CN208043919U - 宽带电流检测探头及宽带电流检测*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种宽带电流检测探头，包括：环形屏蔽壳体；所述环形屏蔽壳体可套设在待检测的传输线上；设置在所述环形屏蔽壳体内部的镍锌磁环；绕设在所述镍锌磁环上的线圈；固定在所述环形屏蔽壳体上的接地焊片和连接器；所述连接器用于向频谱仪输出检测信号；所述线圈的第一端连接所述接地焊片，所述线圈的第二端连接所述连接器。

Description

宽带电流检测探头及宽带电流检测***

技术领域

本申请涉及测量技术领域，尤其涉及一种宽带电流检测探头及宽带电流检测***。

背景技术

大到电子电力***，小到用电设备，在生产中，电磁兼容性可能无法达到国家规定的标准，当一个电子电力***或用电设备的频率段超标时，需要判断其在哪段频率段超标，或者其哪部分部件的频率段超标。因为频率段不同，电子电力***或用电设备的传输线发出的干扰电流大小也不同，通常用检测被测传输线上的干扰电流大小，与标准频率段的干扰电流大小作比较，判断该电子电力***或用电设备哪段频率段超标；或者通过检测电子电力***或用电设备不同部件的干扰电流大小，与标准频率段的干扰电流大小作比较，来判断该电子电力***或用电设备的哪部分部件的频率段超标。利用传输线能发出干扰电流这一特性可以使用宽带电流检测探头来测量传输线的干扰电流大小，以确定电子电力***或用电设备的超标频率段。其中，宽带电流检测探头是指检测频率段较宽的宽带电流检测探头。

相关技术中，宽带电流检测探头中多采用锰锌磁环进行感应，导致其检测频率段不够，一般最高频率只到100MHz，而实际使用时要求的检测范围较宽，达到400MHz甚至更高。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种宽带电流检测探头及宽带电流检测***。

根据本申请实施例提供的第一方面，提供一种宽带电流检测探头，包括：环形屏蔽壳体；所述环形屏蔽壳体可套设在待检测的传输线上；设置在所述环形屏蔽壳体内部的镍锌磁环；绕设在所述镍锌磁环上的线圈；固定在所述环形屏蔽壳体上的接地焊片和连接器；所述连接器用于向频谱仪输出检测信号；所述线圈的第一端连接所述接地焊片，所述线圈的第二端连接所述连接器。

优选的，所述线圈的圈数为两匝。

优选的，所述环形屏蔽壳体的内环壁上设有缝隙。

优选的，所述环形屏蔽壳体包括第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体；所述第一屏蔽壳体的第一端和所述第二屏蔽壳体的第一端通过旋转轴相连接；所述第一屏蔽壳体的第二端和第二屏蔽壳体的第二端通过可开合结构相连接。

优选的，所述第一屏蔽壳体的两端和所述第二屏蔽壳体的两端均设置有灌封胶。

优选的，所述线圈的数量为两组；所述两组线圈相互反向绕线。

优选的，所述两组线圈在所述镍锌磁环上的绕设位置对称。

优选的，所述连接器为N型连接器。

优选的，还包括衬垫，所述衬垫固定在所述屏蔽壳体与所述镍锌磁环之间。

根据本申请实施例提供的第二方面，提供一种检测***，包括频谱仪、连接器与如以上任一项所述的宽带电流检测探头，所述频谱仪与所述宽带电流检测探头通过所述连接器连接。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实施例提供的宽带电流检测探头中，在环形屏蔽壳体内部设置镍锌磁环，该镍锌磁环上绕有线圈，该线圈分别连接接地焊片和连接器，基于该结构，环形屏蔽壳体套设在待检测的传输线上，线圈就可以感应到传输线上的干扰电流，通过空间耦合在线圈内产生感应电流，该感应电流的电压值作为检测信号通过连接器输出给频谱仪以便观测其频谱，根据频谱仪显示的频谱以及宽带电流检测探头本身的转移阻抗值来确定干扰电流的大小，根据干扰电流大小来判断电子电力***或用电设备的超标频率段。该方案与上述相关技术相比，在材料方面，由于选用的是镍锌磁环，与传统的锰锌磁环相比，镍锌磁环随频率升高磁导率下降的较慢，所以镍锌磁环更适合在高频率段进行检测，采用镍锌磁环扩宽了频率检测范围。

进一步的，在工艺方面，线圈的匝数设置为两匝，与相关技术相比，设置的线圈匝数大大降低了，提高了宽带电流检测探头的频率段上限。

进一步的，在灌封方面，仅在所述第一屏蔽壳体的两端和所述第二屏蔽壳体的两端处设置灌封胶，也就是说进行了部分灌封。这样，壳体内大部分都为空气，不会改变原介质，降低了寄生参数影响，并且是空气的介电常数很小，对磁力线的阻碍作用很小，因此提高了宽带电流检测探头的性能，扩宽了检测范围。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种宽带电流检测探头的结构示意图之一。

图2是根据一示例性实施例示出的一种宽带电流检测探头的剖面图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种沿图2中A-A1线的宽带电流检测探头的截面图。

附图标记：1-环形屏蔽壳体；2-线圈；3-镍锌磁环；4-连接器；5-可开合结构；6-接地焊片；7-衬垫；8-灌封胶；9-缝隙。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的宽带电流检测探头及宽带电流检测***的例子。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，包括：环形屏蔽壳体1；环形屏蔽壳体1可套设在待检测的传输线上；设置在环形屏蔽壳体1内部的镍锌磁环3；绕设在镍锌磁环3上的线圈2；固定在环形屏蔽壳体1上的接地焊片 6和连接器4；连接器4用于向频谱仪输出检测信号；线圈2的第一端连接接地焊片6，线圈2的第二端连接连接器4。

本实施例中，在环形屏蔽壳体1内部设置镍锌磁环3，该镍锌磁环3 上绕有线圈2，该线圈2分别连接接地焊片6和连接器4，基于该结构，环形屏蔽壳体1套设在待检测的传输线上，传输线上的干扰电流通过空间耦合在线圈2内产生感应电流，该感应电流的电压值作为检测信号通过连接器输出给频谱仪以便观测其频谱，根据频谱仪显示的频谱以及宽带电流检测探头本身的转移阻抗值来确定干扰电流的大小，根据干扰电流大小来判断电子电力***或用电设备哪段频率段超标，或者该电子电力***或用电设备的哪部分部件的频率段超标。该方案与上述相关技术相比，在材料方面，由于选用的是镍锌磁环3，与传统的锰锌磁环相比，镍锌磁环3随频率升高磁导率下降的较慢，所以镍锌磁环更适合在高频率段进行检测，采用镍锌磁环扩宽扩宽了检测范围。

另外，设置的接地焊片6可以保护宽带电流检测探头正常运转。

本实施例中，采用磁导率为400H/m的镍锌磁环3，该磁导率下，宽带电流检测探头可检测的最高频率提高到了400MHz，对比相关技术，宽带电流检测探头检测频率段范围更广。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，线圈的匝数为两匝。由于宽带电流检测探头的检测频率会受到内部的寄生电容影响，而寄生电容的大小与介电常数、线圈2的有效横截面积、线圈2的每匝线圈之间的距离有关，其中介电常数一定，线圈2的有效横截面积一定，线圈2的每匝线圈之间的距离越大则寄生电容越小，发明人考虑到各方面的因素，将线圈的匝数设置为2匝，使得寄生电容最小，宽带电流检测探头的检测频率最大。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，环形屏蔽壳体1的内环壁留有缝隙9。根据电磁感应原理，传输线上的干扰电流在靠近线圈2时产生磁通量，产生的磁通量可以通过缝隙9，利用空间耦合在线圈2上感应出对应的电流，然后外界干扰信号都被环形屏蔽壳体1屏蔽在外，因此测量更加准确。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，环形屏蔽壳体1包括第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体；第一屏蔽壳体的第一端和第二屏蔽壳体的第一端通过旋转轴相连接；第一屏蔽壳体的第二端和第二屏蔽壳体的第二端通过可开合结构5相连接。

其中，第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体均为半环。

相应的，镍锌磁环3的一部分设置在第一屏蔽壳体上，另一部分设置在第二屏蔽壳体上。镍锌磁环3的两部分均为半环。

其中，旋转轴垂直于环形屏蔽壳体1的环形面。

其中，上述可开合结构5可以但不限于为卡扣结构。

本实施例中，使用宽带电流检测探头进行测量时，打开可开合结构5，将第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体沿旋转轴进行旋转，打开环形屏蔽壳体1，进而让环形屏蔽壳体1套设在被测传输线上进行测量；测量结束后，可以将第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体沿旋转轴进行旋转，闭合环形屏蔽壳体1，关闭可开合结构5。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，第一屏蔽壳体的两端和第二屏蔽壳体的两端均设置有灌封胶8。设置灌封胶是为了把镍锌磁环3、线圈2 等部件固定在环形屏蔽壳体1内部，防止因为操作等原因使镍锌磁环3发生位移，影响宽带电流检测探头的性能。本实施例中采用只在第一屏蔽壳体的两端和第二屏蔽壳体的两端部分灌封的方式，灌封时只需要将第一屏蔽壳体，第二屏蔽壳体端口封上即可固定；部分灌封后，在环形屏蔽壳体1内部留有空气，空气介电常数小，环形屏蔽壳体1内部介质基本不变，灌封前后影响不大，从而扩宽检测范围，提高性能。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，线圈包括两组线圈2；两组线圈2相互反向绕线。每组线圈2的第一端与接地焊片6连接，第二端与连接器4连接。两组线圈2反向绕线，可以使其磁通量方向相同，从而增大其磁通量密度，提高灵敏度。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，两组线圈2在镍锌磁环3上的绕设位置对称。

具体的，一组线圈2可以设置在第一屏蔽壳体的镍锌磁环3上，另一组线圈2可以设置在第二屏蔽壳体的镍锌磁环3上。

根据宽带电流检测探头的结构要求，环形屏蔽壳体1既要能张开又要能闭合，当环形屏蔽壳体1内部的镍锌磁环3为一个整体时，磁通量最大，所以采用对称设置的方式可以减小磁通量的损耗，让宽带电流检测探头测量更精确。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，连接器4为N型连接器。N型连接器是一种具有螺纹连接机构的中小功率连接器，适用于微波设备和数字通信***的射频回路中连接射频电缆或微带线，具有频带宽、性能优、高可靠、寿命长的特点。本实施例采用N型连接器，可以进一步扩宽检测范围。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，还包括衬垫7，衬垫7固定在屏蔽壳体与镍锌磁环3中间。其中，衬垫7为环形。

衬垫7的数量可以根据实际需要进行设置。各衬垫7均匀分布，以增加固定稳定性，还能防止灌封胶8渗透，因其体积比较小，基本不会影响宽带电流检测探头的性能，因此对环形屏蔽壳体1内部介电常数的影响可以忽略不计。

例如，在壳体内部每边各安装2-3块衬垫。

衬垫7的尺寸也可以根据需要进行设置，以保证固定稳定性。

基于同样的技术构思，一些实施例中提供宽带电流检测***，包括频谱仪、连接器4和如上述任意实施例中所述的宽带电流检测探头；其中，频谱仪与宽带电流检测探头通过连接器4连接。宽带电流检测探头将检测出来的干扰电流的电压值以频谱的形式在在频谱仪上显示出来，通过该频谱、宽带电流检测探头本身的转移阻抗值，计算出干扰电流的电流值，根据干扰电流大小来判断电子电力***或用电设备哪段频率段超标，或者该电子电力***或用电设备的哪部分部件的频率段超标。

下面是对一些实施例中扩宽检测范围的结构所涉及的原理进行解释：

宽带电流检测探头的检测频率上限和其固有谐振频率呈正相关；

其固有谐振频率其中L_m为环路电感，L_b为漏感，C为寄生电容。

其中μ为磁导率，N为匝数，S为线圈2的有效横截面积，e 有效磁路距离。

由于使用镍锌磁环3，磁导率降低，而且只用了两匝线圈2，匝数降低，所以环路电感L_m减小。

寄生电容其中ε为介电常数，s为线圈2的有效横截面积，d为每匝线圈之间的距离。

因为在相同结构下做比较，结构不变，所以s不变，又因为匝数变少，所以d变大，所以寄生电容C减小。因此在其它条件不变，L_b和C减小的情况下，固有谐振频率f₀变大。因此扩大了本实施例在较高频率段的检测范围。

下面根据一些实施例中的优选实施例，对本申请提供的一种宽带电流检测探头进行详细的说明。

一些实施例中提供的宽带电流检测探头，包括：环形屏蔽壳体1，线圈2，镍锌磁环3，连接器4，接地焊片6，衬垫7；环形屏蔽壳体1包括第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体，第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体的第一连接处设置有旋转轴，第二连接处设置有可开合结构5，可开合结构5可以为卡扣结构，可以打开/闭合环形屏蔽壳体1；环形屏蔽壳体1的内环壁设有缝隙9；环形屏蔽壳体1组装好后在第一屏蔽壳体的两端和第二屏蔽壳体的两端均设置灌封胶；线圈2绕设在镍锌磁环3上，分为两组，每组匝数为两匝，两组线圈2在所述镍锌磁环上的绕设位置对称，并且互相反向绕线，两组线圈2第一端分别连接接地焊片6，第二端均连接在连接器4上；连接器4选用N型连接器4；在环形屏蔽壳体1与镍锌磁环3中间设置有衬垫7，用来固定镍锌磁环3。通过上述扩宽宽带电流检测探头检测范围的优选方案，使本实施例中提供的宽带电流检测探头的检测范围达到4KHz～400MHz。宽带电流检测探头采用了变压器的工作原理，当宽带电流检测探头被用作检测传输线上的干扰电流时，首先打开可开合结构5，将环形屏蔽壳体1套设在被测传输线上，关闭可开合结构5，进行测量；被测传输线视为变压器的初级，镍锌磁环3视为变压器的次级；因为在镍锌磁环3上绕设有线圈2，被测传输线在靠近宽带电流检测探头时，通过空间耦合的方式在线圈2上产生对应的电压，线圈2上的电压信号通过连接器4传输给频谱仪，根据频谱仪上显示的电压值的频谱、宽带电流检测探头本身的阻抗值即可计算出被测传输线的干扰电流，根据被测传输线的干扰电流大小来判断电子电力***或用电设备哪段频率段超标，或者该电子电力***或用电设备的哪部分部件的频率段超标。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种宽带电流检测探头，其特征在于，包括：

环形屏蔽壳体，所述环形屏蔽壳体可套设在待检测的传输线上；设置在所述环形屏蔽壳体内部的镍锌磁环；

绕设在所述镍锌磁环上的线圈；

固定在所述环形屏蔽壳体上的接地焊片和连接器；

其中，所述连接器用于向频谱仪输出检测信号；所述线圈的第一端连接所述接地焊片，所述线圈的第二端连接所述连接器。

2.根据权利要求1所述的宽带电流检测探头，其特征在于，所述线圈的匝数为两匝。

3.根据权利要求1所述的宽带电流检测探头，其特征在于，所述环形屏蔽壳体的内环壁上设有缝隙。

4.根据权利要求1所述的宽带电流检测探头，其特征在于，所述环形屏蔽壳体包括第一屏蔽壳体和第二屏蔽壳体；所述第一屏蔽壳体的第一端和所述第二屏蔽壳体的第一端通过旋转轴相连接；所述第一屏蔽壳体的第二端和所述第二屏蔽壳体的第二端通过可开合结构相连接。

5.根据权利要求4所述的宽带电流检测探头，其特征在于，所述第一屏蔽壳体的两端和所述第二屏蔽壳体的两端均设置有灌封胶。

6.根据权利要求1所述的宽带电流检测探头，其特征在于，所述线圈的数量为两组；所述两组线圈相互反向绕线。

7.根据权利要求6所述的宽带电流检测探头，其特征在于，所述两组线圈在所述镍锌磁环上的绕设位置对称。

8.根据权利要求1所述的宽带电流检测探头，其特征在于，所述连接器为N型连接器。

9.根据权利要求1所述的宽带电流检测探头，其特征在于，还包括衬垫，所述衬垫固定在所述环形屏蔽壳体与所述镍锌磁环之间。

10.一种宽带电流检测***，其特征在于，包括频谱仪、连接器和如权利要求1-9任一项所述的宽带电流检测探头；其中，所述频谱仪与所述宽带电流检测探头通过所述连接器连接。