基于磁流體的電流傳感器的研究.pdf

1、電流的精確測量關(guān)系到電力網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的過程中，為了減少線路損耗、提高經(jīng)濟(jì)供電能力，其電壓等級不斷提高、傳送能量也在不斷增大，而傳統(tǒng)的電流互感器因其體積龐大、安裝困難、抗電磁干擾能力差等缺點(diǎn)使現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展緩慢。以光纖電流傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電流傳感器已然成為電力系統(tǒng)大電流檢測發(fā)展趨勢的一個分支。作為傳感核心元件，磁流體所具有的光學(xué)特性及其磁化特性使得磁流體在電流傳感方面的研究逐漸被重視起來。因此對基于磁

2、流體的電流傳感器進(jìn)行建模分析具有舉足輕重的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義，本文的主要研究工作包括：
　　在閱讀了大量國內(nèi)外有關(guān)光學(xué)電流傳感器參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析研究了磁流體的物理特性及其特殊的光學(xué)特性，并將磁流體的光透射性與光纖的傳輸特性相結(jié)合，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種磁流體電流傳感器；
　　應(yīng)用Monte-Carlo法對外加磁場影響下磁流體薄膜的光透射特性進(jìn)行模擬與分析，建立磁流體電流傳感器的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用遺傳優(yōu)化算法對磁

3、流體電流傳感器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)辨識。
　　選擇實(shí)驗(yàn)所需要的實(shí)驗(yàn)器材型號，搭建磁流體電流傳感器實(shí)驗(yàn)平臺。實(shí)驗(yàn)中，需將磁流體做成薄膜狀樣品作為系統(tǒng)的傳感介質(zhì)，在外加磁場的作用下，磁流體的透光特性逐漸發(fā)生變化，通過改變磁流體薄膜的厚度及磁流體的濃度，來研究外在因素對磁流體電流傳感器的影響。
　　對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而得出所設(shè)計的磁流體電流傳感器模型所通電流與磁流體光透射率之間的關(guān)系，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，可以得