一种微分型电流探测器标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高压电脉冲标定装置及其标定方法，具体涉及一种微分型电流探测器标定装置及方法，解决现有现有B

【技术实现步骤摘要】
一种微分型电流探测器标定装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种高压电脉冲标定装置及其标定方法，具体涉及一种微分型电流探测器标定装置及方法。

技术介绍

[0002]在脉冲功率装置中，针对百kA级的脉冲电流测量，通常采用电磁感应线圈探测器。通过合理的设置电磁感应线圈探测器的电路参数，其输出信号可以是待测电流脉冲的微分波形，即微分型电流探测器(又称B
‑
dot)。所获得的微分信号经过数值积分或RC积分回路可将信号复原。
[0003]目前B
‑
dot传感器在脉冲功率装置中已获得广泛应用。圣地亚实验室的PBFA
‑
Z(Particle Beam Fusion Accelerator)装置即采用B
‑
dot传感器对磁绝缘传输线电流进行测量。中国工程物理研究院卫兵等人也采用B
‑
dot传感器对阳加速器、“聚龙一号”等装置的真空磁绝缘传输线电流进行了测量。
[0004]B
‑
dot传感器灵敏度受其探头安装位置、线圈角度等因素的影响，其标定通常采用在线标定的方式。对于大型装置而言，一些位置处的B
‑
dot传感器在线标定十分麻烦，不利于其探头校准或更换。强激光与粒子束2015年第27卷第7期，075004文献“测量数MA脉冲电流的探头设计与标定”中采用PTS装置复制电流区域结构的方式进行线下标定，标定后将B
‑
dot传感器与阳极作为一个整体安装到PTS装置上，解决PTS负载区B
‑
dot传感器更换的需要。这种方式仅适用于结构复杂，但体积较小、便于拆卸的单元部件，对于体积庞大、拆卸复杂的单元部件而言，制作同结构模型成本高昂且用途单一，标定结果无法外推至其他结构。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有B
‑
dot传感器线下标定装置难以通用的技术问题，而提供一种微分型电流探测器标定装置及方法，利于不同应用场景的微分型电流探测器标定，具有较强的通用性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种微分型电流探测器标定装置，其特殊之处在于：包括外壳、设置在外壳内部的支撑绝缘体、内电极，以及设置在外壳前后两端的前盖板与后盖板，以及贯穿设置在前盖板上的馈入绝缘体和套设在馈入绝缘体内部的馈入电极；
[0008]内电极沿轴向设置，其一端设置在支撑绝缘体上且与馈入绝缘体接触，另一端与后盖板连接；
[0009]馈入电极位于前盖板内侧的一端穿出馈入绝缘体，延伸至内电极一端的内部；
[0010]外壳上设置有B
‑
dot安装孔，用于安装待标定B
‑
dot探头。
[0011]进一步地，所述外壳同一圆周上对称设置有第一B
‑
dot安装孔与第二B
‑
dot安装孔；标定机构内部为空腔或者变压器油。
[0012]进一步地，所述馈入电极插接设置在内电极一端内部。
[0013]进一步地，还包括设置在馈入绝缘体上的线圈。
[0014]另外，本专利技术还提供了一种微分型电流探测器标定方法，基于上述一种微分型电流探测器标定装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0015]S1、利用有限元仿真软件建立实验装置的待测电流区域结构模型，并在B
‑
dot处设置电流探针与磁场探针；
[0016]S2、通过对待测电流区域结构模型中馈入模拟信号，获取待测电流区域结构模型中待测电流I0与B
‑
dot处磁场B
V
之间的关系；
[0017]S3、建立微分型电流探测器的标定装置，在标定装置上进行B
‑
dot标定，获得标定电流I
Bd
与B
‑
dot输出信号V
Bd
之间的关系；
[0018]S4、建立微分型电流探测器的标定装置仿真模型，利用标定装置仿真模型获取标定电流I
Bd
与B
‑
dot处磁场B
Bd
之间的关系，结合步骤S3中标定电流I
Bd
与B
‑
dot输出信号V
Bd
之间的关系，获得B
‑
dot输出信号V
Bd
与B
‑
dot处磁场B
Bd
的关系；
[0019]S5、结合步骤S2的待测电流区域结构模型中待测电流I0与B
‑
dot处磁场B
V
之间的关系、步骤S4的B
‑
dot输出信号V
Bd
与B
‑
dot处磁场B
Bd
的关系，获得实验装置中B
‑
dot处电流响应，完成B
‑
dot标定。
[0020]进一步地，步骤S2具体为：
[0021]对待测电流区域结构模型中馈入模拟信号，利用电流探针测量电流测点处的待测电流，利用磁场探针获取B
‑
dot处磁场，得到待测电流与B
‑
dot处磁场的比值k
V
；从而获取实验装置中待测电流I0与B
‑
dot处磁场B
V
之间的关系：
[0022]I0＝k
V
B
V
。
[0023]进一步地，步骤S3具体为：
[0024]3.1)建立微分型电流探测器的标定装置，在B
‑
dot安装孔上安装待标定B
‑
dot，并在馈入绝缘体上套设罗氏线圈；
[0025]3.2)开始标定B
‑
dot，对馈入电极馈入脉冲电流信号，利用罗氏线圈获取标定电流I
Bd
；
[0026]3.3)获取标定电流I
Bd
与待标定B
‑
dot输出信号V
Bd
的比值k
Vd
，从而可得标定电流I
Bd
与B
‑
dot输出信号V
Bd
之间的关系：
[0027]I
Bd
＝k
Vd
V
Bd
。
[0028]进一步地，步骤S4具体为：
[0029]4.1)建立微分型电流探测器的标定装置仿真模型；
[0030]4.2)对标定装置仿真模型馈入标定电流I
Bd
，利用磁场探针获取标定装置仿真模型中B
‑
dot处磁场B
Bd
，得到标定电流I
Bd
与B
‑
dot处磁场B
Bd
的比值k
Bd
；从而获得标定电流I
Bd
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微分型电流探测器标定装置，其特征在于：包括外壳(6)、设置在外壳(6)内部的支撑绝缘体(4)、内电极(5)，以及设置在外壳(6)前后两端的前盖板(3)与后盖板(7)，以及贯穿设置在前盖板(3)上的馈入绝缘体(2)和套设在馈入绝缘体(2)内部的馈入电极(1)；所述内电极(5)沿轴向设置，其一端设置在支撑绝缘体(4)上且与馈入绝缘体(2)接触，另一端与后盖板(7)连接；所述馈入电极(1)位于前盖板(3)内侧的一端穿出馈入绝缘体(2)，延伸至内电极(5)一端的内部；所述外壳(6)上设置有B
‑
dot安装孔用于安装待标定B
‑
dot探头。2.根据权利要求1所述的一种微分型电流探测器标定装置，其特征在于：所述外壳(6)同一圆周上对称设置有第一B
‑
dot安装孔(8)与第二B
‑
dot安装孔(9)；所述标定机构内部为空腔或者变压器油。3.根据权利要求2所述的一种微分型电流探测器标定装置，其特征在于：所述馈入电极(1)插接设置在内电极(5)一端内部。4.根据根据权利要求3所述的一种微分型电流探测器标定装置，其特征在于：还包括设置在馈入绝缘体(2)上的线圈。5.一种微分型电流探测器标定方法，基于权利要求1
‑
4任一所述的一种微分型电流探测器标定装置，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用有限元仿真软件建立实验装置的待测电流区域结构模型，并在B
‑
dot处设置电流探针与磁场探针；S2、通过对待测电流区域结构模型中馈入模拟信号，获取待测电流区域结构模型中待测电流I0与B
‑
dot处磁场B
V
之间的关系；S3、建立微分型电流探测器的标定装置，在标定装置上进行B
‑
dot标定，获得标定电流I
Bd
与B
‑
dot输出信号V
Bd
之间的关系；S4、建立微分型电流探测器的标定装置仿真模型，利用标定装置仿真模型获取标定电流I
Bd
与B
‑
dot处磁场B
Bd
之间的关系，结合步骤S3中标定电流I
Bd
与B
‑
dot输出信号V
Bd
之间的关系，获得B
‑
dot输出信号V
Bd
与B
‑
dot处磁场B
Bd
的关系；S5、结合步骤S2的待测电流区域结构模型中待测电流I0与B
‑
dot处磁场B
V
之间的关系、步骤S4的B
‑
dot输出信号V
Bd
与B
‑
dot处磁场B
Bd
的关系，获得实验装置中B
‑
dot处电流响应，完成B
‑
dot标定。6.根据权利要求5所述的一种微分型电流探测器标定方法，其特征在于，步骤S2具体为：对待测电流区域结构模型中馈入模拟信号，利用电流探针测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张信军，罗维熙，呼义翔，尹佳辉，周文渊，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：