

上述实施例提供的磁屏蔽装置，将各磁屏蔽筒的传输孔统一设置在第一筒壁货第二筒壁上，缩短了穿过传输孔传输传感信号的传输线长度，避免了传输线过长或传输线布置线路过于复杂等因素所造成的短路、接触不良等问题，从而保证了测试过程的稳定性和安全性。

在一个实施例中，第一筒壁的两个端部分别设有第一挡板，第一挡板相对于第一筒壁向外凸出。第二筒壁的两个端部分别设有第二挡板，第二挡板相对于所述第二筒壁向外凸出，其中，第一挡板与第二挡板相对设置，且可拆卸连接。如图3所示，以图1所示的第一层磁屏蔽筒为例，则第一层磁屏蔽筒的第一筒壁110的两个端部分别设有向外凸出的第一挡板111，第二筒壁120的两个端部分别设有向外凸出的第二挡板121。同样的，如图5所示，图1所示中的第二层磁屏蔽筒的第三筒壁210设有相对第三筒壁210向外凸出的第三挡板211，第四筒壁220上设有相对第四筒壁220向外凸出的第四挡板221，第三磁屏蔽筒的第五筒壁310上设有相对第五筒壁310向外凸出的第五挡板311，第六筒壁620上设有相对第六筒壁620向外凸出的第六挡板321，各挡板的结构与图3所示的第一挡板111和第二挡板121类似，在此不一一示出。

上述实施例提供的磁屏蔽装置，各磁屏蔽筒的第一筒壁的两个端部分别设有相对第一筒壁向外凸出的第一挡板，第二筒壁的两个端部分别设有相对第二筒壁向外凸出的第二挡板，由此各磁屏蔽筒通过第一挡板和第二挡板实现了可拆卸连接，使得安装磁屏蔽装置更为方便，提高了使用体验。

在一个实施例中，各磁屏蔽筒还包括喉箍和固定组件。其中，喉箍的尺寸与各层磁屏蔽筒的尺寸对应。固定组件用于固定第一筒壁和第二筒壁，包括但不限于螺母、螺钉等。其中，各第一挡板和各第二挡板上分别开设有凹槽和安装孔，喉箍设置在第一筒壁和第二筒壁外侧，并容置在凹槽中，固定组件穿过安装孔以固定第一筒壁和第二筒壁。固定组件的数量与安装孔的数量对应。

以图3所示的第一层磁屏蔽筒为例，在第一层磁屏蔽筒的第一挡板111和第二挡板121上分别开设有凹槽和两个安装孔。为了更好的理解，参见图4，图4为图3中A区域的放大示意图。如图4所示，第一筒壁110上的第一挡板111包括凹槽111a和两个安装孔111b。与图4所示的挡板对应的，如图3所示，则第一磁屏蔽筒还包括喉箍710、四个螺钉810和四个螺母820。其中，喉箍710设置在第一筒壁110和第二筒壁120的外侧，并置于第一挡板111和第二挡板121的凹槽中，螺钉810穿过第一挡板111和第二挡板121上的安装孔，结合螺母820固定第一筒壁110和第二筒壁120。如图5所示，与第一层磁屏蔽筒类似，第二磁屏蔽筒还包括喉箍720、四个螺钉810和四个螺母820，第三磁屏蔽筒还包括喉箍730、四个螺钉810和四个螺母820，各部件之间的具体连接关系参见第一层磁屏蔽筒，在此不再赘述。

上述实施例提供的磁屏蔽装置，各磁屏蔽筒还包括喉箍和固定组件。各磁屏蔽筒通过喉箍和固定组件进行固定，提高了各磁屏蔽筒之间的连接稳定性和可靠性，从而保证了磁屏蔽装置屏蔽外界干扰磁场的有效性，使得测试过程能够正常进行。

在一个实施例中，第一盖板包括第一子盖板和第二子盖板，第二盖板包括第三子盖板和第四子盖板。其中，第一子盖板盖合在第一筒壁的第一端上，第二子盖板盖合在所述第二筒壁的第一端上，第三子盖板盖合在第一筒壁的第二端上，第四子盖板盖合在第二筒壁的第二端上。其中，第一子盖板和第二子盖板之间形成有通孔，第三子盖板和第四子盖板之间形成有通孔。以图1所示的磁屏蔽装置为例，如图5所示，第一层磁屏蔽筒的第一盖板130包括第一子盖板131和第二子盖板132，第二盖板140包括第三子盖板141和第四子盖板142，则第一子盖板131和第三子盖板141分别盖合在第一筒壁110的两端，第二子盖板132和第四子盖板142盖合在第二筒壁120的两端。与第一层磁屏蔽筒类似，第二层磁屏蔽筒中的第三盖板230包括第五子盖板231和第六子盖板232，第四盖板240包括第七子盖板241和第八子盖板242；第三层磁屏蔽筒中的第五盖板330包括第九子盖板331和第十子盖板332，第六盖板340包括第十一子盖板341和第十二子盖板342，各部件之间的具体连接关系参见第一层磁屏蔽筒，在此不再赘述。

上述实施例提供的磁屏蔽装置，各磁屏蔽筒的第一盖板包括第一子盖板和第二子盖板，第二盖板包括第三子盖板和第四子盖板，使得各磁屏蔽筒为开合式磁屏蔽筒，从而形成开合式磁屏蔽装置，实现了测试对象在通电状态下也能进行测试，诸如变电站此类的用电设备需要改造时，但设备不能断电的情况下，通过磁屏蔽装置的开合式性能对设备进行检测，提高了磁屏蔽装置测试安装的便捷性，并且在聚磁环闭合后，还能精确的测量出测试对象是否有电流的存在。

在一个实施例中，各第一子盖板、各第三子盖板上设有与第一筒壁接触设置的第一凸起板，各第二子盖板、各第四子盖板上设有与第二筒壁接触设置的第二凸起板。其中，各凸起板的凸起高度可以根据实际需求设定，例如，设置第一凸起板和第二凸起板的凸起高度均为2mm。

上述实施例提供的磁屏蔽装置，在各子盖板上对应设有与筒壁接触的凸起板，通过增设凸起板增加盖板与筒壁之间的接触面积，减小连接处的缝隙，避免由于缝隙带来的屏蔽性能衰减，在满足屏蔽需求和测量精度需求的前提下，降低了成本和磁屏蔽装置的占用空间。

本申请实施例还提供了一种电流传感器，该电流传感器包括上述任一实施例所述的磁屏蔽装置，还包括聚磁环、电流感应组件和前置电路。其中，聚磁环设置在磁屏蔽装置中最内层的磁屏蔽筒中。电流感应组件设置在聚磁环的气隙中，用于感测待测导线上的感应电信号。可选的，电流感应组件为隧道磁阻(Tunnel Magnetoresistance Effect,TMR)传感器或霍尔传感器。其中，电流感应组件可以包括运算放大器，用于将感应电信号进行放大并传输给前置电路。前置电路设置在相邻两层磁屏蔽筒之间的容纳腔中，前置电路与电流传感组件连接，用于根据接收的感应电信号，确定待测导线的电流值。以图1所示的磁屏蔽装置为例，参见图6，该电流传感器包括图1所示的磁屏蔽装置，还包括聚磁环40、电流感应组件60和前置电路90。其中，磁屏蔽装置包括第一层磁屏蔽筒10、第二层磁屏蔽筒20和第三层磁屏蔽筒30。聚磁环40设置在第一层磁屏蔽筒10中，前置电路90可以设置在第二层磁屏蔽筒20和第三层磁屏蔽筒30之间的容纳腔中。前置电路90与电流感应组件60连接。

上述实施例提供的电流传感器，包括磁屏蔽装置、聚磁环、电流感应组件和前置电路，通过聚磁环将待测导向产生的大部分磁场汇聚在内部，通过磁屏蔽装置屏蔽掉外界干扰磁场，同时保护其内部不与前置电路相互干扰。在此基础上，利用电流感应组件将磁场强度信号转化为感应电信号并输出给前置电路，将前置电路置于相邻两层的磁屏蔽筒中，实现了对于前置电路和电流传感器的整体进行屏蔽保护，从而提高了电流传感器对于待测导线电流值的测量精确度。

如图7所示，在一个实施例中，前置电路90包括放大电路910、反馈线圈920、采集电路930和数据处理电路940。其中，放大电路910与电流感应组件60连接，用于对接收的感应电信号进行功率放大并输出反馈电流Is，使得反馈电流Is足以驱动反馈线圈920来补偿聚磁环40中的磁场。可选的，放大电路910为推挽式放大电路。反馈线圈920与放大电路910连接，且缠绕在聚磁环40上。采集电路930与反馈线圈920连接，用于采集反馈线圈920上的电压值。可选的，采集电路930包括反馈电阻，反馈线圈920通过反馈电阻接地，反馈线圈920上的电压值即为反馈电阻两端的电压。可选的，采集电路930为高速采集电路，用于对反馈线圈920上微弱信号进行高分辨识别，并向数据处理电路940输出数字信号。数据处理电路940与采集电路920连接，用于根据电压值、采集电路930的电阻值和反馈线圈920的匝数，确定待测导线在通电状态下的电流值。具体的，电流值为电压值除以电阻值再乘以匝数。可选的，数据处理电路940包括高速、高性能的单片机，可用于对接收的数据进行快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)处理以及数据可视化输出等。

上述实施例提供的电流传感器，其中前置电路包括放大电路、反馈线圈、采集电路和数据处理电路，实现了对于待测导线电流值的精确测量。

为了更好的理解上述实施例提供的磁屏蔽装置和电流传感器，下面结合图5和具体的应用场景进行说明。

在一个实施例中，如图5所示的磁屏蔽装置，具体设置为：第一层磁屏蔽筒的半径为53mm、高41.5mm，包括第一筒壁110、第二筒壁120、第一子盖板131、第二子盖板132、第三子盖板141、第四子盖板142、第一挡板111、第二挡板121、喉箍710、四个螺钉和四个螺母。第二层磁屏蔽筒的半径为70.5mm、高45mm，包括第三筒壁210、第四筒壁220、第五子盖板231、第六子盖板232、第七子盖板241、第八子盖板242、第三挡板211、第四挡板221、喉箍720、四个螺钉和四个螺母。第三层磁屏蔽筒的半径为85.5mm、高50.5mm，包括第五筒壁310、第六筒壁320、第九子盖板331、第十子盖板332、第十一子盖板341、第十二子盖板342、第五档板311、第六挡板321、喉箍730、四个螺钉和四个螺母。聚磁环包括第一磁环410和第二磁环420，内径为13mm，外径为35mm，厚度为22mm。三层磁屏蔽筒的材质均为1J85型号坡莫合金，各喉箍、各螺钉和各螺母的材质均为304不锈钢，各磁环的材质为非晶合金，电流感应组件60为TMR磁阻传感器。

如图8所示，当待测导线50内部流过的电流为I时，根据右手螺旋定则，导线周围将产生螺旋线状的磁场，磁场大小正比于待测导线50内部电流大小，当待测导线50内部电流大小改变时，TMR磁阻传感器周围磁场大小随之发生变化，TMR磁阻传感器的电压信号也相应发生变化。图6中电流方向为水平方向，磁场方向为由内向外的方向，且电流方向和磁场方向符合右手螺旋定则。

由于开合式聚磁环使用高导磁率材料非晶合金制作，故其导磁率远远大于空气中的导磁率，因此待测导线产生的大部分磁场都被开合式聚磁环汇聚在内部，外界的干扰磁场大部分被三层同轴磁屏蔽筒屏蔽掉。此时聚磁环气隙中的TMR磁阻传感器将磁场强度的信号转化为输出的电压信号，同时输出的原始电压信号经过推挽式放大电路处理，得到反馈电流Is，流经缠绕在开合式聚磁环上的反馈线圈并产生与聚磁环初始磁场相反的反馈磁场，抵消后的磁场使得TMR磁阻传感器输出电压逐渐降低直至聚磁环初始磁场与线圈产生的反馈磁场相等，输出电压和反馈电流停止下降，整个***达到动态平衡，这时只需要测量出串联在反馈线圈中反馈电阻上的电压便可以通过一系列计算得出待测导线中的电流大小。

安装好设备后，测试电流时，被测电流流经穿孔，其中TMR磁阻传感器感应到微弱电流信号，输出的信号通过导线经过该小孔输出至位于第二层磁屏蔽筒和第三磁屏蔽筒中间的前置电路，前置电路经过信号调节增益最后输出相应测得的电流大小。

在一个实施例中，如图5所示的磁屏蔽装置，具体设置为：第一层磁屏蔽筒的半径为45mm、高39mm。第二层磁屏蔽筒半径为67mm、高43mm。第三层磁屏蔽筒半径为80mm、高49mm。各磁屏蔽筒中的具体组成和连接关系可参见上述实施例，在此不再赘述。聚磁环的内径为12mm，外径为30mm，厚度为25mm。各磁屏蔽筒的材质均为1J79型号坡莫合金，各喉箍、各螺钉和各螺母的材质均为镍基合金，聚磁环材质为铁氧体，电流感应组件60为霍尔传感器。

当待测导线内部流过的电流为I时，由于开合式聚磁环使用高导磁率材料非晶合金制作，故其导磁率远远大于空气中的导磁率，因此待测导线产生的大部分磁场都被开合式聚磁环汇聚在内部，外界的干扰磁场大部分被三层同轴磁屏蔽筒屏蔽掉。此时聚磁环气隙中的为霍尔传感器将磁场强度信号转化为电压信号输出，经过推挽式放大电路处理，并在反馈线圈上输出补偿电流，其产生的反馈磁场方向恰好和被测电流产生初始磁场方向相反，直至整个闭环达到动态平衡，再通过测量反馈电阻上的电压即可得到待测电流的大小。

安装好设备后，测试电流时，被测电流流经穿孔，其中霍尔传感器感应到微弱电流信号，输出的信号通过导线经过该小孔输出至位于第二层磁屏蔽筒和第三磁屏蔽筒中间的前置电路，前置电路经过信号调节增益最后输出相应测得的电流大小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磁屏蔽装置，其特征在于，包括：同轴设置的至少三层磁屏蔽筒，所述至少三层磁屏蔽筒由轴心向外依次间隔设置；其中，位于内层的所述磁屏蔽筒容纳于位于外层的所述磁屏蔽筒中，最内层的所述磁屏蔽筒中用于容置聚磁环；

各所述磁屏蔽筒包括：第一筒壁、第二筒壁、第一盖板和第二盖板，所述第一筒壁和所述第二筒壁可拆卸连接，所述第一盖板盖合在所述第一筒壁、所述第二筒壁的第一端部，所述第二盖板盖合在所述第一筒壁、所述第二筒壁的第二端部；所述第一盖板和所述第二盖板分别具有同轴设置的通孔，所述通孔用于容置所述聚磁环的测试对象。

2.根据权利要求1所述的磁屏蔽装置，其特征在于，除最外层以外的其他各所述磁屏蔽筒的筒壁上分别开设有用于传输传感信号的传输孔，其中，所述传感信号由设置在所述聚磁环气隙中的电流传感组件生成。

3.根据权利要求2所述的磁屏蔽装置，其特征在于，各所述磁屏蔽筒的筒壁上的传输孔分别设置在所述第一筒壁上，或，各所述磁屏蔽筒的筒壁上的传输孔分别设置在所述第二筒壁上。

4.根据权利要求1所述的磁屏蔽装置，其特征在于，所述第一筒壁的两个端部分别设有第一挡板，所述第一挡板相对于所述第一筒壁向外凸出；所述第二筒壁的两个端部分别设有第二挡板，所述第二挡板相对于所述第二筒壁向外凸出，所述第一挡板与所述第二挡板相对设置，且所述第一挡板与所述第二挡板可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的磁屏蔽装置，其特征在于，各所述磁屏蔽筒还包括喉箍和固定组件，其中，各所述第一挡板和各所述第二挡板上分别开设有凹槽和安装孔，所述喉箍设置在所述第一筒壁和所述第二筒壁外侧，并容置在所述凹槽中，所述固定组件穿过所述安装孔以固定所述第一筒壁和所述第二筒壁。

6.根据权利要求1所述的磁屏蔽装置，其特征在于，所述第一盖板包括第一子盖板和第二子盖板，所述第二盖板包括第三子盖板和第四子盖板，其中，所述第一子盖板盖合在所述第一筒壁的第一端上，所述第二子盖板盖合在所述第二筒壁的第一端上，所述第三子盖板盖合在所述第一筒壁的第二端上，所述第四子盖板盖合在所述第二筒壁的第二端上，其中，所述第一子盖板和所述第二子盖板之间形成有所述通孔，所述第三子盖板和所述第四子盖板之间形成有所述通孔。

7.根据权利要求6所述的磁屏蔽装置，其特征在于，各所述第一子盖板、各所述第三子盖板上设有与所述第一筒壁接触设置的第一凸起板，各所述第二子盖板、各所述第四子盖板上设有与所述第二筒壁接触设置的第二凸起板；其中，所述第一筒壁和所述第二筒壁连接时呈圆柱状。

8.一种电流传感器，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的磁屏蔽装置；

聚磁环，设置在所述磁屏蔽装置中最内层的所述磁屏蔽筒中；

电流感应组件，设置在所述聚磁环的气隙中，用于感测待测导线上的感应电信号；

前置电路，设置在相邻两层所述磁屏蔽筒之间的容纳腔中，与所述电流传感组件连接，用于根据接收的所述感应电信号，确定所述待测导线的电流值。

9.根据权利要求8所述的电流传感器，其特征在于，所述聚磁环为开合式聚磁环，所述电流感应组件包括隧道磁阻传感器或霍尔传感器。

10.根据权利要求8所述的电流传感器，其特征在于，所述前置电路包括：

放大电路，与所述电流感应组件连接，用于对接收的所述感应电信号进行功率放大，并输出反馈电流；

反馈线圈，与所述放大电路连接，且缠绕在所述聚磁环上；

采集电路，与所述反馈线圈连接，用于采集所述反馈线圈上的电压值；

数据处理电路，与所述采集电路连接，用于根据所述电压值、所述采集电路的电阻值和所述反馈线圈的匝数，确定所述待测导线在通电状态下的电流值。

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