自适应检测的电流传感器的制作方法

本实用新型涉及电力自动化技术领域，尤其涉及一种自适应检测的电流传感器。

背景技术：

目前的类似产品有电缆型电流温度故障指示器、段码LCD显示故障指示器等产品。现有电缆型电流温度故障指示器，传感器捕捉到的信号通过电缆线传输给主机，主机接收到信号后电缆的电流、温度信息。

然而常规传感器存在以下缺陷，一是对合闸、涌流、瞬时大电流存在误报故障的问题，故障检测的准确度低；二是，电流传感器内的处理控制模块无间歇工作，整个传感器的功耗高；三是传感器采用有源供电方式，对外部供电的依赖，安装不便；四是确少对温度信息的检测。

因此，针对以上不足，需要提供了一种自适应检测的电流传感器。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是一方面提供一种自适应检测的电流传感器，以解决现有技术中故障检测的准确度低和整个传感器的功耗高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型一方面提供了一种自适应检测的电流传感器，其包括铁环、线圈采样回路、处理控制单元、电流记忆单元、比较器、加法器及故障信息传送单元，所述线圈采样回路的感应线圈与所述铁环配合，以实时检测电流信息，所述处理控制单元与所述线圈采样回路连接，以读取实时电流信息；所述电流记忆单元与所述线圈采样回路连接，以获得记忆电流信息；所述线圈采样回路与所述比较器连接，所述电流记忆单元通过加法器与所述比较器连接，所述比较器接收经加法器抬高设定阈值后的记忆电流信息；所述比较器与处理控制单元连接，在电流突变时向所述处理控制单元输入触发信号和唤醒所述处理控制单元；所述处理控制单元与所述故障信息传送单元连接，在收到触发信号后进行判断并将故障信息经故障信息传送单元传送给上位机。

其中，还包括温度采样单元，所述温度采样单元与所述处理控制单元连接，以将采集的温度信息传递给所述处理控制单元。

其中，还包括定时单元，所述定时单元与所述处理控制单元连接，在经过设定的时间段后唤醒所述处理控制单元。

其中，所述线圈采样回路包括串联的二极管和电阻。

其中，还包括内置式锂电池，所述内置式锂电池与所述处理控制单元连接。

其中，所述处理控制单元为微控制单元；所述电流记忆单元为记忆电容；所述比较器为比较器电路。

其中，所述加法器为加法器电路。

其中，所述故障信息传送单元为通讯单元。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供的自适应检测的电流传感器中，通过电流记忆单元记忆实时电流信息，而获得记忆电流信息，并通过加法器对记忆电流信息抬高设定的阈值，将经抬高阈值后的记忆电流信息与实时电流信息比较，电流突变时，比较器会输出触发信号唤醒处理控制单元，通过这种新的自适应检测方式对运行线路进行监测，解决了大电流误报故障的问题，提高了故障检测的准确度。

处理控制单元采用定时唤醒和电流突变唤醒两种唤醒方式，实时性好并且功耗低，处理控制单元平时处于睡眠状态，整个电路功耗很低，不会漏失故障突变同时保证了整个系统的功耗。

内置式锂电池与所述处理控制单元连接，改变了原有传感器对外部供电的依赖，安装更加便捷。

通过温度采样单元与处理控制单元连接，以将采集的温度信息传递给所述处理控制单元，这样传感器集成了电流和温度信号的检测，提高了传感器的适用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例采用自适应检测方式的电流传感器的工作原理图；

图2是本实用新型实施例采用自适应检测方式的电流传感器的外形结构示意图；

图3是本实用新型实施例采用自适应检测方式的电流传感器中比较器的连接关系电路图。

图中，1：U型铁环；2：传感器壳体；3：比较器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，本实用新型提供的采用自适应检测方式的电流传感器包括铁环、线圈采样回路、处理控制单元、电流记忆单元、比较器3、加法器及故障信息传送单元，线圈采样回路的感应线圈与铁环(具体为U型铁环1)配合，以实时检测电流信息，处理控制单元与线圈采样回路连接，以读取实时电流信息；电流记忆单元与线圈采样回路连接，以获得记忆电流信息，该记忆电流信息反映的为一定时段前的电流信息；线圈采样回路与比较器连接，电流记忆单元通过加法器与比较器连接，比较器接收经加法器抬高设定阈值后的记忆电流信息；比较器与处理控制单元连接，在电流突变时向处理控制单元输入触发信号和唤醒处理控制单元；处理控制单元与故障信息传送单元连接，在收到触发信号后进行判断并将故障信息经故障信息传送单元传送给上位机。其中，处理控制单元具体为微控制单元，即MCU；线圈采样回路、处理控制单元、电流记忆单元、比较器、加法器及故障信息传送单元内置于传感器壳体2内；图3中，实时电流信息VFD及记忆电流信息VT进入比较器3，比较器将触发信号VH发出。

上述实施例中，传感器内部采用一个感应线圈，配合传感器外部U型铁环形成闭合回路，利用电磁感应技术获取一次线路上的电流信息，具体地，线圈采样回路对实时电流进行整流采样获得实时电流信息，然后送入处理控制单元定时读取实时电流信息；实时电流信息经处理控制单元处理，可把采集到的实时电流信息上传主机；电流记忆单元与线圈采样回路连接，实时电流信息经电容记忆获得记忆电流信息，再对记忆电流信息经过加法器抬高一定阈值后，通过比较器将经抬高阈值后的记忆电流信息与实时电流信息比较，在电流突变时获取触发信号，电流突变时比较器会输出触发信号唤醒处理控制单元，处理控制单元经过测量判断后发出故障信号，以便于实时上传故障信息。

其中，由于传感器采用电流记忆单元对实时电流信息进行记忆形成记忆电流信息，并通过加法器抬高一定阈值，将经抬高阈值后的记忆电流信息与实时电流信息比较，正常变动情况下，实时电流信息小于经抬高阈值后的记忆电流信息，比较器不发触发信号，电流突变时，实时电流信息大于经抬高阈值后的记忆电流信息，比较器会输出触发信号唤醒处理控制单元，通过这种新的自适应检测方式对运行线路进行监测，解决了现有技术中对合闸、涌流、瞬时大电流误报故障的问题，提高了故障检测的准确度；同时，处理控制单元采用电流突变唤醒两种唤醒方式，实时性好并且功耗低，处理控制单元平时处于睡眠状态，整个电路功耗很低。

进一步地，还包括温度采样单元，温度采样单元与处理控制单元连接，以将采集的温度信息传递给处理控制单元；这样传感器集成了电流和温度信号的检测，温度采样单元检测的数据也送入处理控制单元然后可上传上位机。

具体地，还包括定时单元，定时单元与处理控制单元连接，在经过设定的时间段后唤醒处理控制单元，定时读取实时电流信息。传感器采用定时唤醒和电流突变唤醒两种唤醒方式，控制处理单元每隔一定时间(如10秒)被定时器唤醒一次，短时间(如1毫秒)内完成测量后进入睡眠状态，所以整机功耗极低；这样，不会漏失故障突变的同时保证了整个系统的功耗。

具体地，线圈采样回路包括串联的二极管和电阻，这样可抬高小电流时的采样电压信息(或电流信息)，提高采样精度；还包括内置式锂电池，内置式锂电池与处理控制单元连接，改变了原有传感器对外部供电的依赖，安装更加便捷。

具体地，电流记忆单元为记忆电容，比较器为比较器电路；加法器为加法器电路；故障信息传送单元为通讯单元，故障信息传送可以为有线的方式，也可以为无线的方式。

为了进一步理解本实用新型的自适应检测的电流传感器，下面具体介绍下自适应检测的步骤：

S1.通过电磁感应的方式获取一次线路上的实时电流信息，通过线圈采样回路对实时电流信息进行整流采样，并将实时电流信息送入处理控制单元(具体为MCU)，处理控制单元定时读取实时电流信息，平时处于睡眠状态；

S2.通过电流记忆单元记忆实时电流信息，而获得记忆电流信息；

S3.通过加法器对记忆电流信息抬高设定的阈值；

S4.通过比较器将经抬高设定阈值的记忆电流信息与实时电流信息进行比较，以获取触发信号，将触发信号发送至处理控制单元；

S5.根据传来的触发信号，唤醒处理控制单元，通过处理控制单元对实时电流信息进行检测判断后，发出故障信号。

通过电流记忆单元记忆实时电流信息，而获得记忆电流信息，并通过加法器对记忆电流信息抬高设定的阈值，将经抬高阈值后的记忆电流信息与实时电流信息比较，正常变动情况下，实时电流信息小于经抬高阈值后的记忆电流信息，比较器不发触发信号，电流突变时，比较器会输出触发信号唤醒处理控制单元，通过这种新的自适应检测方式对运行线路进行监测，解决了大电流误报故障的问题，提高了故障检测的准确度；同时，处理控制单元采用定时唤醒和电流突变唤醒两种唤醒方式，实时性好并且功耗低，处理控制单元平时处于睡眠状态，整个电路功耗很低。

具体地，其还包括以下步骤：

通过有线或无线的方式将上述故障信号传递给上位机。

具体地，步骤S4中，电流突变时，比较器根据经抬高设定阈值的记忆电流信息与实时电流信息，发出触发信号。

步骤S1中，处理控制单元每隔10秒被定时器唤醒读取实时电流信息一次，1毫秒内完成测量读取后进入睡眠状态。

具体地，还包括以下步骤：

通过温度采样单元检测一次线路的温度信息，并将温度信息送入处理控制单元。这样传感器集成了电流和温度信号的检测，温度采样单元检测的数据也送入处理控制单元然后可上传上位机。

另外，本实用新型中，传感器采用灌封技术灌封，防水等级可达IP67。

综上所述，本实用新型提供的自适应检测的电流传感器中，通过电流记忆单元记忆实时电流信息，而获得记忆电流信息，并通过加法器对记忆电流信息抬高设定的阈值，将经抬高阈值后的记忆电流信息与实时电流信息比较，电流突变时，比较器会输出触发信号唤醒处理控制单元，通过这种新的自适应检测方式对运行线路进行监测，解决了大电流误报故障的问题，提高了故障检测的准确度；同时，处理控制单元采用定时唤醒和电流突变唤醒两种唤醒方式，实时性好并且功耗低，处理控制单元平时处于睡眠状态，整个电路功耗很低；内置式锂电池与处理控制单元连接，改变了原有传感器对外部供电的依赖，安装更加便捷。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。