SE452807B

SE452807B - DEVICE FOR TESTLESS TESTING THE PRESENCE OF ELECTRIC VOLTAGE

Info

Publication number: SE452807B
Application number: SE8500205A
Authority: SE
Inventors: Hardy Nyhlen
Original assignee: Hardy Nyhlen
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1987-12-14
Also published as: AU5318986A; EP0238500A1; SE8500205L; AU599583B2; WO1986004424A1; SE8500205D0

Description

452 807 2 till det elektriskt ledande höljet 11 i likhet med förhållandet i en stavlampa. En löstagbart fastsättbar ändplugg 12 uppbär fjäderelementet 10 och kan avlägsnas för utbyte av batterier. I det visade exemplet är den elektriska kretsen med sin nollpotentialanslutniiig (se nedan) ansluten till det ledande höljet och avsedd att vara belägen i ett cylindriskt parti 13 av ett elektriskt isolerande material, exem- pelvis ingjuten i plast med en ogenomskinlig mantel 14. Detta cylindriska parti kan löstagbart sammansättas med det rörformiga elektriskt ledande partiet 11 me- delst ett gängparti 15. I testanordningens främre ände, som utgör teständen 16 är utformat ett koniskt parti 17, som är genomlysbart och exempelvis försett med en fasetterad yta 18. Det koniska partiet 17 uppvisar närmare bestämt formen av en Stympad kon med en företrädesvis plan ändyta 19. Det koniska partiet 17 inrymmer ett indikatororgan 20 som i det visade exemplet är av optisk typ i form av exempelvis en lysdiod, som är omställbar mellan tänt och släckt tillstånd. Vi- dare inrymmes i det koniska partiet 17 ett sensororgan 21 som uppvisar en fri, dvs öppen ände 22, belägen innanför ändytan 19, och en ände 23, som är anslu- ten till den elektriska kretsen 7. Den fasetterade mantelytan 18 bildas genom prismaslipning och tjänstgör som lins för det av lysdioden i tänt tillstånd avgivna ljuset. Sensororganet 21 utgöres av en elektrisk ledare av noggrannt avpassad längd. 452 807 2 to the electrically conductive housing 11 similar to the ratio in a rod lamp. A detachably attachable end plug 12 carries the spring member 10 and can be removed to replace batteries. In the example shown, the electrical circuit with its zero potential connection (see below) is connected to the conductive housing and is intended to be located in a cylindrical portion 13 of an electrically insulating material, for example molded in plastic with an opaque sheath 14. This cylindrical portion can be releasably assembled with the tubular electrically conductive portion 11 by means of a threaded portion 15. In the front end of the test device, which constitutes the test end 16, a conical portion 17 is formed, which is translucent and for example provided with a faceted surface 18. The conical portion 17 more specifically, it has the shape of a truncated cone with a preferably flat end surface 19. The conical portion 17 houses an indicator means 20 which in the example shown is of optical type in the form of, for example, an LED, which is switchable between on and off state. Furthermore, in the conical portion 17 a sensor member 21 is accommodated which has a free, i.e. open end 22, located inside the end surface 19, and an end 23, which is connected to the electrical circuit 7. The faceted mantle surface 18 is formed by prism grinding and serves as a lens for the light emitted by the LED in the lit state. The sensor means 21 consists of an electrical conductor of carefully matched length.

Fig. 3 och 4 visar en andra utföringsform av testanordningen. Denna skiljer sig från den första utföringsformen i huvudsak genom att den är utförd som en lampa med en glödlampa 42, belägen mellan batterierna 4, 5 och den elekt- riska kretsen 7. Denna är belägen i ett något utvidgat genomlysbart och lämpli- gen räfflat parti 43, varvid separat lampa ej erfordras. Strömbrytare för lampan och eventuellt även den elektriska kretsen 7 kan exempelvis vara inbyggd i clip- sen 2.Figs. 3 and 4 show a second embodiment of the test device. This differs from the first embodiment mainly in that it is designed as a lamp with a light bulb 42, located between the batteries 4, 5 and the electrical circuit 7. This is located in a slightly widened translucent and suitably grooved portion. 43, whereby a separate lamp is not required. Switch for the lamp and possibly also the electrical circuit 7 can for example be built into the clip 2.

Av fig. 5 framgår den elektriska kretsens 7 uppbyggnad enligt ett före- slaget exempel. Den elektriska kretsen 7 representerar i och för sig testanord- ningen som sådan, medan övriga komponenter har tillkommit för att möjliggöra anordningens praktiska funktion. Den elektriska kretsen 'I och därmed således testanordningen är uppbyggd av ett första förstärkarsteg 24 och ett till det förs- ta förstärkarstegets utgång 25 anslutet andra förstärkarsteg 26. Strömkällan 4, 5 är avsedd att med sin pluspol anslutas till det positiva anslutningsstället 27 och med sin minuspol anslutas till det negativa anslutningsstället 28, som även representerar anordníngens "jord", dvs nollpotential. Det första förstärkarste- get 24 består i det visade exemplet av ett s.k. darlingtonpar av två transisto- rer 29, 30, vilka således är inbördes kopplade i darlingtonkoppling, som visas i figuren. Sensororganet 21 i form av den elektriska ledaren, som ovan nämnts, är med sin ena ände fri eller öppen, dvs ej elektriskt ansluten till något och 3 452 807 med sin andra ände ansluten till basen 31 av den första transistorn 29 i det första förstärkarsteget 24. I kretsen ingår vidare ett mellan det första förstär- karstegets utgång 25 och det andra förstärkarsteget 26 ingång 32 inkopplat mot- stånd 33 på exempelvis 10 kilohom och ett mellan det andra förstärkarsteget in- gång 32 och dess positiva anslutningsställe 27 inkopplat motstånd 34 på exem- pelvis 2 kilohm. Vidare ingår en kondensator 35 på exempelvis 1 mikrofarad.Fig. 5 shows the structure of the electrical circuit 7 according to a proposed example. The electrical circuit 7 in itself represents the test device as such, while other components have been added to enable the practical function of the device. The electrical circuit I and thus the test device is made up of a first amplifier stage 24 and a second amplifier stage 26 connected to the output 25 of the first amplifier stage. The current source 4, 5 is intended to be connected with its positive pole to the positive connection point 27 and with its negative pole is connected to the negative connection point 28, which also represents the "earth" of the device, ie zero potential. In the example shown, the first amplifier stage 24 consists of a so-called darling tone pairs of two transistors 29, 30, which are thus interconnected in darling tone coupling, as shown in the figure. The sensor means 21 in the form of the electrical conductor, as mentioned above, is with its one end free or open, i.e. not electrically connected to anything and with its other end connected to the base 31 of the first transistor 29 in the first amplifier stage 24. The circuit also includes an resistor 33 connected between the output 25 of the first amplifier stage and the second amplifier stage 26 connected at a rate of, for example, 10 kilohom and a resistor 34 connected between the second amplifier stage input 32 and its positive connection point 27, for example. - pelvis 2 kilohm. Furthermore, a capacitor 35 of, for example, 1 microfarad is included.

Huvudkomponenterna i det andra förstärkarsteget 26 utgöres av en tran- sistor 36 och indikatororganet 20 i form av lysdioden.The main components of the second amplifier stage 26 are a transistor 36 and the indicator means 20 in the form of the LED.

Genom testanordningens speciella uppbyggnad med öppen bas fungerar sensororganet 21 såsom en antenn, som avkänner det elektriska fältet i en elekt- risk ledare eller komponent. Därigenom ger testanordningen en indikering av elektrisk spänning, oberoende av om ström flyter genom ledaren eller komponen- ten eller ej. Detta är mycket väsentligt för exempelvis kontroll av om säkringar är felaktiga eller ej. Erfarenheten visar att en kontroll av säkringar genom att enbart studera det färgade ändblecket på en säkring är mycket otillförlitlig, eftersom blecket ofta blir fastsittande på sin plats, även när säkringen går och den i säkringen befintliga ledande tråden smält ned. Känsligheten hos anord- ningen är för dylik tillämpning så avpassad, att anordningen ej avkänner det elektriska fältet från intilliggande säkringar eller från den ena sidan av säkringe- hållaren, som ju fortfarande är elektriskt ledande, när en säkring går.Due to the special structure of the test device with open base, the sensor means 21 functions as an antenna, which senses the electric field in an electric conductor or component. Thereby, the test device gives an indication of electrical voltage, regardless of whether current flows through the conductor or component or not. This is very important for, for example, checking whether fuses are faulty or not. Experience shows that checking fuses by only studying the colored end plate on a fuse is very unreliable, as the plate often gets stuck in place, even when the fuse blows and the conductive wire in the fuse melts. The sensitivity of the device is so adapted for such an application that the device does not detect the electric field from adjacent fuses or from one side of the fuse holder, which is still electrically conductive when a fuse blows.

Testanordningen användes på så sätt, att den stav- eller pennfonniga anordningen riktas mot den aktuella säkringen 37, som skall testas i en grupp- central 38, närmare bestämt med sin testände 16 placerad relativt nära eller mot inspektionsglaset 39 i säkringshållaren 40, se fig. 6. Indikering av felaktig eller hel säkring sker enkelt genom att indikatororganet 20 aktiveras och omställes från ett första tillstånd till ett andra, i det visade exemplet genom att lysdioden tändes, när säkringen är hel och spänning således finns närvarande i säkringens närmast teständen 16 belägna ände.The test device is used in such a way that the rod or pen-shaped device is directed towards the current fuse 37, which is to be tested in a group control unit 38, more specifically with its test end 16 placed relatively close to or against the inspection glass 39 in the fuse holder 40, see fig. 6. Indication of faulty or complete fuse is made simply by activating the indicator means 20 and switching from a first state to a second, in the example shown by lighting the LED, when the fuse is full and voltage is thus present in the end of the fuse closest to the test end 16. .

När lysdioden är släckt uppvisar ingången 32 till det andra förstärkar- steget 26, dvs styrelektroden i form av basen till transistorn 36 en sådan poten- tial, att transistorn 36 är öppen, dvs att ström ej flyter i den med pilarna 41 markerade strömkretsen. När testanordningen hålles intill den säkring 37, som skall testas, inträffar ej något om säkringen är trasig, eftersom därvid ej före- ligger något elektriskt fält vid sensororganet 21 av sådan styrka, att någon in- dikering sker. Detta är fallet på grund av att endast den längst bort från test- anordningen belägna änden av säkringen därvid uppvisar spänning, dvs den i bottnen av säkringshållaren 40 belägna delen. Känsligheten hos anordningen är således så avpassad, att den ej reagerar för det elektriska fältet på avståndet cirka en säkringslängd. Detta gäller åtminstone vid förekommande nätspänning 452 807 4 av 110-380V. Om säkringen är hel, medförande att säkringen är spännings- förande även i sin närmast avkänningsänden 16 belägna ände, föreligger ett elektriskt fält vid sensororganet 21 av sådan styrka, att en potentialändring uppstår i den såsom antenn fungerande ledaren, som bildar sensororganet 21, vilken potentialändring förstärkes i det första förstärkningssteget genom att transistorerna 29, 30 ändrar tillstånd i ledningsförmåga, vilket i sin tur medför en potentialändring vid ingången 32 till den andra förstärkningssteget 26, dvs styrelektroden i form av basen till transistorn 36, på grund av urladdning av kondensatorn 35, varvid transistorn 36 ändrar ledningstillstånd från strypt tillstånd till ledande tillstånd, medförande att ström flyter i pilarnas 41 riktning från pluspolen 27 genom lysdioden 20 och till minuspolen 28, varvid lysdioden tändes och det koniska partiet 17 ges ett jämnt, starkt ljus på grund av den prismaslipade ytan. Lysdioden är exempelvis av typ hög intensitets-lysdiod så, att en tydlig indikering även kan observeras i dagsljus. När testanordningen avlägsnas från säkringen, slocknar lysdioden snabbt på grund av ändringen i tillståndet i darlingtontransistorernas ledningsförmåga på grund av att bortfallet av elektrisk fältstyrka åter medför en potentialändring i det såsom öppen bas utformade sensororganet 21. Detta medför i sin tur ändring av potentialen vid basen 32 till transistorn 26 och därmed strypning av denna transistor, som således tjänar som strömventil. Någon sluten strömkrets via människokroppen erfordras ej, varför anordningen kan, om så önskas, göras med isolerat hölje.When the LED is off, the input 32 of the second amplifier stage 26, i.e. the control electrode in the form of the base of the transistor 36, has such a potential that the transistor 36 is open, ie that current does not flow in the circuit marked by the arrows 41. When the test device is held next to the fuse 37 to be tested, nothing happens if the fuse is broken, since there is no electric field at the sensor means 21 of such strength that any indication takes place. This is the case because only the end of the fuse located furthest from the test device thereby exhibits voltage, i.e. the part located at the bottom of the fuse holder 40. The sensitivity of the device is thus so adapted that it does not react to the electric field at a distance of approximately one fuse length. This applies at least to the mains voltage 452 807 4 of 110-380V. If the fuse is intact, causing the fuse to be energized even at its end located closest to the sensing end 16, there is an electric field at the sensor means 21 of such strength that a potential change occurs in the conductor acting as an antenna, which forms the sensor means 21, which potential change is amplified in the first amplification stage by the transistors 29, 30 changing state in conductivity, which in turn causes a potential change at the input 32 of the second amplification stage 26, i.e. the control electrode in the form of the base of the transistor 36, due to discharge of the capacitor 35, the transistor 36 changing conduction state from restricted state to conductive state, causing current to flow in the direction of the arrows 41 from the positive pole 27 through the LED 20 and to the negative pole 28, the LED being lit and the conical portion 17 being given an even, strong light due to the prism ground surface. The LED is, for example, of the high-intensity LED type, so that a clear indication can also be observed in daylight. When the test device is removed from the fuse, the LED goes out quickly due to the change in the state of the conductivity of the darlington transistors due to the loss of electric field strength again causing a potential change in the open base sensor means 21. This in turn changes the potential at the base 32 to the transistor 26 and thereby throttling this transistor, which thus serves as a current valve. No closed circuit via the human body is required, so the device can, if desired, be made with an insulated housing.

Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel, utan kan varieras på flera sätt inom ramen för efter- följande patentkrav. Exempelvis kan antennen, dvs sensororganet 21 riktas medelst en skärmad antenn med en skärm, som är ansluten till minuspolen 28.The invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be varied in several ways within the scope of the following claims. For example, the antenna, i.e. the sensor means 21, can be directed by means of a shielded antenna with a screen which is connected to the negative pole 28.

Därmed blir antennen mindre känslig i vinkel, dvs för elektriska fält från ledare, som är belägna vid sidan av testanordníngens längdriktning. Skärmen kan göras in- och urkopplingsbar för känslighetsvariation .Även längden hos sensororganet 21 som sådant väljes för att ge önskad selektivitet så att test- anordningen ej reagerar för det elektriska fältet från intilliggande säkringar.This makes the antenna less sensitive at an angle, ie to electric fields from conductors, which are located next to the longitudinal direction of the test device. The screen can be made switchable and uncoupling for sensitivity variation. The length of the sensor means 21 as such is also selected to give the desired selectivity so that the test device does not react to the electric field from adjacent fuses.

Anordningen kan även förses med två sensororgan av olika längd som kan alternativt inkopplas för val mellan två känslighetsnivåer. Någon manuellt aktiverbar strömställare för strömkällan erfordras ej, eftersom anordningen praktiskt taget ej förbrukar någon ström när transistorerna är strypta och lys- dioden därmed släckt, vad beträffar utföriiigsforinen enligt fig. 1 och 2. Som säkerhetsåtgärd kan dock strömställare ingå. För tydlighets skull skall påpekas att uttrycket beröringslöst innebär att testanordningar erfordrar ej beröring med den elektriska ledare eller komponent som skall testas.The device can also be provided with two sensor means of different lengths which can alternatively be connected for selection between two sensitivity levels. No manually activatable switch for the current source is required, since the device consumes practically no current when the transistors are throttled and the LED is thus extinguished, as far as the embodiment according to Figs. 1 and 2 is concerned. However, switches can be included as a safety measure. For the sake of clarity, it should be pointed out that the term non-contact means that test devices do not require contact with the electrical conductor or component to be tested.

Claims

452 807 PATENT REQUIREMENTS

Device for contactlessly testing for the presence of electrical voltage in an electrical conductor or component (37), characterized in that the device comprises a sensor means (21) having an electrical conductor of selected length, one end of which (22) is open, a first amplifier stage (24), to the input of which the opposite end (31) of the sensor means is connected, and a second amplifier stage (26), the input (32) of which is connected to the output (25) of the first amplifier stage, wax and the second amplifier stage has an indicator means (20) arranged to indicate the presence of electrical voltage in said component within a selected sensing area in the vicinity of the sensor means and that the second amplifier stage (26) comprises a current valve (36) arranged to of detected voltage on said electrical component conducting an electric current through the indicating means (20) in order to activate it, thereby enabling an indication of the presence of electrical voltage without the conductor or component being current flowing.

Device according to claim 1, characterized in that the indicating means consists of a light-emitting unit, preferably an LED.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first amplifier stage (24) is designed to provide a very high current gain.

Device according to claim 3, characterized in that the first amplifier stage (24) consists of two interconnected darlington-connected transistors with a first transistor (29) having an open base through the connection of the base to the opposite end (31) of the one at one end. (22) open the sensor means (21).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor means (21) has, in addition to an electrical conductor, a partially surrounding electrical shield.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is constructed as a substantially rod-shaped unit with an elongate sleeve-shaped part (1), in which a current source is accommodated, one located in front of the current source. part, which houses an electrical circuit and a sensing end located in front of it, which is made of an electrically insulating material and which houses at least the sensor means (21). 452 807 t.

7. Device according to claim 6, characterized in that in the case of the indicating means (20) an optical means is arranged to emit a light when indicating, the indicating means is located in the sensing end (17), which is thereby made in a transparent material.

Device according to claim 7, characterized in that the sensing end (17) is substantially conical and tapers towards the end of the device and has a prism-ground lens surface at the conical mantle surface.

Device according to claim 7, characterized in that the sensing end (16) has substantially the shape of a truncated cone with a substantially flat end surface (19), within which the free, open end (22) of the sensor means is located.