AT412838B

AT412838B - Magnetisierungsvorrichtung mit resonanzkreisen

Info

Publication number: AT412838B
Application number: AT11562002A
Authority: AT
Inventors: Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss
Original assignee: Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2005-08-25
Also published as: ATA11562002A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Beeinflussung von Materialien und biologischen Systemen im Feldraum einer beliebig geformten Spule oder eines Spulensystems.

Die Vorrichtung dient einerseits zur magnetischen Beeinflussung von Stoffen, andererseits zur Behandlung von lebenden Organismen, insbesondere auch Menschen, durch ein magnetisches Wechselfeld.

Bekannt sind beispielsweise Vorrichtungen, wie in der US Patentschrift US 6179770 B (MOULD) gezeigt. Diese Vorrichtung ist ein Magnetisierungsgerät das durch eine Abfolge von Strompulsen magnetische Pulse erzeugt, die ihrerseits pulsförmige Ströme in leitfähigen Materialien induzieren. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen die auf einfache Weise sich harmonisch ändernde Felder mit variabler Amplitude in Abhängigkeit der Frequenz schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an eine, in der Frequenz und/oder im Tastverhältnis veränderbare, Zweipolpulsstom- oder Zweipolpulsspannungsquelle mit Gleichkomponente, die auch bidirektional ausgeführt werden kann, ein Zweipol bestehend aus der beliebig geformten Spule oder dem Spulensystem, mindestens einem Kondensator und keiner oder weiterer Induktivität, geschaltet ist.

Das Magnetfeld hat auch Einfluss auf die Kristallisation und auf den physikalischen Aufbau des Wassers. Besonders interessant ist dabei die Beeinflussung der Zuckerkristallisation, von Prozessphasen bei der Herstellung von Lebens- oder Genussmitteln, die Beeinflussung von Wasser oder Wein, aber auch die Veränderung von Streichmitteln, Farben, Leimen und ähnlichem. Weiters haben Untersuchungen den Einfluss von Magnetfeldern auf den menschlichen, tierischen und pflanzlichen Organismus gezeigt. Die das Magnetfeld erzeugende Spule (oder das Spulensystem) kann daher direkt um den entsprechend zu behandelnden Körperteil gelegt werden. Die Vorrichtung kann auch zur Magnetisierung von Flüssigkeiten verwendet werden.

Dazu stellt man die zu magnetisierende Flüssigkeit in einem das Magnetfeld nicht beeinflussenden Behälter in den Feldbereich der Spule, oder lässt das betreffende Material langsam durch diesen hindurchfliessen. Die Vorrichtung kann in kleiner Ausführung als handliches, tragbares, batteriebetriebenes Gerät ausgeführt werden, oder in grösserer Ausführung für die Anwendung in der industriellen Prozesstechnik.

Die Vorrichtung besteht aus einer oder mehreren Luftspulen, in deren Feldraum das zu behandelnde Objekt oder Material eingebracht wird. Diese Spule bildet mit einem oder mehreren Kondensatoren und noch etwaigen zusätzlichen Induktivitäten einen Zweipol, der an eine pulsförmige Strom- oder Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Pulsquelle muss dabei keinen reinen Wechselstrom oder reinen Wechselstrom führen, sondern kann eine Gleichkomponente besitzen. Eine solche Quelle ist auch leichter zu realisieren. Alle Realisierungskonzepte, die in den Patentansprüchen beschrieben sind, sind auf solche Quellen zugeschnitten. Der Zweipol bildet einen Resonanzkreis, die auftretende Stromamplitude hängt daher von der anregenden Amplitude der Quelle, deren Frequenz und Tastverhältnis ab. Durch Schwingkreise höherer Ordnung können verschiedene Frequenzgänge realisiert werden.

Der Strom in der magnetisierenden Spule ist dabei direkt proportional dem magnetischen Feld. Die mechanische Grösse und Form der magnetisierenden Spule (bzw. Spulensystem) ist abhängig vom zu magnetisierenden Objekt. Die Frequenz der Quelle kann leicht z. B. über einen VCO (spannungsgesteuerten Oszillator) verändert werden. Da sich mit der Frequenz auch die Amplitude ändert, kann auch die Bestrahlungsintensität verändert werden. Die Auswahl der Betriebsfrequenz wird durch die zu der magnetisierenden Spule (dem Spulensystem) zugeschalteten Bauelemente beeinflusst. Spulen und Kondensator können austauschbar oder umschaltbar gemacht werden, um eine grössere Flexibilität zu erreichen. Weiters kann man auch spezielle Spulen mit unterschiedlicher Feldcharakteristik für verschiedene Anwendungszwecke mit dem selben Grundgerät benutzen.

Ebenso kann, wenn im Zweipol vorhanden, das Magnetfeld der Spule L1 ebenfalls zur Bestrahlung herangezogen werden.

Die Eingangsgleichspannung für den Konverter kann je nach Anwendungsfall von einer Batterie, Solarzellen, Brennstoffzellen geliefert werden, oder durch Gleichrichtung aus dem Ein- oder Mehrphasennetz, bzw. durch Gleichrichtung der Ausgangsspannung von Wechsel- oder Drehstromgeneratoren und anschliessender, eventuell auch nur grober Filterung, gewonnen werden.

Wenn zur Ablaufsteuerung des Gerätes erforderlich, genügt ein einfacher Microcontroller. Mit diesem kann die Frequenz der Schwingungen und deren Veränderung im zeitlichen Ablauf festgelegt werden. Über die Pulsweite kann die Amplitude beeinflusst werden. Bei Einbindung in ein

grösseres System (Therapiesystem, medizinische, biologische Forschung, oder Prozesstechnik) ist eine Schnittstelle am Gerät notwendig. Hier kann zwecks Vermeidung von zusätzlichen Kabeln eine Infrarotschnittstelle oder eine Schnittstelle mit Funkübertragung sinnvoll sein. Die Ansteuerung der aktiven Schalter und die Regelung eines solchen Systems erfordert nichts, was über den Stand der Technik ist und wird daher nicht behandelt.

Figur 1.a-h stellen passende Zweipole, die für Spannungsanspeisung und Fig. 2.a-g passende Zweipole, die für Stromanspeisung geeignet sind, dar. Figur 3 und Fig. 4 stellen Ausformungen der erforderlichen Pulsspannungsquelle bzw. der Pulsstromquelle dar. Die Schalter sind dabei stellvertretend mit MOSFETs gezeichnet. In Fig.5.a ist die grundsätzliche Struktur des Leistungsteils, bestehend aus Pulsquelle (Strom- oder Spannungsquelle) und Lastzweipol dargestellt. Figur 5.b zeigt die Ausformung einer Magnetisiereinrichtung mit Resonanzkreis mit einer Eingangspulsspannungsquelle nach Fig.3.b und einem Filter gemäss Fig. 1.c.

Von den gezeichneten Zweipolen eignen sich sieben für Stromspeisung und acht für Spannungsspeisung. Wählt man als Pulsquellen die einfachsten Grundstrukturen wie in Fig. 3. a, 4. a und 4. b, so erhält man zweiundzwanzig verschiedene Konverterstrukturen. Diese unidirektionalen Strukturen lassen sich, wie Fig. 3. b, 4. c. und 4. d zeigen, durch bidirektionale Pulsquellen in 30 bidirektionale Schaltungen verwandeln (haben eine höhere Flexibilität und bieten die Möglichkeit der synchronen Gleichrichtung). Durch Ergänzung der Halbbrücke mit parallel liegenden Kondensatoren, wie in Fig. 3. c, kann die Pulsquelle im ZVS-Mode betrieben werden und kann daher, entsprechend angesteuert, ohne Schaltverluste arbeiten. Einige der dargestellten Zweipole ermöglichen dies bei entsprechender Ansteuerung auch ohne diese zusätzlichen Kondensatoren.

Alle dargestellten Pulsquellen haben einen Mittelwert, der entsprechend der Polarität der Versorgungsgleichspannung ist. Die an den Zweipol angelegte Spannung darf aber innerhalb der Taktperiode auch kurzfristig in der anderen Polarität auftreten, wie dies bei der Pulsspannungsquelle gemäss Fig. 3.d der Fall ist.

Durch die Zweipole höherer Ordnung ergeben sich weiter Freiheitsgrade bei der Dimensionierung.

Die Erfindung lässt sich also als eine Vorrichtung zur magnetischen Beeinflussung von Materialien und biologischen Systemen im Feldraum einer beliebig geformten Spule oder eines Spulensystems, dabei wird die Induktivität durch Verschaltung von Teilwicklungen gebildet, (L) bezeichnen, bei der eine, in der Frequenz und/oder im Tastverhältnis veränderbare, Zweipolpulsstom- (I) oder Zweipolpulsspannungsquelle (U) mit Gleichkomponente, die auch bidirektional ausgeführt werden kann, an einen Zweipol (LZP) bestehend aus der beliebig geformten Spule oder dem Spulensystem (L), mindestens einem Kondensator (C1) und möglicher weiterer Induktivität (L1, L2), geschaltet ist.

Die einzelnen Schaltungen unterscheiden sich entsprechend dem Aufbau des passiven Zweipols. Dieser kann durch eine Serienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C1) (Fig.1.a), oder durch eine Parallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), die in Serie mit einer Serienschaltung, bestehend aus Kondensator (C1) und Spule (L1) (Fig.1.c), oder durch eine Serienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei dieser Serienschaltung eine Spule (L1) parallelgeschaltet ist und dieser Parallelschaltung ein Kondensator (C1) in Serie geschaltet ist (Fig.1.d), oder durch eine Serienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei dieser Serienschaltung ein Kondensator (C1)

parallelgeschaltet ist und dieser Parallelschaltung eine Spule (L1) in Serie geschaltet ist, (Fig.1.f), oder durch eine Serienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei dieser Serienschaltung eine Serienschaltung eines Kondensator (C1) mit einer Spule (L1) parallelgeschaltet ist (Fig.1.h), oder durch eine Parallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C1) (Fig. 2.a), oder durch eine Parallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei dieser Parallelschaltung eine Spule (L1) in Serie geschaltet ist und dieser Serienschaltung ein Kondensator (C1) parallel geschaltet ist (Fig.

2.b) oder durch eine Parallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei dieser Parallelschaltung eine Serienschaltung eines Kondensator (C1) mit einer Spule (L1) parallelgeschaltet ist (Fig. 2.d), oder durch eine Parallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei dieser Parallelschaltung ein Kondensator (C1) in Serie geschaltet ist und dieser Serienschaltung eine

Spule (L1) parallelgeschaltet ist (Fig.2.g), gebildet werden.

Man kann in den die Position der Spule (L1) mit der der Spule/des Spulenssystems (L) vertauschen (Figs. 1. b, 1. e, 1. g, 2. c, 2.e, 2.f). Es spricht auch nichts dagegen die Spule (L1) als Quelle der Magnetisierung heranzuziehen. Aus Gründen der Strom- bzw. der Spannungsbelastbarkeit muss man die Kondensatoren (C1, C2) durch Serien- und/oder Parallelschaltung von mindestens einem Kondensator bzw. die Spule (L1) durch Serien- und/oder Parallelschaltung von mindestens einer Spule bilden.

Zur Steigerung der Flexibilität kann es sinnvoll sein die Spule/das Spulenssystem (L) austauschbar zu gestalten. Damit ist es möglich die Resonanzfrequenz der Anwendung entsprechend zu wählen. Das gleiche gilt natürlich auch für die Spule (L1) und die Kondensatoren (C1, C2). Man kann zu diesem Zweck auch die Spule/das Spulenssystem (L) umschaltbar ausführen. Das gleiche gilt natürlich auch für die Spule (L1) und die Kondensatoren (C1, C2).

Als Anwendung der Vorrichtung ergibt sich, wenn die Spule/das Spulenssystems (L) am lebenden Körper angebracht ist, die Nutzung als Magnettherapiegerät. Die Vorrichtung lässt sich auch zur Beeinflussung von Lebensmitteln, Obst, Gemüse, Samen oder ähnlichen verwenden.

Bezugszeichenaufstellung
U Pulsspannungsquelle
I Pulsstromquelle
LZP Lastzweipol
U1 Eingangsspannung
L1 Induktivität, Spule
L2 Induktivität, Spule
L Induktivität, Spule, magnetisierende Spule oder Spulensystem
C1 Kondensator
C2 Kondensator
S1 aktiver Schalter
S2 aktiver Schalter
D1 passiver Schalter
D2 passiver Schalter
1 Klemme des Lastzweipols für Eingangsquelle
2 Klemme des Lastzweipols für Eingangsquelle a Klemme der Pulsquelle b Klemme der Pulsquelle (Bezugspunkt)
PATENTANSPRÜCHE :

1.Vorrichtung zur magnetischen Beeinflussung von Materialien und biologischen Systemen im Feldraum einer beliebig geformten Spule oder eines Spulensystems (L) dadurch gekennzeichnet, dass an eine, in der Frequenz und/oder im Tastverhältnis veränderbare,
Zweipolpulsstom- (I) oder Zweipolpulsspannungsquelle (U) mit Gleichkomponente, die auch bidirektional ausgeführt werden kann, ein Zweipol (LZP) bestehend aus der beliebig geformten Spule oder dem Spulensystem (L), mindestens einem Kondensator (C1) und keiner oder weiterer Induktivität (L1, L2), geschaltet ist.

Claims

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Se- rienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C1) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Pa- rallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), die in Serie mit einer Serienschaltung, bestehend aus Kondensator (C1) und Spule (L1), gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Se- rienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei die- ser Serienschaltung eine Spule (L1) parallelgeschaltet ist und dieser Parallelschaltung ein Kondensator (C1) in Serie geschaltet ist, gebildet ist. <Desc/Clms Page number 4>

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Se- rienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei die- ser Serienschaltung ein Kondensator (C1) parallelgeschaltet ist und dieser Parallelschal- tung eine Spule (L1) in Serie geschaltet ist, gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Se- rienschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei die- ser Serienschaltung eine Serienschaltung eines Kondensator (C1) mit einer Spule (L1) pa- rallelgeschaltet ist, gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Pa- rallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C1) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Pa- rallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei die- ser Parallelschaltung eine Spule (L1) in Serie geschaltet ist und dieser Serienschaltung ein Kondensator (C1) parallel geschaltet ist, gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Pa- rallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei die- ser Parallelschaltung eine Serienschaltung eines Kondensator (C1) mit einer Spule (L1) parallelgeschaltet ist, gebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipol durch eine Pa- rallelschaltung der Spule/des Spulenssystems (L) mit einem Kondensator (C2), wobei die- ser Parallelschaltung ein Kondensator (C1) in Serie geschaltet ist und dieser Serienschal- tung eine Spule (L1) parallelgeschaltet ist, gebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3,4, 5,8, 9,10 dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Spule (L1) mit der Spule/des Spulenssystems (L) vertauscht ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1,3, 4,5, 6,8, 9,10, 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (L1) so angeordnet ist, dass das von ihr erzeugte Magnetfeld nicht, allein oder in Kombination mit dem von der Spule L erzeugten Magnetfeld zur Magnetisierung verwend- bar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (C1, C2) durch Serien- und/oder Parallelschaltung von mindestens einem Kondensator bzw. die Spule (L1) durch Serien- und/oder Parallelschaltung von mindestens einer Spule gebildet wird.

14. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Spule/das Spu- lenssystem (L) austauschbar ist.

15. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (L1) aus- tauschbar ist.

16. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (C1, C2) austauschbar sind.

17. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Spule/das Spu- lenssystem (L) umschaltbar ist.

18. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (L1) um- schaltbar ist.

19. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (C1, C2) umschaltbar sind.