SK2552000A3 - Metering circuit - Google Patents
Metering circuit Download PDFInfo
- Publication number
- SK2552000A3 SK2552000A3 SK255-2000A SK2552000A SK2552000A3 SK 2552000 A3 SK2552000 A3 SK 2552000A3 SK 2552000 A SK2552000 A SK 2552000A SK 2552000 A3 SK2552000 A3 SK 2552000A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- amplifier
- signal
- circuit
- amplifier circuit
- antenna
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 17
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 abstract description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 abstract description 3
- 239000000599 controlled substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 2
- 206010013647 Drowning Diseases 0.000 description 1
- 101000572820 Homo sapiens MICOS complex subunit MIC60 Proteins 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- 102000046079 human IMMT Human genes 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000001734 parasympathetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000002889 sympathetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/60—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrostatic variables, e.g. electrographic flaw testing
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/22—Electrical actuation
- G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
- G08B13/2491—Intrusion detection systems, i.e. where the body of an intruder causes the interference with the electromagnetic field
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/22—Electrical actuation
- G08B13/26—Electrical actuation by proximity of an intruder causing variation in capacitance or inductance of a circuit
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Cookers (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu lokalizácie rozdielnych objektov detekciou dielektrokinéznej odozvy v dotyčnom objekte a zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu. Vynález sa najmä týka spôsobu a zariadenia na detekciu a meranie indikátorov prúdu dielektrokinéznej odozvy.
Doterajší stav techniky
Ľudia, zvieratá, organické objekty a iné objekty generujú externé elektrické polia a gradienty týchto polí, čo spôsobuje polarizáciu, depolarizáciu a opätovnú polarizáciu v bunkových membránach. Tieto javy vedú k polarizačným stavom, ktoré môžu byť detekované detekčným zariadením opísaným v patentovej prihláške US 08/758 248 a 08/840 649. Opis dielektrokinéznych účinkov a spôsobu ich detekcie je dôkladne vykonaný v uvedených patentových prihláškach, a preto z dôvodov zachovania stručnosti nebude v tomto texte znova uvedený.
Vynález sa týka zlepšenia detekčného a meracieho obvodu združeného s vynálezom opísaným vo vyššie uvedených prihláškach vynálezu. Najmä sa týka obvodu opísaného v patentovej prihláške US 8/758 248 a zobrazeného, napr. na obrázku 5. Tento obvod zahŕňa anténu 102, na ktorú pôsobia sily prislúchajúce dielektrokinéznym účinkom. Táto anténa je spojená s optimálnym dolnopriepustným filtrom F1, ktorého výstup je pripojený k detektoru prúdu (na obr. 5 zobrazený ako JFETs J1, J2 a J3). Z detektora prúdu JFETs je prúd vedený do merača prúdu M1 a piezoelektrického bzučiaka. Detektory prúdu (JFETs J1, J2 a J3) spoločne s meračom M1 a piezoelektrickým bzučiakom sú použité na detekciu slabých prúdov na anténe 102, ktoré sú indukované dielektrokinéznymi účinkami.
V opise obvodu zobrazeného v patentovej prihláške US 08/758 248 sa uvádza, že operátor používa anténu na snímanie dielektrokinéznych účinkov
31412 T súvisiacich s prítomnosťou objektu, ktorý má byť detekovaný, pričom počas detekcie sú generované prúdy s veľmi nízkymi hodnotami. Detektor na obr. 5 prijíma tieto nízke prúdy indukované na anténe 102 a vedie ich cez dolnopriepustný filter F1 a potom k hradlu príslušného detektora prúdu JFETs. V prípade, že hodnota prúdu na hradle príslušného detektora prúdu JFETs prekročí prahovú hodnotu stanovenú pre príslušný detektor prúdu JFETs, potom sa detektor prúdu JFETs otvorí, čím uzavrie obvod napájaný batériou a zahrňujúci merač M1 a piezoelektrický bzučiak P1. V tomto prípade prúd indukovaný na anténe 102 reguluje prevádzku merača M1 a piezoelektrického bzučiaka PI, v dôsledku čoho je možné detekovať dielektrokinézne účinky v blízkosti antény 102 a indikovať tieto účinky pomocou merača M1 a piezoelektrického bzučiaka PI.
Vynález je tvorený obvodom, ktorý je špecificky navrhnutý na zlepšenie detekcie nízkych prúdov, ktoré sú indukované na anténe dielektrokinéznymi účinkami neznámeho objektu, ktorý sa nachádza v blízkosti antény. Je najmä žiaduca zmena vzdialenosti, na ktorú detektor môže byť použitý na presnú detekciu neznámeho objektu. To v prípade detektora znamená, že je žiaduce zníženie vzdialenosti, na ktorú detektor môže jednoznačne identifikovať prítomnosť objektu. Avšak, keď sa vzdialenosť medzi detektorom a objektom, ktorý má byť detekovaný, zvýši, intenzita signálu prijatého detektorom v dôsledku dielektrokinéznych účinkov neznámeho objektu sa výrazne zníži, čo môže viesť k nesprávnej identifikácií prítomnosti objektu. Pretože hodnoty prúdov indukovaných na anténe 102 môžu už byť relatívne nízke (hodnoty okolo prahovej hodnoty stanovené pre príslušný detektor prúdu alebo pod túto prahovú hodnotu), zníženie prúdových hodnôt, a teda pomeru signálu k šumu, môže mať značný vplyv na operačné charakteristiky, medzi ktoré patri maximálna účinná vzdialenosť detekcie.
Okrem toho detektor opísaný v patentových prihláškach US 08/758 248 a US 08/840 649 zahŕňa obvod, ktorý je určený na snímanie elektrického poľa pôsobiaceho v blízkosti detektora a spôsobeného dielektrokinéznymi účinkami vyvolanými prítomnosťou neznámeho objektu. K detekcii objektu dochádza, keď hodnota prúdu, indukovaného na anténe 102, prekročí prahovú hodnotu
31412 T stanovenú pre príslušný detektor prúdu JFETs J1, J2 a J3. Hodnoty prúdu nižšie než prahová hodnota sa zle detekujú. Spôsob uskutočnený uvedeným detektorom poskytuje nízku operačnú citlivosť, pretože operátor prijíma buď pozitívnu indikáciu (realizovanú pohybom ručičky merača alebo bzučaním bzučiaka), keď prahová hodnota je prekročená, alebo žiadnu indikáciu, keď prahová hodnota nie je prekročená.
Merací obvod podľa vynálezu spolupracuje s anténou, filtrovacím obvodom a detekčným obvodom, ktoré sú opísané v patentovej prihláške US 08/758 248 a US 08/840 069. Výmenou detektora prúdu JFETs zobrazeného v patentovej prihláške US 08/758 248 za obvod podľa vynálezu môže operátor detekovať slabšie indikácie prítomnosti neznámeho objektu.
Pomocou meracieho obvodu podľa vynálezu operátor nastaví úroveň detekcie a konkrétnu hodnotu (výhodne nulovú hodnotu), v dôsledku čoho sú zmeny dielektrokinéznych účinkov citlivejšie detekované. Tak napr., keď intenzita okolitého elektrického poľa je 20 gV/cm a zmeny poľa, spôsobené dielektrokinéznym účinkom, vyvolaným zavedením neznámeho objektu do účinného dosahu antény 102, vedú ku zmene intenzity okolitého poľa o +1 gV/cm, zmena intenzity z 20 na 21 gV/cm na meradle nemôže byť pre hradia detektora prúdu JFET rozoznateľná. V tomto prípade meradlo a piezoelektrický bzučiak nedostatočne rozlíši medzi východiskovou intenzitou okolitého elektrického poľa a zmenou tejto intenzity.
Avšak v prípade, že sa pri dotyčnej východiskovej intenzite okolitého poľa detekčný obvod prúdu vynuluje, potom zmena intenzity z nuly (východisková intenzita elektrického poľa) na + 1 gV/cm, ku ktorej dôjde, keď neznámy objekt je zavedený do účinného dosahu antény 102, môže byť citlivejšie identifikovaná detekčným obvodom, čím sa operátorovi poskytne zreteľnejšia identifikácia neznámeho objektu.
Vynález teda výhodne poskytuje zlepšenú citlivosť detekcie prítomnosti neidentifikovaného objektu a rovnako poskytuje dlhší operačný dosah.
31412 T
Prehľad obrázkov na výkresoch
Znaky a výhody vynálezu budú lepšie pochopené z opisu príkladu uskutočnenia vynálezu, v ktorom budú robené odkazy na priložený výkres, na ktorom obrázok zobrazuje schému zapojenia jedného príkladu uskutočnenia vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Obr. 5 v patentovej prihláške US 08/758 248 zobrazuje schému zapojenia, v ktorej anténa 102 detekuje elektrické pole v blízkosti detektora a vedie prúd s nízkou hodnotou do detekčného obvodu prúdu. Vynález môže byť začlenený do zariadenia opísaného v patentovej prihláške US 08/758 248 náhradou detekčného obvodu prúdu zobrazeného v patentovej prihláške US 08/758 248 na obr. 5 obvodom zobrazeným v predloženej prihláške na obr. 1 a spojením tohto obvodu s anténou 102 zariadenia opísaného v patentovej prihláške US 08/758 248.
Obr. 1 zobrazuje príklad uskutočnenia zlepšeného detekčného obvodu prúdu 10 podľa vynálezu. Ako je to zrejmé z obr. 1, obvod 10 je spojený s anténou 2 (zhodnou s anténou 102 zobrazenou v patentovej prihláške US 08/758 248). Anténa 2 poskytuje prúd s nízkou hodnotou, keď elektrické pole je zavedené do účinnej vzdialenosti od antény. Detektor prúdu 10 sníma prúd poskytnutý anténou 2 a poskytuje operátorovi indikáciu tohto prúdu meradlom 50, ako to bolo opísané v patentovej prihláške US 08/758 248.
Detekčný obvod prúdu 10 zahŕňa rad zosilovačov, ktorý začína prvým operačným zosilňovačom 12 zapojeným do série so zosilňovacími obvodmi 30, 32, 34 a 36. Operačný zosilňovač 12 je výhodne tvorený nízkošumovým, nízkofrekvenčným presným operačným zosilňovačom, ktorý pripúšťa veľmi nízke hodnoty vstupných prúdov (rádovo pA). Ako príklad operačného zosilňovača 12 vhodného pre detekčný obvod prúdu 10 môže byť uvedený operačný zosilňovač dostupný u firmy Analóg Devices of Norwood, Massachusetts pod označením AD645. Prípadne operačný zosilňovač 12
31412 T môže byť tvorený rovnako’i inými operačnými zosilňovačmi, ktoré majú krivku spektrálnej hustoty rušivého napätia takú, že sú schopné funkcie pri frekvencii, pri ktorej dielektrokinézne účinky môžu byť detekované s dostatočnou citlivosťou. Tak napríklad na detekciu ľudí detekciou dielektrických účinkov elektrických signálov v ľudskom srdci postačuje zosilovač s takou spektrálnou krivkou rušivého napätia, že je schopný funkcie okolo frekvencie 18 Hz alebo nižšej. Iné odlišné operačné charakteristiky môžu byť vhodnejšie na detekciu iných typov objektov alebo na detekciu alternatívnych fyziologických charakteristík ľudí.
Operačná frekvencia vhodná na detekciu človeka závisí od tepovej frekvencie srdca. Tepová frekvencie srdca je okolo 1 až 2 Hz. Fourierovou transformáciou tepovej frekvencie srdca sa získa základná frekvencia približne
17,5 Hz (teda ideálna operačná charakteristika pri 18 Hz, alebo nižšej frekvencii). Je samozrejmé, že zameraním pozorností na vyššie koncové zložky Fourierového signálu môžu byť použité vyššie frekvencie, a to až do frekvencie, pre ktorú pomer signál k šumu ostáva dostatočne nízky pre extrapolarizáciu použiteľného signálu. Bolo zistené, že so súčasnými technológiami tieto vyššie zložky Fourierového signálu môžu byť použité až do frekvencie približne 50 Hz v Európe a 60 Hz v USA, bez toho aby šum pozadia prehlušil zložky Fourierového signálu.
Invertujúci vstup operačného zosilňovača 12 prijíma spätnoväzbový signál z výstupu spätnoväzbového operačného zosilňovača 12. Neinvertujúci vstup operačného zosilňovača 12 prijíma signál z antény cez sériovo zapojený kondenzátor Cl. Kondenzátor C1 môže byť zvolený na základe obmedzujúcich podmienok týkajúcich sa špecifického zapojenia použitého systému, avšak môže byť výhodne tvorený kovovým vrstveným kondenzátorom s kapacitou, napr. 0,47 pF.
Výstup operačného zosilňovača 12 je spojený s invertujúcim vstupom zosilňovača 14, zahrnutého v prvom zosilňovacom obvode 30, cez rezistor R5.
Takýto rezistor zahrňujú rovnako i ďalšie zosilňovacie obvody na invertujúcom vstupe príslušného operačného zosilňovača. To konkrétne znamená, že druhý
31412 T zosilňovací obvod 30 zahŕňa rezistor R6 na invertujúcom vstupe operačného zosilňovača 16, tretí zosilňovací obvod 34 zahŕňa rezistor R7 na invertujúcom vstupe operačného zosilňovača 18, a štvrtý zosilňovací obvod zahŕňa sériovú kombináciu rezistora R8 a rezistora R9 na invertujúcom vstupe operačného zosilňovača 20. Okrem toho výstup každého operačného zosilňovača príslušného zosilňovacieho obvodu je spojený so svojim invertujúcim vstupom cez paralelnú kombináciu príslušného rezistora a kondenzátora. To konkrétne znamená, že výstup operačného zosilňovača 14 prvého zosilňovacieho obvodu 30 je spojený so svojim invertujúcim vstupom cez paralelnú kombináciu rezistora R1 a kondenzátora C2, výstup operačného zosilňovača 16 druhého zosilňovacieho obvodu 32 je spojený so svojim invertujúcim vstupom cez paralelnú kombináciu rezistora R2 a kondenzátora C3, výstup operačného zosilňovača 18 tretieho zosilňovacieho obvodu 34 je spojený so svojím invertujúcim vstupom cez paralelnú kombináciu rezistora R3 a kondenzátora C4, a výstup operačného zosilňovača 20 štvrtého zosilňovacieho obvodu 36 je spojený so svojim invertujúcim vstupom cez paralelnú kombináciu rezistora R4 a kondenzátora C5. Rovnako na výstupe operačného zosilňovača 14 je väzbový kondenzátor C6, ktorý môže byť tvorený keramickým kondenzátorom s kapacitou 2,2 pF, pričom väzbový kondenzátor C6 je zapojený do série medzi operačný zosilňovač 14 a druhý zosilňovací obvod 32.
Neinvertujúce vstupy zosilňovača 14 a zosilňovača 16 sú uzemnené cez rezistor R11 resp. R12. Neinvertujúce vstupy operačného zosilňovača 18 a operačného zosilňovača 20 tretieho zosilňovacieho obvodu 34 resp. štvrtého zosilňovacieho obvodu 36 sú vybavené prostriedkom na automatické nastavenie nulovej hodnoty. To konkrétne znamená, že neinvertujúci vstup operačného zosilňovača 18 tretieho zosilňovacieho obvodu 34 je spojený s premenným rezistorom R14, ktorý je cez rezistor R13 spojený so svorkou kladného napäťového potenciálu (napr. +9 V) a je spojený cez rezistor R15 so svorkou záporného napäťového potenciálu (napr. -9 V). Premenný rezistor R14 je súčasťou kompenzačného obvodu 22 na nastavenie nuly, pričom tento obvod je pripojený k neinvestujúcemu vstupu operačného zosilňovača 18.
Kompenzačný obvod 22 na nastavenie nuly umožňuje operátorovi
31412 T nastaviť zisk tretieho zosilňovacieho obvodu 34, a tým vyrovnať samovoľný posuv, ku ktorému môže dôjsť v zosilňovacích obvodoch s vysokými ziskami. V príkladnom uskutočnení kompenzačného obvodu 22 na nastavenie nuly rezistor R13 môže mať odpor 100 kQ, rezistor R15 môže mať odpor 100 kQ a rezistor R14 môže mať odpor 5 kQ, pričom kondenzátor C9 môže mať kapacitu 0,1 pF a môže byť tvorený kovovým vrstveným kondenzátorom.
Štvrtý zosilňovací obvod 36 zahŕňa operačný zosilňovač 20 a vstupný rezistor R8 zapojený do série s rezistorom R9. Rezistor R8 je tvorený premenným rezistorom a môže mať odpor 250 kQ, zatiaľ čo rezistor R9 je tvorený pevným rezistorom a môže mať odpor 220 kQ. Rezistor R8 je tvorený potenciometrom, ktorý poskytuje operátorovi citlivé nastavenie. Okrem toho k neinvestujúcemu vstupu operačného zosilňovača 20 je pripojený nastavovací obvod 24 na nastavenie stredu v použitom meradle. To umožňuje operátorovi stanoviť, či prítomnosť neznámeho objektu spôsobí to, že merací obvod vytvorí kapacitu alebo získa kapacitu. Nastavovací obvod 24 zahŕňa premenný rezistor R16 zapojený medzi kladnú napäťovú svorku a zápornú napäťovú svorku. Rezistor R16 môže byť tvorený rezistorom s odporom 50 kQ a zapojený do paralelnej kombinácie s kondenzátorom C10, ktorý môže byť tvorený kovovým vrstveným kondenzátorom s kapacitou 0,1 pF. V ideálnom prípade je rezistor R16 nastavený na stred rozsahu stupnice merača, keď vstupný signál nie je prítomný.
Na výstup štvrtého zosilňovacieho obvodu 36 je pripojený rezistor R10, ktorý môže mať odpor 47 kn, avšak odpor tohto rezistora je zvolený v závislosti od použitého merača. Na výstup rezistora R10 je pripojené meradlo 50 na identifikáciu prítomnosti prúdu na anténe 2, ktorý je zosilený rôznymi vyššie uvedenými zosilňovacími obvodmi.
Počas prevádzky sa detekuje veľmi malý prúd na anténe 2, kedykoľvek dielektrokinézne účinky spôsobia zmenu okolitého elektrického poľa. Veľkosť tohto prúdu je rádovo v pA, pričom tento prúd je z antény vedený cez blokovací kondenzátor C1 do neinvertujúceho vstupu operačného zosilňovača 12. Tento operačný zosilňovač je frekvenčné obmedzený na 10 Hz, čo je výhodná
31412 T frekvencia, pri ktorej, ako testy ukázali, slabé dielektrokinézne účinky prítomnosti neidentifikovaného objektu sú detekovateľné a väzba medzi neidentifikovaným objektom a detektorom je maximalizovaná. Operačný zosilňovač 12 zvyšuje intenzitu signálu a poskytuje výstup pre prvý zosilňovací obvod 30, druhý zosilňovací obvod 32, tretí zosilňovací obvod 34 a štvrtý zosilňovací obvod 36. Tieto zosilňovacie obvody ďalej zosilujú hodnotu signálu tak, že meradlo 50 pri výstupe detekčného obvodu prúdu 10 môže identifikovať s vysokým stupňom presnosti prítomnosť neidentifikovaného objektu, dokonca i pri väčších vzdialenostiach tohto neidentifikovaného objektu, napr. 20 m a viac.
Obvod 10 sa prispôsobuje podmienkam okolitého elektrického poľa tak, že po, napr. 2 až 3 s, sa sám od seba vynuluje za týchto podmienok. Teda zmeny elektrického poľa spôsobené dielektrokinéznymi účinkami zavedeného iného objektu do blízkosti antény 2 sú zaznamenané meracím obvodom. Týmto spôsobom ktorákoľvek zmena podmienok okolitého elektrického poľa môže byť detekovaná s väčšou citlivosťou priamo na meradle.
Vynález nie je obmedzený na detekčný obvod prúdu 10 zobrazený na obr. 1, pričom odborníkovi v danom odbore sú zrejme ďalšie príklady uskutočnenia vynálezu, tj. dolnopriepustného zariadenia s krivkou spektrálnej hustoty napäťového šumu, ktorá umožňuje funkciu zariadenia pri frekvencii okolo 50 Hz, výhodne frekvencii z rozmedzia 10 až 18 Hz. To umožňuje obvodu 10 snímať elektrický náboj na anténe 2 a po jeho niekoľkonásobnom zosilnení ho použiť na detekciu neidentifikovaného objektu pomocou merača alebo iného vhodného zariadenia.
Vynález má mnoho použití a nie je nutne obmedzený na ľubovolné jedno konkrétne použitie. Bolo zistené, že detekčný obvod s anténou a merací obvod môžu byť použité na detekciu prítomnosti zakrytých objektov, akými sú napr. ľudia, zvieratá, polyméry, kontrolované látky, apod. Ďalšia možná aplikácia spočíva v detekcii pohybu (pohybové detektory) v definovanom prostredí. Tak napríklad keď sa vo vnútri miestnosti nachádza dotyčný objekt, detekčný obvod najprv detekuje tento objekt, a potom (po niekoľkých sekundách) sa sám vynuluje na základe podmienok okolitého elektrického poľa. Potom, čo
31412 T sa objekt uvedie do pohybu, meradlo zaznamená zmeny dielektrokinéznych účinkov v miestnosti spôsobené, napr. zmenou fyzikálnej orientácie srdca človeka vzhľadom na anténu 2, pričom zmeny dielektrokinéznych účinkov zase spôsobia zmeny elektrického poľa snímané anténou 2.
Ďalšia aplikácia vynálezu môže byť v oblasti lekárskej diagnostiky. Najmä vynález môže byť použitý na numerické vyjadrenie elektrického poľa prislúchajúceho ľudskému srdcovému svalu a vodivým nervom. To umožňuje operátorovi porovnať charakteristické veličiny tohto elektrického poľa so štandardnými charakteristickými veličinami, a tým posúdiť zdravotný stav srdcového svalu. Jednou z možných charakteristických veličín, ktoré môžu byť detekované, je variabilita srdcového rytmu a synchronizácia medzi sympatickým a parasympatickým rytmom. V tomto ohľade vynález citlivejšie detekuje srdcové podmienky než, napr. doteraz používané testy typu ECG.
Ďalším alternatívnym použitím vynálezu je prevádzka v autonómnom režime bez prítomnosti referenčného objektu (napr. operátora) a v styku so zemnou plochou, ako je to zobrazené na obr. 5 patentovej prihlášky US 08/758 248 a opísané na str. 12 tejto patentovej prihlášky. Bolo zistené, že voľbou vhodných operačných charakteristických veličín zosilňovača 12 detekčné a meracie obvody sú schopné funkcie bez prítomnosti referenčného objektu v spojení so zemnou plochou. To umožňuje prevádzku zariadení vo forme samostatného zariadenia bez nutnosti fyzickej prítomnosti operátora.
Je samozrejme, že vyššie uvedenými uskutočneniami vynálezu sa rozumejú výhodné príklady uskutočnenia vynálezu, a teda odborníkovi v danom odbore sú zrejmé ďalšie modifikované uskutočnenia, ktoré spadajú do rozsahu predmetu vynálezu definovaného priloženými patentovými nárokmi.
Claims (25)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zariadenie na detekciu zmien dielektrokinéznych účinkov v prostredí charakterizovanom v každom okamihu okamžitým okolitým dielektrokinéznym stavom, vyznačujúce sa tým, že zahŕňa detekčný obvod prúdu elektricky spojený s anténou na prijatie signálu, indikujúceho zmenu dielektrokinéznych účinkov, z tejto antény, pričom detekčný obvod prúdu zahŕňa zosilňovač s nízkoprúdovým vstupom, pričom tento zosilňovač má krivku spektrálnej hustoty napäťového šumu takú, že je schopný funkcie pri frekvencii 50 Hz alebo nižšej frekvencii, a je zapojený tak, že je schopný prijať signál z antény a produkovať na výstupe prvý signál, pričom uvedený detekčný obvod prúdu ďalej zahŕňa zosilňovací obvod zapojený do série s uvedeným zosilňovačom na zosilenie uvedeného prvého signálu a jeho prevedenie na výstupný signál použiteľný detekčným zariadením na identifikáciu zmien dielektrokinéznych účinkov, pričom uvedený zosilňovací obvod zahrňuje nulovací obvod na periodické vyvažovanie výstupného signálu na vopred stanovenú hodnotu zodpovedajúcu okamžitému okolitému dielektrokinéznemu stavu.
- 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že signál z antény na nízkoprúdovom vstupe uvedeného zosilňovača má nízku frekvenciu a nízky prúd.
- 3. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že zosilňovačom s nízkoprúdovým vstupom je operačný zosilňovač, ktorý má krivku spektrálnej hustoty napäťového šumu takú, že je schopný funkcie pri frekvencii 18 Hz.
- 4. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že zosilňovač s nízkoprúdovým vstupom je schopný funkcie pri frekvencii 10 Hz alebo pri nižšej frekvencii.
- 5. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že zosilňovačom s nízkoprúdovým vstupom je operačný zosilňovač so spätnou väzbou.31412T
- 6. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že zosilňovací obvod zahŕňa rad dielčích zosilňovacích obvodov.
- 7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že rad dielčích zosilňovacích obvodov zahrňuje prvý zosilňovací obvod, druhý zosilňovací obvod a tretí zosilňovací obvod, pričom prvý zosilňovací obvod zahŕňa zosilňovač s pevným ziskom, pričom druhý zosilňovací obvod zahŕňa zosilňovač s premenným ziskom, ktorý sa mení podľa nastavenia nuly, pričom tretí zosilňovací obvod zahŕňa zosilňovač s premenným ziskom, ktorý sa mení podľa nastavenia stredu.
- 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že druhý zosilňovací obvod zahŕňa delič napätia na poskytnutie uvedeného nastavenia nuly.
- 9. Zariadenie podľa nároku 7 , vyznačujúce sa tým, že tretí zosilňovací obvod zahŕňa delič napätia pre poskytnutie uvedeného nastavenia stredu.
- 10. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že ďalej zahŕňa potenciometer usporiadaný medzi druhým a tretím zosilňovacím obvodom.
- 11. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že prvý zosilňovací obvod, druhý zosilňovací obvod a tretí zosilňovací obvod sú zapojené do série.
- 12. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že ďalej zahŕňa štvrtý zosilňovací obvod.
- 13. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že nulovací obvod je určený na periodické vyvažovanie výstupného signálu na nulovú hodnotu.
- 14. Spôsob detekcie zmeny dielektrokinéznych účinkov v prostredí charakterizovanom v ľubovolnom okamihu okamžitým okolitým dielektrokinéznym stavom, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa stupeň spočívajúci v prijatí signálu, indikujúceho zmenu dielektrokinéznych účinkov, z antény, pričom spôsob ďalej zahŕňa stupeň spočívajúci v prvom zosilení signálu z antény zosilňovačom s nízkoprúdovým vstupom, pričom tento zosilňovač má krivku spektrálnej hustoty napäťového šumu takú, že je schopný funkcie pri frekvencii 50 Hz, pričom tento stupeň ďalej spočíva vo vyvedení zosilneného signálu na výstup vo forme prvého signálu, pričom spôsob ďalej zahŕňa stupeň31412 T spočívajúci v druhom zosifení prvého signálu a jeho vyvedení na výstup vo forme výstupného signálu, ktorého detekčné zariadenie používa na identifikáciu zmeny dielektrokinéznych účinkov, pričom stupeň spočívajúci v druhom zosilení prvého signálu a jeho vyvedení na výstup vo forme výstupného signálu zahŕňa stupeň spočívajúci v periodickom vyvažovaní výstupného signálu na vopred stanovenú hodnotu zodpovedajúci okamžitému okolitému dielektrokinéznemu stavu.
- 15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že uvedené prvé zosilenie signálu z antény spočíva v zosilení tohto signálu pri nízkej frekvencii.
- 16. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že uvedené prvé zosilenie signálu z antény spočíva v zosilení tohto signálu za použitia operačného zosilňovača, ktorý má krivku spektrálnej hustoty napäťového šumu takú, že je schopný funkcie pri frekvencii 18 Hz.
- 17. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že uvedené prvé zosilenie signálu z antény spočíva v zosilení tohto signálu za použitia zosilňovača, ktorý je schopný funkcie pri frekvencii 10 Hz.
- 18. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že stupeň spočívajúci v prvom zosilení signálu z antény zosilňovačom s nízkoprúdovým vstupom zahŕňa stupeň spočívajúci v spätnom vedení prvého signálu.
- 19. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že stupeň spočívajúci v druhom zosilení prvého signálu spočíva v zosilení prvého signálu radom po sebe idúcich zosilňovacích obvodov.
- 20. Spôsob podľa nároku 19, vyznačujúci sa tým, že stupeň spočívajúci v druhom zosilení prvého signálu spočíva v zosilení prvého signálu prvým zosilňovacím obvodom, druhým zosilňovacím obvodom a tretím zosilňovacím obvodom, pričom prvý zosilňovací obvod poskytuje pevný zisk, pričom druhý zosilňovací obvod poskytuje premenný zisk, ktorý sa mení podľa nastavenia nuly, pričom tretí zosilňovací obvod poskytuje premenný zisk, ktorý sa mení podľa nastavenia stredu.
- 21. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že druhý zosilňovací31412T obvod zahrňuje delič napätia pre nastavenie nuly.
- 22. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že tretí zosilňovací obvod zahŕňa delič napätia pre nastavenie stredu.
- 23. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahŕňa stupeň spočívajúci v nastavení tretieho zosilňovacieho obvodu pomocou potenciometra usporiadaného medzi druhým a tretím zosilňovacím obvodom.
- 24. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že stupeň spočívajúci v druhom zosilení prvého signálu zahŕňa stupeň spočívajúci v zosileni prvého signálu štvrtým zosilňovacím obvodom.
- 25. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že stupeň spočívajúci v periodickom vyvažovaní výstupného signálu na vopred stanovenú hodnotu zodpovedajúcu okamžitému okolitému dielektrokinéznemu stavu je tvorený stupňom spočívajúcim v periodickom vyvažovaní výstupného signálu na nulovú hodnotu.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/917,223 US6011476A (en) | 1996-11-27 | 1997-08-25 | Metering circuit to detect dielectrokinetic response |
PCT/US1998/017266 WO1999010853A1 (en) | 1997-08-25 | 1998-08-20 | Metering circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK2552000A3 true SK2552000A3 (en) | 2000-09-12 |
Family
ID=25438506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK255-2000A SK2552000A3 (en) | 1997-08-25 | 1998-08-20 | Metering circuit |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6011476A (sk) |
EP (1) | EP1016051B1 (sk) |
JP (1) | JP4224204B2 (sk) |
KR (1) | KR20010023305A (sk) |
CN (1) | CN1277705A (sk) |
AT (1) | ATE239959T1 (sk) |
AU (1) | AU740926B2 (sk) |
BR (1) | BR9811354A (sk) |
CA (1) | CA2300919A1 (sk) |
DE (1) | DE69814423T2 (sk) |
EE (1) | EE200000087A (sk) |
HU (1) | HUP0003635A3 (sk) |
IL (1) | IL134595A (sk) |
NO (1) | NO20000895D0 (sk) |
NZ (1) | NZ502854A (sk) |
PL (1) | PL338851A1 (sk) |
SK (1) | SK2552000A3 (sk) |
TR (1) | TR200000510T2 (sk) |
UA (1) | UA55474C2 (sk) |
WO (1) | WO1999010853A1 (sk) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004085327A (ja) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Oyo Denshi Kenkyusho:Kk | 生体検出装置 |
US8026725B2 (en) * | 2007-11-13 | 2011-09-27 | Dalke James A | Optical fiber coupled antenna current monitor |
US9075029B2 (en) * | 2011-01-31 | 2015-07-07 | Scott Technologies, Inc. | System and method for automatically adjusting gas sensor settings and parameters |
WO2012073116A2 (en) * | 2010-05-05 | 2012-06-07 | Dieter Wolfgang Blum | Electric field signature detection using exciter-sensor arrays |
ES2534702B1 (es) * | 2013-09-24 | 2016-02-09 | Ontech Security, Sl | Sensor de campos electrostáticos y sistema de seguridad en espacios interiores |
DE102014011831A1 (de) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | ChenYang Technologies GmbH & Co. KG | Nullpunktoffset-Reduzierung bei Magnetfeldsensoren |
US9877658B2 (en) * | 2014-10-29 | 2018-01-30 | Dkl International, Inc. | Passive method and system for contact and/or non-contact with or without intervening materials for detection and identification of the incidence, traverse and physiological condition of a living human at any instant |
WO2020028234A1 (en) | 2018-08-01 | 2020-02-06 | Dkl International, Inc. | Dynamic selective polarization matching |
US11333627B2 (en) * | 2018-08-01 | 2022-05-17 | Dkl International, Inc. | Remote detector for dielectric material |
US11300541B2 (en) | 2018-08-01 | 2022-04-12 | Dkl International, Inc. | Dynamic selective polarization matching for remote detection of smokeless gunpowder |
US11614474B2 (en) * | 2020-07-24 | 2023-03-28 | Dkl International, Inc. | Remote detection of animate entities |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3771152A (en) * | 1972-05-25 | 1973-11-06 | Mb Ass | Intrusion detector |
US4138641A (en) * | 1977-04-18 | 1979-02-06 | Sun Electric Corporation | Instrument amplifier and load driver having offset elimination and common mode rejection |
JPS58154671A (ja) * | 1983-02-22 | 1983-09-14 | Hitachi Ltd | 信号検出回路 |
US4621258A (en) * | 1983-08-22 | 1986-11-04 | Campman James P | Proximity detecting apparatus |
US5019804A (en) * | 1989-04-10 | 1991-05-28 | Jacob Fraden | Apparatus and method for detecting movement of an object |
US5566388A (en) * | 1990-08-28 | 1996-10-15 | Ericsson Inc. | RF trunking multisite switch configuration and diagnostics interface |
US5300889A (en) * | 1991-04-25 | 1994-04-05 | Bakhoum Ezzat G | Ground-free electrostatic measurement device with electrical charge storing capacitor |
US5434798A (en) * | 1991-05-23 | 1995-07-18 | Telefonaktiebolaget L M Ericcson | Reconfiguration in a cellular communications network |
US5353332A (en) * | 1992-09-16 | 1994-10-04 | Ericsson Ge Mobile Communications Inc. | Method and apparatus for communication control in a radiotelephone system |
US5471359A (en) * | 1993-02-25 | 1995-11-28 | Impco Inc. | Polyphase current monitor and control system |
US5526489A (en) * | 1993-03-19 | 1996-06-11 | 3Com Corporation | System for reverse address resolution for remote network device independent of its physical address |
US5436955A (en) * | 1993-07-30 | 1995-07-25 | Hughes Aircraft Company | Compatible analog channel unit for a digital cellular telephone system |
US5544163A (en) * | 1994-03-08 | 1996-08-06 | Excel, Inc. | Expandable telecommunications system |
US5541978A (en) * | 1994-08-18 | 1996-07-30 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Method and system for implementing a backup digital control channel within a cellular telecommunications network |
US5475870A (en) * | 1994-09-12 | 1995-12-12 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and method for adding and removing a base station from a cellular communications system |
US5748088A (en) * | 1996-11-27 | 1998-05-05 | Afilani; Thomas L. | Device and method using dielectrokinesis to locate entities |
-
1997
- 1997-08-25 US US08/917,223 patent/US6011476A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-08-20 NZ NZ502854A patent/NZ502854A/en unknown
- 1998-08-20 WO PCT/US1998/017266 patent/WO1999010853A1/en not_active Application Discontinuation
- 1998-08-20 SK SK255-2000A patent/SK2552000A3/sk unknown
- 1998-08-20 EP EP98942162A patent/EP1016051B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-20 BR BR9811354-2A patent/BR9811354A/pt not_active Application Discontinuation
- 1998-08-20 AU AU90276/98A patent/AU740926B2/en not_active Ceased
- 1998-08-20 IL IL13459598A patent/IL134595A/xx not_active IP Right Cessation
- 1998-08-20 CA CA002300919A patent/CA2300919A1/en not_active Abandoned
- 1998-08-20 EE EEP200000087A patent/EE200000087A/xx unknown
- 1998-08-20 AT AT98942162T patent/ATE239959T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-08-20 TR TR2000/00510T patent/TR200000510T2/xx unknown
- 1998-08-20 KR KR1020007001939A patent/KR20010023305A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-08-20 CN CN98810518A patent/CN1277705A/zh active Pending
- 1998-08-20 HU HU0003635A patent/HUP0003635A3/hu unknown
- 1998-08-20 JP JP2000508092A patent/JP4224204B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-20 UA UA2000021133A patent/UA55474C2/uk unknown
- 1998-08-20 DE DE69814423T patent/DE69814423T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-20 PL PL98338851A patent/PL338851A1/xx unknown
-
2000
- 2000-02-23 NO NO20000895A patent/NO20000895D0/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20010023305A (ko) | 2001-03-26 |
UA55474C2 (uk) | 2003-04-15 |
CN1277705A (zh) | 2000-12-20 |
US6011476A (en) | 2000-01-04 |
EE200000087A (et) | 2000-12-15 |
EP1016051A1 (en) | 2000-07-05 |
BR9811354A (pt) | 2000-09-12 |
NO20000895L (no) | 2000-02-23 |
HUP0003635A3 (en) | 2002-06-28 |
JP4224204B2 (ja) | 2009-02-12 |
ATE239959T1 (de) | 2003-05-15 |
AU9027698A (en) | 1999-03-16 |
EP1016051B1 (en) | 2003-05-07 |
WO1999010853A1 (en) | 1999-03-04 |
AU740926B2 (en) | 2001-11-15 |
CA2300919A1 (en) | 1999-03-04 |
PL338851A1 (en) | 2000-11-20 |
TR200000510T2 (tr) | 2000-07-21 |
NO20000895D0 (no) | 2000-02-23 |
DE69814423T2 (de) | 2004-01-15 |
JP2001514393A (ja) | 2001-09-11 |
DE69814423D1 (de) | 2003-06-12 |
IL134595A0 (en) | 2001-04-30 |
HUP0003635A2 (hu) | 2001-02-28 |
NZ502854A (en) | 2001-09-28 |
IL134595A (en) | 2003-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6252512B1 (en) | Monitoring system and method | |
US5371469A (en) | Constant current loop impedance measuring system that is immune to the effects of parasitic impedances | |
US5921939A (en) | Device for monitoring measurement electrodes to detect the presence of faults in electrode, leads and in the connection of the electrodes to a patient | |
KR100566547B1 (ko) | 자기검출기 | |
SK2552000A3 (en) | Metering circuit | |
US5598847A (en) | Implantable flow sensor apparatus and method | |
EP0315854A1 (en) | Measurement method for moisture content in the skin and apparatus therefor | |
EP1232690B1 (en) | Method and device for measuring frequency of specific behavior of animal | |
US3988669A (en) | Automatic control and detector for three-terminal resistance measurement | |
US4864282A (en) | Method and apparatus for detecting or measuring the presence of humans or biological organism | |
Wikswo Jr | Cellular action currents | |
JPS5818102A (ja) | 容量式変位計 | |
CZ2000709A3 (cs) | Způsob detekce změny dielektrokinézních účinků a zařízení k jeho provádění | |
US20120086448A1 (en) | Amplifying driving unit using giant magneto resistance sensor and diagnosis device using the same | |
MXPA00001964A (en) | Metering circuit | |
US4346373A (en) | Intrusion warning system utilizing a differential electric field | |
US3604411A (en) | Electroencephalograph having meter probe movable in a calvarium-shaped liquid filled tank and method of use | |
US3039048A (en) | Gyromagnetic resonance detection method and apparatus | |
Cirstea et al. | An inductive system for measuring microampere currents | |
CN215449611U (zh) | 基于液体闪烁测量的能量探测电路 | |
CA1226620A (en) | Magnetometer circuit for measuring the period of beat frequency maxima | |
SU1222273A1 (ru) | Измеритель токового воздействи электрического пол на биологически активные точки кожи | |
US5008523A (en) | Current measuring circuit with means for nullifying the effects of current source and lead resistance | |
Dalichaouch et al. | Broadband frequency-domain magnetic system for landmine/UXO detection and discrimination | |
WO2018151011A1 (ja) | 生体情報測定装置、生体情報測定装置の装着状態検出方法、及び生体情報測定装置の制御プログラム |