【技术实现步骤摘要】
本专利技术的示例性实施例涉及电流检测；尤其，涉及一种基于nv色心系综传感器的电流检测装置、方法和存储介质。
技术介绍
1、近年来，基于nv色心的磁传感器技术取得一系列突破，可以实现较高的磁测量精度，并具有潜在的高可靠性优势。这一技术可以应用在电流检测领域中，用以改善现有互感器的一些技术瓶颈，比如精度较低、故障率较高、存在铁磁谐振和涡流等等。
2、典型的nv色心磁传感器包括激光器、微波系统、光电转换器、信号采集系统等元件，其中，光电转换器、微波系统的辐射结构通常被安装在传感器探头上，而其他元件安装在后端控制系统中。后端控制系统与nv色心传感器探头之间具有光通路，包括但不限于光纤、微波同轴线、信号线，其中，光纤用以传输激光器输出的激光信号，微波同轴线用以传递微波系统的微波信号，而信号线用以将光电转换器产生的弱电信号传输到信号采集系统中。
3、然而，在电流检测技术的应用环境中，待测电流周围伴随高电压与强电场，这对nv色心磁传感器提出了一系列限制。测量电流时，磁电式电流表需要接入电流。而如果电流很大，不仅在电流表上产生一定的功耗，并且其发热效应会带来火灾隐患。霍尔效应传感器提供的测量精度较低；并且传感准确度漂移显著，很多时候需要补偿。因此，需要研制新型电流检测装置和方法解决上述问题。
技术实现思路
1、为了实现对电流进行高精度的间接测量，本专利技术的第一方面提供了一种电流检测装置，包括：金刚石nv色心系综传感器，包括金刚石，所述金刚石包含nv色心，用于测量待测电流导
2、在一些实施例中，所述金刚石nv色心系综传感器中的所述金刚石的晶向与所述待测电流导线的电流流向呈预设角度，以使所述nv色心的至少一个主轴方向与所述导线中待测电流产生的磁场方向垂直。
3、在一些实施例中，所述激光模块与所述金刚石nv色心系综传感器之间具有第一光通路，使得所述激光模块产生的激光信号传输至所述金刚石上，以使所述金刚石产生荧光信号。
4、在一些实施例中，所述荧光探测模块与所述金刚石nv色心系综传感器之间具有第二光通路。
5、在一些实施例中，所述金刚石nv色心系综传感器中包含有均匀分布的金刚石nv色心。
6、第二方面，本专利技术还提供了一种电流检测方法，所述方法用于权利要上述的电流检测装置，所述方法包括：所述激光模块输出激光信号，并通过第一光通路将所述激光信号输送至所述金刚石nv色心系综传感器，使所述金刚石的nv色心自旋极化至0态，并产生荧光信号；所述荧光探测模块通过第二光通路探测所述nv色心的荧光强度变化；利用所述微波模块产生自旋共振微波脉冲，使得所述nv色心的自旋能级调制至±1态；利用所述测量控制与数据计算模块分析发生自旋磁共振的微波频率，并计算所述导线中的电流值。
7、在一些实施例中，还包括：确定所述荧光信号的强度；根据以下关系式，得到待测电流的幅度i：
8、i＝b·(2πr)/μ0
9、其中，b代表所述金刚石nv色心系综传感器测定的磁感应强度，r代表与所述导线中心的距离，μ0代表磁常数4π×10-7n/a2。
10、在一些实施例中，在利用所述测量控制与数据计算模块分析发生自旋磁共振的微波频率，并计算所述导线中的电流值之前，还包括：若所述金刚石的nv色心自旋能级未发生跃迁，则持续接收所述荧光信号。
11、在一些实施例中，所述检测结束条件包括下列条件中的至少一项：得到的所述导线中的电流波形的时长达到预定时间；以及计算得到的所述待测电流的幅值的个数达到预设值。
12、第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的电流检测方法。
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1.一种电流检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述金刚石NV色心系综传感器中的所述金刚石的晶向与所述待测电流导线的电流流向呈预设角度，以使所述NV色心的至少一个主轴方向与所述导线中待测电流产生的磁场方向垂直。
3.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述激光模块与所述金刚石NV色心系综传感器之间具有第一光通路，使得所述激光模块产生的激光信号传输至所述金刚石上，以使所述金刚石产生荧光信号。
4.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述荧光探测模块与所述金刚石NV色心系综传感器之间具有第二光通路。
5.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述金刚石NV色心系综传感器中包含有均匀分布的金刚石NV色心。
6.一种电流检测方法，其特征在于，所述方法用于权利要求1～5中任一项所述的电流检测装置，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的电流检测方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求6所述的电流检测方法，其特征在于，在利用所述测量控
9.根据权利要求8所述的电流检测方法，其特征在于，所述检测结束条件包括下列条件中的至少一项：
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求6至9中任一项所述的电流检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电流检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述金刚石nv色心系综传感器中的所述金刚石的晶向与所述待测电流导线的电流流向呈预设角度，以使所述nv色心的至少一个主轴方向与所述导线中待测电流产生的磁场方向垂直。
3.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述激光模块与所述金刚石nv色心系综传感器之间具有第一光通路，使得所述激光模块产生的激光信号传输至所述金刚石上，以使所述金刚石产生荧光信号。
4.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述荧光探测模块与所述金刚石nv色心系综传感器之间具有第二光通路。
5.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述金刚石nv色...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，杨仁福，董先启，伯姆·弗罗莱恩，
申请(专利权)人：北京量子信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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