KR960003985B1 - 전기장의 원격검출방법 및 장치 - Google Patents

전기장의 원격검출방법 및 장치 Download PDF

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Description

전기장의 원격검출방법 및 장치
제 1 도는 서로 오옴접촉되지 않은 다수의 LCD's로 이루어진 어레이로 이루어진 본 발명의 장치를 나타낸다.
제 2 도는 제 1 도의 장치의 단면도이다.
제 3 도는 전기장의 존재하에서의 본 발명의 장치의 작동을 개략적으로 나타낸다.
제 4 도는 다수의 LCD's가 공통전극을 공유하는 본 발명의 장치를 나타낸다.
제 5 도는 제 5 도의 장치의 단면도이다.
제 6 도는 다수의 LCD's가 직렬 오옴접속되어 있는 본 발명의 장치를 나타낸다.
제 7 도는 제 6 도의 장치의 단면도이다.
제 8 도는 다수의 LCD's가 직렬 오옴접속되어 있는 본 발명의 다른 또 하나의 장치를 나타낸다.
제 9 도는 다수의 LCD's가 직렬 오옴접속되어 있는 본 발명의 다른 또 하나의 장치를 나타낸다.
본 발명은 전기장을 검출하는 방법, 특히 액정디스플레이 엘리먼트를 갖는 장치를 사용하는 방법 및 전기장을 검출하는 장치, 특히 액정디스플레이 엘리먼트를 갖는 장치에 관한 것이다.
전기회로내의 특정한 부품, 선, 케이블, 엘리먼트 등이 전류가 통하고 있는가 여부, 즉 이것이 전압을 갖고 있는가 여부를 결정하는 것이 종종 필요하다. 이러한 결정은 관련 전압이 실질적인 곳에서 확실한 안전이유 때문에 특히 중요하다. 적절한 전기회로가 복잡하지 않은 곳에서 조차도, 전압을 검출할 수 있는 능력은 중요하다. 단지 몇가지 예를 인용하면 : 스파아크에 의해 상징되는 화재위험 때문에, 물체에 정전기의 축적이 있는지 여부를 아는 것은 종종 바람직하다. 전기회로와 관련된 장치의 한 부분품(회로자체의 일부가 아님)은, 장치의 한 부분품이 적절하게 접지되었는지 또는 부주의로 회로에 전기접속 되었는지를 결정하기 위하여, 시험할 필요가 있다. 축전기는 축전기가 충전되었는지 여부를 결정하기 위하여 시험되어질 필요가 있다. 이후부터는, 일반용어 "전기부품"은 적당한 전기회로내의 부품, 선, 케이블 등 뿐만 아니라, 정전 또는 다른 전하가 검출될 제품 및 장치를 지시하는데 사용될 것이다.
이러한 결정을 위한 장치는 간단하고, 휴대가능하고, 사용하기 용이하고, 신뢰성이 있으며 값싼 것이 바람직하다. 견고성(ruggedness)은 장치가 충격, 온도극한, 화학약품 등을 받는 나쁜 사용조건에 견딜 수 있게 한다. 휴대가능성은 휴대식장치가 특정한 장치에 영구 또는 반영구적으로 부착되는 대신에 다수의 부품을 모니터할 수 있기 때문에 유리하다. 예를들면 단일전기시스템은 여러 다른 점에서 비-동시전압 모니터를 필요로 하는 곳에서는, 이것은 단일휴대가능장치를 사용하여 행해질 수 있다. 사용하기 쉬운 장치는 모니터되는 부품에 복잡한 물리적 또는 전기적 접속을 필요로 하지 않는다. 바람직하게는, 접속하기와 단선하기가 용이하고 : 보다 바람직하게는, 장치가 원격작동된다. 즉, 장치는 전혀 어떠한 접속도 필요로 하지 않는다. 원격장치는 안전면에서 또한 유리하다. 그 이유는 오동작 또는 오용시에 전기충격의 위험이 감소하기 때문이다. 장치는 신뢰성이 있어야만 한다. 왜냐하면, 거짓의 음의해석(false negative reading)은 심한 손상의 위험을 일으킬 수 있다. 값싼 장치의 경제적 이점은 자명하다. 예를들면, 전기장치에 여러 지점을 동시에 모니터하는 것이 바람직한 곳에, 값싼 장치는 각 지점에 하나의 이러한 장치를 설치하는 비용을 감소시키거나 또는 최소화시킨다.
게다가, 일부 용도에 대해서는, 장치는 전압의 정상적인 "온" 또는 "오프"표시만을 디스플레이할 필요가 있지만, 다른 용도에 대해서는, 장치는 검출되는 정량적이거나, 반-정량적인 판독을 제공하는 것이 바람직하고 본질적이다.
액정은 전압검출장치를 포함하는, 많은 장치의 디스플레이 엘리먼트에 사용되어 왔다. 이러한 장치들은 분자의 비등방성으로서 알려진, 한 방향을 따라서 구성요소분자들의 장축의 우선 정렬성과, 인가전압을 사용한 이 우선정렬성을 조절하는 능력에 의존한다. 이러한 액정의 광학적 성질은 또한 비등방성이다. 예를들면, 한 축을 따라서, 광이 분산 또는 흡수되어, 액정 재료에 불투명하거나, 검은 외관을 주지만, 수직축을 따라서는, 광이 투과되어, 액정에 투명한 외관을 준다.
액정디스플레이들(LCD's)은 광방출 다이오드와 같은, 다른 형의 디스플레이와 LED's보다 나은 호평 및 지배에 의해서 반영된 다수의 이점을 가진다. LCD's은 알파벳 문자와 숫자 또는 도표부호의 형을 이루는 복합패턴으로 용이하게 조립된다. 단일 LCD 디스플레이는, 단일 디스플레이패널이 다른 정보를 운반할 수 있도록, 동시에 또는 독립적으로 어드레스될 수 있는 다중 엘리먼트로 이루어질 수 있다. 예를들면, 잘 알려진 LCD 시계 및 계산기의 세븐 바아 디스플레이를 봅시다. LCD's은 아주 작은 전력을 소비하고, 한 상태에서 다른 한 상태로 전환하는데 필요한 임계전압은 상당히 낮다.
전압을 검출하기 위한 다수의 LCD 장치가 알려져 있다. 그러나, 각각은 효용을 제한하는 하나 이상의 단점을 가지고 있다.
미합중국 특허 제3,627,408호(Fergason)는 클레스테린 액정의 층 및 이 층을 가로지르는 전기장을 인가하기 위한 제 1 및 제 2 전기도전성부재로 이루어진, 알려져 있지 않은 전기장을 검출하는 장치를 발표하였다. 전압원은 제 1 및 제 2 도 전성부재에 전기적으로 연결되어 있다.
DE 2,949,561-Al(Walter)은 작동 디스플레이 영역이 각 전극의 두개의 대항전극과 중첩으로 인하여 형성된, 다수의 개개의 LCD 엘리먼트로 이루어진 애너로그 전압디스플레이를 발표하였다. 점점 증가하는 크기의 연속된 LCD 유닛이 형성되도록 중첩의 크기가 변한다. 디스플레이는 평가되어지는 전압원을 가로질러 전기적으로 접속되어진다.
DE 3,219,703-Al(Kehr)은 연결자상의 LCD 모니터가 케이블의 온/오프 상태의 연속적인 탐독을 주는 매체 및 고전압케이블을 위한 전기 연결자를 발표하였다. 모니터가 전압감소회로를 통해서 케이블의 전류 운반부품에 연결된다.
DE 3,308,972-Al(Heverhagen 등)은 퓨우즈의 작동상태를 표시하기 위한 장치를 발표하였다. 직렬 접속된 축전기를 갖는 LCD는 모니터되어지는 퓨우즈를 가로질러 전기적으로 접속된다. 양 접속리이드는 오옴접속되거나, 하나의 접속리이드가 정전용량적으로 연결되고 다른 하나의 접속리이드가 오옴 접속된다.
DE 3,402,655-Al(Goehlich)은 고전압설비의 상태를 나타내는 장치를 발표하였다. LCD 디스플레이를 갖는, 이 장치는 단일-극 접속라인에 의해 설비에 전기접속되고, 지표에 정전용량적으로 연결된다.
이들 공지기술의 장치의 각각은, 장치리이드중 적어도 하나가 시험되는 전기부품 또는 지표에 오옴접속되어야만 한다는 점에서 제한된다. Fergason, Heverhagan, Kehr 및 Goehlich의 장치들과 같은 일부장치는 "온/오프" 판독을 제공할 수 있지만, 전압의 정량적인 평가는 제공할 수 없다. 전기부품 또는 지표와 오옴접속에 대한 필요성 때문에, 이들 공지기술장치는 장치와 접속되자마자 쉽게 방전되는 정전기의 발생(build-up)을 검출하는데 부적당하다.
본 출원인은 시험되어지는 부품과 지표중 어느 것에도 장치가 어떤 오옴접속을 할 필요가 없는, 전압을 검출하기 위한 방법 및 장치를 발명하였다. 본 발명의 장치는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 감지하고, 이 전기장에 반응함으로써 작동한다. 즉, 본 발명의 장치는 "원거리에서" 작동한다. 그래서, 본 발명의 장치는 전기부품이 정전전하를 유지하는지 여부를 결정하는데 적합하다. 본 발명의 또 하나의 구현체에서, 전압은 검출되고, 그의 크기는 정량적으로 평가된다. 게다가, 본 발명은 사용하기 용이하고, 신뢰성이 있고, 또한 안전하다.
본 발명은 ;
(Ⅰ) (a) 적어도 일부가 투명한 제 1 도체 : (b) 도체들중 하나의 도체의 일부가 다른 도체를 크게 지나서 뻗도록 제 1 도체에 관하여 정렬된 제 2 도체 : 및 (c) 전기장에 광학적으로 감응하고, 제 1 도체와 제 2 도체 사이에 위치한 액정으로 이루어진 적어도 하나의 액정디스플레이 엘리먼트를 갖는 장치를 제공하고,
(Ⅱ) 제 1 도체와 제 2 도체가 전기장 세기가 다른 영역에 위치하도록, 전기부품과 지표중 어느 것과 전기적접촉을 이룸이 없이, 장치를 전기부품 근처로 가져오며,
(Ⅲ) 액정디스플레이 엘리먼트의 광학상태를 관찰하는 단계로 이루어지는, 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법을 제공한다.
바람직하게는, 장치는 다수의 액정디스플레이 엘리먼트로 이루어진 어레이로 이루어지며, 다수의 액정디스플레이 엘리먼트는 서로 전기절연되거나, 직렬로 전기접속될 수 있다. 액정디스플레이 엘리먼트는 실질적으로 동일한 정전용량이나 또는 다른 정전용량을 가질 수 있다.
본 발명은 또한,
(Ⅰ) 각각이 (a) 적어도 일부가 투명한 제 1 도체 : (b) 제 1 도체와 제 2 도체중 한 도체의 일부가 다른 한 도체를 지나서 뻗어 있게 제 1 도체와 대해서 정렬된 제 2 도체 : 및 (c) 전기장에 광학적으로 감응하고, 제 1 도체와 제 2 도체 사이에 위치한 액정 ; 으로 이루어진 다수의 액정디스플레이 엘리먼트로 되어 있는 어레이 : 및
(Ⅱ) 외부환경으로부터 어레이를 전기적으로 절연시키고, 둘레를 둘러싸며, 또한 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 하나의 광학상태를 볼 수 있도록 적어도 부분적으로 투명한 보호패캐징으로 이루어진, 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치를 제공한다.
바람직하게는 보호패캐징은 서로 테두리에서 밀봉된 지지재의 제 1 투명박판과 제 2 투명박판으로 되어 있다. 또 하나의 바람직한 구현체에서, 장치는 또한 전기장이 검출되어질 영역에서 장치를 전기부품에 부착시키는 절연수단으로 이루어진다. 본 발명의 또 하나의 바람직한 구현체에서, 장치는 또한 전기장이 검출되어질 영역에 장치를 위치시키는 절연수단으로 이루어진다.
본 발명의 또 하나의 구현체에, 제 1 투명지지박판과 제 2 투명지지박판 : 제 1 투명지지박판과 제 2 투명지지박판의 내부표면에 각각 배열된 제 1 투명도체와, 제 2 투명도체 : 및 전기장에 광학적으로 감응하고, 제 1 박판과 제 2 박판사이에 샌드위치되며, 제 1 투명도체와 제 2 투명도체와 접촉하고 있는 캡슐화된 액정으로 이루어지며 : 상기 제 1 투명도체와, 제 2 투명도체는, 제 1 투명도체가 제 2 투명도체와 부분적으로 중첩되고, 그의 역도 가능하도록 정렬되며 : 상기 도체들 및 액정을 외부환경으로부터 전기적으로 절연시키고, 밀봉시키는 보호패캐징을 형성하도록, 제 1 박판과 제 2 박판이 서로 테두리를 따라서 밀봉되어지는, 적층구조를 이루는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 액정장치가 제공된다.
하나의 바람직한 구현체에서, 본 발명은, (Ⅰ) 각각이 (a) 적어도 일부가 투명한 제 1 도체 : (b) 제 1 도체와 제 2 도체중 한 도체의 일부가 다른 한 도체를 크게 지나서 뻗어 있게 제 1 도체에 대하여 정렬된 제 2 도체 : (c) 전기장에 광학적으로 감응하고, 제 1 도체와 제 2 도체사이에 위치한 액정으로 이루어진 액정디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 갖으며 공지의 포텐셜을 갖는 포텐셜소오스로부터의 특정 거리에서 어느 액정디스플레이 엘리먼트가 그의 광학물성을 바꾸는가에 대해서 캘리브레이션되어 있는, 장치를 제공하고 ;
(Ⅱ) 전기부품과 지표중 어느 하나와도 전기적 접촉을 이루지 않고, 장치를 전기부품의 근처에 있는 특정 거리로 가져오며 :
(Ⅲ) 어느 액정디스플레이 엘리먼트가 그의 상태를 변경했는가를 관찰하며 ;
(Ⅳ) 캘리브레이션에 의해 전기부품의 전압을 측정하는 단계로 이루어진, 전기부품에 의해 형성된 전기장의 세기로부터 전기부품의 포텐셜의 크기를 측정하는 방법을 제공한다.
본 발명은 전기부품을 둘러싸고 있는 전기장을 탐지하는 방법 및 장치를 제공한다. 탐지는 본 발명의 장치가 시험전기부품과 지표중 어느 것에도 오옴접속되지 않는다는 의미에서 원거리 또는 "얼마간 떨어져서" 이루어진다. 게다가, 본 발명은 전기장의 세기를 측정하는데 이용될 수 있다. 전기장세기는 전기장을 형성시키는 전기부품의 전압에 관련이 있기 때문에, 이것이 전기부품의 전압의 측정을 가능케한다. 본 발명의 고전압부품에 의해 형성된 전기장을 탐지하는데 특히 적합하다. 여기서 고전압부품이란 500V 내지 100V의 전압, 바람직하게는 1kV 내지 69kV의 전압을 갖는 부품을 의미한다.
본 발명은 특정한 바람직한 구현예를 설명하는 아래의 도면을 참고함으로써 용이하게 이해될 수 있다. 제 1 도는 지지재들(2 및 3)는 적층판의 위 및 아래층을 형성하는 적층구성을 갖는 장치(1)를 나타낸다. 전기도체(4 및 5)는 지지재(2 및 3) 각각의 내부표면상에 바람직한 패턴으로 놓여있다. 액정(6)은 지지재들(2 및 3) 사이에 샌드위치되고, 도체(4 및 5)의 각각과 접촉한다. 도체들(4 및 5)의 정렬은 각 도체(4)가 도체(5)와 부분적으로 중첩되고, 그 역도 가능하도록 되어, LCD 엘리먼트(7)의 어레이를 만든다. 지지재(2 및 3)의 테두리는 밀봉되어 외부환경으로부터 도체(4 및 5)를 보호하고 전기적으로 절연시키는 패키지를 형성한다. 이 특정 구현체에서, 도체(4 및 5) 및 지지재(2 및 3)는 투명하여, 액정(6)의 관측을 가능케한다.
제 2 도는 선 8-8'을 따라 취해진, 제 1 도의 장치의 단면도이다. 가상선(9)은 LCD 엘리먼트(7)의 대략의 경계가 용이하게 보이도록 하기 위해 그려진다.
LCD 엘리먼트(7)내의 액정은 전기장의존광학물성을 가진다. 어떤 임계전압 이하의 전압이 액정에 인가되어, 전기장을 만들 때, 액정은 어느 정도 및/또는 어떤 방향으로 불투명, 투명, 특정색상, 광산란, 광의 편광면의 회전등과 같은 광학물성의 특성을 나타내는, 이후에는 상태 0으로서 일컬어지는, 하나의 광학상태에 있게 된다. 인가전압이 임계전압을 초과했을 때, 그 결과 생긴 전기장은, 상태 0과 광학적으로 뚜렷하게 구별될 수 있는, 이후에는 상태 1로서 일컬어지는, 또 하나의 광학상태로 액정을 전이시킬 수 있을 만큼 세다. 예를들면, 상태 0가 불투명하다면, 상태 1은 투명하고, 그 역도 가능하다. 상태 0가 어떤 색상을 가지면, 상태 1은 무색이거나, 다른 색상을 가질 수 있다. 달리 말하면, 도체(4 및 5)를 가로지르는 전압 V가 임계전압을 초과했을 때, LCD 엘리먼트 (7)는, 관찰자에 의해서 쉽게 분간될 수 있는 상태 0에서 상태 1로의 전이를 함으로써 반응한다.
어떤 이론에 의해 구속되기를 원하지 않지만, 본 출원인은 본 발명이 아래와 같이 작동한다고 추정한다 : 두 물체 사이에 전기포텐셜의 차가 있을 때, 전기장은 두 물체사이의 공간에서 만들어진다. 예를들면, 전기부품과 지표사이에 연결된 A.C. 전압원은 둘사이에 전기포텐셜에 차를 만들것이다 : A.C. 전압원은 어떤 주어진 순간에 전기포텐셜의 차가 둘 사이에 존재하도록 전기부품으로부터 지표로, 다른 한편으로 지표에서 전기부품으로 전자를 끌어올린다. 이 포텐셜은 시간에 따라 크기와 극성이 변한다. 따라서, 전기장은 전기부품과 지표사이의 공간에 존재하며, 전기장의 크기도 또한 시간에 따라 변한다.
유사하게, 고립부품(전도성 재료로 만들어지든지 또는 비전도성 재료로 만들어지든지)은 지표(또는 어떤 다른 이웃한 물체)보다 더 큰 전기포텐셜로 대전된다면, 전기장은 고립부품과 지표사이에 존재할 것이다. 그래서 정전하는 고립부품과 지표사이에 일정한(정전)전압을 초래한다.
어느 한 경우에도, 부품과 지표사이의 공간내의 전기장의 세기는 둘사이의 전기포텐셜, 즉 전압에 의존한다. 전기장이론은, 대전된 부품으로부터의 거리가 증가함에 따라서 전기장의 세기는 감소한다는 것을 알려준다. 이 세기는 연속한 등포텐셜 표면들(또는 이차원 표시에서, 등포텐셜 라인)로 나타내어질 수 있으며, 각각은 대전부품을 둘러싼다. 부품이 점전하이고, 전기장이 다른 대전물체 또는 도전성물체의 존재에 의해서 왜곡되지 않은 이상적인 상태에서, 등포텐셜 표면들은 부품을 둘러싸는 연속한 동심 구형들이고, 각 구형은 다른 전기포텐셜 또는 전압을 나타낸다. 구형의 반경이 증가함에 따라서, 해당포텐셜이 감소한다.
작은 입자가 전기장의 점 A에서 공간내에 매달려있다면, 작은 입자는 점 A를 통과하는 등포텐셜 구형(또는 라인)의 전기포텐셜에 있다. 두 입자가 서로 전기적으로 고립되어 있다면, 두 입자는 Va-Vb의 절대값에 의해 주어진 그들 사이의 전기포텐셜을 갖으며, 여기서 Va및 Vb는 점 A 및 B 각각을 통과하는 등포텐셜 구형의 포텐셜이다. 그러나, 두 입자가 도전성재에 의해서 연결된다면, 전류는 입자들이 공통포텐셜 Vc,Va와Vb사이의 어떤 값에 있을 때까지 A와 B 사이를 흐른다. Vc는Va와Vb사이의 평균에 의해 대략 주어진다.
Figure kpo00001
그러므로, 전기장에 매달린 도전성물체가 전기장의 극한들의 위치에 의해 결정된 전기포텐셜에 있을 것이라는 것을 따르게 된다.
제 3 도는 본 발명이 전기장의 검출을 위해 이들 원리를 어떻게 적용하는가를 개략적으로 예시한다. 전기부품(10)으로부터 어떤 거리가 떨어져 있는 제 1 및 2 도에 표시된 형의 LCD 엘리먼트(7)를 생각해보면(편의로 위해, 지지재(2 및3), 액정(6)의 나머지 및, 다른 LCD 엘리먼트(7)가 생략되었다). 부품(10)의 전압을 유지한다면, 부품(10)은 포텐셜이 감소하는 순서대로, 등포텐셜 V1,V2,V3및V4에 의해2차원적으로 표시된 전기장을 형성한다. 도체(4)의 한 극단이 전압 V1을 받으며, 도체(4)의 또다른 한 극단은 전압 V3을 받는다. 그러나 도체(4)는 도전성이기 때문에, 일반적으로, 도체(4)는 공동의 중간포텐셜에 있어야만 한다. 이 포텐셜은 (V1+V3)/2에 의해서 대략 계산된다. 유사하게, 도체(5)의 포텐셜은 (V2+V4)/2에 의해서 대략 계산된다. 그래서 LCD 엘리먼트(7)를 가로지르는 전체의 포텐셜 -또는 전압-Vt는 식(2)에 의해 주어진다.
Vt=[(V1+V3)-(V2+V4)] (2)
Vt가 임계전압을 초과한다면, 액정(6)은 상태 0으로부터 1로 이동하여, 전기장의 존재를 나타내며, 따라서, 부품(10)내의 전압을 나타낸다. 달리 말하면, Vt- 및 LCD 엘리먼트가 한 상태에서 다른 한 상태로 전이하는지 여부-는 전기장내의 LCD 엘리먼트의 위치에 의존한다. 일반적으로, 장치가 부품에 가까우면 가까울수록, Vt가 더 높아진다.
제 3 도는 유전체로서의 동일한 액정(6)을 갖는 LCD 엘리먼트(11)를 나타내지만, LCD 엘리먼트의 도체(12 및 13)는 일치한다. LCD(11)에서 두 도체(12 및 13)에서의 전압은 (V2+V3)/2로서 주어져서, 액정을 가로질러 어떠한 순포텐셜로 존재하지 않는다. 따라서, 액정은 부품(10)에 의해서 형성된 전기장에 반응하지 않는다.
본 발명을 실시하기 위하여, 제 1 도에 도시된 것과 같은 장치가 시험전기부품의 근처로 옮겨지지만, 전기부품과 지표와는 전혀 전기접 접속을 이루지 않는다. 근처란 전기부품에 의해 형성된 전기장이 적어도 하나의 LCD 엘리먼트의 도체들을 가로질러 임계전압을 초과하는 전압을 전하기에 충분하게 세도록 부품으로부터의 거리를 의미한다. 부품이 전압을 유지한다면, 그때 LCD 엘리먼트들중 적어도 하나가 상태 0으로부터 상태 1로 변환될 것이다. 그래서, LCD 엘리먼트로 간단히 관찰함으로써, 사용자는 전기장이 존재하는지 여부와 부품이 전압을 유지하고 있는지 여부를 알 수가 있다. 꼭 모든 LCD 엘리먼트가 동시에 변환될 필요는 없을 것이다. 왜냐하면 동일한 장치의 부분이지만, 각 쌍의 도체는 전기장에서 약간 다른 위치들을 점하여, 다른 Vt들을 초래할 것이다.
전기부품에 의해 형성된 전기장의 세기 및 전기부품이 유지하는 전압은 실험적인 보정방법을 사용하여 쉽게 계산될 수 있다. 다수 LCD 엘리먼트를 갖는 장치는, 알려진 전압이 인가되는 부품으로부터 고정되거나 또는 알려진 거리에 놓여있다. 각 전압에서, 어느 LCD 엘리먼트들이 상태 0으로부터 상태 1로 전이하는 가가표로 만들어져 있다. 나중에, 부품(또는 또 하나의 유사한 부품)이 알려져 있지 전압에 대하여 시험될려고 할 때, 장치가 동일한 거리에 놓여진다. 상태 0으로부터 상태 1로 전이되어 있는 LCD 엘리먼트들을 적어두고, 앞서 준비한 표를 참고함으로써, 부품의 전압이 계산된다. 또 다른, 그러나 약간 덜 편리한 방법은 단일 LCD 엘리먼트를 갖는 장치를 사용하고 기준탐독값을 산출하기 위하여 장치를 이리저리로 이동시키는 것이다.
본 발명은 일부 목적을 위하여, 예를들면 고전압케이블 또는 버스바아, 캐패시터, 스위치, 변압기, 엘보우, 터미네이션 등과 같은 다른 부품이 "전류가 통하고 있는지"를 결정하기 위하여 장치를 손으로 잡음으로써 실시될 수 있지만, 일반적으로 업계에서 "핫스틱"으로서 알려진 긴, 절연된 전주의 한 끝에 장치가 부착되게 함으로써, 장치를 라인의 근처에 가져오는 것이 더욱 편리하고 또한 더 안전하게 된다. 대신에, 일정한 모니터를 제공하기 위하여, 장치는 후크(hooks) 또는 다른 부착수단을 가지고 라인 또는 다른 부품에 물리적으로 부착되지만 그것으로부터 절연될 수 있다. 또한 부품전압이 측정되어지는 적용해서, 부착수단은 장치를 부품으로부터 예정된 거리에 부착하기 위하여, 편리한 "야아드스틱"으로서 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 액정은 다양하다. 액정은 별개의 화합물이거나, 혼합물이다. 이 분야에서 잘 알려진대로, 액정은 액정이 결정질인 온도범위를 확장하거나, 단일 화합물을 가지고는 쉽게 얻어질 수 없는 다른 바람직한 성질을 얻기 위하여, 종종 블렌드(blends) 상태로 사용된다. 몇몇의 액정은 시아노비페닐, 벤조산업, 시프염기형일 수 있다. 액정은 색상의 광효과를 주기 위하여, 다색염료를 포함한다. 바람직하게는, 적절한 네마틱액정은 미합중국 제4,591,223호에서 찾을 수 있고, 이 문헌은 여기서는 참고로 인용된다.
누설전류가 도체를 가로지르는 전압을 방전시켜, 액정이 상태 0로부터 상태 1로 전이하지 못하게 막기 때문에, 액정은 고체적비저항을 갖는게 바람직하다. 여기서 체적비저항이란 1×1011Ω-cm보다 큰 것을 의미한다.
또한 액정은 캡슐화된 액정이 바람직하다. 다량의 액정이 콘테인먼트(contAlnment) 또는 캡슐화매체 또는 재료내에 포함될 때 캡슐화 되었다고 일컬어진다. 캡슐화된 액정은, 액정이 용해하지 않는 캡슐화매체와 액정을 함께 혼합하여, 액정을 함유하는 개개의 캡슐형성을 가능케한다. 캡슐화매체는, 앞서 언급된 누설전류를 고려하여, 1×1011Ω-cm 이상의 체적비저항을 갖는다. 바람직한 캡슐화매체는 폴리(비닐알코올)이다.
캡슐화된 액정은 네마틱과 스메틱중 어느 하나이다. 네마틱 액정의 캡슐화는 미합중국 제4,435,047(Fergon) 또는 제4,591,233호(Fergason)에 공개되고, 여기서는 참고로 인용된다.
캡슐화된 액정은 또한 스메틱일 수도 있다. 캡슐화된 스메틱 액정은, 이 액정이 "기억능력(memory)"을 가질 수 있다. 즉 상태 0에서 상태 1로 전이한 후 도체를 가로지르는 전압이 제거된 후에도 액정이 상태 1에 머물러 있다는 점에서, 일부의 적용에 이점을 제공한다. 이 액정은 가열에 의해서 상태 0로 되돌아 갈 수 있다. 그래서, 전기장의 존재를 반영구적으로 표시하는 것이 필요하거나 또는 바람직한 곳에 적용하기 위하여, 캡슐화된 스메틱액정이 바람직하다. 스메틱액정의 캡슐화는 1985년 3월 출원된 미합중국 출원 제740,218호(Fergason)에 설명되어 있으며, 여기서는 이것은 참고로 인용된다.
이 명세서에서 사용된 바와같이, 용이 "액정"은 액정의 불연속 액정화합물, 블렌드 및 캡슐화된 액정을 포함한다.
제 1 도에서, 두 도체는 투명한 것으로 표시된다. 이것이 본 발명을 실시하는데 필수적인 것은 아니다. 아래에 놓인 액정이 관측되어질 때 통과해야 하는 전극의 적어도 일부가 투명해야 할 필요가 있다. 복합 도체, 즉 시계영역에만 투명한 재료로 된 도체가 사용될 수 있지만, 종종 전체적으로 투명한 도체를 사용하는 것이 보다 편리하다.
바람직한 전극 재료는 산화인듐주석(ITO)이다. 다른 적당한 재료는 금, 니켈, 크롬, 산화티타늄, 산화주석, 알루미늄, 산화안티몬주석 및 산화인듐이다.
지지재의 선택은 중요하지 않다. 제 1 도에서 양 지지재는 투명한 상태로서 표시된다. 이것은 본 발명을 실시하는데 필요하지 않다. 지지재는 아래에 놓인 액정이 관찰되어질 위치에서만은 적어도 투명해야할 필요가 있다. 도체에서와 같이, 전체적으로 투명한 지지재를 사용하는 것이 보다 편리할 것이다. 지지재는 LCD 엘리먼트를 지지하고 보호하기 위하여 충분한 기계적 완전성을 가져야만 하고 우수한 전기 절연체이어야만 한다. 도체는 지지재에 직접 부착되거나 또는 적당한 접착제에 의해서 지지재에 견고하게 유지되는게 바람직하다. 적절한 지지재는 유리 및 유기중합체, 특히 열가소성이거나, 그렇지 않으면 막 또는 박판형태로 용이하게 제조될 수 있는 재료를 포함한다. 바람직한 지지재는 Dupont사의 Mylar
Figure kpo00002
로서 공업적으로 이용되는 폴리(에틸렌 테레프 탈레이트)이다.
내부에 있는 액정엘리먼트를 보호하고, 전기적으로 절연시키기 위하여 지지재가 헤어메틱 시일된 패키지를 이루는 것이 바람직하지만, 이러한 밀봉은 필수적이지는 않다. 예를들면, 내부재료들이 환경적인 습기 또는 대기산소에 특별하게 민감하지 않거나, 장시간의 내구성이 중요하지 않은 곳에서는, 지지재는 밀봉패키지를 형성할 필요가 없다.
적절한 성능을 위하여, 본 발명의 장치는 시험전기부품에 의해 발생된 전기장을 가능한 적게 왜곡시키거나 방해하도록 조립되어야만 한다. 예를들면, 도체이외에는, 장치는 어떠한 금속 또는 도전성엘리먼트를 가져서는 안된다. 도체의 크기와 형상 및 전극상호간의 위치선정은 전기장 왜곡효과를 또한 고려해야만 한다.
LCD 엘리먼트는 제 1 및 2 도에 도시된 대로, 저항비접속 어레이로 배열될 필요가 없다. 제 4 도는 공동전극이 공유되는 장치에 대한 평면도이다. 장치(14)는 상부 및 하부지지재(15 및 16)를 가지며, 지지재 각각의 내부표면상에 공동상부전기도체(17)과 바닥전기도체(18)가 배치된다. 액정(19)은 지지재(15)와 지지재(16) 사이에 샌드위치되어 있고 도체(17) 및 도체(18)와 접촉되어 있다. 도체(17)는 도체들(18)중 각각과 부분적으로 중첩되어, LCD 엘리먼트(20)를 형성한다. 지지재(15 및 16)의 테두리는 보호 및 절연을 위해 밀봉되어 있다. 도체(15 및 16)과 도체(17 및 18)는 이 구현체에서 투명한 상태로 제시된다.
제 5 도는 선 21-21'을 따라 취해진 제 4 도의 장치(14)의 단면도이다. 가상선(22)이 LCD 엘리먼트(20)의 대략의 경계선을 보기 용이하게 하기 위해 그려졌다.
제 6 도는 본 발명의 또 하나의 구현체이다. 장치(23)는 각각 상부 및 하부지지재(24 및 25)를 가진다. 상부 및 하부전기도체(26 및 27)는 각각 상부 및 하부지지재(24 및 25)의 내부표면상에 놓여 있다. 액정(28)은 지지재들 사이에 샌드위치되고 도체들과 접촉하고 있다. 최초 도체와 최종 도체를 제외하고, 각 상부도체(26)는 두개의 다른 하부도체(27)와 부분적으로 중첩하고, 그 역과 또한 가능하다. 이 방식으로, 직렬전기 접속된 연속한 LCD 엘리먼트(29)가 만들어진다. 앞서와 같이, 지지재(24 및 25)의 테두리가 밀봉된다.
제 7 도는 선 30-30'를 따라 취해진, 제 6 도의 장치의 단면도이다. LCD 엘리먼트(29)를 보기 용이하게 하기 위해서, 가상선(31)이 그려져 있다.
제 7 도의 장치에서, 개개의 LCD 엘리먼트들이 직렬로 전기접속되어 있기 때문에, 각 엘리먼트를 가로지르는 전압은 전기장에서의 엘리먼트의 위치에만 의존하지는 않는다. 각 LCD 엘리먼트는, 도체의 중첩부분이 플레이트이고, 액정이 유전체인, 전기적으로 평행판 축전기이다. 이러한 축전기의 정전용량 C은 식(3)으로 주어진다.
C=keA/d (3)
여기서 k는 상수이고, e는 액정의 유전상수이며, A는 전극들의 중첩면적이고, d는 액정층의 두께이다. 또한, C는 식(4)에 의해서 도체들을 가로지르는 전압과 관련이 있다 :
C=q/V (4)
여기서 q는 축전기에 축전된 전하이다.
직렬접속된 n축전기에 대해서, 각각의 개개의 축전기를 가로지르는 전압 및 정전용량은 식(5) 및 (6)에 의해서 총정전용량 C3과 가로지르는 전압 V3과 관련지어진다 :
V3=V1+V2+…+Vn(5)
1/C3=1/C1+1/C2+…+1/Cn(6)
여기서 Vn및 Cn은 n번째 축전기의 가로지르는 전압 및 정전용량이다.
LCD 엘리먼트들이 동일한 정전용량을 가진다면(예를들면, LCD 엘리먼트들이 동일한 치수와 액정을 가진다면), 그때 각 축전기를 가로지르는 전압은
V1=V2=Vn=Vs/n (7)
로 간단히 주어진다.
LCD 엘리먼트들이 동일한 정전용량을 가지지 않는다면, 개개의 전압은 식(8)에 의해서 계산될 수 있다 :
Vn=V3C3/Cn(8)
그래서, 장치가 직렬접속된 LCD 엘리먼트들을 갖지 않는다면, 장치를 가로지르는 총전압은 제 3 도를 참고하여 위에서 설명된 위치효과에 의존하지만, 개개의 엘리먼트들을 가로지르는 이 전압의 분포는 식(7) 또는 (8)을 따른다.
본 발명의 또 하나의 구현체에서, 사용된 장치는, 제 1 액정 엘리먼트는 비-활성상태에서 다수의 액정엘리먼트중 어떤 다른 엘리먼트의 정전용량보다 더 낮은 정전용량을 가지며, 제 1 액정엘리먼트의 비-활성 상태에서보다 활성상태에서 더 큰 정전용량을 갖도록, 양의 유전비등방성을 갖는 액정으로 이루어지며 : 제 2 액정엘리먼트는 제 1 액정엘리먼트의 활성상태에서의 정전용량보다 더 낮은 비-활성상태에서의 정전용량을 가지며, 또한 제 2 액정엘리먼트가 제 1 액정엘리먼트와 직렬로 전기접속된, 다수의 액정엘리먼트로 이루어진 어레이로 이루어져도 된다. 바람직하게는, 액정엘리먼트들중 각각은 양의 유전비등방성을 가지는 액정으로 되어 있다. 이 구현체에서, 액정엘리먼트는 실질적으로 동일한 크기이거나 또는 다른 크기이어도 된다. 본 구현체의 어레이는 본 출원과 함께 출원된 PCT/US 87/01756에 개시되며, 이것은 여기에 참고로 인용되어 있다.
위에서 지적된대로, 본 발명은 정전기를 검출하는데 아주 적합하다. 예를들어 말하면, 반도체산업에서 청결한 룸작동에서, 정전하의 발생의 검출은 중요하며, 본 발명의 편리한 방법이 유리하다. 천연가스가 중합체 파이프를 통해서 전달되어지는 또 하나의 적용에서, 파이프를 통과하는 가스의 흐름은 정전기를 일으킬 수 있다. 본 발명은 수리공에게 수리를 하기 위해 파이프로 들어가기전에 스파아크를 일으켜 가스를 점화시킬 수 있는 정전기의 발생이 있는지 여부를 결정하기 위한 편리한 수단을 제공한다.
통상적으로, 정전기의 검출은, 정전기가 검출수단의 전력소모필요 요건에 의해 방출됨으로써 어렵다. 그러나, 본 발명은 원격방법이고, 본 장치가 높음 임피던스, 낮은 전력소비장치이기 때문에, 본 발명의 장치는 정전기를 검출하는데 용이하게 사용될 수 있다.
LCD 유닛의 크기는 실용적인 면에 중요하다는 것을 주목해야만 한다. 본 발명의 장치는 원격동작하기 때문에, 공기의 높은 임피던스가 실질적인 전류흐름을 허용하지 않으므로, 전력소비를 최소화하는 것이 바람직하다. 이 목적을 이룩하는 한 방법은 크기를 감소시키는 것이지만, 본 발명의 장치가 사용될 특정 응용의 관찰요구조건을 고려해야만 한다. 이 분야에 통상의 지식을 가진자는, 낮은 전류가 사용되어도 용이하게 관찰할 수 있는 장치에 대한 필요성을 가장 잘 충족시키는 LCD 크기를 쉽게 선택할 수 있을 것이다. LCD의 전류요구조건을 감소시키는 또 하나의 방법은 앞서 언급한 대로, 고-임피던스 액정을 사용하는 것이다.
이 실시예는 적층구조를 갖는 본 발명의 바람직한 구현체의 제조를 예시한다. 이 구현체에서, 액정은 지지재료의 두 층 사이에서 "샌드위치"되며, 각 층은 액정과 면하고 있는 표면상에 한 패턴의 도체를 갖고 있다.
바람직한 도체패턴을 도면으로 그렸다. 종래의 포토레지스터를 사용하여, 각 도면이 한 측면상에 ITO로 피복되어 있던 한장의 투명한 지지재료 (Mylar
Figure kpo00003
)로 옮겨졌다. 과도하고 바람직하지 않은 ITO는 제거되고, 각 박판의 지지재로 상에 한 형태의 ITO 도체를 남겼다. 그리고, 박판중 하나의 박판이 Taliq Corp., MountAln View, Ca.에서 제조된 캡슐화 매체와 혼합된 액정으로 도체측면상에 피복되었다. 액정-캡슐화 매체혼합물의 끈적끈적한 층이 경화되었다. 다른 박판은 캡슐화된 액정층상에 놓여졌고, 도체쪽이 액정과 면하고, 도체패턴이 적절하게 레지스테레이션(registeration) 되도록 주의가 기울여졌다. 그리고나서 박판들이 오븐에서 가열에 의해 적층되어, 직렬 접속된 다수의 액정 유닛을 갖는 적층된 구조를 만들었다.
이 특정재료는 비-활성상태에서 불투명하고, 활성상태에서 투명하다.
[실시예 2]
이 실시예는 전압의 크기의 추정 및 검출을 위한 본 발명의 장치의 용도를 예시한다.
제 8 도를 언급하면, 상부전기도체(32)를 갖는 적층된 장치는 하부전기도체(33)와 중첩되어, 제 4 도에서 도시된 것과 아주 동일한 방식으로 직렬전기접속된 일렬의 액정엘리먼트(34)를 형성한다(편의를 위해, 지지재료와 액정의 나머지는 생략되었으나, 상부도체(32) 및 하부도체(33)의 각각의 존재는 생략되지 않았으며, LCD 엘리먼트(34)에는 기호가 붙여졌다) 라미네이트는 실시예 1에 따라 제조되었다. 지지재료는 Mylar이었고, 액정은 앞서 참고로써 인용된 제4,435,047호의 방법에 의해 캡슐화되었다. 장치는 지표면으로부터 4피이트위에 놓인 변압기(39)의 코로나벨아래에 3인치되는 곳에 수직으로 놓여있다. 장치는 전기절연테이프와 적소에 유지된다. 특정 LCD 엘리먼트 상태를 변경시켰던(불투명상태에서 투명상태로 변경시키는) 변압기전압은 아래와 같이 표시된다.
Figure kpo00004
그래서, 어느 액정유닛이 상태를 바꾸었는가를 참고함으로써, 변압기내의 전압이 얼마인가를 결정할 수 있다.
[실시예 3]
실시예 2의 장치가 제 8 도에 보여진대로 선 35-35', 36-36', 37-37' 및 38-38'를 따라 절단되고, 실시예 2의 실험이 반복되었다.
Figure kpo00005
이 실시예에 의해서, 전기접속되지 않은 LCD 엘리먼트들이 전기부품의 전압크기를 측정하는데 사용될 수 있다는 것이 제시된다.
[실시예 4]
이 실시예는 정전기를 검출하기 위한 본 발명의 장치의 용도를 나타낸다.
제 9 도에 도시된대로, 직렬전기접속된 LCD 엘리먼트(42)를 형성하기 위하여 상부도체(40)와 하부도체(41)가 중첩되어 있는 장치를 제조하였다.(편의를 위해서, 제 6 도에서, 지지재료와 액정의 표시가 생략되었고, 상부도체(40)와 하부도체(41)의 각각의 존재는 생략되지 않았으며, LCD 엘리먼트(42)에는 부호가 붙여졌다. 장치는 실시예 1에 따라 제조된, 지지재료로서 Mylar를 갖는 적층구조를 갖는다. 액정은 앞서 참고로써 인용된 미합중국 제4,435,047호의 방법에 의해 폴리(비닐알코올)로 캡슐화되었다. 각 LCD 엘리먼트는 단면적이 약 5×5mm이었고, 액정은 약 10 내지 20㎛의 두께를 가졌다.
한 조각의 2 1/4인치 염화(폴리)비닐관에 표면을 천으로 문지름으로써 정전기가 유도되었다. 관을 따라 여러 지점에서의 전압은 Simco 모델 SS-2X 정전기위치지정기(electrostatic locator)에 의해 측정되었다. 그리고, 장치를 관으로부터 반경거리 2 1/2인치되는 것으로 가져왔다. 위치지정기가 7kV 이상의 전압의 존재를 지시한 곳마다, 장치의 하나 이상의 전이가 관측되었다.

Claims (35)

  1. (Ⅰ) (a) 적어도 일부가 투명한 제 1 도체 : (b) 도체들중 한 도체의 일부가 다른 도체를 크게 지나서 뻗도록 제 1 도체에 관하여 정렬된 제 2 도체 : 및 (c) 전기장에 광학적으로 감응하고 제 1 도체와 제 2 도체 사이에 위치한 액정으로 이루어진 적어도 하나의 액정디스플레이 엘리먼트를 갖는 장치를 제공하고, (Ⅱ) 제 1 도체와 제 2 도체가 전기장 세기가 다른 영역에 위치하도록, 전기부품과 지표중 어느 하나와도 전기적 접촉을 이룸이 없이, 장치를 전기부품근처로 가져오며, (Ⅲ) 액정디스플레이 엘리먼트의 광학상태를 관찰하는 단계로 이루어지는, 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 장치가 서로 전기적으로 절연된 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들로 되어 있는 어레이로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 장치가 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들로 되어 있는 어레이로 이루어지며, 이 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 일부가 전기직렬접속됨을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 장치가 다수의 엘리먼트들로 되어 있는 어레이로 이루어지며, 이 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 일부가 공동의, 연속한 제 1 또는 제 2 도체를 공유함을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 장치가 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들로 되어 있는 어레이로 이루어지며, 이 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 하나가 액정디스플레이 엘리먼트중 적어도 다른 하나와 실질적으로 다른 정전용량을 가짐을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 장치가 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들로 되어 있는 어레이로 이루어지며, 이 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들중 대다수가 서로 실질적으로 다른 정전용량을 가짐을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 장치가 실질적으로 동일한 정전용량을 가진 다수의 액정디스플레이 엘리먼트들로 되어 있는 어레이로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 장치가 캡슐화 액정의 공동의 연속한 본체를 공유하는 하나 이상의 액정디스플레이 엘리먼트를 가짐을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 1 도체와 제 2 도체중 각각의 적어도 일부가 투명함을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 도체와 제 2 도체가 제 1 지지재와 제 2 지지재 각각에 의해 지지되며, 이 지지재들은 지지되는 도체가 투명한 부분에서 투명함을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 제 1 도체 및 제 2 도체가 각각 금, 니켈, 크롬, 산화티타늄, 산화주석, 산화인듐, 알루미늄, 산화안티몬주석 및 산화인듐주석으로 된 군에서 선택된 재료로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 제 1 도체와 제 2 도체의 각각이 산화인듐 주석으로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 전기부품이 정전하를 유지함을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 전기부품이 고전압을 유지함을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 액정이 캡슐화되어 있음을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 캡슐화된 액정이 네마틱임을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 캡슐화된 액정이 스메틱임을 특징으로 하는 전기부품에 의해 발생된 전기장을 검출하는 방법.
  18. (Ⅰ) 각각이 (a) 적어도 일부가 투명한 제 1 도체 : (b) 제 1 도체와 제 2 도체중 한 도체의 일부가 다른 한 도체를 크게 지나서 뻗어 있게 제 1 도체와 대해서 정렬된 제 2 도체 : 및 (c) 전기장을 광학적으로 감응하고, 제 1 도체와 제 2 도체 사이에 위치한 액정으로 이루어진 다수의 액정디스플레이 엘리먼트로 되어 있는 어레이 : 및 (Ⅱ) 외부환경으로부터 어레이를 전기적으로 절연시키고, 둘레를 둘러싸며, 또한 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 하나의 광학상태를 볼 수 있도록 적어도 부분적으로 투명한 보호패캐징으로 이루어진, 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 장치가 적층구조를 가지며, 보호패캐징이 서로 밀봉된 투명지지재의 제 1 박판과 제 2 박판으로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  20. 제 18 항에 있어서, 액정디스플레이 엘리먼트들이 서로 전기적으로 절연됨을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  21. 제 18 항에 있어서, 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 일부가 공동의, 연속한 제 1 또는 제 2 도체를 공유함을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  22. 제 18 항에 있어서, 액정디스플레이중 엘리먼트들중 적어도 일부가 직렬전기접속됨을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  23. 제 18 항에 있어서, 액정디스플레이 엘리먼트들의 각각이 실질적으로 동일한 정전용량을 가짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  24. 제 18 항에 있어서, 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 하나가 액정디스플레이 엘리먼트들중 적어도 다른 하나와 실질적으로 다른 정전용량을 가짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  25. 제 18 항에 있어서, 액정디스플레이 엘리먼트들중 대다수가 서로 실질적으로 다른 정전용량을 가짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  26. 제 18 항에 있어서, 제 1 도체와 제 2 도체가 각각 금, 니켈, 크롬, 산화티타늄, 산화주석, 산화인듐, 알루미늄, 산화안티몬주석 및 산화인듐주석으로 된 군에서 선택된 재료로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  27. 제 18 항에 있어서, 제 1 도체와 제 2 도체의 각각이 산화인듐주석으로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  28. 제 18 항에 있어서, 액정디스플레이 엘리먼트들이 캡슐화된 액정의 공동본체를 공유함을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  29. 제 18 항에 있어서, 액정이 캡슐화되어 있음을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 액정이 네마틱임을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  31. 제 29 항에 있어서, 액정이 스메틱임을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  32. 제 18 항에 있어서, 전기장이 검출되어질 영역에서 장치를 전기부품에 부착시키는 절연수단으로 추가로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  33. 제 18 항에 있어서, 전기장이 검출되어질 영역에 장치를 위치시키는 절연수단으로 추가로 이루어짐을 특징으로 하는 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 장치.
  34. 제 1 투명지지박판과 제 2 투명지지박판 : 상기의 제 1 박판과 제 2 박판의 내부표면에 각각 배열된 제 1 투명도체와 제 2 투명도체 : 및 전기장에 광학적으로 감응하고, 제 1 박판과 제 2 박판 사이에 샌드위치되며, 제 1 투명도체와 제 2 투명도체와 접촉하고 있는 캡슐화된 액정으로 이루어지며, 상기 제 1 투명도체와 제 2 투명도체는, 제 1 투명도체가 제 2 투명도체와 부분적으로 중첩되고, 그의 역과 또한 가능하도록, 정렬되며 : 상기 도체들 및 액정을 외부환경으로부터 전기적으로 절연시키고, 밀봉시키는 보호패캐징을 형성하도록, 제 1 박판과 제 2 박판이 서로 테두리를 따라서 밀봉되어지는 적층구조를 이루는, 전기부품을 둘러싸는 전기장을 검출하는 액정장치.
  35. (Ⅰ) 각각이 (a) 적어도 일부가 투명한 제 1 도체 : (b) 제 1 도체와 제 2 도체중 한 도체의 일부가 다른 한 도체를 크게 지나서 뻗어 있게 제 1 도체에 대하여 정렬된 제 2 도체 : (c) 전기장에 광학적으로 감응하고, 제 1 도체와 제 2 도체 사이에 위치한 액정으로 이루어진 액정디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 갖으며 공지의 포텐셜을 갖는 포텐셜소오스로부터의 특정 거리에서 어느 액정디스플레이 엘리먼트가 그의 광학물성을 바꾸는가에 대해서 캘리브레이션되어 있는 장치를 제공하고 : (Ⅱ) 전기부품과 지표중 어느 하나와도 전기적 접촉을 이루지 않고, 장치를 전기부품의 근처에 있는 특정거리로 가져오며 : (Ⅲ) 어느 액정디스플레이 엘리먼트가 그의 상태를 변경했는가를 관찰하며 : (Ⅳ) 캘리브레이션에 의해 전기부품의 전압을 측정하는 단계로 이루어진, 전기부품에 의해 형성된 전기장의 세기로부터 전기부품의 포텐셜의 크기를 측정하는 방법.
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