DE3229821A1

DE3229821A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung eines quasielektrostatischen feldes fuer klimatologische und/oder therapeutische einsatzzwecke

Info

Publication number: DE3229821A1
Application number: DE19823229821
Authority: DE
Inventors: Otto Dr. 7744 Königsfeld Brusis; Paul J.M. 8871 Anhofen Haufe; Sigurd 7900 Ulm Maiter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-11
Filing date: 1982-08-11
Publication date: 1984-02-16
Also published as: US4517621A

Description

DR. ULRICH OSTERTAQ DR. REINHARD OSTERTAQ

ElBENWEa 1O, 70OO STUTTQAFiT 70, TELEFON 0711/70 ββ 48. KABEL: OSPAT

Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines quasielektrostatischen Feldes für klimatologische und/oder therapeutische Einsatzzwecke

Anmelder: Paul J.M. Haufe

Südring 10 _v 8878 Bibertal-Anhofen

Anwaltsakte: 1264

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines quasi-elektrostatischen Feldes für klimatologisehe·und/oder therapeutische Einsatzzwecke, mit einer Hochspannungs-Erzeugungsschaltung/ deren Ausgangsspannung an eine innerhalb des zu klimatisierenden Raumes angeordnete Elektrode gelegt ist*

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE-AS 29 24 945 bekannt. Die hier erzeugte Hochspannung ist unabhängig von externen Parametern. Dies bedeutet, daß die vom elektroklimatischen Gerät erzeugte Feldstärke innerhalb des zu klimatisierenden Raumes die jeweiligen baulichen Gegebenheiten des Gebäudes unberücksichtigt läßt. Da je nach Bauweise das natürliche Feld innerhalb geschlossener Räume unterschiedlich geschwächt ist, kann bei den bekannten Geräten durch eine werkseitig vorgegebene, einmalige Einstellung nicht für alle Einsatzorte der richtige Arbeitspunkt vorausbestimmt werden. Außerdem bleiben Langzeitschwankungen der Feldstärke, die in der Natur beispielsweise während des Tageszyklusses auftreten, vollständig unberücksichtigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art derart auszugestalten, daß variable externe Parameter berücksichtigt werden können und automatisch eine den externen Parametern angepaßte künstliche Felderzeugung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

a) eine Innensonde zur Erfassung des effektiven elektrischen Feldes iin Wirkungsbereich der Elektrode;

b) einen Komparator, der das Ausgangssignal der Innensonde mit einer Referenzspannung vergleicht, die für ein ge-

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wünschtes Feld im Wirkungsbereich der Elektrode repräsentativ ist;
c) einen Regelverstärker, dem das Ausgangssignal des Komparators zugeführt wird und dessen Ausgangssignal die Hochspannungs-Erzeugungsschaltung aussteuert.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Innensonde wird die Feldresultierende gemessen/ die sich durch die Addition des (im allgemeinen in Räumen abgeschwächten) natürlichen Feldes und des durch das Klimagerät erzeugten künstlichen Feldes ergibt. Der Wert des Feldes, der durch diese Innensonde erfaßt wird, kann mit einem vorgegebenen Feld verglichen werden; die Schaltungsanordnung sorgt dann dafür, daß derjenige Feldbetrag künstlich zum (noch vorhandenen) natürlichen Feld hinzugefügt wird, der zur Erzielung des aus therapeutischen oder sonstigen gesundheitlichen Gründen gewünschten Feldwertes fehlt.

Im einfachsten Falle ist die Referenzspannung von einer internen Spannungsquelle der Schaltungsanordnung abgeleitet. In dieser Ausgestaltung regelt die Schaltungsanordnung innerhalb des zu klimatisierenden Raumes immer diejenige Feldstärke ein, welche durch die Referenzspannung vorgegeben ist, und berücksichtigt dabei unterschiedliche Abschwächungen des natürlichen Feldes, die von der Bauweise des Gebäudes abhängen. Zweckmäßierweise ist hierbei die Größe der Referenzspannung individuell einstellbar, um so die Größe des gewünschten Feldes den jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.
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Wenn die Referenzspannung von einer Außensonde abgeleitet wird, welche außerhalb des zu klimatisierenden Raumes angeordnet ist und das natürliche Feld der Außenatmosphäre erfaßt, regelt die Schaltungsanordnung automatisch das natürliehe, in der Außenatmosphäre herrschende Feld im Innen-

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raum des Gebäudes nach. Es berücksichtigt dabei nicht nur, wie bereits oben erwähnt, durch unterschiedliche bauliche Gegebenheiten bedingte unterschiedliche Abschwächungen des äußeren Feldes, sondern führt darüber hinaus die Stärke des innerhalb des Gebäudes herrschenden Feldes immer automatisch den natürlichen Schwankungen des äußeren Feldes nach. Dabei wird unterstellt, daß die gesündesten Langzeitschwankungen des Feldes, in dem sich Lebewesen bewegen, diejenigen sind, die durch die Natur vorgegeben sind. An diese LangzeitSchwankungen haben sich die Lebewesen im Verlaufe ihrer jahrtausendelangen Entwicklung gewöhnt und angepaßt.

Bei der Ausgestaltung dieser letzten Variante der Schaltungsanordnung sind nun zwei Varianten möglich;

So kann zum einen die Zeitkonstante der Schaltungsanordnung so gewählt sein, daß nur die langsamen Veränderungen der natürlichen Feldschwankungen nachgeregelt werden und in der Hochspannungs-Erzeugungsschaltung der dort erzeugten Hochspannung eine künstliche Restwelligkeit aufgesetzt wird. Die Forschung hat gezeigt, daß der Restwelligkeit des elektrischen Feldes eine besondere therapeutische bzw. gesundheitsfördernde Wirkung zukommt. Die geschilderte Ausführungsform, bei der die Restwelligkeit künstlich erzeugt wird, wird vor allem dort eingesetzt werden, wo durch gezielte Beeinflussung der Restwelligkeit bestimmte therapeutische Erfolge angestrebt werden. Zweckmäßigerweise ist in diesem Falle die Zeitkonstante der Schaltungsanordnung größer als eine Sekunde, wodurch die höherfrequente Restwelligkeit nicht mehr nachgeregelt wird.

Alternativ kann die Zeitkonstante der Schaltungsanordnung so gewählt sein, daß auch die den langsamen Veränderungen des natürlichen Feldes überlagerten Welligkeiten nachgeregelt werden. Diese Ausführungsform wird vor allem dann

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gewählt werden, wenn eine möglichst genaue Simulierung des natürlichen Feldes gewünscht wird. Auch hier kann davon ausgegangen werden, daß aufgrund des langen Gewöhnungsprozesses die natürlichen Welligkeiten im allgemeinen auch die gesündesten sind. Die Zeitkonstante der Schaltungsanordnung sollte in diesem Falle kleiner als etwa 1/10 Sekunde sein.

Zusätzlich kann ein selektives Filter vorgesehen sein, welches aus dem Frequenzspektrum der Welligkeit des natürlichen, durch die Außensonde erfaßten Feldes Frequenzen in einem Fenster mit einer bestimmten Lage und Breite durchläßt. Hierdurch kann ggfs. neueren wissenschaftlichen Erkenntnissen Rechnung getragen werden, daß auch im natürlichen Frequenzspektrum der Welligkeiten Frequenzen enthalten sind, die unter bestimmten Bedingungen unter gesundheitlichen Aspekten weniger günstig sind. Auch zur Erzielung bestimmter therapeutischer Effekte kann das Frequenzspektrum, welches aus der natürlichen Welligkeit übernommen und in die künstlich erzeugte Welligkeit eingeregelt wird, bestimmt 0 werden.

Hierzu sind vorteilhafterweise Lage und Breite des Fensters des Filters an einer Programmiereinheit einstellbar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der der Außensonde zugeordnete Schaltungsweg und der der Innensonde zugeordnete Schaltungsweg unsymmetrisch ausgelegt, sodaß eine Unter- oder Überregelung stattfinden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das im Innenraum des Gebäudes herrschende Feld zwar dem äußeren, natürlichen Feld folgen zu lassen, wobei sich aber die Größe um einen bestimmten Betrag unterscheiden kann. Dies läßt sich zweckmäßigerweise so erreichen, daß zwischen die Sonden und den Komparator jeweils ein Vorverstärker geschaltet ist, wobei die Ver-Stärkungsfaktoren der beiden Verstärker unabhängig vonein-

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- 3.

ander einstellbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt die Schaltungsanordnung für ein elektrostatisches Klimagerät.

In der Zeichnung bedeutet das Bezugszeichen 1 eine Sonde für elektrische Felder» welche in der freien Atmosphäre aufgestellt ist, also an einer Stelle, an der die natürlichen quasi-elektrostatischen Felder nicht durch bauliche Maßnahmen abgeschirmt oder verändert sind. Die Sonde 1 wird daher nachfolgedn "Außensonde" genannte. Hierzu kann ein handelsübliches Gerät verwendet werden, das nach dem Influenzprinzip arbeitet (etwa entsprechend den Typen Q 475/A, Q 475/C der Firma Eltex Elektrostatic GmbH, 7858 Weil am Rhein) oder auch nach einem Meßprinzip, bei dem der durch eine Ionisationsstrahlung erzeugte Strom gemessen wird (Typ EMO1 des oben genannten Herstellers).

Das Ausgangssignal der Außensonde 1 wird in einem Vorverstärker 2 verstärkt und dann einem Eingang eines !Comparators 3 zugeführt.

Eine weitere Sonde 4 ist innerhalb des zu klimatisierenden Raumes im Wirkungsbereich der Elektrode 5 angeordnet, an der die von der Schaltungsanordnung erzeugte, das elektrische Innenfeld mitbestimmende Hochspannung liegt. Sie wird demzufolge Innensonde genannt und kann grundsätzlich ähnlich wie die Außensonde 1 aufgebaut sein. Das Ausgangssignal der Innensonde 4 wird über einen dem Verstärker 2 entsprechenden Vorverstärker 6 dem zweiten Eingang des Komparators 3 zugeführt.

Der Komparator 3 vergleicht die Ausgangssignale der Sonden 1 und 4 und damit letztlich das Feld, das im zu klimatisie-

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renden Räume herrscht, mit dem natürlichen Feld in der freien Atmosphäre. Weicht die Größe dea einen Feldes von derjenigen des anderen Feldes ab, so erzeugt der Komparator 3 ein für die Differenz stehendes Ausgangssignal, welches auf einen Regelverstärker 7 gegeben wird.

Die Ausgangsspannung des Regelverstärkers 7 steuert die Hochspannungs-Erzeugungsschaltung 8 des elektrostatischen Klimageräts aus, beispielsweise, indem sie als Primärspannung einer Kaskadenschaltung verwendet wird. Auf diese Weise legt die Hochspannungs-Erzeugungsschaltung 8 eine variable Spannung an die Elektrode 5, derart, daß das durch die Elektrode 5 erzeugte elektrostatische oder quasi-elektrostatische Feld dem natürlichen, von der Außensonde 1 erfaßten Außenfelde folgt. Auf diese Weise können alle natürlichen Feldvariationen durch das elektrostatische Klimagerät im Inneren des zu klimatisierenden Raumes nachvollzogen werden.

Bei den Feldveränderungen sind die verhältnismäßig langsamen, quasi-kontinuierlichen, sich beispielsweise innerhalb eines Tageszyklusses vollziehenden von verhältnismäßig raschen Welligkeiten zu unterscheiden, die den langsamen Veränderungen Überlagert sind. Wie die Forschung gezeigt hat, tragen gerade Größe und Frequenz dieser Welligkeiten in erheblichem Umfang zur (positiven oder negativen) gesundheitlichen Wirkung des elektrostatischen Feldes bei.

Die oben beschriebene Schaltung kann nun so aufgebaut werden, daß nur die langsamen, quasi-kontinuierlichen Veränderungen des Außenfeldes durch die Hochspannungs-Erzeugungsschaltung 8 nachvollzogen werden, während die therapeutisch wichtigen Spannungswelligkeiten an der Elektrode 5 in bekannter Weise künstlich erzeugt werden. Hierzu wird dem gesamten Schaltungsaufbau eine effektive Zeitkonstante gegeben, die etwa im Sekundenbereich oder darüber liegt.

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Es ist aber auch denkbar, die gesamte Schaltungsanordnung mit einer so kleinen Zeitkonstanten, etwa im Bereich einer ZehntelSekunde oder darunter, auszustatten, daß sie zumindest auch die niederfrequenten Welligkeiten des natürlichen Feldes nachregeln und auf die an der Elektrode 5 liegende Spannung weiterleiten kann. In einem solchen Falle kann es sich empfehlen, in den Regelverstärker 7 ein selektives Frequenzfilter zu integrieren. Fensterlage und Fensterbreite dieses Filters werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnissen über die gesundheitliche Wirkung der verschiedenen Welligkeitsfrequenzen bestimmt. Besonders vorteilhaft ist es, das Filter variabel auszulegen, wobei Fensterlage und Fensterbreite durch die Programmiereinheit 9 individuell nach den therapeutischen Zwecken eingestellt werden können.

Es ist selbstverständlich nicht erforderlich, das von der Außensonde 1 erfaßte Außenfeld identisch nachzubilden. So kann es je nach den geographischen Verhältnissen angezeigt sein, das natürliche Außenfeld verstärkt oder abgeschwächt im zu klimatisierenden Raum nachzubilden. Hierzu müssen die beiden Schaltungszweige, die der Außen- und der Innensonde zugeordnet sind, asymmetrisch ausgebildet werden, beispielsweise indem den beiden Vorverstärkern 2, 6 unterschiedliche Verstärkungsfaktoren gegeben werden.

Im einfachsten Falle kann auf das von der Außensonde 1 gegebene Signal völlig verzichtet werden. Dem Komparator 3 wird dann stattdessen eine Referenzspannung zugeführt, die einem bestimmten gewünschten Feld im zu klimatisierenden Raum entspricht. Dabei ist zu berücksichtigen, daß je nach den baulichen Gegebenheiten das natürliche Außenfeld im Rauminneren unterschiedlich stark abgeschwächt wird. Durch die Sonde 4, die ja die Summe des (abgeschwächten) natürliehen Feldes und des künstlich erzeugten Feldes mißt,

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wird dann bewirkt, daß das elektrostatische Klimagerät das jeweilige abgeschwächte Feld auf den therapeutisch wirksamen, durch die Referenzspannung vorgegebenen Wert ergänzt. 5

Claims

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Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines quasi-elektrostatischen Feldes für klimatologische und/oder therapeutische Einsatzzwecke, mit einer Hochspannungs-Erzeugungsschaltung, deren Ausgangsspannung an eine innerhalb des zu klimatisierenden Raumes angeordnete Elektrode gelegt ist, gekennzeichnet durch

a) eine Innensonde (4) zur Erfassung des effektiven elektrischen Feldes im Wirkungsbereich der Elektrode (5);

b) einen Komparator (3), der das Ausgangssignal der Innensonde (4) mit einer Relativspannung vergleicht, die für ein gewünschtes Feld im Wirkungsbereich der Elektrode repräsentativ ist;

c) einen Regelverstärker (7), dem das Ausgangssignal des !Comparators (3) zugeführt wird und dessen Ausgangssignal die Hochspannungs-Erzeugungsschaltung (8) aussteuert .

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung von einer internen Spannungsquelle der Schaltungsanordnung abgeleitet ist.

3. Schaltungsanorndung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Referenzspannung individuell einstellbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung von einer Außensonde (1) abgeleitet wird, welche außerhalb des zu klimatisierenden Raumes angeordnet ist und das natürliche Feld der Außenatmpsphäre erfaßt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn-

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zeichnet/ daß die Zeitkonstante der Schaltungsanordnung so gewählt ist, daß nur die langsamen Veränderungen des natürlichen Feldes nachgeregelt werden und in der Hochspannungs-Erzeugungsschaltung (8) der dort erzeugten Hochspannung eine künstliche Restwelligkeit aufgesetzt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante größer als eine Sekunde ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Schaltungsanordnung

so gewählt ist, daß auch die den langsamen Veränderungen des natürlichen Feldes überlagerten Welligkeiten nachgeregelt werden.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante kleiner als 1/10 Sekunde ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein selektives Filter vorgesehen ist,

welches aus dem Frequenzspektrum der Welligkeit des natürlichen, durch die Außensonde (1) erfaßten Feldes Frequenzen in einem Fenster mit einer bestimmten Lage und Breite durchläßt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Lage und Breite des Fensters des Filters an einer Programmiereinheit (9) einstellbar sind.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der der Außensonde (1) zugeordnete Schaltungszweig und der der Innensonde (4) zugeordnete Schaltungszweig unsymmetrisch ausgelegt sind, sodaß

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eine Unter- oder Überregelung stattfinden kann.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Sonden (1, 4) und den Komparator (3) jeweils ein Vorverstärker (2, 6) geschaltet ist, wobei die Verstärkungsfaktoren der beiden Verstärker (2, 6) unabhängig voneinander einstellbar sind.