公开/公告号CN104360123A
专利类型发明专利
公开/公告日2015-02-18
原文格式PDF
申请/专利权人 绵阳市维博电子有限责任公司;
申请/专利号CN201410631179.0
申请日2014-11-10
分类号G01R15/14;G01R21/00;
代理机构北京集佳知识产权代理有限公司;
代理人罗满
地址 621000 四川省绵阳市游仙区游仙东路98号
入库时间 2023-12-17 03:40:54
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2017-12-15
授权
授权
2015-03-25
实质审查的生效 IPC(主分类):G01R15/14 申请日:20141110
实质审查的生效
2015-02-18
公开
公开
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,特别是涉及一种电量隔离传感器及 包含有所述电量隔离传感器的矿热炉电量测量系统。
背景技术
矿热炉属恶劣工况运行的设备,其用电特点是:大电流、低电压。 在实际工作中,尤其是大容量的矿热炉,受矿物对象的物理、化学反 应等影响,其二次电流可高达几十万安培,二次电压多在90V-250V 之间,导致该矿热炉功率因数较低。这样不仅不满足国网供电部门对 于功率因数的强制性要求,而且降低了工厂自身的经济效益。
提高矿热炉的功率因数的前提是需要可靠的测量部件来完成矿 热炉三相变压器二次侧的数据采集,只有获取三相变压器二次侧的数 据,才能有针对性的采取相应的补偿措施。
为了获取三相变压器二次侧的数据,目前,主要通过采购组件自 行组装而成,其缺点如下:
自行组装的数据采集装置,由于各个厂家的积分器参数不同,积 分器没有经过统一标定就用于采集三相变压器二次侧的数据,因此, 无法对每个积分器的角差进行统一修正。如此,则导致数据采集装置 获取的数据精度较低,不能准确反映变压器二次侧的真实数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种电量隔离传感器,用于采集矿热炉的三 相变压器二次侧的数据。此外,本发明还提供一种包含上述电量隔离 传感器的矿热炉电量测量系统。
为解决上述技术问题,本发明提供一种电量隔离传感器,包括:
信号调理模块,用于将获取的信号进行调理;
与所述信号调理模块连接的电压输入模块,用于将获取的三相变 压器输出的电压信号进行隔离,并输出至所述信号调理模块;
经统一标定后的三相积分器,用于对获取到的罗氏线圈输出的电 流信号进行积分,并将积分后的信号输入至所述信号调理模块;
与所述信号调理模块连接的中央处理模块,用于将所述信号调理 模块调理后的信号进行交流采样、数字处理与修正。
优选的,所述三相积分器具有一个正极输入端和一个负极输入 端,所述正极输入端与所述负极输入端分别与罗氏线圈的一组接线端 子的正极和负极连接,其中,每个三相积分器的正极输入端和负极输 入端连接一个瞬态抑制二极管。
优选的,所述电压输入模块的输入端和所述三相积分器的输入端 均具有接线端子。
优选的,所述电压输入模块为:与三相变压器输出端连接的多个 阻性单元和与多个阻性单元连接的多个电压互感器,
其中,每个阻性单元包括两个电阻网络,同一个阻性单元的电阻 网络与三相变压器的一组输出端连接,每个电压互感器的输出端作为 所述电压输入模块的输出端。
优选的,所述信号调理模块包括:与所述电压互感器或所述三相 积分器连接的抗汇叠滤波电路和平移放大电路。
优选的,还包括:与所述电量隔离传感器1连接的电源模块20, 用于为所述电量隔离传感器1提供电能。
优选的,还包括:与所述中央处理模块连接的存储器,用于存储 所述中央处理模块修正后的信号。
优选的,所述信号调理模块、所述电压输入模块、所述中央处理 模块、所述三相积分器集成为一体。
一种矿热炉电量测量系统,包括:
电量隔离传感器;
与所述电量隔离传感器通讯的上位机,用于获取所述电量隔离传 感器输出的数据。
优选的,还包括:与所述电量隔离传感器连接的拨码开关,用于 选择所述上位机的通讯地址和波特率。
本发明所提供的电量隔离传感器采用经统一标定后的三相积分 器,使得中央处理模块对所述三相积分器统一修正,角差补偿充分, 补偿及时,因此,提高了数据采集的精度。此外,本发明还提供一种 包括电量隔离传感器的矿热炉电量测量系统,通过将电量隔离传感器 于上位机连接,能够实时读取电量隔离传感器输出的数据,进而确定 功率因数补偿方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例中所需要使用 的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动 的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电量隔离传感器结构图;
图2为本发明提供的另一种电量隔离传感器结构图;
图3为本发明提供的一种矿热炉电量测量系统结构图;
图4为本发明提供的另一种矿热炉电量测量系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种电量隔离传感器,用于采集矿热炉的三 相变压器二次侧的数据。此外,本发明还提供一种包含上述电量隔离 传感器的矿热炉电量测量系统。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图 和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
图1为本发明提供的一种电量隔离传感器结构图。电量隔离传感 器1包括:
信号调理模块10,用于将获取的信号进行调理,如信号放大、信 号平移、滤波等;
通常情况下,获取的信号无法满足后续电路的要求,因此需要将 获取的信号经过信号调理模块10进行调理,以满足后续电路的输入要 求。
与所述信号调理模块10连接的电压输入模块11,用于将获取的 三相变压器2输出的电压信号进行隔离,并输出至所述信号调理模块 10;
电压输入模块11获取到三相变压器2输出的电压信号后,并将所 述电压信号进行隔离,经过电压输入模块11隔离后的电压信号输出至 信号调理模块10。
经统一标定后的三相积分器12,用于对获取到的罗氏线圈3输出 的电流信号进行积分,并将积分后的信号输入至所述信号调理模块 10。
如果使用的三相积分器12没有经过统一标定,则中央处理模块 13无法对其进行角差修正,导致电量隔离传感器1输出的数据精度低。 因此,本发明在使用三相积分器12之前,首先对其进行统一标定,从 而对获取到罗氏线圈3输出的电流信号进行积分,并将积分后的信号 输入至信号调理模块10。当中央处理模块获取信号调理电路10输出 的信号时,就能够对三相积分器12进行角差统一修正,从而提高电量 隔离传感器1输出数据的精度。
与所述信号调理模块10连接的中央处理模块13,用于将所述信 号调理模块10调理后的信号进行交流采样、数字处理与修正;
中央处理模块13是电量隔离传感器1的核心部件。信号调理模 块10在获取电压输入模块11输出的电压信号和三相积分器12输出的 电流信号后进行调理并直接输入至中央处理模块13的ADC端口,中 央处理模块13对获取的信号进行交流采样、数字处理与修正。
本实施例提供的电量隔离传感器采用经统一标定后的三相积分 器,使得中央处理模块对所述三相积分器统一修正,角差补偿充分, 补偿及时,因此,提高了数据采集的精度。
需要说明的是,本实施例没有规定电量隔离传感器1的具体形式, 作为一种优选的实施方式,所述信号调理模块10、所述电压输入模块 11、所述中央处理模块13、所述三相积分器12集成为一体。
与采购组件自行组装的方式相比,采用一体化的结构,能够有效 节约组装时间,携带方便,不容易损坏。
在具体实施中,为了能够方便连接电量隔离传感器1与三相变压 器2和罗氏线圈3,所述电压输入模块11的输入端和所述三相积分器 12的输入端均具有接线端子。
实施例二
图2为本发明提供的另一种电量隔离传感器结构图。作为一种优 选的实施方式,所述电压输入模块11为:与三相变压器2输出端连接 的多个阻性单元110和与多个阻性单元连接的多个电压互感器111,
其中,每个阻性单元110包括两个电阻网络,同一个阻性单元110 的电阻网络与三相变压器的一组输出端连接,每个电压互感器111的 输出端作为所述电压输入模块11的输出端。
阻性单元110的两个电阻网络通常选取较大功率电阻接入,然后 经过电压互感器隔离,这样可以有效的利用电阻温度特性的合成特点 来提高电量隔离传感器整体的温漂性能。此外,大功率电阻的设计还 能满足电压输入模块11端口4KV以上的浪涌抑制能力;电压互感器 111则可以保证该端口隔离耐压的安全规程要求。
如图2所示,三相积分器12具有一个正极输入端和一个负极输 入端,所述正极输入端与所述负极输入端分别与罗氏线圈的一组接线 端子的正极和负极连接,其中,每个三相积分器的正极输入端和负极 输入端连接一个瞬态抑制二极管120。
由于瞬态抑制二极管120为低电容,对三相积分器的输入端进行 了静电保护,可达到接触放电8KV的指标。
作为另一种优选的实施方式,所述信号调理模块10包括:与所 述电压互感器111或所述三相积分器12连接的抗汇叠滤波电路100 和平移放大电路101。
通过抗汇叠滤波电路100能够对电压互感器111输出的电压信号 或三相积分器12输出的信号进行滤波,有效抑制混叠现象;通过平移 放大电路101,将抗汇叠滤波电路100输出的信号进行平移和放大, 以满足中央处理模块13的输入要求。
为了增加整机的一体性,所述电量隔离传感器,还包括:与所述 电量隔离传感器1连接的电源模块20,用于为所述电量隔离传感器1 提供电能。
优选的,所述电量隔离传感器1,还包括:与所述中央处理模块 13连接的存储器21,用于存储所述中央处理模块13修正后的信号。
为了避免临时断电而电量隔离传感器无法进行数据采集,因此, 需要对中央处理模块13修正后的信号进行保存,一旦出现断电现象, 则从存储器21中获取。
实施例三
图3为本发明提供的一种矿热炉电量测量系统结构图。矿热炉电 量测量系统包括:上述电量隔离传感器1;
与所述电量隔离传感器1通讯的上位机30,用于获取所述电量隔 离传感器1输出的数据。
当电量隔离传感器1的中央处理模块13收到上位机30发送的指 令后,读取该指令并将存储于存储器21中的数据上传至上位机30。
通过增加上位机,可以方便获取电量隔离传感器1采集的数据, 以便进行后续工作。
需要说明的是本实施例并没有规定电量隔离传感器和上位机的 通讯方式,例如,上位机通过接口转换模块与电量隔离传感器通讯, 其中,所述接口转换模块采用RS232串行接口转RS485串行接口的方 式。
图4为本发明提供的另一种矿热炉电量测量系统结构图。作为一 种优选的实施方式,矿热炉电量测量系统,还包括:
与所述电量隔离传感器1连接的拨码开关40,用于选择所述上位 机31的通讯地址和波特率。
通过拨码开关40可以更加方便设置上位机31的通讯地址及波特 率。
以上对本发明所提供的电量隔离传感器及矿热炉电量测量系统 进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式 进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其 核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱 离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些 改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
机译: 电量传感器和电量测量系统
机译: 配电量传感器和配电量测量系统
机译: 用于患者观察的单向传感器单元和动脉血压传感器单元,在电量附近设置有传感器,该电量基于必须确定的电量,而信号端子设置在插座附近