热非接触式电压和非接触式电流设备制造技术

本发明专利技术题为“热非接触式电压和非接触式电流设备”。本发明专利技术公开了通过提供与电流和电压的非接触式测量相结合的热成像来检测电路中的异常情况的系统和方法。此类系统可在单个测试设备中，或在有线组合中，或在具有多个测试设备和/或附件的无线通信实施中，或与一个或多个附加设备诸如移动电话、平板电脑、个人计算机(PC)、基于云的服务器等组合实施。包括红外传感器的热成像工具可以首先发现物体诸如电路中的一个或多个热异常并将其成像。可使用一个或多个非接触式电流或电压传感器来测量电流和/或电压，这允许确定所测量位置处的功率损失。所述功率损失可用于确定电路中的异常电阻功率损失的估计以及与其相关联的成本。

【技术实现步骤摘要】
热非接触式电压和非接触式电流设备
技术介绍
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本公开总体涉及对电路的各种特性的非接触式测量或检测。
技术介绍
高电阻电连接可导致电路中的功率损失。此类连接通常称为“电阻功率损失”、“铜损失”或“I2R损失”。该公式为欧姆定律V=IR的变换，欧姆定律描述了电流(I)、电压(V)和电阻(R)之间的关系。相关公式为P=VI，其指出功率(P)等于电流乘以电压。根据上述公式，功率损失可由公式P=I2R确定。根据该公式，已知能量或功率损失随着通过导体的电流(I)的平方而增大，并且与导体的电阻(R)成正比。在电路中存在电阻功率损失的情况下，电能不理想地转化为热能（红外能量），并且不再能够执行所设计的预期目的。电力传输几乎总是有一定的电阻功率损失，但较高的电阻连接会更多地增加电力损耗，其中电工和工程师将此类情况称为制造“废热”。这种性质的各个问题从其自身的功率损失角度来看通常可能不是非常昂贵，但能源成本可能随着时间的推移而上升，或者当特定设施中存在大量这些问题时，能源成本会上升。红外成像（例如，热成像仪、热成像）的使用可检测可指示高电阻连接存在于特定位置的热图案。遗憾的是，虽然能够发现高电阻问题的位置和来源对于电工、工程师和其他维护专业人员来说是非常宝贵的，但单独的红外成像通常不能以实际的方式量化能量损失的量。
技术实现思路
一种非接触式测量系统或设备可以总结为包括：外壳；设置在外壳中或外壳上的热成像子系统或工具，该热成像子系统或工具在操作中检测来自包括电路的目标场景的红外辐射并产生该电路的热图形图像数据；非接触式电压测量工具(NVMT)，其在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电压而不会通电地接触该绝缘导体；非接触式电流测量工具(NCMT)，其在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电流而不会通电地接触该绝缘导体；显示子系统；至少一个非暂态处理器可读存储介质，其存储处理器可执行指令或数据中的至少一者；和至少一个处理器，该至少一个处理器通信地耦接到所述至少一个非暂态处理器可读存储介质、热成像工具、NVMT、NCMT和显示子系统中的至少一者，在操作中，所述至少一个处理器：从热成像工具接收热图形图像数据；经由显示子系统呈现该热图形图像数据，该数据指示电路中的异常发热位置的存在或不存在；并且从所述NVMT或NCMT中的至少一者接收测量数据，该测量数据包括来自NVMT的电压传感器信号或来自NCMT的电流传感器信号中的至少一者，所述电压传感器信号指示待测电路的绝缘导体中的电压，并且所述电流传感器信号指示待测电路的绝缘导体中的电流。外壳可不具有外部暴露的导电表面。NVMT、NCMT或显示子系统中的至少一者可设置在外壳中或外壳上。NVMT和NCMT可各自设置在外壳中或外壳上。NVMT或NCMT中的至少一者可设置在单独的外壳中，并且可经由有线或无线连接通信地耦接到所述至少一个处理器。在操作中，所述至少一个处理器可基于所接收的测量数据来确定至少一个电参数，所确定的至少一个电参数包括功率。在操作中，所述至少一个处理器可估计在一段时间内电路的绝缘导体中的功率损失量；以及以下操作中的至少一项：经由显示子系统呈现估计的功率损失量；或将估计的功率损失量通过有线或无线通信接口传送到外部设备。所述一段时间包括若干天、若干周、若干月或若干年中的至少一者。在操作中，所述至少一个处理器可相对于绝缘导体中的预期功率损失量估计该绝缘导体中的功率损失量。在操作中，所述至少一个处理器可确定与估计的功率损失量相关联的估计成本；并经由显示子系统呈现该估计成本。NVMT可包括至少两个非接触式电压传感器，其允许同时测量电路的两个不同位置。NCMT可包括磁通门传感器、霍尔效应传感器、Rogowski线圈、电流变换器或巨磁电阻(GMR)磁传感器中的至少一者。NVMT可包括电容分压器型电压传感器、参考信号型电压传感器或多电容器型电压传感器中的至少一者。在操作中，所述至少一个处理器可从NVMT接收所述NVMT在测量时间间隔期间获得的电压传感器信号；从NCMT接收所述NCMT在该测量时间间隔期间获得的电流传感器信号；并且基于所接收的电压传感器信号和所接收的电流传感器信号来确定至少一个交流(AC)电参数。在操作中，所述至少一个处理器可使显示子系统呈现所确定的至少一个AC电参数。该非接触式测量设备还可包括操作性地耦接到所述至少一个处理器的有线或无线通信接口，其中，在操作中，所述至少一个处理器通过该通信接口将数据发送到至少一个外部设备，其中该数据与热图形图像数据、电压传感器信号、电流传感器信号或确定的至少一个AC电参数中的至少一者相关联。该通信接口可包括无线通信接口，该无线通信接口在操作中以无线方式将数据发送到至少一个外部设备。一种操作非接触式测量设备的方法可总结为包括：经由设置在该非接触式测量设备的外壳中或外壳上的热成像工具检测来自包括电路的目标场景的红外辐射；经由该热成像工具产生该电路的热图形图像数据；由至少一个处理器从该热成像工具接收热图形图像数据；经由显示子系统呈现该热图形图像数据，该数据指示所述电路中的异常发热位置的存在或不存在；以下操作中的至少一项：经由非接触式电压测量工具(NVMT)感测该电路的绝缘导体中的电压而不通电地接触该绝缘导体；或经由非接触式电流测量工具(NCMT)感测该电路的绝缘导体中的电流而不通电地接触该绝缘导体；由所述至少一个处理器从NVMT或NCMT中的至少一者接收测量数据，该测量数据包括来自NVMT的电压传感器信号或来自NCMT的电流传感器信号中的至少一者，所述电压传感器信号指示待测电路的绝缘导体中的电压，并且所述电流传感器信号指示待测电路的绝缘导体中的电流；以及由所述至少一个处理器基于所接收的测量数据确定至少一个交流(AC)电参数。该方法可包括：经由非接触式电压测量工具(NVMT)感测该电路的绝缘导体中的电压而不通电地接触该绝缘导体；以及经由非接触式电流测量工具(NCMT)感测该电路的绝缘导体中的电流而不通电地接触该绝缘导体；其中确定至少一个AC电参数包括确定AC功率。该方法还可包括由所述至少一个处理器估计在一段时间内电路的绝缘导体中的功率损失量；以及以下操作中的至少一项：经由显示子系统呈现估计的功率损失量；或者将估计的功率损失量通过有线或无线通信接口传送到外部设备。该方法还可包括由所述至少一个处理器确定与估计的功率损失量相关联的估计成本；并经由显示子系统呈现该估计成本。感测电路的绝缘导体中的电压而不通电地接触绝缘导体可包括利用两个非接触式电压传感器同时感测该电路的两个不同位置以获得在该电路的这两个不同位置之间的电压降。一种非接触式测量设备可总结为包括：热成像工具，其在操作中检测来自包括电路的目标场景的红外辐射并产生该电路的热图形图像数据；非接触式电压测量工具(NVMT)，其在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电压而不会通电地接触该绝缘导体；非接触式电流测量工具(NCMT)，其在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电流而不会通电地接触该绝缘导体；至少一个非暂态处理器可读存储介质，其存储处理器可执行指令或数据中的至少一者；和至少一个处理器，该至少一个处理器通信地耦接到所述至少一个非暂态处理器可读存储介质、热成像工具、NVMT和NCMT中的至少一者，在操作中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式测量设备，包括：外壳；热成像工具，所述热成像工具设置在所述外壳中或者所述外壳上，所述热成像工具在操作中检测来自包括电路的目标场景的红外辐射并且产生用于所述电路的热图形图像数据；非接触式电压测量工具(NVMT)，所述非接触式电压测量工具在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电压而不会通电地接触所述绝缘导体；非接触式电流测量工具(NCMT)，所述非接触式电流测量工具在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电流而不会通电地接触所述绝缘导体；显示子系统；至少一个非暂态处理器可读存储介质，所述非暂态处理器可读存储介质存储处理器可执行指令或数据中的至少一者；和至少一个处理器，所述至少一个处理器通信地耦接到以下中的至少一者：所述至少一个非暂态处理器可读存储介质、所述热成像工具、所述NVMT、所述NCMT和所述显示子系统，在操作中，所述至少一个处理器：从所述热成像工具接收热图形图像数据；经由所述显示子系统呈现所述热图形图像数据，所述热图形图像数据指示所述电路中的异常发热位置的存在或不存在；以及从所述NVMT或所述NCMT中的至少一者接收测量数据，所述测量数据包括来自所述NVMT的电压传感器信号或来自所述NCMT的电流传感器信号中的至少一者，所述电压传感器信号指示待测电路的绝缘导体中的所述电压，并且所述电流传感器信号指示所述待测电路的绝缘导体中的所述电流。...

【技术特征摘要】
2017.06.16 US 15/6258121.一种非接触式测量设备，包括：外壳；热成像工具，所述热成像工具设置在所述外壳中或者所述外壳上，所述热成像工具在操作中检测来自包括电路的目标场景的红外辐射并且产生用于所述电路的热图形图像数据；非接触式电压测量工具(NVMT)，所述非接触式电压测量工具在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电压而不会通电地接触所述绝缘导体；非接触式电流测量工具(NCMT)，所述非接触式电流测量工具在操作中感测所述电路的绝缘导体中的电流而不会通电地接触所述绝缘导体；显示子系统；至少一个非暂态处理器可读存储介质，所述非暂态处理器可读存储介质存储处理器可执行指令或数据中的至少一者；和至少一个处理器，所述至少一个处理器通信地耦接到以下中的至少一者：所述至少一个非暂态处理器可读存储介质、所述热成像工具、所述NVMT、所述NCMT和所述显示子系统，在操作中，所述至少一个处理器：从所述热成像工具接收热图形图像数据；经由所述显示子系统呈现所述热图形图像数据，所述热图形图像数据指示所述电路中的异常发热位置的存在或不存在；以及从所述NVMT或所述NCMT中的至少一者接收测量数据，所述测量数据包括来自所述NVMT的电压传感器信号或来自所述NCMT的电流传感器信号中的至少一者，所述电压传感器信号指示待测电路的绝缘导体中的所述电压，并且所述电流传感器信号指示所述待测电路的绝缘导体中的所述电流。2.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中所述外壳不具有外部暴露的导电表面。3.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中所述NVMT、所述NCMT或所述显示子系统中的至少一者设置在所述外壳中或者所述外壳上。4.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中所述NVMT和所述NCMT各自设置在所述外壳中或者所述外壳上。5.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中所述NVMT或所述NCMT中的至少一者设置在单独的外壳中并且能够经由有线或无线连接通信地耦接到所述至少一个处理器。6.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中在操作中，所述至少一个处理器基于所接收的测量数据确定至少一个电参数，所确定的至少一个电参数包括功率。7.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中在操作中，所述至少一个处理器：估计在一段时间内所述电路的绝缘导体中的功率损失量；以及以下操作中的至少一者：经由所述显示子系统呈现所估计的功率损失量；或者将所估计的功率损失量通过有线或无线通信接口传送到外部设备。8.根据权利要求7所述的非接触式测量设备，其中所述一段时间包括若干天、若干周、若干月或若干年中的至少一者。9.根据权利要求7所述的非接触式测量设备，其中在操作中，所述至少一个处理器相对于所述绝缘导体中的预期功率损失量估计所述绝缘导体中的功率损失量。10.根据权利要求7所述的非接触式测量设备，其中在操作中，所述至少一个处理器：确定与所估计的功率损失量相关联的估计成本；以及经由所述显示子系统呈现所述估计成本。11.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中所述NVMT包括至少两个非接触式电压传感器，所述至少两个非接触式电压传感器允许同时测量所述电路的两个不同位置。12.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中所述NCMT包括以下中的至少一者：磁通门传感器、霍尔效应传感器、Rogowski线圈、电流变换器或巨磁电阻(GMR)磁传感器。13.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中所述NVMT包括以下中的至少一者：电容分压器型电压传感器、参考信号型电压传感器或多电容器型电压传感器。14.根据权利要求1所述的非接触式测量设备，其中在操作中，所述至少一个处理器：从所述NVMT接收由所述NVMT在测量时间间隔期间获得的电压传感器信号；从所述NCMT接收由所述NCMT在所述测量时间间隔期间获得的电流传感器信号；以及基于所接收的电压传感器信号和所接收的电流传感器信号来确定至少一个交流(AC)电参数。15.根据权利要求14所述的非接触式测量设备，其中在操作中，所述至少一个处理器使所述显示子系统呈现所确定的至少一个AC电参数。16.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：LR西尔瓦，MD斯图尔特，
申请(专利权)人：弗兰克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US