用於監控建築物的電功率使用的系統及其方法

2023-05-27 00:51:16

專利名稱：用於監控建築物的電功率使用的系統及其方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於監控電功率使用的設備、裝置、系統和方法，具體而言，對建築物的斷路器面板上的一條或多條主電力線中的電功率進行監控的設備、裝置、系統和方法。
背景技術：
建築物可能具有一條或多條向該建築物中的電氣設備(即負載)供電的主電力線。主電力線通過斷路器面板進入該建築物。斷路器面板是該建築物的主要電功率分配點。斷路器面板進一步防止引起該建築物中的電氣設備起火或受損的過流。斷路器面板可具有三根主電力線，並使用分相式電功率分配系統。包括例如Square-D、Eaton、Cutler-Hammer、通用電氣、西門子、Murray的不同的斷路器面板製造商為其斷路器面板選擇了不同的導體間隔和配置。進一步地，每個製造商還針對室內安裝、室外安裝、以及不同的總安培比率制定了不同的斷路器面板配置，在新構造中最常見的是100安培(A)和200A。不同類型的斷路器面板中的不同導體布局致使斷路器面板的金屬表面上的不同的磁場輪廓。此外，只有打開斷路器面板方可看到內部導體的布局；並且需要豐富的電磁理論知識來解釋以及建模內部導體布局在斷路器面板的表面轉化為磁場輪廓的方式。因此，準確地測量一條或多條主電力線在斷路器面板的表面的磁場是很困難的。因而，對一種允許非電氣技師準確地確定一條或多條主電力線在斷路器面板的表面的磁場的裝置、系統和/或方法存在著需要或潛在利益。


為了便於對本發明的實施例做進一步說明，提供了下列附圖，其中圖1根據第一實施例展示了一種連接到斷路器面板的示例性電功率監控系統的視圖；圖2根據第一實施例展示了圖1的電功率監控系統的框圖；圖3是根據一個實施例展示了一種具有覆蓋主電力線的金屬面板的示例性斷路器面板的感應電壓vs.導體電流的圖表；圖4是根據一個實施例展示了一種具有覆蓋主電力線的紙板面板的示例性斷路器面板的感應電壓vs.導體電流的圖表；圖5是一個三維圖，根據一個實施例展示了在電氣導體與磁場傳感器之間放置了鋼板的情況下當磁場傳感器在電氣導體上方並且在電氣導體上方的不同高度上水平移動時的測量電壓；圖6是一個三維圖，根據一個實施例展示了磁場傳感器在電氣導體上方並且在電氣導體上方的不同高度上水平移動時的測量電壓；圖7根據第一實施例展示了置於圖1的斷路器面板的表面上方的多個示例性磁場傳感器；圖8是根據一個實施例展示了接收到的信號相對於電壓的相位角vs.使用圖7的磁場傳感器測得的位置之間的圖表；圖9根據與圖7不同的實施例展示了位於圖1的斷路器面板的表面上方的電功率監控系統的多個示例性磁場傳感器；圖10根據與圖7和圖9不同的實施例展示了位於圖1的斷路器面板的表面上方的電功率監控系統的多個示例性磁場傳感器；圖11根據與圖7、9以及10不同的實施例展示了位於圖1的斷路器面板的表面上的電功率監控系統的多個示例性磁場傳感器；圖12根據與圖7和圖9-11不同的實施例展示了位於圖1的斷路器面板的表面上的電功率監控系統的多個示例性磁場傳感器；圖13是根據一個實施例展示了一種具有覆蓋主電力線的金屬面板的示例性斷路器面板的感應電壓vs.導體電流的圖表；圖14是根據一個實施例展示了接收到的信號相對於電壓的相位角vs.使用圖12的電功率監控系統測得的位置的圖表；圖15根據一個實施例展示了一種具有垂直安裝的線圈導體但不具有磁體的電功率監控系統的實際電流和預測電流測量值的圖表；圖16示出了根據一個實施例展示了圖12的電功率監控系統的實際電流和預測電流測量值的圖表；圖17根據與圖7和圖9-12不同的實施例展示了一種位於圖1的斷路器面板的表面上方的電功率監控系統的示例性線圈導體；圖18根據與圖7、圖9-12和圖17不同的實施例展示了一種位於圖1的斷路器面板的表面上的電功率監控系統的不例性磁場傳感器；圖19是根據一個實施例展示了接收到的信號相對於電壓的相位角vs.使用圖18的電功率監控系統測得的位置的圖表；圖20示出了根據一個實施例展示了一種提供監控建築物的電功率使用的系統的方法的實施例的流程圖；圖21根據圖20的實施例展示了提供傳感設備的活動的實施例的流程圖；以及圖22根據一個實施例展示了一種使用監控建築物的電功率使用的系統的方法的實施例的流程圖。為展示的簡化和清晰，附圖展示了總體的構造方式，並且眾所周知的特徵和技術的描述和細節可以略去，以避免使本發明不必要地模糊。另外，附圖中的元素不必按照大小繪製。例如，附圖中的一些元素的大小相對於其他元素可以被放大，以幫助改善對本發明的實施例的理解。在不同附圖中的相同參考數字表示相同的元素。
說明書和權利要求中的「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等術語(如果有的話)用於區分類似的元素，並不代表特定的序列或時間順序。應理解這樣使用的術語在合適的情況下是可互換的以便在此描述的實施例例如能夠按不同於描述的那些或在此以其他方式描述的順序工作。此外，術語「包括「和」具有「以及其任何變化形式旨在覆蓋非排他性的包括，以便包括一系列元素的程序、方法、系統、物件、器件、或設備不必限制於那些元素，而是可以包括未清楚地列出或這樣的程序、方法、系統、項目、器件、或設備固有的其他元素。說明書和權利要求中的術語「左」、「右」、「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「上」、「下」等等(如果有的話)用於描述的目的而不必描述永久的相對位置。應理解這樣使用的術語在合適的情況下是可互換的，以便在此描述的實施例例如能夠在不同於描述的那些或在此以其他方式描述的其他方向工作。術語「連接」等應廣泛理解並指代電氣地、機械地和/或以其他方式將兩個或多個元素或信號連接。兩個或多個電氣元件可以電氣地連接但不可以機械地或以其他方式連接；兩個或多個機械元件可以機械連接但不可以電氣地或以其他方式連接；兩個或多個電氣元件可以機械連接但不可以電氣地或以其他方式連接。連接可以是持續任何時間長度，例如永久或半永久或僅片刻。「電氣連接」等等應廣泛理解並且包括涉及任何電氣信號的連接，無論電氣信號、數據信號、和/或電氣信號的其他類型或組合。「機械連接」等等應廣泛理解並且包括全部類型的機械連接。在詞語「連接」等等附近缺少詞語「可移除地」、「可移除的」等等不意味著有問題的連接等等是或不是可移除的。
具體實施例方式某些實施例能夠教導一種用於監控建築物的電功率使用的系統。該建築物可具有一條或多條主電力線，該一條或多條主電力線向該建築物中的第一負載提供電功率。該一條或多條主電力線的一部分可基本上平行於第一軸線而延伸。該建築物還可具有面板，該面板覆蓋該一條或多條主電力線的該部分。該系統可包括(a)被配置成連接到該面板的表面的一部分的電流傳感器單元，該電流傳感器單元具有(a)至少一個長度基本上平行於第二軸線的磁場傳感器，其中該第二軸線基本上垂直於與該第一軸線，並且該至少一個磁場傳感器被配置成檢測該一條或多條主電力線產生的磁場；以及(b)被配置成運行於處理器上的處理單元。該電流傳感器單元可被配置成根據該至少一個磁場傳感器所檢測到的磁場生成輸出信號。該處理單元可被配置成接收來自該電流傳感器單元的輸出信號並對該輸出信號進行處理，以便確定與該建築物中的第一負載的電功率使用有關的一個或多個參數。其他實施例可以教導一種測量建築物的一條或多條主電力線中的電流的裝置。該建築物可具有斷路器盒。該斷路器盒可至少包括一條或多條主電力線的第一部分及位於該一條或多條主電力線的該第一部分上方的金屬面板。該裝置可包括(a)傳感設備，該傳感設備具有(I)被配置成提供兩個或更多個電流測量值的一個或多個電流傳感器；以及(2)連接到該一個或多個電流傳感器的一個或多個磁體；以及(b)處理模塊，被處理模塊被配置成運行於計算單元上並且被配置成使用該兩個或更多個電流測量值確定該一條或多條主電力線中的電流。其他實施例可以公開一種提供用於監控建築物的電功率使用的系統的方法。該建築物可具有向該建築物中的第一負載提供電功率的一條或多條主電力線。該一條或多條主電力線至少部分地可以基本上平行於第一軸線而延伸。該建築物還可具有面板，該面板覆蓋該一條或多條主電力線的至少一部分。該方法可包括提供被配置成連接到該面板的表面的電流傳感器單元，該電流傳感器單元被配置成根據該一條或多條主電力線產生的磁場生成輸出信號；並且提供處理單元，該處理單元被配置成從該電流傳感器單元接收該輸出信號並對該輸出信號進行處理，以便確定與該建築物的電功率使用有關的一個或多個參數。提供該電流傳感器單元可包括提供至少一個長度沿第二軸線的磁場傳感器，其中該磁場傳感器被配置成檢測該一條或多條主電力線產生的磁場；以及將該至少一個磁場傳感器安裝在該電流傳感器單元處，從而使得當該電流傳感器單元連接到該面板的表面時，該至少一個磁場傳感器的第二軸線基本上垂直於該第一軸線。仍進一步的實施例公開了一種利用電功率監控系統來監控建築物的電功率使用的方法。該建築物可具有向該建築物中的第一負載提供電功率的一條或多條主電力線、。該方法可包括對該電功率監控系統進行校準，在校準該電功率監控系統時產生該一條或多條主電力線中的第一原始電流以及第一校準數據；存儲該第一校準數據和該第一原始電流的測量值；測量第二原始電流；如果該第二原始電流不在該第一原始電流的預定量值內，則對電功率監控系統進行第一再校準；如果該第二原始電流在該第一原始電流的預定量值內，則使用該第一校準數據計算該第一測量電流；以及顯示該第一測量電流。對該電功率監控系統進行第一再校準可包括對該電功率監控系統進行校準，在對該電功率監控系統進行第一再校準時產生在該一條或多條主電力線中的第三原始電流以及第二校準數據；存儲該第二校準數據和該第三原始電流的測量值，並根據該第二校準數據計算第一測量電流。圖1根據一個實施例展示了一種連接到斷路器面板190的示例性電功率監控系統100的視圖。圖2根據第一實施例展示了電功率監控系統100的框圖。電功率監控系統100亦可視為一種監控建築物的電功率使用的系統。電功率監控系統100僅是示例性的，且不限於在此所展示的實施例。電功率監控系統100可應用於未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。在某些示例中，電功率監控系統100可包括(a)傳感設備110 ； (b)計算單元120 ； (c)顯示設備130 ;以及⑷校準設備180。還如圖1所示，常規的斷路器盒或斷路器面板190可包括(a)兩個或更多個斷路器191 ；(b)兩個或更多個主斷路器192 ; (c)主電力線193、194以及195 ; (d)具有外表面198的面板196 ;以及(e)門197，通過該門可進入斷路器191和192。主電力線193、194以及195電氣地連接到主斷路器192，並向該建築物中的電氣設備(即負載)供電。面板196覆蓋主電力線193、194以及195的至少一部分以及關聯電路，以防止人員無意中接觸上述已通電導體。面板196通常包括鋼或另一種金屬。系統100可以通過將傳感設備110定位在面板196的表面198處以及測量傳感設備110中的感應電壓來確定主電力線193、194以及195的負載電流。電功率監控系統100可利用測得的感應電壓計算主電力線193、194以及195中的電流和電功率。可將傳感設備110置於面板196的表面198上的任何位置，並精確確定每個單獨分支(包括電抗負載衝的電流。然而，為獲得精確的電流測量值要求來自主電力線193、194以及195的磁場可以看到來自面板196和傳感設備110的相同的電抗。如果電抗不同，則將更難以精確計算主電力線193、194以及195中的電流和電功率。使用面板196上的傳感器單元來測量主電力線193、194以及195產生的磁場的另一個潛在限制是面板196中的金屬會導致感應電壓隨通過主電力線193、194以及195的電流量而非線性地變化。進一步地，面板196的金屬的磁導率的非線性會隨面板196上位置的不同而變化。圖3是展示了一種具有覆蓋主電力線的金屬面板的示例性斷路器面板的感應電壓vs.導體電流的圖表300。圖4是展示了一種紙板面板替換金屬面板的示例性斷路器面板的感應電壓vs.導體電流的圖表400。相似地，圖5是一個三維圖500，展示了當在磁場傳感器與電氣導體之間放置了鋼板時使用在該電氣導體上方水平移動(X軸線)並且在該導體上方的不同高度上(Y軸線)的磁場傳感器測量的電壓。圖6是一個三維圖600，展示了在磁場傳感器與電氣導體之間未放置鋼板的情況下使用在該電氣導體上方水平移動(X軸線)並且在該導體上方的不同高度上(Y軸線)的磁場傳感器測量的電壓。如圖2-6所示，與使用非磁性材料(即紙板面板)或不使用任何材料相比，使用覆蓋主電力線的金屬面板(即金屬面板196 (圖1))致使面板與該主電力線相對的表面的測量電壓呈現顯著的非線性。此外，如圖5和6所示，該非線性是位置相關的。也就是說，非線性的程度基於鋼板上的傳感器的位置。正如下文所述，電功率監控系統100可補償或消除由在面板196中使用金屬而導致傳感設備110中的感應電壓的非線性。此外，電功率監控系統100可確保主電力線193、194以及195看到來自面板196和傳感設備110的相同電抗。再次參見2，傳感設備110可包括(a)兩個或更多個電流傳感器或磁場傳感器211和212 ;(b)控制器213 ; (c)用戶通信模塊214 ;(d)收發器215 ;(e)電源216 ;以及(f)連接機構219。控制器213可被配置成控制磁場傳感器211和212、用戶通信模塊214、收發器215及電源216。在某些實施例中，傳感設備110可包括2、4、6或8個傳感器。在不同的示例中，磁場傳感器211和212的直徑可以從2. 5毫米(mm)到12. 7mm不等。在不同的示例中，傳感設備110可被配置成使用連接機構219連接到面板196 (圖
2)的表面198 (圖1)。在某些示例中，連接機構219可包括粘合劑、Velcro 材料、磁體或另一附接機構。在很多實施例中，磁場傳感器211和212可包括線圈導體(例如線圈導線)。圖7根據第一實施例展不了一種位於面板196的表面198上方的不例性磁場傳感器211,其中主電力線193、194以及195位於面板196下方。在很多實施例中,磁場傳感器211可包括線圈導體751，該線圈導體751具有第一端752和與第一端752相對的第二端753。在某些示例中，線圈導體751可按照第一方向743 (例如逆時針)纏繞。磁場傳感器212可包括線圈導體754，該線圈導體754具有第一端755和與該第一端755相對的第二端756。線圈導體754可按照第二方向744 (例如順時針)纏繞。在很多示例中，線圈導體751纏繞的第一方向743可與線圈導體754纏繞的第二方向744相反。將磁場傳感器211和212中的導體纏繞起來可以有助於消除磁場的非線性。在不同的示例中，線圈導體751和754的直徑從2毫米(mm)到12mm。線圈導體751可以與線圈導體754間隔開12mm-40mm。在某些示例中，兩個或更多個磁場傳感器的總寬度可以高達160mm。在某些示例中，線圈導體可具有空芯或鋼芯。
在某些示例中，表面198的至少一部分可基本上平行於軸線740和742，其中至少軸線740基本上垂直於軸線742。在相同或不同示例中，主電力線193、194以及195的至少一部分可以基本上平行於軸線740而延伸。在圖7所示的實施例中，軸線741基本上垂直於軸線740和軸線742。此外，軸線741可沿線圈導體751的長度從第一端752延伸至第二端753，並可沿線圈導體754的長度從第一端755延伸至第二端756。也就是說，線圈導體751和754可基本上垂直於表面198及主電力線193、194以及195。當磁場傳感器以圖7所示的配置放置時，主電力線193、194以及195看到來自面板196和傳感設備110基本上相同的電抗。此外，當電功率監控系統具有圖7所示的配置時，則鋼板及線圈導體751和754具有恆定的電抗。為了說明圖7所示的傳感器配置具有基本上恆定的電抗，在測量已接收信號的相位角時，在主電力線193、194以及195中放置固定的電流，並可以相對於主電力線193、194以及195移動線圈導體751。如果該電抗是恆定的，理想的線圈導體中的測量相位角將呈現雙穩行為，僅有兩個相位是180度分開的。圖8是一個圖表800，根據一個實施例示出了針對電功率監控系統100的所接收到的信號相對於電壓的相位角vs.位置。為了繪製圖表800，在測量已接收信號相對於電壓的相位角的同時，在主電力線193、194以及195中放置固定的電流，並可以相對於主電力線193,194以及195移動線圈導體751大約0.6釐米(cm)的增量。如圖8所示，該相位角呈現雙穩態行為，兩個不同的相位分開大約180度。當線圈導體經過主電力線195中心的上方時發生相移。因此,主電力線193、194以及195看到的線圈導體751和面板196的電抗是基本上恆定的。返回圖2，收發器215可電氣地連接到磁場傳感器211和212以及控制器213。在某些示例中，收發器215可將使用磁場傳感器211和212測量的電壓或其他參數傳遞給計算單元120的收發器221。在很多示例中，收發器215和收發器221可以是無線收發器。在一些示例中，可使用W1-FI (無線保真)、IEEE (電氣與電子工程師協會)802. 11無線協議或藍牙3. 0+HS (高速)無線協議等方式傳送電氣信號。在進一步示例中，可以經由Zigbee(802. 15. 4)、Z-Wave或專有的無線標準傳送電氣信號。在其他示例中，收發器215和收發器221可使用蜂窩或有線連接傳遞電氣信號。計算單元120可包括(a)收發器221 ； (b)處理模塊或單元222 ； (c)電源223 ； (d)用戶通信設備124 ； (e)處理器225 ； (f)存儲器226 ； (g)校準模塊227 ;以及(h)電連接器128。計算單元120可被配置成通過收發器221從傳感設備110接收輸出信號並對該輸出信號進行處理，以便確定與該建築物的電功率使用(例如該建築物使用的電功率以及主電力線193、194以及195中的電流)有關的一個或多個參數。在某些示例中，處理單元222可存儲在存儲器226中並運行在處理器225上。處理單元222還可進一步被配置成使用來自傳感設備110的電流測量值來確定與該建築物的電功率使用(例如主電力線193、194以及195的電流和電功率)有關的一個或多個參數。當計算單元120正在運行時，處理器225將執行存儲在存儲器226中的程序指令。存儲在存儲器226中的一部分程序指令可適用於執行下文闡述的方法2200 (圖22)和/或處理單元222。校準模塊227可包括一個或多個校準負載。在某些示例中，該一個或多個校準負載可電氣地連接到該建築物的電力線基礎設施的第一相位分支，以便幫助使用電連接器128對電功率監控系統100進行校準。用戶通信設備124可被配置成向用戶顯示信息。在一個示例中，用戶通信設備124可以是監視器、觸控螢幕和/或一個或多個LED(發光二極體)。電源223可向收發器221、用戶通信設備124、處理器225以及存儲器226提供電功率。在某些示例中，電源223可包括能夠連接到壁裝電源插座的電插頭129。顯示設備130可包括(a)顯示器134 ； (b)控制機構132 ； (c)可與收發器221通信的收發器231 ； (d)電源233 ;和/或(e)電連接器235。在某些實施例中，電連接器235可被配置成連接到電連接器128，以便將顯示設備130連接到計算單元120。校準設備180可包括(a)收發器281 ； (b)電連接器182 ； (c)校準模塊283 ；以及
(d)用戶通信設備184。在某些示例中，收發器281可與收發器215、221和/或231相似或相同。在某些示例中，電連接器182可以是一種電源插頭。用戶通信設備184可被配置成向用戶顯示信息。在一個示例中，用戶通信設備184可以是一個或多個LED。校準模塊283可包括一個或多個校準負載。在某些示例中，該一個或多個校準負載可電氣地連接到該建築物的電力線基礎設施的第二相位分支，以便幫助對電功率監控系統100進行校準。也就是說，在某些示例中，電連接器128連接到一個壁裝電源插座，該壁裝電源插座連接到電功率(例如主電力線193或LI)的第一相位；而電連接器182連接到一個壁裝電源插座，該壁裝電源插座連接到電功率(例如主電力線194或L2)的第二相位。在這些示例中，主電力線195是接地線。圖9根據一個實施例不出了位於面板196的表面198上方的電功率監控系統900的示例性磁場傳感器911和912，其中主電力線193、194以及195位於面板196下方。電功率監控系統900亦可視為一種監控建築物的電功率使用的系統。電功率監控系統900僅是示例性的，且不限於在此所展示的實施例。電功率監控系統900可應用於未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。參見圖9，在某些示例中，電功率監控系統900可包括(a)傳感設備910 ; (b)計算單元120 (圖1和2); (c)顯示設備130 (圖1和2);以及(d)校準設備180 (圖1和2)。傳感設備910可包括(a)兩個或更多個電流傳感器或磁場傳感器911和912 ； (b)磁體或磁芯961和964 ； (c)控制器213 (圖2); (d)用戶通信模塊214 (圖2); (e)收發器215 (圖
2)；(f)電源216 (圖2);以及(g)連接機構219 (圖2)。磁芯961和964可視為磁場傳感器911和912的一部分或連接到其上。在某些示例中，磁芯961和964可包括電磁體或永磁體。磁芯961和964可被配置成幫助將傳感設備910連接到表面198。在某些示例中，磁芯961和964的南極和北極可位於每個磁芯的兩端。在很多示例中，磁場傳感器911和912可包括線圈導體(例如線圈導線)。在很多實施例中，磁場傳感器911可包括線圈導體751，該線圈導體751具有第一端752和與該第一端752相對的第二端753。在某些示例中，線圈導體751可按照第一方向743 (例如逆時針)沿磁芯961纏繞。磁場傳感器912可包括線圈導體754，該線圈導體754具有第一端755和與該第一端755相對的第二端756。線圈導體754可按照第二方向744 (例如順時針)沿磁芯964纏繞。在很多示例中，線圈導體751纏繞的第一方向743可與線圈導體754纏繞的第二方向744相反。在某些示例中，表面198的至少一部分可基本上平行於軸線740和742，其中至少軸線740基本上垂直於軸線742。在相同或不同示例中，主電力線193、194以及195的至少一部分可以基本上平行於軸線740而延伸。在圖9所示的實施例中，軸線741基本上垂直於軸線740和軸線742。也就是說，線圈導體751和754可基本上垂直於表面198及主電力線193、194以及195。此外，磁芯961和964的一端可被配置成連接到面板196的表面198。在某些示例中，磁芯961和964可以通過使磁芯961和964附近的面板196區域的磁場飽和來幫助使面板196和線圈導體951及954的電抗保持均衡。因此，主電力線193、194以及195看到的線圈導體951和954及面板196的電抗是基本上恆定的，並且基本上消除了面板196產生的磁場的非線性。圖10根據一個實施例不出了位於面板196的表面198上的電功率監控系統1000的示例性磁場傳感器1011、1012以及1019。電功率監控系統1000亦可視為一種監控建築物的電功率使用的系統。電功率監控系統1000僅是示例性的，且不限於在此所展示的實施例。電功率監控系統1000可應用於未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。在某些示例中，電功率監控系統1000可包括(a)傳感設備1010 ； (b)計算單元120 (圖1和2) ; (c)顯示設備130 (圖1和2);以及(d)校準設備180 (圖1和2)。傳感設備1010可包括(a)兩個或更多個電流傳感器或磁場傳感器1011、1012以及1019 ;(b)一個或多個磁體或磁芯961、964以及1069 ； (c)控制器213 (圖2) ； (d)用戶通信模塊214(圖2) ; (e)收發器215 (圖2) ; (f)電源216 (圖2) ; (g)連接機構219 (圖2);以及(h) —個或多個鐵磁杯或鐵磁罩1066、1067以及1068。在很多實施例中，磁場傳感器1011、1012以及1019可分別包括線圈導體751、754以及1059。在某些示例中，線圈導體1059可與線圈導體751和/或754相似或相同。線圈導體751、754以及1059可分別纏繞磁芯961、964以及1069。在各種實施例中，磁芯961、964以及1069可分別連接到鐵磁杯或鐵磁罩1066、1067以及1068。在很多實施例中，磁芯961、964以及1069可分別延伸至線圈導體751、754以及1059之外，並連接到鐵磁杯或鐵磁罩1066、1067以及1068。鐵磁罩1066、1067以及1068可分別位於線圈導體751、754以及1059上方。也就是說，線圈導體751、754以及1059分別位於鐵磁罩1066、1067以及1068內部或分別被其封閉。在某些示例中，磁芯961、964以及1069的南極和北極可位於每個磁芯的兩端。鐵磁罩1066、1067以及1068可以是鋼製的或由其他鐵磁材料製成。在某些示例中，磁芯961、964以及1069可以通過使線圈導體951、954以及1079附近的面板196區域的磁場飽和來幫助使面板196和線圈導體951、954以及1079的電抗保持均衡。鐵磁罩1066、1067以及1068還可分別集中磁芯961、964以及1069周圍和/或下方的磁通線。因此，主電力線193、194以及195看到的線圈導體951、954以及1079和面板196的電抗是基本上恆定的，並且基本上消除了面板196產生的磁場的非線性。此外，鐵磁罩1066、1067以及1068的磁場集中效應可以有助於降低電功率監控系統1000的成本。由於當使用鐵磁罩1066、1067以及1068時磁場會更加集中，所以磁芯961、964以及1069可使用磁性較弱的磁體。因而，具有鐵磁罩的電功率監控系統可使用少量磁性材料或成本較低(即磁性較弱)的磁性材料。圖11根據一個實施例不出了位於面板196的表面198上的電功率監控系統1100的不例性磁場傳感器1111、1112以及1119。電功率監控系統1100亦可視為一種監控建築物的電功率使用的系統。電功率監控系統1100僅是示例性的，且不限於在此所展示的實施例。電功率監控系統1100可應用於未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。電功率監控系統1100可與電功率監控系統1000相似或相同，兩者區別在於用一個單一的封閉線圈導體751、754以及1059的鐵磁罩1166替代鐵磁罩1066、1067以及1068。在某些示例中，在每個線圈導體上方使用一個鐵磁罩而非多個單獨的鐵磁罩將可以降低電功率監控系統的成本。圖12根據一個實施例不出了位於面板196的表面198上的電功率監控系統1200的不例性磁場傳感器1211。電功率監控系統1200亦可視為一種監控建築物的電功率使用的系統。電功率監控系統1200僅是示例性的，且不限於在此所展示的實施例。電功率監控系統1200可應用於未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。在某些示例中，電功率監控系統1200可包括(a)傳感設備1210 ； (b)計算單元120 (圖1和2)； (c)顯示設備130 (圖1和2);以及(d)校準設備180 (圖1和2)。傳感設備1210可包括(a) 一個或多個電流傳感器或磁場傳感器1211 ； (b)磁體1261 ； (c)控制器213 (圖2);(d)用戶通信模塊214 (圖2);(e)收發器215 (圖2);(f)電源216 (圖2);以及(g)連接機構219 (圖2)。磁體1261可視為磁場傳感器1211的一部分或連接到其上。在某些示例中，磁體1261可磁性地將傳感設備1210連接到面板196。在很多示例中，磁場傳感器1211可包括多個線圈導體(例如線圈導線)。在很多實施例中，磁場傳感器1211可包括一個線圈導體751。在某些例中，線圈導體751可按照第一方向743 (例如逆時針)纏繞。在圖12所示的實施例中，軸線741基本上垂直於軸線740和軸線742。也就是說，線圈導體751從第一端752到第二端753延伸的長度可基本上垂直於表面198及主電力線193、194以及195。磁體1261可具有第一側1248和與該第一側1248相對的第二側1249。第二側1249可與面板196的表面198相鄰。在某些示例中，線圈導體751的第一端752可連接到磁體1261的第一側1248或與其相鄰。第二端753可與磁體1261的第一側1248間隔開。在某些示例中，磁體1261可以通過使線圈導體751附近的面板196區域的磁場飽和來幫助使主電力線193、194以及195看到的線圈導體751和面板196的電抗保持均衡。因此，主電力線193、194以及195看到的線圈導體751及面板196的電抗是基本上恆定的，並且基本上消除了面板196產生的磁場的非線性。圖13是一個圖表1300,根據一個實施例不出了具有覆蓋主電力線的金屬面板的示例性斷路器面板的感應電壓vs.導體電流。也就是說，圖表1300示出了與傳感設備1210基本上相似的傳感設備以及與傳感設備1210基本上相似但沒有磁體1261的傳感設備的感應電壓vs.導體電流。如圖13所示，在傳感設備1210中使用磁體1261可大幅提高感應電壓的線性。類似地，圖14是一個圖表1400，根據一個實施例示出了已接收到信號的相位角(相對於電壓)vs.位置。為了繪製圖表1400，在測量已接收信號相對於電壓的相位角的同時，在主電力線193、194以及195中放置固定的電流，並可以相對於主電力線193、194以及195移動傳感設備大約0. 6釐米的增量。圖表1400示出了與傳感設備1210基本上相似的傳感設備以及與傳感設備1210基本上相似但沒有磁體1261的傳感設備的感應電壓vs.位置。如圖14所示，當使用具有磁體1261的傳感設備1210後，相位角展現更為劇烈的相位角移位。在相位角移位的區域，很難測量相位角，因而，這些區域中的電流測量值具有更高的錯誤率。通過提高相位角移位的劇烈程度，傳感設備1210提供可用結果的區域大幅增加。圖15和16示出了另外兩個實驗場景的結果與不具有磁體的電功率監控系統相t匕，電功率監控系統1200的精度更高。圖15是一個圖表1500，根據一個實施例示出了具有垂直安裝的線圈導體但沒有磁體的電功率監控系統的結果。圖16是一個圖表1600，根據一個實施例示出了一種電功率監控系統1200 (即具有磁體的垂直安裝的線圈導體)的結果。圖15和16顯示了由電功率監控系統測得的每個電氣相位線(LI和L2)中的電流以及主電力線193 (即LI)以及主電力線195 (即L2)中的實際電流。如圖15和16所示，使用磁體做為電功率監控系統的一部分可大幅降低測量電流率的錯誤。圖1、9、10、11、17以及18的電功率監控系統100、900、1000、1100、1700以及1800的實驗顯示出線性的增加以及測量電流錯誤的降低。圖17根據一個實施例不出了位於面板196的表面198上的電功率監控系統1700的示例性線圈導體751。電功率監控系統1700亦可視為一種監控建築物的電功率使用的系統。電功率監控系統1700僅是示例性的，且不限於在此所展示的實施例。電功率監控系統1700可應用於未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。電功率監控系統1700可以與電功率監控系統1200相似或相同，兩者的區別在於電功率監控系統1700包括位於線圈導體751上方的鐵磁罩1766。在某些不例中，鐵磁罩1766的末端位於磁體1261處。在其他不例中，磁體1261亦被鐵磁罩1766封閉。在某些不例中，在電功率監控系統1200中使用鐵磁罩1766可聚集線圈導體751周圍和/或下方的磁通線。圖18根據一個實施例不出了位於面板196的表面198上方的電功率監控系統1800的示例性磁場傳感器1811，其中主電力線193、194以及195位於面板196下方。電功率監控系統1800亦可視為一種監控建築物的電功率使用的系統。電功率監控系統1800僅是示例性的，且不限於在此所展示的實施例。電功率監控系統1800可應用於未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。在某些示例中，電功率監控系統1800可包括(a)傳感設備1810 ； (b)計算單元120 (圖1和2) ; (c)顯示設備130 (圖1和2);以及(d)校準設備180 (圖1和2)。傳感設備1810可包括(a) —個或多個電流傳感器或磁場傳感器1811 ;(b)控制器213 (圖2);(c)用戶通信模塊214 (圖2) ; (d)收發器215 (圖2) ; (e)電源216 (圖2);以及(f)連接機構219 (圖2)。在很多實施例中，磁場傳感器1811可包括線圈導體1851,該線圈導體1851具有第一端1853和與該第一端1852相對的第二端1852。在圖18所不的實施例中，線圈導體1851從末端1852至1853的長度可基本上垂直於軸線742。也就是說，線圈導體1851可基本上垂直於主電力線193、194以及195並基本上平行於表面198。當磁場傳感器以圖18的配置放置時，主電力線193、194以及195看到來自面板196和線圈導體951的基本上恆定的電抗。圖19中的圖表1900根據一個實施例示出了接收到的信號相對於電壓的相位角vs.磁場傳感器1811的位置。為了繪製圖表1900，在測量已接收信號相對於電壓的相位角的同時，在主電力線193、194以及195中放置固定的電流，並可以相對於主電力線193、194以及195移動線圈導體1851大約0.6釐米的增量。如圖19所示，該相位角呈現雙穩態行為，兩個不同的相位分開大約180度。當線圈導體經過主電力線195的中心的上方時，發生180°相移。因此，主電力線193、194以及195看到的線圈導體1851及面板196的電抗是基本上恆定的，並且消除了面板196產生的磁場的非線性。圖20展示了一種提供監控建築物的電功率使用的系統的方法2000的實施例的流程圖。方法2000僅是示例性的並不限於在此所展示的實施例。方法2000可以應用在未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。在一些實施例中，能夠以所展示的順序執行方法2000的活動、程序、和/或過程。在其他實施例中，能夠以任意其他合適的順序執行方法2000的活動、程序、和/或過程。也在其他實施例中，可以組合或跳過方法2000中的活動、程序、和/或過程中的一條或多條。如圖20所示，方法2000包括提供傳感設備的活動2061。例如，該傳感設備可分別與圖1、9、10、12、18中的傳感設備110、910、1010、1210、1810相似或相同。在某些示例中，該傳感設備可連接到斷路器盒的面板的表面。該傳感設備可被配置成根據斷路器盒內的一條或多條主電力線產生的磁場而生成輸出信號。圖21根據第一實施例展示了提供傳感設備的活動2061的實施例的流程圖。參見圖21，活動2061包括提供一個或多個磁場傳感器的程序2171。在某些示例中，該磁場傳感器可與下列磁場傳感器類似圖2中的磁場傳感器211和212、圖9中的磁場傳感器911和912、圖10中的磁場傳感器1011、1012以及1019、圖12中的磁場傳感器1211、和/或圖18中的磁場傳感器1811。在某些示例中，該至少一個磁場傳感器可包括一個或多個線圈導體。接下來，圖21中的活動2061包括將一個或多個磁場傳感器安裝至傳感設備的程序2172。在某些示例中，程序2172可包括將該一個或多個磁場傳感器安裝在傳感設備處，從而使得當傳感設備連接到該面板的表面時，該一個或多個磁場傳感器的軸線基本上垂直於一條或多條主電力線的至少一部分並基本上平行於該面板的表面。在其他示例中，程序2172可包括將該一個或多個磁場傳感器安裝在傳感設備處，從而使得當傳感設備連接到該面板的表面時，該一個或多個磁場傳感器的軸線基本上垂直於一條或多條主電力線的至少一部分並基本上垂直於該面板的表面。在各種不例中，該一個或多個磁場傳感器安裝在傳感設備處，從而使得當傳感設備連接到該面板的表面時，該一個或多個磁場傳感器的軸線基本上垂直於磁場傳感器下方的一條或多條主電力線的一部分，並基本上垂直於該面板的表面。圖21中的活動2061繼續提供一個或多個磁體的程序2173。例如，該一個或多個磁體可以和圖9中的磁芯961和964、圖10中的磁芯1069和/或圖12中的磁體1261類似。隨後，圖21中的活動2061包括將該一個或多個磁體連接到一個或多個磁傳感器的程序2174。在某些示例中，將一個或多個磁傳感器連接到該一個或多個磁體可包括將該一個或多個磁體周圍的磁場傳感器的一個或多個導體包裹起來。例如，可圍繞著該一個或多個磁體將磁場傳感器的線圈導體包裹起來可以類似於圍繞著圖9、10和/或11所示的一個或多個磁體將線圈導體包裹起來。在其他實施例中，將一個或多個磁傳感器連接到該一個或多個磁體可包括將該磁場傳感器的一端連接到該一個或多個磁體。例如，將該磁場傳感器的一端連接到該一個或多個磁體可以類似於將該磁場傳感器的一端連接到圖12和/或13所示的一個或多個磁體。在替代示例中，活動2061不包含程序2173和2174。接下來，圖21的活動2061包括提供一個或多個鐵磁罩的程序2175。例如，該一個或多個鐵磁罩可類似於圖10的鐵磁罩1066、1067以及1068、圖11中的鐵磁罩1166和/或圖16中的鐵磁罩1766。圖21中的活動2061繼續安裝該一個或多個鐵磁罩的程序2176，從而使得該一個或多個磁場傳感器位於該一個或多個鐵磁罩之內。例如，位於該一個或多個鐵磁罩之內的該一個或多個磁場傳感器可以類似於位於圖10、11和/或16所不的一個或多個鐵磁罩之內的一個或多個磁場傳感器。在替代示例中，活動2061不包含程序2175和2176。隨後，圖21的活動2061包括提供該傳感設備的一個或多個額外部件的程序2177。在某些示例中，該一個或多個額外部件可包括控制器、電源、收發器、用戶通信模塊和/或連接機構。在程序2174之後,完成活動2061。再次參見20，圖20中的方法2000繼續提供計算設備的活動2062。例如，該計算設備可與圖1和2中的計算單元120相似或相同。在某些示例中，活動2062可包括僅提供處理單元。例如，該處理單元可與圖2中的處理單元222相似或相同。在某些示例中，該處理單元還可接收來自傳感設備的輸出信號並對該輸出信號進行處理，以便確定與該建築物的電功率使用有關的一個或多個參數。隨後，圖20的方法2000包括提供校準設備的活動2063。例如，該校準設備可與圖1和2中的校準設備180相似或相同。隨後，圖20的方法2000包括提供顯示設備的活動2064。例如，該校準設備可與圖1和2中的顯示設備130相似或相同。在某些示例中，該顯示設備可以是計算單元120的一部分。除了通過改變傳感設備的配置來緩解磁場的非線性，還可通過對校準並使用電功率監控系統的方法進行修改來緩解磁場的非線性。圖22展示了一種使用監控建築物的第一負載的電功率使用的系統的方法2200的實施例的流程圖。方法2200僅是示例性的並不限於在此所展示的實施例。方法2200可以應用在未在此具體描繪或描述的許多不同的實施例或示例中。在一些實施例中，能夠以所展示的順序執行方法2200的活動、程序、和/或過程。在其他實施例中，能夠以任意其他合適的順序執行方法2200的活動、程序、和/或過程。也在其他實施例中，可以組合或跳過方法2200中的活動、程序、和/或過程中的一條或多條。參見圖22，方法2200包括提供電功率監控系統的活動2261。例如，該電功率監控系統可分別與圖1、9、10、11、12、17、以及18中的電功率監控系統100、900、1000、1100、1200、1700、以及1800相似或相同。圖22的方法2200繼續校準電功率監控系統的活動2262。在某些示例中，可在該電功率監控系統首次安裝或通電後對其進行第一校準。在某些示例中，將該電功率監控系統的計算設備插入到該建築物的電功率監控系統的第一相位線中(例如LI)並且將該電功率監控系統的校準設備插入到該建築物的電功率監控系統的第二相位線中(例如L2)。在某些示例中，校準該電功率監控系統可首先包括確定該傳感設備的每個電流傳感器中的第一電流的第一振幅和第一相位。隨後，該計算設備中的第一負載連接到該第一相位分支，並確定該傳感設備的每個電流傳感器中的第二電流的第二振幅和第二相位。接下來，該校準設備中的第二預先確定的負載連接到該第二相位分支，並確定每個電流傳感器中的第三電流的第三振幅和第三相位。最後，至少部分地使用第一振幅、第一相位、第二振幅、第二相位、第三振幅以及第三相位確定該傳感設備的一個或多個校準因子。隨後，圖22所示的方法2200包括存儲校準數據的活動2263。在某些示例中，該校準數據可包括該校準因子以及第一電流的第一振幅和第一相位。該校準數據可存儲在該計算設備的存儲器中。接下來，圖22的方法2200包括測量原始電流的活動2264。圖22的方法2200繼續確定該原始電流是否與已存儲的校準數據存在預定量值的不同的活動2265。如果該電流在已存儲校準數據中的電流的預定量值內，則接下來的活動是計算測量電流的活動2266。如果該原始電流不在第一電流的預定量值內(例如百分之一 I (%)、5%、10%或25%)，則接下來的活動是校準電功率監控系統的活動2262。新的校準參數和新的第一電流可存儲在存儲器中。如此便創建了一個含有校準數據和原始電流的資料庫。因此，在活動2265中，可將該原始電流和在該存儲器中存儲的所有校準數據進行對比。如果該原始電流不在已存儲校準數據的預定量值內，可對該電功率監控系統進行再校準。也就是說，如果該電流與之前的測量電流相比發生了大幅變化，則可隨時對該電功率監控系統進行新的校準。因而，在主電力線的電流發生大幅變化時，可以通過對該電功率監控系統進行再校準來緩解磁場的非線性。隨後，圖22的方法2200包括使用已存儲的校準數據來計算測量電流的活動2266。隨後，方法2200繼續顯示測量電流的活動2267。在某些示例中，可使用顯示設備130顯示測量電流。儘管已經參考具體的實施例描述了本發明，但是應理解本領域的普通技術人員可以進行各種改變而不脫離本發明的精神和範圍。因此，本發明的實施例的披露旨在描述本發明的範圍而不在於限制。應注意本發明的範圍應該僅限於所附權利要求所要求的內容。例如，對於本領域普通技術人員，將容易認識到圖20的活動2061、2062、2063以及2064，圖 20 的程序 2171、2172、2173、2174、2175、2176 以及 2177，圖 22 的活動 2261、2262、2263、2264、2265、2266以及2267可以由許多不同的活動、程序構成，並可以由許多不同模塊以許多不同順序執行，可以對圖1、2、7、9、10、11、12、17以及18中的任何元素進行修改並且這些實施例的某些的前面討論不必須表現全部可能實施例的完全描述。在任何具體權利要求中提及的全部元素是該特別權利要求提及的實施例所必要的。因此，一條或多條所提及的元素的替代形式形成重構並且不必修復。另外，已經關於特定實施例描述了益處、其他優點以及問題的解決方案。然而不能認為會促使任何好處、優點或問題解決方案發生或變得明顯的益處、優點、問題解決方案、以及任何元素或多個元素是任何或所有權利要求的關鍵的、要求的、或主要的特徵或元素，除非在此類權利要求中陳述了這樣的益處、優點、解決方案或元素。此外，通過若實施例和/或限制如下在此所披露的實施例和限制不是在專用原則下而為大眾所專用(I)未在權利要求中清楚地提及；以及(2)是或在等效原則下是權利要求中表達的元素和/或限制的潛在等效物。
權利要求
1.一種用於監控建築物的電功率使用的系統，該建築物具有向該建築物中的第一負載提供電功率的一條或多條主電力線，該一條或多條主電力線的一部分基本上平行於第一軸線而延伸，該建築物進一步具有面板，該面板覆蓋該一條或多條主電力線的該部分，該系統包括電流傳感器單元，該電流傳感器單元被配置成連接到該面板的表面的一部分上，該電流傳感器單元包括至少一個磁場傳感器，該至少一個磁場傳感器具有基本上平行於第二軸線的長度，其中該第二軸線基本上垂直於該第一軸線，並且該至少一個磁場傳感器被配置成檢測由該一條或多條主電力線產生的磁場；以及處理單元，該處理單元被配置成在處理器上運行，其中該電流傳感器單元被配置成根據由該至少一個磁場傳感器所檢測到的磁場來產生輸出信號；並且該處理單元進一步被配置成接收來自該電流傳感器單元的該輸出信號並對該輸出信號進行處理以便確定與該建築物中的該第一負載所使用的電功率相關的一個或多個參數。
2.根據權利要求1所述的系統，其中該第二軸線還基本上垂直於該面板的表面的該部分；並且該面板的表面的該部分的至少一部分覆蓋該一條或多條主電力線的該部分。
3.根據權利要求1所述的系統，其中該第二軸線還基本上平行於該面板的表面的該部分；並且該面板的表面的該部分的至少一部分覆蓋該一條或多條主電力線的該部分。
4.根據權利要求1、2或3之一所述的系統，其中該至少一個磁場傳感器包括第一磁場傳感器，該第一磁場傳感器包括第一磁芯；以及以第一方向纏繞在該第一磁芯周圍的第一導體；以及第二磁場傳感器，該第二磁場傳感器包括第二磁芯；以及以第二方向纏繞在該第二磁芯周圍的第二導體；並且該第二方向與該第一方向相反。
5.根據權利要求4所述的系統，其中該第一方向是順時針；並且該第二方向是逆時針。
6.根據權利要求1、2、3、4或5之一所述的系統,其中該電流傳感器單元進一步包括至少一個磁體。
7.根據權利要求6所述的系統，其中該至少一個磁場傳感器具有第一端以及與該第一端相對的第二端；該至少一個磁場傳感器的長度從該第一端延伸至該第二端；該第一端與該至少一個磁體相鄰； 該至少一個磁體被配置成與該面板相鄰；並且 該第二軸線基本上垂直於該面板的表面的該部分。
8.根據權利要求7所述的系統，其中 該電流傳感器單元進一步包括 位於該至少一個磁場傳感器上方的鐵磁罩。
9.根據權利要求6或7之一所述的系統，其中 該至少一個磁場傳感器包括 第一磁場傳感器，該第一磁場傳感器包括 纏繞在該至少一個磁體周圍的第一導體。
10.根據權利要求9所述的系統，其中 該電流傳感器單元進一步包括 位於該第一導體上方的鐵磁罩。
11.根據權利要求6、7、8、9或10之一所述的系統，其中 該至少一個磁體包括電磁體或永磁體。
12.根據權利要求6、7、8、或11之一所述的系統，其中 該至少一個磁體被配置成磁性地將該電流傳感器單元連接到該面板。
13.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12之一所述的系統，其中 與該建築物中的該第一負載所使用的電功率有關的該一個或多個參數包括該建築物中的該第一負載所使用的電功率；以及 該第一負載包括連接到該一條或多條主電力線的兩個或更多個電氣設備。
14.一種用於測量建築物的一條或多條主電力線中的電流的裝置，該建築物具有斷路器盒，該斷路器盒至少包括該一條或多條主電力線的第一部分以及該一條或多條主電力線的該第一部分上方的金屬面板，該裝置包括 傳感設備，該傳感設備包括 被配置成提供兩個或更多個電流測量值的一個或多個電流傳感器；以及 連接到該一個或多個電流傳感器的一個或多個磁體；以及 處理模塊，該處理模塊被配置成在計算單元上運行並且被配置成使用該兩個或更多個電流測量值來確定該一條或多條主電力線中的電流。
15.根據權利要求14所述的裝置，其中 該一個或多個電流傳感器各自包括 第一側；以及 與該第一側相對的第二側； 第一軸線從該一個或多個電流傳感器各自的第一側延伸至第二側；以及 該第一軸線各自垂直於該一條或多條主電力線的該第一部分的長度的一部分。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中 該第一軸線各自還垂直於該金屬面板的外側的至少一部分。
17.根據權利要求15或16之一所述的設備,其中 該一個或多個電流傳感器各自的第一側連接到該一個或多個磁體；以及該一個或多個電流傳感器各自的第二側連接到該一個或多個磁體。
18.根據權利要求15、16、或17之一所述的裝置，其中 該第一軸線還平行於該金屬面板的外側的至少一部分。
19.根據權利要求14、15、16、17或18之一所述的裝置，其中 該一個或多個電流傳感器中的至少一個被鐵磁杯封閉。
20.根據權利要求14、15、16、17或18之一所述的裝置，其中 該一個或多個磁體被配置成連接到該金屬面板的外側。
21.根據權利要求14、15、16、17、18、19或20之一所述的裝置，其中 該一個或多個電流傳感器包括 線圈纏繞在該一個或多個磁體中的第一磁體周圍的第一導體；以及 線圈纏繞在該一個或多個磁體中的第二磁體周圍的第二導體。
22.根據權利要求14、15、16、17、18、20或21之一所述的裝置，進一步包括 至少一個鐵磁杯， 其中 該一個或多個電流傳感器被該至少一個鐵磁杯封閉。
23.根據權利要求14、15、16、17、18或20之一所述的裝置，進一步包括 第一鐵磁杯；以及 第二鐵磁杯， 其中 該一個或多個電流傳感器包括 線圈纏繞在該一個或多個磁體中的第一磁體周圍的第一導體；以及 線圈纏繞在該一個或多個磁體中的第二磁體周圍的第二導體； 該第一導體和該一個或多個磁體中的該第一磁體位於該第一鐵磁杯內；以及 該第二導體和該一個或多個磁體中的該第二磁體位於該第二鐵磁杯內。
24.一種用於提供監控建築物的電功率使用的系統的方法，該建築物具有向該建築物中的第一負載提供電功率的一條或多條主電力線，該一條或多條主電力線的一部分基本上平行於第一軸線而延伸，該建築物進一步具有覆蓋該一條或多條主電力線的至少一部分的面板，該方法包括 提供被配置成連接到該面板的表面的電流傳感器單元，該電流傳感器單元被配置成基於該一條或多條主電力線產生的磁場來生成輸出信號；以及 提供處理單元，該處理單元被配置成從該電流傳感器單元接收該輸出信號的並且進一步被配置成對該輸出信號進行處理，以便確定與該建築物的電功率使用有關的一個或多個參數， 其中 提供該電流傳感器單元包括 提供至少一個長度沿第二軸線的磁場傳感器，其中該至少一個磁場傳感器被配置成檢測該一條或多條主電力線生成的磁場；以及 將該至少一個磁場傳感器安裝在該電流傳感器單元處，從而使得當該電流傳感器單元連接到該面板的表面時，該至少一個磁場傳感器的該第二軸線基本上垂直於該第一軸線。
25.根據權利要求24所述的方法，其中安裝該至少一個磁場傳感器進一步包括將該至少一個磁場傳感器安裝在該電流傳感器單元處，從而使得當該電流傳感器單元連接到該面板的表面時，該至少一個磁場傳感器的該第二軸線基本上垂直於該第一軸線並且基本上垂直於該面板的表面的至少一部分。
26.根據權利要求24所述的方法，其中安裝該至少一個磁場傳感器進一步包括將該至少一個磁場傳感器安裝在該電流傳感器單元處，從而使得當該電流傳感器單元連接到該面板的表面時，該至少一個磁場傳感器的該第二軸線基本上垂直於該第一軸線並且基本上平行於該面板的表面的至少一部分。
27.根據權利要求24、25或26之一所述的方法，其中提供該至少一個磁場傳感器進一步包括為該至少一個磁場傳感器提供第一端以及與該第一端相對的第二端，該第二軸線從該第一端延伸至該第二端；以及提供該電流傳感器單元包括提供至少一個連接到該磁場傳感器的第一端的磁體。
28.根據權利要求24、25、26或27之一所述的方法，進一步包括提供一個或多個鐵磁杯；以及安裝該一個或多個鐵磁杯，從而使得該至少一個磁場傳感器位於該一個或多個鐵磁杯之內。
29.根據權利要求24、26、27或28之一所述的方法，其中提供該至少一個磁場傳感器進一步包括提供包括一個或多個導體的該至少一個磁場傳感器；以及將該一個或多個導體纏繞在該一個或多個磁體周圍。
30.一種用於使用電功率監控系統來監控建築物的電功率使用的方法，該建築物具有向該建築物中的第一負載提供電功率的一條或多條主電力線，該方法包括對該電功率監控系統進行校準，其中，對該電功率監控系統進行校準時，產生在該一條或多條主電力線中的第一原始電流以及第一校準數據；存儲該第一校準數據和該第一原始電流的測量值；測量第二原始電流；如果該第二原始電流不在該第一原始電流的預定量值之內，則對該電功率監控系統進行第一再校準包括對該電功率監控系統進行校準，其中對該電功率監控系統進行第一再校準時，產生在該一條或多條主電力線中的第三原始電流以及第二校準數據；存儲該第二校準數據和該第三原始電流的測量值；以及使用該第二校準數據計算第一測量電流；以及如果該第二原始電流在該第一原始電流的預定量值之內，則使用該第一校準數據計算該第一測量電流；以及顯示該第一測量電流。
31.根據權利要求30所述的方法，進一步包括測量第四原始電流；如果該第三原始電流不在該第一原始電流或該第二原始電流的預定量值之內，則對該電功率監控系統進行第二再校準包括對該電功率監控系統進行校準，其中，對該電功率監控系統進行第二再校準時，產生在該一條或多條主電力線中的第五原始電流以及第三校準數據；存儲該第三校準數據和該第五原始電流的測量值；以及使用該第三校準數據計算第二測量電流；如果該第三原始電流在該第一原始電流或該第二原始電流的預定量值之內，則使用該第一校準數據或該第二校準數據計算該第二測量電流；以及顯示該第二測量電流。
全文摘要
一些實施例能夠傳授一種用於監控建築物的電功率使用的系統。該建築物可具有向該建築物中的第一負載提供電功率的一條或多條主電力線。該一條或多條主電力線的一部分可以基本上平行於第一軸線而延伸。該建築物可進一步具有面板，該面板覆蓋該一條或多條主電力線的該部分。該系統可包括(a)電流傳感器單元，該電流傳感器單元被配置成連接到該面板的表面的一部分上，該電流傳感器單元具有(a)至少一個長度基本上平行於第二軸線的磁場傳感器，其中該第二軸線基本上垂直於該第一軸線，並且該至少一個磁場傳感器被配置成檢測由該一條或多條主電力線產生的磁場；以及(b)處理單元，該處理單元被配置成在處理器上運行。該電流傳感器單元可以被配置成根據由該至少一個磁場傳感器所檢測到的磁場來產生輸出信號。該處理單元進一步可以被配置成接收來自該電流傳感器單元的該輸出信號並對該輸出信號進行處理以便確定與由該建築物中的該第一負載使用的電功率相關的一個或多個參數。在此還披露了其他實施例。
文檔編號G01R22/06GK103038650SQ201180038157
公開日2013年4月10日 申請日期2011年7月1日 優先權日2010年7月2日
發明者K.約格斯瓦蘭, F.凱利, S.N.帕特爾, S.古普塔, M.S.雷諾爾德斯 申請人:貝爾金國際股份有限公司