一种无源非接触式矩阵磁场取能器的制作方法

本发明属于磁场取能器技术领域，特别涉及一种无源非接触式矩阵磁场取能器。

背景技术：

无源磁场取能传感器(以下简称：传感器)主要应用于一次高压设备的电缆搭接点、母排搭接点、上触头、下触头等位置的温度监测。当一定电流穿过传感器的感应线路闭合磁路时，传感器将交变磁场转换成电量启动工作(如图1和图2所示)。这种方式存在的问题是传感器在现场调试时，现场无二次供电，至使传感器安装后无法使用设备调试，即使具备二次供电，电流源驱动设备体积过大，一次高压设备传感器安装空间狭窄，测试设备无法进入一次高压设备测试且穿线繁琐。一次高压设备一旦送电则5年内无法停电，传感器未调试直接进入运行阶段，传感器会存在各种质量风险及缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无源非接触式矩阵磁场取能器，可以解决现有技术中传感器在现场调试时因为无二次供电而无法使用设备调试，以及一次高压设备安装控件狭窄，且穿线繁琐的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

无源非接触式矩阵磁场取能器，包括矩阵磁场发生模块、机械旋转模块和闭合磁路传感器；所述的机械旋转模块可旋转地安装在所述的矩阵磁场发生模块的顶部正中间，通过外力驱动所述机械旋转模块旋转，使所述矩阵磁场发生模块产生交变磁场；所述闭合磁路传感器与所述矩阵磁场发生模块贴合，感应所述矩阵磁场发生模块产生的交变磁场，将交变磁场转换成电能，供所述闭合磁路传感器运行。

进一步的，所述矩阵磁场发生模块包括四块强磁和一固定板；所述固定板的侧壁上设置了四个凹槽，所述四个凹槽间隔90度均匀分布在所述固定板侧壁的同一个圆周上，所述四块强磁分别镶嵌在四个凹槽中。

进一步的，所述四块强磁为圆柱体，所述四个凹槽为圆柱形凹槽。

进一步的，所述凹槽的高度大于等于所述强磁的高度。

进一步的，所述机械旋转模块为圆柱体，所述机械旋转模块的侧壁上设置有至少一个条形凹槽。

进一步的，所述条形凹槽大于1个时，均匀地分布在所述机械旋转模块的侧壁上。

本发明的无源非接触式矩阵磁场取能器，现场传感器调试无须二次电源，采用永久强磁替代。现场传感器调试无须电流激励，直接采用磁场激励。激励方式采用非接触式安全可靠，无须穿线。调试设备体积小，携带方便，操作简单，实用性强。

附图说明

图1是现有技术的无源磁场取能传感器的示意图；

图2是现有技术的无源磁场取能传感器的应用环境示意图；

图3是本发明的无源非接触式矩阵磁场取能器的组成示意图；

图4是本发明的矩阵磁场发生模块和机械旋转模块的结构示意图；

图5是本发明的无源非接触式矩阵磁场取能器的结构示意图。

附图标记说明如下：

1：矩阵磁场发生模块，11：强磁，12：固定板，13：凹槽，2：机械旋转模块，21：条形凹槽，3：闭合磁路传感器，4：外部驱动设备。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本发明的无源非接触式矩阵磁场取能器，包括矩阵磁场发生模块1、机械旋转模块2和闭合磁路传感器3。机械旋转模块可旋转地安装在矩阵磁场发生模块中，通过外力驱动机械旋转模块旋转，使矩阵磁场发生模块产生交变磁场。闭合磁路传感器与矩阵磁场发生模块贴合，感应矩阵磁场发生模块产生的交变磁场，将交变磁场转换成电能，供闭合磁路传感器运行。

进一步的，在本申请的一种优选实施方式中，矩阵磁场发生模块包括4块强磁11和固定板12，如图4所示，固定板12的侧壁上设置了4个凹槽13，4个凹槽13间隔90度均匀分布在固定板12侧壁的同一个圆周上。4块强磁11分别镶嵌在4个凹槽13中。

优选的，4块强磁11为圆柱体，4个凹槽13为圆柱形凹槽，凹槽13的高度大于等于强磁11的高度。4块强磁11相隔90度镶嵌在固定板12上，组成永久性固定磁场。

进一步的，在本申请的一种优选实施方式中，机械旋转模块2为圆柱体，机械旋转模块的侧壁上设置有至少一个条形凹槽21。所述条形凹槽大于1个时，均匀地分布在所述机械旋转模块的侧壁上。所述的条形凹槽与外部驱动设备相适配，由外部驱动设备带动机械旋转模块2旋转。

本发明的无源非接触式矩阵磁场取能器的工作原理为：

矩阵磁场发生模块通过机械旋转模块产生交变磁场，机械旋转模块的转速为3000转/min(可调)，相当于6-10a电流所产生的50hz交变磁场，矩阵磁场发生模块前端贴近完整闭合磁路传感器表面，完整闭合磁路传感器的闭合磁路线圈感应到矩阵磁场发生模块的交变磁场时，将在内部产生磁通量并转换为电能，使传感器处于工作状态。

本发明通过强磁产生固定磁场，通过机械旋转模块将固定磁场转换成交变磁场，供传感器取能，相比于原有通过电流穿线方式取能，无论供电方式，还是测试方法都优于原方法。另外测试设备无须供电、测试过程采取非接触，无须将电源线穿过闭合磁路，解决了现场调试过程无供电问题的调试，简化了操作测试步骤。

另外，现有技术需要配备专业电流发生设备，需要ac220v供电，电流发生设备属于专业设备，价格昂贵。本发明结构简单，加工成本低，使用简单。

现有技术采用电流供电，磁场将会受到电流源、线径影响且有能量损耗。本发明采用永久性磁铁产生磁场，不会受外部影响且无能量损耗。

现有技术需要引电源线，电源线需要穿过闭合磁路。本发明无须任何设置，打开后将矩阵磁场发生模块前端贴近传感器表面即可取能，整体操作、控制、使用非常简便。

现有技术采用电流取能，电流将受输出电流线横截面积大小、电流源的稳定性，端口接触电阻大小的影响。本发明使用固定磁场源，通过旋转模块产生的交变磁场，基本不受外界影响，磁场稳定可靠；

现有技术需要通ac220v，由于现场环境都是一次金属设备，边缘锋利，电源线容易破损造成安全性隐患。本发明只有旋转部分采用dc12v电池给外部驱动设备供电，磁场采用无源化，更安全、可靠。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。