ES2275029T3 - Indicador pasivo de la presencia de voltaje. - Google Patents
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Abstract
Un indicador pasivo de la presencia de voltaje, en forma de una placa multicapas que comprende dos capas eléctricamente conductoras (2 y 4) y localizadas entre ellas una capa intermedia (3) de una estructura que muestra propiedades electroópticas, la cual es un elemento visualizador del indicador y las capas eléctricamente conductoras son electrodos del elemento visualizador, las capas eléctricamente conductoras (2 y 4) están eléctricamente conectadas entre si por medio de un diodo (5), y una de las capas conductoras (2 y 4) es al menos parcialmente transparente, caracterizado porque entre la capa intermedia (3) y una de las capas conductoras (2 y 4) está localizada una capa dieléctrica (15), la cual está separada de la capa intermedia (3) por una capa eléctricamente conductora adicional (16).
Description
Indicador pasivo de la presencia de voltaje.
El objeto de la invención es un indicador pasivo
de la presencia de voltaje, usado para indicar la presencia de
voltaje en conductores eléctricos, dispositivos propulsados
eléctricamente con alto, medio y bajo voltaje, sistemas de
distribución eléctrica y líneas de transmisión de energía eléctrica,
especialmente aquellas que operan bajo voltaje de corriente alterna
(C.A.), medio y alto. Una señal óptica clara, que indica la
presencia de voltaje eléctrico, es generada en el elemento
visualizador de un indicador de la presencia de voltaje cuando el
indicador es colocado en un campo eléctrico generado por el voltaje
eléctrico presente en el componente del equipamiento o el conductor
examinado.
A partir de la solicitud de patente japonesa
publicada No. 61-003069 se conoce un visualizador
que detecta conductores vivos. El dispositivo tiene el objetivo de
detectar la intensidad del campo eléctrico cerca de conductores
vivos usando el voltaje umbral de un visualizador de cristal
líquido. Un visualizador de cristal líquido (LCD) con dos
electrodos y un elemento de cristal líquido está provisto con dos
electrodos adicionales, de los cuales uno está unido a la
superficie frontal del visualizador, y el otro a su superficie
trasera, siendo el electrodo de la superficie trasera el que es
colocado sobre la superficie del objeto que es analizado para
comprobar la presencia de un campo eléctrico en su cercanía. Ambos
electrodos del visualizador están conectados eléctricamente con los
electrodos adicionales de manera que cada electrodo adicional está
conectado a un electrodo diferente del LCD. Debido a los electrodos
adicionales, la diferencia de potencial generada por el campo
eléctrico del objeto analizado entre los dos electrodos del elemento
de cristal líquido del visualizador excede el valor umbral del
visualizador. Siempre cuando el objeto analizado está vivo, el
elemento de cristal líquido indica apropiadamente la presencia de
voltaje, lo cual es observado a través de la ventana del
visua-
lizador.
lizador.
A partir de la solicitud de patente japonesa
publicada No. 63 021568 es conocido un visualizador que indica alto
voltaje. El indicador comprende un elemento visualizador de cristal
líquido con dos electrodos transparentes y un colector de corriente
en forma de una placa plana posicionada a un lado del elemento
visualizador. Cuando el indicador es colocado entre un conductor
bajo alto voltaje y un potencial de tierra, su colector de corriente
se acopla de manera capacitiva al conductor de alto voltaje
mientras uno de los electrodos del visualizador se acopla de manera
capacitiva a tierra y es generado un voltaje umbral entre los dos
electrodos transparentes de un elemento visualizador de cristal
líquido que permite la indicación de la presencia de voltaje en ese
visualizador.
La patente US No. 5 274 324 describe un
indicador de línea caliente, que indica la presencia de voltaje en
un conductor eléctrico de un sistema de distribución de energía de
CA. El indicador incluye una carcasa, una sonda, un miembro de
acoplamiento a tierra, un medio de indicación del estado, un medio
de circuito del visualizador, un par de terminales de prueba
eléctricas y un medio de circuito de prueba. El medio de indicación
del estado es un dispositivo visualizador de alta impedancia y está
eléctricamente acoplado a la sonda y al miembro de acoplamiento a
tierra a través del medio de circuito del visualizador y a los
terminales de prueba a través del medio de circuito de prueba. El
indicador es usado solamente de conjunto con una pértiga de liniero.
El dispositivo visualizador de alta impedancia del indicador
comprende un visualizador de cristal líquido.
Otro dispositivo conocido para encontrar la
presencia y polarización de voltaje de corriente directa (C.D.) y
detectar la presencia de voltaje de C.A. es el dispositivo divulgado
en la descripción de la patente de EUA No. 4 139 820. Este
dispositivo consiste de un circuito eléctrico que comprende dos
elementos electrocrómicos, dos terminales de conexión, dos
capacitores, dos resistores y dos diodos. Los primeros conductores
de salida de los diodos están conectados entre si y están
conectados con los primeros conductores de salida de cada resistor
y los primeros conductores de los elementos electrocrómicos. Los
segundos conductores de salida de los elementos electrocrómicos
están eléctricamente conectados por medio de los correspondientes
capacitores con los segundos conductores de salida de los
correspondientes resistores, con los segundos conductores de salida
de los correspondientes diodos y con las terminales de conexión. Las
terminales de conexión del dispositivo están conectadas a los
puntos de prueba del circuito analizado y, si hay voltaje entre
ellos, provoca que se coloreen los elementos electrocrómicos. La
presencia de un voltaje de C.D. polarizado en una dirección es
demostrado por la coloración de un elemento electrocrómico, y la
presencia de voltaje de C.D. polarizado en la dirección opuesta se
manifiesta por la coloración del otro elemento electrocrómico. La
coloración simultánea de los dos elementos indica la presencia de
voltaje de C.A. Cuando el voltaje decae entre las terminales de
conexión del dispositivo, el (los) elemen-
to(s) electrocrómico(s) de decolora(n).
to(s) electrocrómico(s) de decolora(n).
Las soluciones presentes emplean un cristal
líquido o un elemento electroóptico electrocrómico como el elemento
visualizador. Los rasgos característicos de esos elementos es que
sus propiedades ópticas cambian de manera distinta después que
ellos son colocados en un campo eléctrico o después que ellos son
conectados al voltaje eléctrico. Los cambios se manifiestan en el
cambio de color o la intensidad del color de esos elementos,
cambiando las características de reflexión, refracción, difusión o
polarización de la luz mediante los elementos. Los visualizadores
electrocrómicos conocidos son usados en la práctica como
dispositivos que indican la presencia de voltaje en varias
baterías. Un ejemplo de tal solución es presentada en a descripción
de la patente US No. 5 737 114.
Además los visualizadores que usan cristal
líquido o elementos electroópticos electrocrómicos también son
conocidos los visualizadores electroforéticos. Por ejemplo, de la
descripción de patente US No. 6 120 588 es conocido un visualizador
electroforético, el cual comprende un electrodo transparente
superior, un electrodo inferior y microcápsulas que contienen
partículas cargadas positivamente de un color y partículas cargadas
negativamente de otro color. La aplicación de voltaje a los
electrodos, dependiendo de la polarización del voltaje aplicado,
provoca que las partículas de un color específico se muevan hasta la
superficie de la microcápsula, lo que resulta en un cambio de color
notable del visualizador.
El uso práctico de los visualizadores
electroforéticos como indicadores de carga de baterías es conocido.
Por ejemplo, a partir de la descripción de la patente US No. 6 118
426 es conocido un indicador para baterías que comprende un
visualizador electroforético, el primer y segundo electrodo están
adheridos al visualizador, un elemento eléctrico no lineal,
preferiblemente que comprende un diodo, que conduce el voltaje de la
batería al primer electrodo cuando el voltaje de la batería excede
un valor umbral predeterminado, un divisor de voltaje
eléctricamente conectado a la batería y al segundo electrodo, y un
resistor conectado con el elemento eléctrico no lineal. El voltaje
de la batería, suministrado por el elemento eléctrico no lineal al
primer electrodo, de conjunto con el voltaje de la batería que pasa
a través del divisor de voltaje, es suministrado al segundo
electrodo y genera el campo eléctrico suficiente para activar el
visualizador. Cuando el voltaje cae por debajo de un valor umbral,
el potencial del primer electrodo se deja llevar a través del
resistor, lo que resulta en un cambio en la polarización del campo
eléctrico en el visualizador y un cambio en su apariencia.
Es un objeto de la invención proporcionar un
indicador pasivo de la presencia de voltaje que tiene una forma de
una placa multicapas que comprende dos capas eléctricamente
conductoras y una capa intermedia de una estructura que muestra
propiedades electroópticas, localizada entre ellas, donde la capa
intermedia es un elemento visualizador del indicador, y las capas
conductoras son electrodos del elemento visualizador, y están
eléctricamente conectados entre si por medio de un diodo, y entre
la capa intermedia y una de las capas conductoras está localizado
una capa dieléctrica, la cual está separada de la capa intermedia
por una capa eléctricamente conductora adicional, y una de las
capas conductoras es al menos parcialmente transparente.
En una variante de la invención, la capa
intermedia del indicador es preferiblemente una estructura
electroforética.
En la segunda variante de la invención, la capa
intermedia del indicador puede también ser una estructura
electroóptica basada en cristal líquido.
En la tercera variante de la invención, la capa
intermedia del indicador puede también ser una estructura
electrocrómica.
Es un objeto adicional de la invención,
proporcionar un indicador pasivo de la presencia de voltaje que
tiene una forma de una placa multicapas que comprende dos capas
eléctricamente conductoras y una capa intermedia de una estructura
que muestra propiedades electroópticas, localizada entre ellas,
donde la capa intermedia es un elemento visualizador del indicador,
y las capas conductoras son electrodos del elemento visualizador y
al menos una de las capas eléctricamente conductoras está dividida
en superficies conductoras más pequeñas, separadas una de otra y no
estando en contacto una con otra, las cuales se adhieren a la capa
intermedia y están eléctricamente conectadas a la otra capa
eléctricamente conductora, o con las superficies conductoras
individuales en que la otra capa eléctricamente conductora está
dividida, por medio de diodos cuyos electros están orientados en
direcciones opuestas con respecto a las capas eléctricamente
conductoras o sus superficies conductoras conectadas, y al menos
una de las superficies conductoras es al menos parcialmente
transparente.
Preferiblemente, la capa intermedia del
indicador en esta variante de la invención es una estructura
electroforética.
La capa intermedia del indicador en esta
variante de la invención puede también ser una estructura
electrocrómica.
La ventaja de este indicador pasivo de voltaje
de acuerdo a la invención es su estructura simple. El indicador de
voltaje no requiere ni su propia fuente de energía ni una conexión
galvánica a la fuente del voltaje analizado. La indicación esta
basada solamente en la sensibilidad al campo eléctrico presente en
la cercanía directa de los conductores y el equipamiento bajo el
voltaje, y su lectura puede ser tomada a simple vista desde una
distancia segura. Esto permite a la persona que toma la lectura
evitar el contacto con tales conductores o equipamiento. También
permite eliminar los elementos de aislamiento en la estructura del
indicador. El uso de un diodo o de diodos provoca que la
sensibilidad del indicador al componente de C.D. de un campo
eléctrico pueda ser mucho menor que su sensibilidad al componente
de C.A. de ese campo, lo que hace que las lecturas del indicador
sean independientes de las cargas estáticas, las cuales
frecuentemente se acumulan sobre la superficie de un medio vivo y
los conductores y equipamiento de alto voltaje, y es muy útil cuando
el indicador es aplicado a equipamiento de potencia que opera bajo
voltaje de C.A..
El objeto de la invención está presente en los
dibujos, en los cuales la fig. 1 muestra la variante del indicador
pasivo en una proyección axonométrica, las figs.: 1a, 3a, 1b - un
fragmento de la capa intermedia del indicador en varias versiones,
la fig. 2 - otra variante conocida del indicador, con la capa
dieléctrica, en sección transversal, la fig. 3 - la primera
realización del indicador, con la capa conductora adicional, en
sección transversal, la fig. 4 hasta la fig. 6 - variantes de la
segunda realización del indicador en proyección axonométrica, donde
la capa conductora no transparente, la capa transparente o ambas
capas conductoras están divididas en superficies conductoras más
pequeñas, y la fig. 7 - un ejemplo de una aplicación práctica del
indicador.
El indicador pasivo de la presencia de voltaje
es una placa multicapas, flexible (1), que consiste de una capa
eléctricamente conductora, transparente (2), una capa intermedia (3)
del indicador, que se adhiere a la capa conductora (2), y otra,
capa conductora no transparente (4) que se adhiere a la capa
intermedia (3) en su lado opuesto. La capa intermedia 3 contiene un
material o una estructura que manifiesta propiedades electroópticas,
las cuales provocan un cambio en las propiedades ópticas del
material o de la estructura cuando es colocado en un campo
eléctrico cuyas fuerzas están orientadas de manera perpendicular a
la superficie de esa capa. Las capas conductoras (2) y (4) son los
electrodos del indicador, entre las cuales está colocado el elemento
visualizador del indicador que tiene una forma de capa intermedia
(3). Las capas conductoras (2) y (4) están conectadas entre si por
medio de un diodo (5). Un terminal del diodo (5), que es su salida
cátodo 6, está eléctricamente conectado con la capa conductora
transparente (2). El otro terminal del diodo (5), que es la entrada
ánodo (7), está conectado con la capa conductora no transparente
(4). En otro caso, no mostrado en el dibujo, las capas conductoras
(2) y (4) pueden estar conectados entre si por medio de un diodo
(5) de manera tal que un terminal del diodo (5), que es la entrada
ánodo (7), esté eléctricamente conectado con la capa conductora
transparente (2), y el segundo terminal del diodo (5), que es la
salida cátodo (6), esté conectado con la capa conductora no
transparente (4).
La capa intermedia (3) en la realización
preferida del indicador, como es presentado en la fig. 1a, es una
estructura electroforética, que contiene cápsulas electroforéticas
(8) llenas con un fluido dieléctrico que contiene partículas
cargadas positivamente (9a) y partículas cargadas negativamente
(9b). En condiciones experimentales de la aplicación de la
invención, cuando el indicador fue colocado en un campo eléctrico de
C.A. de amplitud promedio de 1 kV/cm y frecuencia de 50 Hz, se
obtuvieron cambios visibles en el color del visualizador en un
término no mayor a 1 segundo después de la colocación. Dependiendo
de la polarización del diodo, el color del visualizador cambia a
negro o blanco. La colocación del indicador en un campo magnético de
C.D. de una amplitud similar no resulta en cambios visible en el
color del visualizador, sin importar cual es la polarización del
campo. En la realización experimental de la invención la estructura
electrocrómica Ink-In-Motion^{TM}
fabricado por E INK Corporation fue usada de conjunto con un diodo
semiconductor típico del tipo 1N4148.
En otro indicador, representado en la fig. 1b,
la capa intermedia (3) es una estructura electrocrómica. Tal
estructura consiste de una capa electrocrómica (12) que contiene un
compuesto electrocrómico, el electrolito 13 en forma líquida o
sólida y una capa de acumulador de iones (14). Si el electrolito en
forma líquida es usado, la capa intermedia (3) es un recipiente
cerrado. En la realización experimental del indicador de acuerdo a
la invención la capa electrocrómica (12) puede ser hecha de
trióxido túngstico WO_{3}, la capa del acumulador de iones (14)
puede ser hecha de óxido de iridio IrO_{x}, y el electrolito (13)
puede ser una solución de perclorato de litio LiCiO_{4} en
carbonato de propileno (PC).
En otra variante del indicador, la cual es
presentada en la fig. 2, hay una capa dieléctrica flexible (15),
colocada entre la capa intermedia 3 y la capa conductora (4). la
función de esa capa es reducir la capacitancia eléctrica e
incrementar la parte imaginaria de la impedancia entre las capas
conductoras (2) y (4), lo que provoca un incremento del voltaje
generado entre esos electrodos por el campo eléctrico que es
analizado, y de esta forma un incremento en la sensibilidad del
indicador. Para disminuir la parte real de la impedancia de la capa
(15) y para incrementar el componente del voltaje de C.D. generado
en la capa intermedia (3), la capa (15) puede también estar hecha
de material dieléctrico de conductividad eléctrica débil, por
ejemplo, de polímero dopado con negro carbono. Alternativamente, la
capa dieléctrica 15 puede ser colocada entre la capa intermedia (3)
y la capa conductora (2), la cual no es mostrada en el dibujo. En
ambos casos, las capas conductoras (2) y (4) están conectadas entre
si por medio del diodo (5) como en las realizaciones anteriormente
descritas. En esta variante de realización de la invención la capa
intermedia (3) es una de las estructuras electroópticas mostradas
en la fig. 1a y 1b.
En la primera realización de la invención,
presentada en la fig. 3, entre la capa intermedia (3) y la capa
conductora (4) está colocada la capa dieléctrica flexible (15), la
cual está separada de la capa intermedia (3) por medio de una capa
conductora flexible adicional (16). El propósito de la capa
conductora adicional (16) es permitir la conexión de elementos de
capacitancia o resistencia adicional de manera paralela a la capa
intermedia (3) o de manera paralela a la capa dieléctrica (15). El
propósito de los elemento de capacitancia o resistencia es el
ajuste de las partes imaginaria y real de la impedancia sobre esas
capas, lo cual proporciona la división apropiada de los componentes
del voltaje de C.A. y C.D. entre las capas. En la realización
ejemplar de la invención la capa conductora (16) está conectada
eléctricamente con la capa conductora (4) por medio por medio de un
elemento de de resistencia (17). El elemento de resistencia, cuando
está conectado de esa forma, también reduce el tiempo de respuesta
del indicador después de la desconexión del campo eléctrico, cuando
una capa electrocrómica, tal como la de la fig. 1c, es usada como
la capa intermedia (3). La capa dieléctrica (15) puede ser colocada
entre la capa intermedia (3) y la capa conductora (2), la cual no es
mostrada en el dibujo. En ambos casos las capas conductoras (2) y
(4) están conectadas entre si por medio del diodo (5) como en las
realizaciones descritas anteriormente. En esta variante de
realización de la invención la capa intermedia (3) es una de las
estructuras electroópticas idénticas a aquellas mostradas en la fig.
1a, 3a y 1b.
La capa intermedia (3), mostrada en la fig. 3a,
es una estructura basada en cristal líquido que comprende gotitas
11 de cristal líquido contenidas en los poros de un material
aglomerante de polímero 10. Tales estructuras son conocidas como
estructuras de cristal líquido disperso en polímero, en abreviatura
PDLC. Para construir una realización ejemplar de la invención en
condiciones experimentales, puede ser usada una membrana
Polyvision^{TM} producida por Polytronix Incorporated. En la
realización ejemplar de la invención mostrada en la fig. 1, usando
la estructura PDLC en la realización experimental del indicador de
acuerdo a la invención, la capa conductora (4) es provista con un
modelo impreso, no mostrado en el dibujo, en el lado vecino a la
capa intermedia (3), y la capa conductora (2) es transparente a
través de toda su superficie. Cuando el indicador es colocado en un
campo eléctrico de un valor que excede el valor umbral, la capa
intermedia (3) se hace transparente y muestra el modelo impreso
sobre la capa conductora (4). Cuando el campo eléctrico es apagado,
la capa intermedia del indicador (3) regresa a su estado de
difusión de la luz y la superficie del indicador se vuelve
homogénea. La capa intermedia (3) puede también ser otra estructura
electroóptica, por ejemplo una de las estructuras conocidas basadas
en cristales líquidos nemáticos o ferroeléctricos.
En otras variantes de realización de la
invención, no mostrada en los dibujos, la capa dieléctrica (15)
consiste de varias capas dieléctricas, que se adhieren entre si,
hechas de diferentes materiales.
En una variante de la segunda realización de la
invención, mostrada en la fig. 4, el indicador pasivo de la
presencia de voltaje es una placa multicapas, flexible (40), que
consiste de una capa eléctricamente conductora, transparente (42),
una capa intermedia (43) del indicador, que se adhiere a la capa
conductora (42), y otra, capa conductora no transparente (44), que
se adhiere a la capa intermedia (43) en su lado opuesto, cuya capa
(44) está dividida en superficies conductoras más pequeñas (44a) y
(44b), separadas una de la otra y no estando en contacto una con la
otra. Esas superficies conductoras están unidas a la capa intermedia
(43). La capa intermedia (43) contiene un material o una estructura
que muestra propiedades electroópticas, las cuales provocan que las
propiedades ópticas del material o de la estructura cambien cuando
es colocado en un campo eléctrico cuyas fuerzas están orientadas de
manera perpendicular a la superficie de esa capa. Las capas
conductoras (42) y (44) son los electrodos del indicador, entre las
cuales está colocado el elemento visualizador del indicador que
tiene una forma de capa intermedia (43). En el indicador de acuerdo
a esta variante de realización de la invención, la capa conductora
(42) y la capa conductora (44a) están conectadas entre si por medio
de un diodo (45a), mientras la capa conductora (42) y la capa
conductora (44b) están conectadas entre si por medio de un diodo
(45b). Un terminal del diodo (45a), que es su salida cátodo (46a),
está eléctricamente conectado con la capa conductora transparente
(42). El segundo terminal del diodo (45a), que es la entrada ánodo
(47a), está conectado con la capa conductora no transparente (44a).
Un terminal del diodo (45b), que es la entrada ánodo (47b), está
eléctricamente conectado con la capa conductora transparente (42).
El otro terminal del diodo (45b), que es la salida cátodo (46b),
está conectado con la superficie conductora no transparente (44b).
En esta variante de realización de la invención la capa intermedia
(43) es una de las estructuras electroópticas, idénticas a aquellas
mostradas en la fig. 1a y 1c.
En otra variante de la segunda realización de la
invención, mostrada en la fig. 5, el indicador pasivo de la
presencia de voltaje es una placa multicapas, flexible (50), que
consiste de una capa eléctricamente conductora, transparente (52),
la cual está dividida en superficies conductoras más pequeñas (52a)
y (52b), separadas una de la otra y no estando en contacto una con
la otra. Esas superficies están unidas a una capa intermedia (53).
En el lado opuesto de la capa intermedia (53) del indicador se
adhiere otra capa conductora no transparente (54). La capa
intermedia (53) contiene un material o una estructura que muestra
propiedades electroópticas, las cuales provocan un cambio de las
propiedades ópticas del material o de la estructura cuando es
colocado en un campo eléctrico cuyas fuerzas están orientadas de
manera perpendicular a la superficie de esa capa. Las capas
conductoras (52) y (54) son los electrodos del indicador, entre las
cuales está colocado el elemento visualizador del indicador que
tiene una forma de capa intermedia (53). En el indicador de acuerdo
a esta variante de realización de la invención, la capa conductora
transparente (52a) y la capa conductora no transparente (54) están
conectadas entre si por medio de un diodo (55a), mientras la capa
conductora transparente (52b) y la capa conductora no transparente
(54) están conectadas entre si por medio de un diodo (55b). Un
terminal del diodo (55a), que es su salida cátodo (56a), está
eléctricamente conectado con la capa conductora transparente (52a).
El otro terminal del diodo (55a), que es la entrada ánodo (57a),
está conectado con la capa conductora no transparente (54). Un
terminal del diodo (55b), que es la entrada ánodo (57b), está
eléctricamente conectado con la capa conductora transparente (52b).
El otro terminal del diodo (55b), que es la salida cátodo (56b),
está conectado con la capa conductora no transparente (54). En esta
variante de realización de la invención la capa intermedia (53) es
una de las estructuras electroópticas, idénticas a aquellas
mostradas en la fig. 1a y 1c.
En la siguiente variante de la segunda
realización de la invención, presentada en la fig. 6, el indicador
pasivo de la presencia de voltaje es una placa multicapas, flexible
(60), que consiste de una capa eléctricamente conductora,
transparente (62), la cual está dividida en superficies conductoras
más pequeñas (62a) y (62b), separadas una de la otra y no estando
en contacto una con la otra. Esas superficies están unidas a una
capa intermedia (63). En el lado opuesto de la capa intermedia (63)
del indicador se adhiere otra capa conductora no transparente (64),
la cual está dividida en superficies conductoras más pequeñas (64a)
y (64b), separadas una de la otra y no teniendo contacto una con la
otra. Esas superficies están unidas a la capa intermedia (63). La
capa intermedia (63) contiene un material o una estructura que
muestra propiedades electroópticas las cuales provocan un cambio de
las propiedades ópticas del material o de la estructura cuando es
colocado en un campo eléctrico cuyas fuerzas están orientadas de
manera perpendicular a la superficie de esa capa. Las capas
conductoras (62) y (64) son los electrodos del indicador, entre las
cuales está colocado el elemento visualizador del indicador que
tiene una forma de capa intermedia (63). En la realización del
indicador de acuerdo a esta variante de la invención, la superficie
conductora transparente (62a) y la superficie conductora no
transparente (64a) están conectadas entre si por medio de un diodo
(65a), mientras la superficie conductora transparente (62b) y la
superficie conductora no transparente (64b) están conectadas entre
si por medio de un diodo (65b). Un terminal del diodo (65a), que es
su salida cátodo (66a), está eléctricamente conectado con la
superficie conductora transparente (62a). El otro terminal del
diodo (65a), que es la entrada ánodo (67a), está conectado con la
superficie conductora no transparente (64a). Adicionalmente, un
terminal del diodo (65b), que es la entrada ánodo (67b), está
eléctricamente conectado con la superficie conductora transparente
(62b). El otro terminal del diodo (65b), que es la salida cátodo
(66b), está conectado con la superficie conductora no transparente
(64b). Como anteriormente, en esta variante de realización de la
invención la capa intermedia (63) está formada por estructuras
electroópticas, idénticas a las estructuras mostradas en la fig. 1a
y 1c.
Las varias variantes de realización de la
invención, mostradas en los dibujos, no agotan todas las posibles
realizaciones. La descripción no presenta tal ejemplo de realización
donde la capa intermedia (3), (43), (53), (63) está dividida en
campos más pequeños separados uno del otro y unidos a una de las
capas conductoras o la capa dieléctrica. En tal caso, la capa
conductora no transparente o la capa conductora transparente, o
ambas capas conductoras al mismo tiempo pueden estar divididas en
superficies más pequeñas. Una división similar de la capa
intermedia puede ser aplicada en caso de que sea usada una capa
dieléctrica entre la capa intermedia y una de las capas
conductoras, y si una capa intermedia conductora es usada. Las
últimas capas también pueden estar divididas en superficies más
pequeñas. El número de realizaciones posibles se incrementa
considerablemente si las capas conductoras, la capa intermedia, la
capa dieléctrica, o la capa intermedia conductora están divididas
en más de dos superficies o dos campos. Sin embargo, en cada uno de
esos casos, los electrodos individuales del indicador, localizado a
ambos lados de la capa intermedia, están interconectados por medio
de diodos. En adición, los electrodos individuales del indicador,
localizados en la misma capa a un lado de la capa intermedia o
localizados en ambos lados de la capa intermedia, pueden estar
eléctricamente acoplados entre si por medio de varios tipos de
elementos de capacitancia o resistencia. El uso de conexiones
adicionales entre los electrodos individuales permite el ajuste de
la sensibilidad y los tiempos de respuesta del dispositivo.
En todas las variantes de realización de la
invención, las capas conductoras transparentes pueden estar hechas
en forma de una capa de óxido de indio dopado con óxido de estaño
(ITO) depositado en un sustrato de poliéster. Las capas
conductoras, las cuales no son requeridas que sean transparentes,
pueden ser producidas por deposición de una capa metálica, de
grafito o de polímero eléctricamente conductora.
En el ejemplo de la realización práctica de la
invención presentada en la fig. 7, la colocación del indicador, de
acuerdo a la realización preferida de la invención mostrada en la
fig. 5, en un campo eléctrico E de C.A., orientado de manera
perpendicular a la superficie de la placa de capas (50) del
indicador, generado por el voltaje de C.A. (72) suministrado por
medio de un interruptor encendido 73 del dispositivo 71, mostrado de
manera esquemática en forma de un cable, provoca cambios en las
propiedades ópticas de la capa intermedia (53), la cual es una
estructura electroforética, mostrada en la fig. 1a. Los cambios se
manifiestan, por ejemplo, en el oscurecimiento o aclaración del
color de la capa intermedia, lo cual puede ser visto fácilmente a
simple vista a través de las superficies conductoras transparentes
(52a) y (52b).
En particular, la generación de un campo
eléctrico E de C.A. que exceda un valor umbral dado, provoca la
formación del potencial positivo sobre la superficie conductora
(52a) con respecto al potencial de la capa conductora (54) y la
formación del potencial negativo sobre la superficie conductora
(52b) con respecto al potencial de la capa conductora (54). Esto
provoca la migración electroforética de las partículas cargadas
positivamente (9a) hacia a superficie conductora transparente
(52b), de manera que su color se haga visible a través de esa
superficie, y similarmente, la migración de las partículas cargadas
negativamente (9b) hacia la superficie conductora transparente
(52a), cuyo color, brillantez o saturación del color, diferente del
color de las partículas (9a), se hace visible a través de esa
superficie conductora. Como resultado, aparece un contraste entre
las superficies (52a) y (52b), lo que es visible a simple vista y
lo cual señala la presencia de voltaje en el dispositivo (71). Las
superficies, en las cuales la capa conductora (52) está dividida,
pueden también tener diferente forma que la mostrada en el dibujo,
por ejemplo en forma de un modelo o inscripción, lo que provocará la
apariencia de un modelo o inscripción contrastante de aquella forma
cuando el voltaje es conectado al dispositivo (71).
Claims (7)
1. Un indicador pasivo de la presencia de
voltaje, en forma de una placa multicapas que comprende dos capas
eléctricamente conductoras (2 y 4) y localizadas entre ellas una
capa intermedia (3) de una estructura que muestra propiedades
electroópticas, la cual es un elemento visualizador del indicador y
las capas eléctricamente conductoras son electrodos del elemento
visualizador, las capas eléctricamente conductoras (2 y 4) están
eléctricamente conectadas entre si por medio de un diodo (5), y una
de las capas conductoras (2 y 4) es al menos parcialmente
transparente, caracterizado porque entre la capa intermedia
(3) y una de las capas conductoras (2 y 4) está localizada una capa
dieléctrica (15), la cual está separada de la capa intermedia (3)
por una capa eléctricamente conductora adicional (16).
2. Indicador pasivo de acuerdo a la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa intermedia (3)
del indicador es una estructura electroforética.
3. Indicador pasivo de acuerdo a la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa intermedia (3)
del indicador es una estructura electroóptica basada en cristal
líquido.
4. Indicador pasivo de acuerdo a la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa intermedia (3)
del indicador es una estructura electrocrómica.
5. Un indicador pasivo de la presencia de
voltaje, en forma de una placa multicapas que comprende dos capas
eléctricamente conductoras (42, 44 o 52, 54 o 62, 64) y localizada
entre ellas una capa intermedia (43 o 53 o 63) de una estructura
que muestra propiedades electroópticas, la cual es un elemento
visualizador del indicador y las capas eléctricamente conductoras
son electrodos del elemento visualizador y al menos una de las capas
eléctricamente conductoras (42, 44, 52, 54, 62, 64) es al menos
parcialmente transparente, caracterizado porque al menos una
de las capas eléctricamente conductoras (42, 44, 52, 54, 62, 64)
está dividida en superficies conductoras más pequeñas (42a, 42b o
52a, 52b o 62a, 62b) separadas una de otra y no estando en contacto
una con otra, las cuales se adhieren a la capa intermedia (43 o 53
o 63) y están eléctricamente conectadas a la otra capa
eléctricamente conductora (44 o 54) o con las superficies
conductoras individuales en que la otra capa eléctricamente
conductora está dividida (64a, 64b), por medio de diodos (45a, 45b o
55a, 55b o 65a, 65b) cuyos electrodos están orientados en
direcciones opuestas con respecto a las capas eléctricamente
conductoras o sus superficies conductoras conectadas.
6. Indicador pasivo de acuerdo a la
reivindicación 5, caracterizado porque la capa intermedia (43
o 53 o 63) del indicador es una estructura electroforética.
7. Indicador pasivo de acuerdo a la
reivindicación 5, caracterizado porque la capa intermedia (43
o 53 o 63) del indicador es una estructura electrocrómica.
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