CN1244938A - 使用介电电泳确定实物位置的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

定位器装置能检测预定类型实物唯一呈现的非均匀电场的平方空间梯度三维图形引起的介电电泳力。操作员将该装置握在手中以使该装置与操作员电连接。通过外部连接到该装置上的电子电路使操作员的自然出现的非常低的电衰减时间常数增加。以平衡的水平状态握住该装置,操作员使该装置以恒定匀速的来回运动方式扫描。天线从该装置的前面延伸,介电电泳力作用在天线和该装置上。所述力引起相对于手柄的枢轴转动线的转矩、加速度、振动或其它任何可测量的能以数量表示的力的表现形式,从而驱动该装置和其天线指向在范围内的预定类型的任何实物的方向和位置。

Description

使用介电电泳确定实物位置的方法和装置
发明的背景技术
发明领域
本发明涉及确定包括人和动物在内的各种实物位置的方法和装置，通过观察和检测力、由力引起的转矩、加速度、振动或其它可测量的能以数量表示的力的表现形式来确定位置，由实物独特地呈现的非均匀三维电场空间梯度图形产生并由本发明装置的操作员使用的本发明的装置来检测所述的力、由力引起的的转矩、加速度、振动或其它可测量的能以数量表示的力的表现形式。
已有技术的描述
检测看不清楚的实物，尤其是人，在下列领域有许多用途：消防和营救寻找工作；执法行动；军事行动；等等。尽管检测人、动物和其它物质的已有技术装置已经公知，某些装置通过测量静电场来进行检测，但是，没有可操作的已有技术装置使用由实物独特地呈现的非均匀电场平方空间梯度三维图形引起的力来指示目标实物相对于装置的操作员的准确位置和方向。通过利用感应力和由力引起的作用在天线和装置的其它元件部分上的转矩的电动作用、介电电泳，本发明能给出目标实物的快速方向位置指示。针对力、由力引起的转矩、加速度、振动或其它可测量的能以数量表示的力的表现形式是非常小并难以检测的情况，还能提供一个测量仪表以指示最强非均匀电场平方空间梯度信号强度的方向。应该注意到，尽管对于许多不同类型的实物能使用本发明，但本发明的最主要用途是确定人的位置，不管是否存在使物体看不见的材料构件(墙，树，土墩，等等)，是否存在射频干扰和电磁干扰的干扰信号，是否有不利的天气状况，以及是否在白天或晚上的可见度状态。
美国专利No.3,771,152(Dettling等人)公开了入侵者检测器，其中由入侵者引起的静电场的变化产生检测信号。得到无方向性的信息。美国专利No.4,316,180(LeVert)公开了一种方向检测器，该检测器通过测量局部静电场的变化确定入侵者(人)的位置。用两个线圈来区分装置的前侧和后侧。没有给出特别的实际方向的指示。美国专利No.5,436,613(Ghosh等人)测量电场的消耗来确定生物组织(与导体或绝缘体相反)已经透进电场。日本专利No.113692公开了一种测量静电电容的差值的人检测装置。
目前尚无单独或组合的发明和专利描述了本发明所请求保护的内容。
发明概述
本发明使用如介电电泳之类的公知的电动效应来检测各种实物的存在。正如上面所讨论的，本发明的主要用途是检测眼光看不到的人并确定其位置。由本发明使用的电动效应，即介电电泳，是五种公知的电动效应之一，(其它四种是电泳，电渗，多恩效应，流动电位)，并描述了通过空间非均匀电场感应影响介电极化的起始中性物质的机械行为的力。通过电场的空间梯度可测量电场的空间非均匀性。介电电泳力非线性地取决于几种因素，包括周围介质(空气加上任何介入的墙，树，等等)的介电极化率，起始中性物质(装置的天线和装置的其它组成部分)的介电极化率和外形尺寸，在装置的天线和其它组成部分中检测到的人目标的局部电场分布的平方的空间梯度。由在装置的天线和其它组成部分上感应的极化电荷产生的介电电泳力测量空间梯度，并且，此介电电泳力是恒定方向寻找力，总是使装置的天线和其它组成部分指向(或试图指向)预定类型实物呈现的三维非均匀电场的平方空间梯度图形中的最大值。
作为待定位的实物(如人目标)相对于装置的天线和其它组成部分的角位置和径向位置的函数，该恒定方向寻找力的幅度变化相当大，取决于介入的介质(如空气)的有效介电极化率和在装置的天线和其它组成部分中使用的材料的有效介电极化率。下面的方程定义了介电电泳力，其中方程1对应球形起始中性目标(球形天线和装置的其它组成部分)的介电电泳力，方程2对应柱形起始中性目标(柱形天线和装置的其它组成部分)的介电电泳力。
F＝3/2(4/3(πa3))∈0K1(K2-K1)/(K2+2K1)|E0|2
                     方程1
F＝(πa2)(L)∈0K1(K2-K1)/(K2+K1)|E0|2
                    方程2其中：
F是由天线和装置的其它组成部分检测的介电力矢量；
a是球体或柱体的半径；
L是柱体的长度；
ε0是自由空间的介电常数；
K2是球体或圆柱体中材料的介电常数；
K1是在实物与天线和装置的其它组成部分周围的流体或气体(空气)的介电常数；
E0是由天线和装置的其它组成部分检测到的实物产生的电场；以及
是空间梯度数学算符。
应该注意到，在此上下文中所使用的术语“天线″包括(在非常实际的意义上)本发明的装置中出现的所有元件。在这种意义上，形成本发明定位器的材料的介电常数都决定上述方程中K2的总值。这些材料并不是设置在均匀的球形或圆柱体中，因此，K2的准确值难以确定。实际上，实验已经表明(并且正在继续表明)，为精确确定不同类型实物的位置需要产生最大介电电泳力和因此产生的转矩、加速度、振动、或其它的该力的任何可测量的能用数量表示的表现形式的介电材料的类型和布局。下面的表中列出了某些在定位器中所用的介质材料(K2值)或定位器周围的介质材料(例如，空气，水，墙，等等)(K1值)以及这些材料的介电常数。
材料              介电常数
空气              1.0
PVC               3.0
尼龙              4.0
聚酯              5.5
硅                12.0
2-丙醇            19.9
水                78.4
n-maa             191.3
硒                1000
BaTiO3             4000
(CS2)n            20,000
金属                ∝
上述有关介电电泳的讨论和方程给出了本发明的工作原理的合理解释，这与本发明相关的所有实验观察结果一致。这些操作原理包括使用上述的力使天线指向局部电场的最大梯度方向，从而指示看不见的实物的方向。
根据本发明，一个操作员手中握着定位器装置，并且，通过手柄使定位器装置与操作员电连接。使操作员部分地电接地(通过操作员的脚)，因而各操作员身体对真实地的电容(C)和电阻(R)与定位器装置的手柄电连接。已经测量出各个人体的C的范围为100pF至400pF和并且已经测量出各个人体的R的范围是0.03KΩ至1MΩ。对于各种可能作为定位器装置的操作员的广义电参数(由此情况下实物的电场空间梯度在装置上感应的极化电荷图形，以及电场，电流和电压)指数衰减时间(＝RC)常数的范围是大约3至400μ秒。通过外部连接的高达100KΩ的串联电阻和高达0.01mF的并联电容可极大地增加这个衰减时间，这使得有效的操作员指数衰减时间常数高达1至10秒。
这使得由定位器装置的天线和其它部分感应的极化电荷(受约束的，非自由的)图形引起的介电电泳力能被检测、瞬时增强和锁住，因为能比装置上的感应极化电荷图通过操作员的人体衰减到真正的地更快速地增强该力。该效应称为介电电泳力的空间自校正特性(总是指向或试图指向实物电场三维平方空间梯度图形的最大值处，)并且该效应正在使用介电电泳力的空间自校正特性。
以平衡的水平状态握住定位器装置，操作员使定位器装置以恒定匀速来回运动扫描。一个天线从定位器装置的前面伸出并且前述的力作用在该天线上。这些力产生绕清晰的枢轴线的转矩，该转矩趋于使定位器装置的天线和定位器的其它组成部分指向由在定位器装置范围内的任何“目标″人或其它预定类型实物唯一呈现的非均匀电场的平方的最大空间梯度。
当操作员使装置以匀速扫描以“锁住″起初的目标实物，这效应产生定位器装置的自校正作用。该效应还产生紧密跟随实物的径向运动和角度方向运动(一旦操作员开始锁住目标实物就跟踪和再获得一个目标实物)的另一自校正作用。再获得目标的定位器装置的自校正作用在没有任何对操作员另外明显作用的情况下出现，因而装置的操作不受操作员的影响。
四个内部的N沟道J-FET(场效应晶体管)连接到定位器装置的天线上并工作在它们的非线性范围以有效地改变天线的长度。这些FET中的三个与天线的长轴等距离地设置在模块中并且彼此相隔120度。第四个FET设置在天线长轴下面的模块中并设置到定位器装置的后部。在前三个模块上设有三个电位器来调整通过前三个FET的电流，从而把定位器调谐到直接对着作为参考目标实物的位于准确已知位置处的人体。根据参考实物感应的电压图形，通过与NPN晶体管的基极连接的一个六位置开关来调整第四FET的增益和频率响应。通过改变定位器装置的频率响应，使装置调谐以排除来自所有外部信号源的较高频率的电磁信号和噪声，所述信号源包括与操作员本身相关的那些信号源，以便让定位器装置能与由预定类型实物唯一呈现的三维非均匀电场的平方空间梯度图形相互作用，并仅仅响应由预定类型实物唯一呈现的三维非均匀电场的平方空间梯度图形。
在使定位器在一个已知实物(例如人，如果目标是人的话)的前面以恒定匀速来回运动的方式扫描的同时，操作员改变六位置开关直到最大的力和力产生的转矩被检测到并用于使天线和装置的其它组成部分向目标实物对准为止。在选定六位置开关的的设定位置之后，操作员调整前三个FET的增益直到定位器装置指向或试图直接指向目标实物为止。对于不同的实物，在定位器装置的天线和其它组成部分中使用不同的介质材料。能检测的实物的例子包括人、动物、金属、塑料、以及其它材料。对测量仪的继续研究已经在测量仪能为具体检测各种不同目标实物的几何设计和结构材料方面得到了积极的结果。
因此，本发明的一个目的是提供一种确定人体相对于测量仪操作员的方向和位置的准确方法。
本发明的另一目的是提供一种确定预定类型动物的相对于测量仪操作员的方向和位置的准确方法。
本发明的另一目的是提供一种确定预定类型材料的相对于测量仪操作员的方向和位置的准确方法。
本发明的一个目的是在所述使用的装置中提供达到预期效果的便宜、可靠和非常有效的改进单元和其设置。
进一步阅读以下说明书和附图，本发明的这些目的和其它目的都将变得清楚明白。
附图的简单描述
图1是根据本发明由第一人确定第二个隐藏的人的位置所使用的定位装置的环境图；
图2是根据本发明的定位装置的透视图；
图3是图2所示的定位装置的右侧视图；
图4是图2所示的定位装置的正视图；
图5是图2的定位装置的三个主模块和底调谐模块的电路原理图；
图6是沿长度方向通过图2的定位装置的中心的横截面图；
图7是实物、地平面、本发明的装置和实物极化电场线的示意图。优选实施例的详细描述
在图1中以定位器装置100示出了根据本发明的装置。示出了一个操作员A使用定位器装置检测在墙C后面不能用肉眼清楚地看到的第二个人B的存在。定位器100的手柄101与操作者的手电接触，前面所述的力作用在天线102和定位器装置的其它部件上。通过在水平位置握住定位器100并以匀速、不变的来回运动扫描定位器装置100，操作者A能检测到自动校正恒定方向寻找力，由此引起的作用在天线102和定位器装置的其它部件上的转矩使定位器装置指向肉眼看不清楚的第二个人B的方向和位置。
在图2-4中能看到定位器100的外形的细节。天线102包括由尼龙或类似材料制成的后面部分209、可伸缩部分210以及端旋钮211。天线102从中心介电外壳200同轴地伸出。天线102并不是必须为可伸缩型的，可为一根刚性或弹性的天线，注意到这一点非常重要。此外，由于定位器装置100的所有部件都有效地起着一个天线的作用，所以不安装天线102定位装置也能象所描述的那样操作，不过所产生的力大大减少。
有三个模块201、202、203固定到中心介电外壳200上。上模块201直接装在天线102和中心介电外壳200的公共轴的上方并与该轴平行。下右模块202、下左模块203和上模块201彼此相隔120°，并且下右模块202和下左模块203也与天线102和中心介电外壳200的公共轴的平行。每一模块201、202、和203分别都有一个可变电阻控制旋钮204、205、206。下右模块202和下左模块203都分别包括抛物面天线207和208，两个抛物面天线都在后弯的位置与它们相应的模块相连。手柄101由从中心介电外壳200同轴伸出的金属棒材形成。手柄101向上弯曲，水平延伸一短距离，向下弯曲以形成手柄，并且然后向前弯曲给底调谐模块212提供支撑物。底调谐模块212包括可变电阻控制旋钮213和连接到上模块201上的电缆214。
在图5中示出了定位器装置100的电子电路。天线102与任选低通滤波器F1相连，该滤波器F1滤除来自所有外部电磁信号源的高频信号和噪声，包括来自操作员A本身的信号。选择用在定位器装置100中的电子电路的具体结构、几何设计和结构材料以制造用于预定实物类型的定位器装置100。将来自任选低通滤波器F1的输出馈送到三个N沟道场效应晶体管FET的栅极。三个FET用作放大器并且装在三个模块的每一个中。下右模块202包括FET J1和一个0-100kΩ可变电阻器R1，上模块201包括FET J2、一个DC安培表计M1、一个0-100kΩ可变电阻器R3、和一个压电蜂鸣器P1，下左模块203包括FET J3、一个0-100kΩ可变电阻器R2、一个通/断开关S1、和一个9伏电池B1。
可变电阻器R1和R2分别调节FET J1和J3的电流增益。通过调节这些FET的增益，使作用在这些器件上的有效静电效应相对于FETJ2平衡。由0-100kΩ可变电阻器R3调节FET J1、J2和J3的总增益。设置DC安培计M1以指示流过所有三个FET的组合电流。此外，压电峰鸣器P1提供其频率随着通过电路的电流增加而升高的声频输出。电池B1提供使电路工作的所需的电压(最好是9伏)，开关S1提供使放大器J1-J3导通和截止的装置。
底模块212包括将操作员的电参数衰减(RC)时间常数从自然出现的μ秒增加到前面所解释的捕获和自动跟踪如下参量所需要的秒数：由目标实物所呈现的介电电泳力和由定位器装置100检测的随后得到的转矩、加速度、振动或其它任何可测量的能以数量表示的力的表现形式。使用一个1/8英寸的接地插孔GP1，以通过将一个配套短路插塞插入插孔GP1来使电路接地。一旦插入，配套插塞(通过插孔GP1)经过参考实物RE给3.3kΩ电阻器R4、22kΩ电阻器R5、100kΩ电阻器R6、0.01mF电容器C3、限幅二极管D3和D4的每一个都提供地电位，并确定6位置选择器开关S2之第一个的位置。能使6位置选择器开关S2的位置改变为6个位置之一，使一个NPN晶体管Q1的基极与上述元件之一相连。NPN晶体管Q1构成一个可调谐电路的一部分，该可调谐电路还包括一个N沟道FET J4、一个0.01μF第一电容器C1、一个第一二极管D1、一个第二二极管D2、电线500、和一个0.01μF第二电容器C2。通过将短路插塞插入插孔GP1或从插孔GP1移走短路插塞并改变开关S2的位置，能调节晶体管Q1的增益，并且能将底模块212中的调谐电路的总频率响应变成最大响应。
正如前面所述，图5的所有元件都起着天线扩展器的作用，使介电电泳力和由定位器装置100检测的随后得到的转矩增加。作为定位器操作员的每一个人，都有不同的电容(C)和电阻(R)，形成捕获和自动跟踪介电电泳力和随后得到的转矩的低指数衰减时间常数(＝RC)。通过调节R1-R3和S2，联合地调谐各操作员和定位器装置100并使他们最佳化以检测操作定位器装置100的特定人的最大介电电泳力和随后得到的转矩。这可由使用参考实物(例如一个可见的人)和调节S2和R3直到由各操作员检测到最大介电电泳力和随后得到的转矩为止来实现。一旦已经确定S2的位置，操作员就注意相对于参考实物吸引天线的方向。如果该方向不是正好指向参考实物，则调节R1和R2直到作用在定位器装置100上的转矩使天线102直接指向参考实物为止。在调谐定位器100并使其最佳化之后，能容易地由该装置确定与参考实物(例如，人，不同种类的动物，各种贵重金属和非贵重金属、塑料，以及其它材料)类型相同的没有观察到的实物。
在图6中示出了中心介电外壳200的内部结构。可伸缩天线102的一端604延伸到外壳200的前端，而手柄101的一端603延伸到外壳200的后端。腔600填充有第一介质材料601，该材料601围绕可伸缩天线102的内部端604以及手柄101的内端603。第二介质材料602环绕着该腔600，该第二介质材料602限定腔600形状并在端604和端603离去外壳200的附近与可伸缩天线102的内端604以及手柄101的内端603接触。装置的手柄101与操作员的手限定了枢轴线E，绕枢轴线介电电泳力产生随后得到的转矩、加速度、振动和任何其它可测量的能以数量表示的力的表现形式。端604和603相隔距离D，该距离是操作员特有的，并且还影响定位器装置100的总灵敏度和响应，以使可检测到的力和转矩最大。
尽管仍然在研究对于不同的实物使作用在天线上的转矩最大的特有介质材料，但是已经找到了产生精确确定人的位置的可用转矩的介质材料。具体来说，手柄101和天线102最好由金属制成，材料601为空气，材料602为PVC，天线的后面部分209是尼龙。此外，模块201、202、203和底模块212中的电路用PVC封装，而模块本身、外壳200以及抛物面天线207和208也都是由PVC构成。当使用这些材料时，由天线102和装置的其它元件部分检测有效的介电电泳力和该力产生的转矩以精确确定人出现的位置。可从下面的产生的转矩具有可变值的材料中选择介质材料601：水(蒸馏水，去离子水)，丙三醇，(二)乙烯，三甘醇，2-乙基-1，3-乙二烷(3-hexanediol)，γ-丁内酯，二甲基丙酰胺(dimethylpropionamide)，三甲亚砜，甲醇，乙醇，丙醇，钛酸钡，钛酸铅，以及锆酸盐钛酸铅(lead zirconatetitanate)。
图7示出了关心的目标实物700和周围的接地平面702。实物的极化电荷701产生如图所示的具有独特空间图形的非均匀的电场线704。非均匀的电场线704还具有独特的空间梯度图形(没有示出)。非均匀的电场线704终止于周围的接地平面702上并在其上感应出相反极性的电荷703。图中示出了在非均匀电场线的包围中的起始时的中性物质或介质705，例如本发明的装置。中性物质705包括其中填充有特定介质材料707的腔706。非均匀电场线在介质707中感应出极化电荷709和710。中性物质705还包括由特定介质材料形成的并直接与腔706和介质材料707接触的突起天线708。突起天线708形成与包括图7的平面垂直的枢轴线711。介电电泳力本身以容易检测的天线708绕枢轴线711的转矩运动表现出来。
不用说，本发明并不局限于上面所述的实施例，而是包括下面权利要求范围内的任何和所有实施例。

Claims (32)

1.一种确定预定类型实物位置的装置，装置包括：
一个具有装有第一介质材料的内部的外壳；
一个形成一个手柄的弯曲杆，所述杆具有从所述外壳的内部延伸并离开所述外壳的后端的第一端，其中将所述外壳和所述手柄构造成使所述装置对由所述实物呈现的独特的非均匀电场平方空间梯度三维图形起作用而产生介电电泳力和作用在所述装置上的所述力的定量表示，所述力的定量表示指示有关所述实物的特定的方向。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述外壳包括一个在第一介质材料内的腔，所述的腔填充有第二介质材料。
3.如权利要求2所述的装置，进一步包括至少一个连接到所述外壳的相应第一表面的第一模块，所述第一模块容纳了对应的第三介质材料。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述第一模块具有一个在其中的相应的第一放大器。
5.如权利要求3所述的装置，它包括连接到所述外壳的相应第一、第二和第三表面的第一模块、第二模块和第三模块，所述模块分别容纳了相应的第三、第四、第五介质材料。
6.如权利要求5所述的装置，其中将所述的模块设置成彼此径向相隔120度。
7.如权利要求5所述的装置，其中所述第一模块、第二模块和第三模块在其中分别包括第一放大器、第二放大器和第三放大器。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述第一模块包括与所述第一放大器、第二放大器和第三放大器耦合的第一可变电阻器，所述可变电阻器改变所述第一放大器、第二放大器和第三放大器的增益。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述第二模块包括与所述第二放大器耦合的第二可变电阻器，所述第三模块包括与所述第三放大器耦合的第三可变电阻器，所述第二可变电阻器和第三可变电阻器分别改变所述第二放大器和第三放大器的增益。
10.如权利要求7所述的装置，其中所述第二介质材料为空气。
11.如权利要求7所述的装置，进一步包括具有第一端的一个延长的天线，所述第一端从所述外壳的内部延伸并离开所述外壳的前端，其中所述第一模块和所述第二模块每一个都有一个在后弯的位置安装在其上的抛物面天线。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述右下部模块和所述的左下部模块每一个都具有一个在后弯的位置安装在其上的抛物面天线。
13.如权利要求5所述的装置，其中选择所述第一、第二、第三、第四和第五介质材料使对应所述预定类型实物的所述介电电泳力最大。
14.如权利要求5所述的装置，其中所述弯曲杆包括具有一个后模块安装在其上的第二端。
15.如权利要求14所述的装置，其中在所述杆上的所述后模块中具有第六介质材料。
16.如权利要求15所述的装置，其中：
所述预定类型的实物为人；
所述第一、第三、第四、第五和第六介质材料是PVC；和
从下列物质构成的组合中选择所述第二介质材料：空气；水；丙三醇，(二)乙烯，三甘醇，2-乙基-1，3-乙二烷(3-hexanediol)，γ-丁内酯，二甲基丙酰胺(dimethylpropionamide)，三甲亚砜，甲醇，乙醇，丙醇，钛酸钡，钛酸铅，以及锆酸盐钛酸铅(lead zirconatetitanate)。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述第二介质为空气。
18.如权利要求15所述的装置，进一步包括：
设置在所述后模块中的一个放大器，所述放大器具有一个输入端；
与所述输入端电连接的多位置开关；以及
通过所述多位置开关与所述输入端耦合的多个调谐电路。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述第一模块包括一个相应的用于改变所述第一放大器增益的第一可变电阻器。
20.如权利要求3所述的装置，其中，所述预定类型的实物为人，所述第一和第三介质材料为PVC，从主要由下列物质构成的组中选择所述第二介质材料：空气，水，丙三醇，(二)乙烯，三甘醇，2-乙基-1，3-乙二烷(3-hexanediol)，γ-丁内酯，二甲基丙酰胺(dimethylpropionamide)，三甲亚砜，甲醇，乙醇，丙醇，钛酸钡，钛酸铅，以及锆酸盐钛酸铅(lead zirconate titanate)。
21.如权利要求2所述的装置，进一步包括：
一个具有第一端的伸长天线；
所述伸长天线的第一端从所述外壳的内部延伸并伸出所述外壳的前端。
22.如权利要求21所述的装置，其中将所述第一介质材料和所述第二介质材料两者都设置成与所述伸长天线的所述第一端和所述弯曲杆的第一端接触。
23.一种确定预定类型实物位置的方法，所述方法包括：
设置一个具有外壳和手柄的定位装置；
由所述手柄握住所述定位装置；
使所述定位装置朝着所述实物的大概方向以恒定等速来回运动扫描；以及
观察由介电电泳力的能以数量表示的表现形式引起的所述装置的反应以确定关于所述实物的特定方向，由在所述装置和由所述实物呈现的独特非均匀电场平方空间梯度三维图形之间的相互作用引起所述介电电泳力。
24.如权利要求23所述的方法，所述方法进一步包括：
给所述的定位装置提供至少一种介质材料；并且根据所述实物的预定类型预先选择所述至少一种介质材料。
25.如权利要求24所述的方法，所述方法进一步包括：
给所述的定位装置提供至少两种介质材料；
所述介质材料的第一种为PVC；
从下列物质构成的组合中选择所述介质材料的第二种：空气，水，丙三醇，(二)乙烯，三甘醇，2-乙基-1，3-乙二烷(3-hexanediol)，γ-丁内酯，二甲基丙酰胺(dimethylpropionamide)，三甲亚砜，甲醇，乙醇，丙醇，钛酸钡，钛酸铅，以及锆酸盐钛酸铅(lead zirconatetitanate)。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于：
所述第二介质材料为空气；
所述预定类型的实物为人。
27.如权利要求23所述的方法，进一步包括给所述的定位装置提供一个延长的天线；并且其中
所述能以数量表示的表现形式是转矩；以及
所述反应是所述天线指向所述实物的倾向。
28.一种检测独特非均匀电场平方空间梯度三维图形的装置，所述装置包括：
在其中限定一个腔的外壳；
设置在所述外壳中的第一介质材料；以及
由导电材料形成的并设置成与所述第一介质材料接触的手柄，其特征在于将所述外壳和所述手柄构造成使所述装置对独特非均匀电场平方空间梯度三维图形起反应而产生介电电泳力和作用在所述装置上的所述力的能以数量表示的表现形式。
29.如权利要求28所述的装置，进一步包括一个设置成与所述外壳可操作连通的天线。
30.如权利要求29所述的装置，其中由装置的元件确定所述天线。
31.如权利要求29所述的装置，其中所述天线由导电材料形成并设置成与所述第一介质材料接触。
32.如权利要求31所述的装置，其中所述外壳包括一个前端和一个后端，将所述天线在所述前端固定到所述外壳上并将所述手柄在所述后端固定到所述外壳上。
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