DE19521002A1 - Meßverfahren zur Erkennung möglicherweise gesundheitsgefährdend wirkender elektrischer und/oder magnetischer Felder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur Erkennung möglicherweise gesundheitsgefährdend wirkender elektrischer und/oder magnetischer Felder mittels einer Antennenschaltung zur Messung elektromagnetischer Einflüsse und einer Magnetfeld-Sensorschaltung zur Messung magnetischer Einflüsse sowie ein Meß- und Anzeigegerät zur Durchführung des Ver­ fahrens.

Tragbare, auf Felder ansprechende Warneinrichtungen o. ä. sind bekannt. Ein Beispiel zeigt die DE 34 40 281 A1. Das hier beschriebene Gerät, das die Überschreitung von Grenzwerten anzeigen soll, ist insbesondere für den elektromedizinischen Bereich bestimmt, in dem hohe elektrische und magnetische Felder auftreten. Als Magnetfeld-Grenzwertdetektor ist ein Reed-Relais vorgesehen, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes des magnetischen Feldes anspricht. Eine laufende Anzeige der magnetischen Feldstärke ist nicht vorgesehen. Dies ist nachteilig, da das Gefährdungspotential eines elektrischen Feldes erheblich höher ist, als das eines magnetischen Feldes.

Geräte, die neben magnetischen auch elektrische Felder messen, sind ebenfalls bekannt, so z. B. aus der Zeitschrift "etz Bd.115" (1994) Heft 17, Seite 1008 unter der Überschrift "Feld-Detektor". Das hier beschriebene Gerät registriert durch einen Detektor in drei Achsen magnetische Felder sowie elektrische Felder im Frequenzbereich von 15 Hz bis 1 kHz. Als professionelles Gerät der Meß-, Prüf- und Schutztechnik ist das bekannte Gerät technisch aufwendig ausgestaltet und entsprechend teuer. Eine Verknüpfung der gemessenen Felder erlaubt es nicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Gerät anzugeben, das, obwohl kostengünstig, nicht nur elektrische und/oder magnetische Felder messen kann, sondern auch einen Wert für die mögliche Gefährdung durch die Kombination dieser Felder anzeigt. Eine Verstärkungswirkung beim Auftreten beider Feldarten gleichzeitig ist durchaus wahrscheinlich. Dabei soll das erfindungsgemäße Gerät besonders einfach bedienbar sein.

Elektrische und magnetische Felder sind nicht per se für den Menschen schädlich. Schon durch die Bewegungen des Menschen im Erdfeld und durch das elektrische Feld der Atmosphäre ergeben sich aufgrund der physikalischen Gegebenheiten natürliche Belastungen des Menschen. Diese sind für den Menschen ungefährlich. Entsprechende Ergebnisse sind in Basisgrenzwerte für unterschiedliche Expositionsbereiche in DIN V VDE 0848 Teil 4 eingeflossen. Eine entsprechende Gegenüberstellung von Meßergebnissen und Grenzwerten zeigt Bild 10 des Aufsatzes "Der Mensch im elektrischen und magnetischen Erdfeld" in der Zeitschrift "etz" Heft 6-7/1995, Seiten 52-58. Aus diesem Aufsatz ist die Notwendigkeit erkennbar, die individuelle Belastung von Menschen durch Felder zu messen. Dies insbesondere, da manche elektrischen Geräte, wie ältere Mikrowellenherde, Radaranlagen, Funkmasten etc. bei Unterschreiten von Mindestabständen Felder erzeugen, die über die Grenzwerte weit hinausgehen.

Die Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gemessenen Einzelfeldstärken durch eine einfache Schaltung miteinander verknüpfbar und als Elektrosmogmeßgröße ausgebbar sind. Durch eine Verknüpfung der gemessenen Einzelfeldstärken kann vorteilhaft eine Meßgröße erhalten werden, die die Exposition des Menschen in bezug auf Felder und damit seine Gefährdung besser wiedergibt als die Betrachtung von Einzelfeldern.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die gemessenen Einzelfeldstärken vor ihrer Verknüpfung mitein­ ander entsprechend ihrem Gefährdungspotential für den Menschen gewichtet werden. Die gewichteten Einzelfeldstärken werden vorteilhaft zueinander addiert oder ggf. miteinander multipliziert. Durch die Gewichtung wird vorteilhaft der Tatsache Rechnung getragen, daß elektrische und magnetische Felder - abhängig vom Frequenzbereich - unterschiedlich gut ertragen werden. So ist z. B. die schädigende Wirkung von starken Magnetfeldern wesentlich geringer als die schädliche Wirkung von starken elektrischen Feldern. Durch die Gewichtung und die nachfolgende Addition bzw. Multiplikation kann nun ein epidemiologisch sinnvoller Gesamtwert ermittelt und angezeigt werden.

In Ausführung der Erfindung ist ein Elektrosmog-Meß- und Anzeigegerät zur Messung und Anzeige möglicherweise gesund­ heitsgefährdend wirkender elektrischer und/oder magnetischer Felder vorgesehen, daß auf einer Platine in einem Kompakt­ gehäuse eine Magnetfeld-Sensorschaltung zur Messung magnetischer Felder, vorzugsweise in Doppel-Chip-Form sowie eine Antennenschaltung, vorzugsweise mit 360°- Empfangsantenne, zur Messung elektrischer Felder und eine Verknüpfungsschaltung aufweist, die auswählbar auf ein Anzeigeinstrument, vorzugsweise ein Zeigerinstrument, wirken. So ergibt sich vorteilhaft ein einfaches, kostengünstiges Gerät, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar und das Ergebnis der Messung genau ablesbar anzeigbar ist.

Es ist dabei vorteilhaft vorgesehen, daß das erfindungsgemäße Gerät zur Anzeige einer gewichteten Feldstärkensumme (Gefährdenspotential) einstellbare, ggf. meßaufgabenspezi­ fisch, z. B. frequenzspezifisch, einstellbare Potentiometer aufweist, die über einen Summierer oder Multiplizierer mit dem Anzeigeinstrument verbunden sind. Potentiometer bilden die einfachste Möglichkeit, eine erfindungsgemäße Gewichtung der Einzelfeldstärken vorzunehmen. Um mit einfachen Poten­ tiometern arbeiten zu können, ist vorgesehen, daß das erfindungsgemäße Gerät Gleichrichter aufweist, die eine den gemessenen Feldern proportionale Gleichspannung abgeben und über einen Auswahlschalter direkt oder über eine Summen- bzw. Multiplikationsschaltung mit einstellbarer Gewichtung der Eingangsgrößen über die Potentiometer, mit dem Anzeige­ instrument verbunden sind. Vor den Gleichrichtern sind Wechselspannungsverstärker an den Ausgängen der Sensorschal­ tungen vorgesehen. Die Sensor- und Schaltungselemente sind vorteilhaft auf einer gemeinsamen, kleinen Platine ange­ ordnet, die konventionell oder mit SMD-Technik bestückt werden kann. Zusammen mit einem kleinen Gehäuse aus Kunst­ stoff ergibt sich so ein handliches Elektrosmog-Meß- und -Anzeigegerät.

Zur Anzeige der Einzelfelder oder des Elektrosmogs dient ein Zeigerinstrument, vorteilhaft mit Gefährdensbereichsanzeigen in Signalfarben. Der Ausschlag des Zeigers des Zeigerinstru­ ments wird vorteilhaft derart gewählt, daß sich eine logarithmische Anzeige ergibt. So werden geringer Elektrosmog oder kleine Einzelfelder in einem relativ großen Bereich angezeigt, während der Gefährdensbereich, der selten erreicht werden wird, nur relativ klein ist. Dazwischen kann ein Übergangsbereich angeordnet sein, z. B. mit zunehmenden Rotanteilen, die eine Annäherung an einen gefährlichen Grenzwert signalisieren. Durch die logarithmische Aufteilung werden die weit überwiegende Zahl aller Felder gut sichtbar im ungefährlichen grünen Bereich liegen und die ohnehin umstrittenen Grenzwerte, die beim jetzigen Stand der Forschung noch als ungewiss angesehen werden müssen, werden im mehrfarbigen Bereich liegen. Die Gefährdensbereiche liegen nur am Ende der Skala und sind eindeutig gekennzeichnet. So wird auch eine ungerechtfertigte Beunruhigung der Benutzer vermieden.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen, ebenso wie aus den Unteransprüchen, weitere, auch erfindungswesentliche, Einzelheiten entnehmbar sind. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht des Geräts in geschlossener Form,

Fig. 2 eine Rückansicht des Geräts in offener Form und

Fig. 3 das Prinzip der verwendeten elektrischen Schaltung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 das Kunststoffgehäuse des Meß- und Anzeigegeräts in geschlossener Form. 2 bezeichnet den Ein-/Aus-Schalter und 3 den Umschalter für die Anzeige der elektrischen bzw. magnetischen oder der Elektrosmogfeld­ stärke. 4 bezeichnet das Anzeigeinstrument, vorteilhaft ein Zeigerinstrument mit dem Zeiger 7. Das Instrument weist zwei unterschiedliche gefärbte, insbesondere in rot und grün gehaltene Skalenbereiche auf, z. B. den Bereich ohne Gefährdung 5 und den Bereich mit Gefährdung 6, zwischen denen sich vorteilhaft noch eine Übergangszone befinden kann.

In Fig. 2, die das Meß- und Anzeigegerät in aufgeklappter Form zeigt, bezeichnet 8 das Unterteil des Geräts und 9 das Ober­ teil. In dem Oberteil befindet sich einerseits eine Batterie oder ein Akkumulator 10 und andererseits das Anzeigeinstru­ ment 11. Derartige Geräte sind ebenso wie entsprechende Batterien so dünn, daß das gesamte Gerät auch im geschlosse­ nen Zustand eine Dicke von unter 25 mm, insbesondere von ca. 20 mm aufweisen kann. Im Unterteil 8 des Gehäuses 8 befindet sich die Schaltungsplatine 12 mit zwei Magnetfeldsensorchips 15 und Potentiometern 16. Seitlich am Unterteil des Gehäuses ist der Ein-/Aus-Schalter 13 und der Umschalter 14 für die Umschaltung zwischen den Anzeigen für die magnetische Feldstärke, die elektrische Feldstärke und den Elektrosmog angeordnet. Außerdem weist dieser Teil des Gehäuses die nicht im einzelnen gezeigte 360°-Antenne auf. Die Einstellung der Potentiometer kann wahlweise direkt nach der Herstellung des Gerätes, aber auch nachträglich in Anpassung an die spezielle Meßaufgabe erfolgen. Vorteilhaft weist zumindest das Potentiometer für die Anzeige der elektrischen Feldstärke Einstellbereiche, z. B. für den Frequenzbereich 50 Hz, für Mittel- und Hochfrequenz sowie Ultrahochfrequenz auf. So kann den unterschiedlichen Einflüssen Rechnung getragen werden, die sich in den verschiedenen Frequenzbereichen in bezug auf die Gefährdung des Menschen ergeben.

Die Funktion der Schaltung ergibt sich aus Fig. 3, sie ist wie folgt:
Die Aufnahme des zu messenden elektromagnetischen Feldes erfolgt durch einen Magnetfeldsensor 21 und eine Antennenkonfiguration 22. Im vorliegenden Beispiel ist der Magnetfeldsensor als magnetfeldabhängiger Widerstand ausgebildet. Die vom Magnetfeldsensor 21 gelieferte Spannung wird in einem Wechselspannungsverstärker 23 verstärkt, dessen Ausgangssignal einem weiteren Verstärker 25 zugeleitet wird, der durch Öffnen des Schalters 24 zuschaltbar ist. Das verstärkte Signal wird in einem Gleichrichter 26 in eine dem magnetischen Feld annähernd proportionale Gleichspannung umgewandelt. Die von der Antenne 22 gelieferte Spannung wird in einem Verstärker 27 verstärkt, wobei das Ausgangssignal dieses Verstärkers wahlweise durch einen weiteren Verstärker 29 nochmals verstärkt werden kann. Der Verstärker 29 wird durch Öffnen des Schalters 8 zugeschaltet. Das verstärkte Signal wird einem Gleichrichter 30 zugeführt, der eine dem elektrischen Feld annähernd proportionale Gleichspannung liefert. Die dem magnetischen und dem elektrischen Feld annähernd proportionalen Gleichspannungen werden auf einen Auswahlschalter 34 gegeben. Beide Gleichspannungen werden außerdem über je ein Potentiometer 31 und 32 einem Summierer 33 zugeführt, der eine Smogindikationsgröße 36 bildet. Diese wird ebenfalls dem Auswahlschalter 34 zugeführt. Mit diesem Auswahlschalter 34 kann wahlweise eine der Größen elektrische Feldstärke, magnetische Feldstärke oder Smogindikationsgröße 36 ausgewählt und deren Wert mit einer, vorteilhaft logarithmischen, Anzeige 35 angezeigt werden.

Claims (12)

1. Meßverfahren zur Erkennung möglicherweise gesundheitsgefährdend wirkender elektrischer und/oder magnetischer Felder mittels einer Antennenschaltung zur Messung elektromagnetischer Einflüsse und einer Magnetfeld- Sensorschaltung zur Messung magnetischer Einflüsse, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Einzelfeldstärken miteinander verknüpfbar und als Elektrosmog-Maßgröße ausgebbar sind.

2. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Einzelfeldstärken vor ihrer Verknüpfung miteinander entsprechend ihrem Gefährdenspotential für den Menschen gewichtet werden.

3. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichteten Einzelfeldstärken zueinander addiert oder ggf. miteinander multipliziert werden.

4. Meßverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Feldstärken auch einzeln anzeigbar sind.

5. Meßverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Feldstärken in Relation zu unbedenklichen Feldstärken dargestellt werden, insbesondere in einem logarithmischen Maßstab.

6. Elektrosmog-Meß und Anzeigegerät zur Messung und Anzeige möglicherweise gesundheitsgefährdender elektrischer und/oder magnetischer Felder, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einer Platine in einem Kompaktgehäuse eine Magnet­ feld-Sensorschaltung zur Messung magnetischer Felder, vorzugsweise in Doppelchipform, sowie eine Antennenschaltung, vorzugsweise mit 360°-Empfangsantenne, zur Messung elektrischer Felder eine Verknüpfungsschaltung aufweist, die auf ein Anzeigeinstrument, vorzugsweise ein Zeigerinstrument, wirken.

7. Elektrosmog-Meß- und Anzeigegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Anzeige einer gewichteten Feldstärkensumme (Gefährdenspotential) Potentiometer aufweist, die über einen Summierer oder Multiplizierer mit dem Anzeigeinstrument verbunden sind.

8. Elektrosmog-Meßgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Umschalter aufweist, mit dem zwischen den Anzeigen Elektrosmog, magnetische Feldstärke und elektrische Feldstärke umgeschaltet werden kann.

9. Elektrosmog-Meß- und Anzeigegerät nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeld-Sensorschaltung und der Antennenschaltung je zumindest ein Wechselspannungsverstärker, vorzugsweise jedoch zwei Wechselspannungsverstärker, nachgeschaltet sind.

10. Elektrosmog-Meß- und Anzeigegerät nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Wechselspannungsverstärkern Gleichrichter nach­ geschaltet sind, die eine den gemessenen Feldern proportio­ nale Gleichspannung abgeben und über den Auswahlschalter direkt oder über eine Summenschaltung mit einstellbar Gewichtung der Eingangsgrößen mit dem Anzeigeinstrument verbunden sind.

11. Elektrosmog-Meß- und Anzeigegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein quaderförmiges Gehäuse aus Kunststoff aufweist, dessen Außenmaße kleiner als 115 × 65 × 27 mm, insbesondere etwa 100 × 60 × 25 mm sind.

12. Elektrosmog-Meß- und Anzeigegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es außer einem Ein-/Aus-Schalter einen Betriebsartenschalter und ggf. zumindest ein einstellbares Potentiometer sowie ein Anzeigeinstrument, insbesondere ein logarithmisches Zeigerinstrument mit Gefährdensbereichssektoren in Signalfarben, z. B. rot und grün sowie ggf. zumindest einer mehrfarbigen Übergangszonen aufweist.