一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置

本发明涉及瞬态磁场测量，特别是涉及一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置。

背景技术：

1、随着高渗透率下可再生能源发电设备及储能设备接入，传统变压器的供电质量等方面难以满足能源互联网建设和发展的需求，而能量路由器作为一种利用电力电子器件进行高频能量和功率控制的变换器,被认为是能源互联网的核心技术。能量路由器产生的瞬态电磁辐射包含各种频率成分且在空间各点的幅值不同，其脉冲的上升沿分布从级到级，具有幅值范围大、频带宽的特点，产生的电磁骚扰可能通过传导或辐射等方式在金属物体或引线上感应出高的瞬时尖峰电压而影响设备的正常工作。利用测量手段，获取能量路由器瞬态电磁环境的基础数据，通过研究干扰源形成的机理过程，掌握能量路由器瞬态干扰源分布及幅值的数值特征，对于提高设备电磁兼容具有重要意义。

2、现有的磁场测量方法中b-dot磁场传感器和磁场感应线圈，频带范围宽、动态范围大能较好的满足瞬态磁场的测量。但是，b-dot磁场传感器测量的是磁场的变化率，其体积和重量都较大不具备便捷式的特点；感应线圈只能测量一定空间范围内的磁场，在空间磁场不均匀时测量误差较大且通带内线性度较差，往往需要算法补偿；另外，现有的瞬态磁场测量系统均采用示波器显示和记录波形，使得整套系统集成度较低，不具有便携性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，具有高集成度和高便携性的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，包括：测试探头、屏蔽外壳和设置在同一主板上的磁场采集模拟前端、数据中继引擎和人机交互单元；

4、所述测试探头、所述磁场采集模拟前端、所述数据中继引擎和所述人机交互单元依次连接；所述主板设置于所述屏蔽外壳内；所述屏蔽外壳设置于待测能量路由器产生的电磁辐射场内；所述主板为pcb板；

5、所述人机交互单元用于获取指令；

6、所述测试探头用于在接收到所述指令中的测量指令时，获取空间点的磁场强度电压信号；

7、所述磁场采集模拟前端用于对所述磁场强度电压信号进行放大滤波处理；

8、所述数据中继引擎用于将放大滤波处理后的磁场强度电压信号，与获取磁场强度电压信号的时标进行整合，得到空间点的整合磁场强度数据；

9、所述人机交互单元还用于基于空间点的整合磁场强度数据生成波形图，并显示所述波形图；所述波形图用于衡量宽频瞬态电磁辐射。

10、可选的，所述指令包括分析指令、显示指令、触发指令、测量指令和存储指令。

11、可选的，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括绝缘外壳：

12、所述屏蔽外壳设置于所述绝缘外壳内。

13、可选的，测试探头包括：多个tmr传感器；

14、所述测试探头中的任意两个tmr传感器正交设置；

15、所述tmr传感器的数量为3；

16、多个所述tmr传感器均与所述磁场采集模拟前端连接。

17、可选的，所述磁场采集模拟前端包括：

18、依次连接的放大电路、滤波电路和ad转换电路；所述放大电路与所述测试探头连接；所述ad转换电路与所述数据中继引擎连接；

19、所述放大电路用于对所述磁场强度电压信号进行放大处理；

20、所述滤波电路用于对放大处理后的磁场强度电压信号进行滤波处理；

21、所述ad转换电路用于对滤波处理后的磁场强度电压信号进行ad转换处理。

22、可选的，所述数据中继引擎包括：

23、高速数据采集单元、ddr2存储器和gps模块；

24、所述高速数据采集单元、所述ddr2存储器和所述gps模块均与所述人机交互单元连接；

25、所述gps模块用于在接收到所述指令中的测量指令时，生成时标；

26、所述高速数据采集单元还分别与所述磁场采集模拟前端、所述gps模块和所述ddr2存储器连接；所述高速数据采集单元用于将放大滤波处理后的磁场强度电压信号，与获取磁场强度电压信号的时标进行整合，得到空间点的整合磁场强度数据；

27、所述ddr2存储器用于存储空间点的整合磁场强度数据。

28、可选的，所述人机交互单元包括：

29、主微处理器、显示模块和按键输入模块；

30、所述主微处理器分别与所述数据中继引擎、所述显示模块和所述按键输入模块；

31、所述按键输入模块用于获取指令；

32、所述主微处理器用于基于空间点的整合磁场强度数据生成波形图；

33、所述显示模块用于显示所述波形图。

34、可选的，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括：

35、按键板、液晶屏和按键触点；

36、所述液晶屏和所述按键触点均设置于所述按键板上；所述按键板为pcb板；

37、所述按键板设置于所述屏蔽外壳的上表面；

38、所述按键触点与所述按键输入模块连接；所述按键输入模块用于根据按键触点的状态确定指令；

39、所述液晶屏用于显示指令。

40、可选的，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括：

41、数据存储单元；

42、所述数据存储单元与所述人机交互单元连接；

43、所述数据存储单元用于存储所述指令。

44、可选的，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括：

45、电源模块；

46、所述电源模块设置于电源板上；所述电源板设置于所述屏蔽外壳内；所述电源板为pcb板；

47、所述电源模块分别于所述测试探头、所述磁场采集模拟前端、所述数据中继引擎和所述人机交互单元连接。

48、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

49、本发明提供的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，通过非接触测量来估计能量路由器的电参数、空间参数和对其附近测量点的场强。在低频场景中，磁场和电场之间没有相互耦合，它们的近场效应可以单独分析。能量路由器产生的电磁辐射就是一种电磁场，可以通过电磁感应的原理被检测到。将测量探头置于能量路由器附近时，传感器会受到能量路由器产生的电磁场的影响。传感器可以根据感应电磁场中计算出的感应电流或其他物理效应来测量电磁辐射的强度。传感器将这些测量结果转换为数字信号，以便在显示屏上显示或进行进一步的分析。本发明对能量路由器附近的磁场矢量进行采样，能量路由器中的暂态电流会导致相同电流幅度的磁场的可检测变化，具有高集成度和高便携性的优点。

技术特征：

1.一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，包括：测试探头、屏蔽外壳和设置在同一主板上的磁场采集模拟前端、数据中继引擎和人机交互单元；

2.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述指令包括分析指令、显示指令、触发指令、测量指令和存储指令。

3.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括绝缘外壳：

4.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，测试探头包括：多个tmr传感器；

5.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述磁场采集模拟前端包括：

6.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述数据中继引擎包括：

7.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述人机交互单元包括：

8.根据权利要求3所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括：

9.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括：

10.根据权利要求1所述的一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，其特征在于，所述宽频瞬态电磁辐射测量装置还包括：

技术总结
本发明公开了一种能量路由器的宽频瞬态电磁辐射测量装置，涉及瞬态磁场测量技术领域。装置包括：测试探头、屏蔽外壳和设置在同一主板上的磁场采集模拟前端、数据中继引擎和人机交互单元；主板设置于屏蔽外壳内；屏蔽外壳设置于待测能量路由器产生的电磁辐射场内；在接收到指令中的测量指令时，获取空间点的磁场强度电压信号进行放大滤波处理，与获取磁场强度电压信号的时标进行整合，得到空间点的整合磁场强度数据生成波形图并显示。本发明通过在屏蔽外壳内设置磁场采集模拟前端、数据中继引擎和人机交互单元能够提高装置的集成度和便携性。

技术研发人员：蔡东升,黄琦,李坚,张真源,黄杰,井实,吴斌,杜强,吴桂园
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22