ES2985073T3 - Método para obtener un sensor de tensión capacitivo y sensor de tensión capacitivo obtenido mediante este método - Google Patents
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Abstract
_Un método para obtener un sensor de tensión capacitivo mediante un dispositivo conductor (100) de corriente eléctrica, en el que dicho dispositivo conductor (100) comprende un conductor (110) una capa (120) de material aislante una capa (130) de material semiconductor, en el que una primera porción desconectada (131) de capa de material semiconductor está formada por medio de dicha capa de material semiconductor (130); en el que dicha primera porción desconectada (131) del material semiconductor se mantiene sobre dicha capa de material aislante (120); en el que dicha porción desconectada (131) de la capa de material semiconductor está desconectada eléctricamente con respecto a la capa restante (132) de material semiconductor; y en el que dicha primera porción desconectada (131) del material semiconductor está aislada eléctricamente con respecto a la capa restante (132) de material semiconductor. _Un sensor de tensión capacitivo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método para obtener un sensor de tensión capacitivo y sensor de tensión capacitivo obtenido mediante este método Campo técnico
Esta invención se refiere a un método para obtener un sensor capacitivo y a un sensor capacitivo obtenido mediante dicho método.
Más particularmente, pero sin intención limitada, la presente invención se refiere a un método del tipo mencionado anteriormente aplicable a un dispositivo conductor de corriente eléctrica, en el cual dicho dispositivo conductor de corriente eléctrica comprende un cuerpo conductor, al menos una capa de material aislante colocada en superposición con respecto a dicho cuerpo conductor y al menos una capa de material semiconductor colocada en superposición con respecto a dicha capa de material aislante.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, para formar un sensor de tensión eléctrico capacitivo, es necesario preparar algunos componentes y luego realizar algunas operaciones utilizando estos componentes, es decir, ensamblar estos componentes.
Más particularmente, los métodos actuales para formar un sensor de tensión tienen varias desventajas.
Una primera desventaja se debe al hecho de que algunos componentes deben ser preparados para formar el sensor capacitivo.
Una segunda desventaja se debe al hecho de que los diversos componentes deben ser ensamblados juntos para formar el sensor capacitivo.
Una tercera desventaja se debe al hecho de que se requieren operaciones difíciles y laboriosas.
Además, los sensores de tensión capacitivos actuales son costosos de realizar ya que son laboriosos de fabricar y requieren el uso de componentes adicionales.
Se encuentra arte anterior pertinente en EP2 993480 A1, EP2 608338 A1, EP 2816361 A1 y WO 2015/179285 A1. Descripción de la invención
El objeto de la presente invención es resolver las desventajas mencionadas anteriormente.
Para resolver este problema, la invención proporciona un método para obtener un sensor de tensión capacitivo mediante un dispositivo conductor de corriente eléctrica según se define en la reivindicación 1 y un sensor de tensión capacitivo según se define en la reivindicación 8. Las mejoras adicionales están sujetas a las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
Otras características y ventajas adicionales de la presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción de algunas de sus realizaciones preferidas, proporcionadas aquí únicamente a modo de ejemplo no limitante, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La Figura 1 ilustra un dispositivo de conducción de corriente;
Las figuras 2, 3, 3A y 4 ilustran una primera realización del método de la presente invención implementado en el dispositivo de la figura 1, un sensor de tensión capacitivo obtenido mediante el método objeto de la presente invención y/o un sensor de tensión capacitivo particular.
Método - Formas Preferidas de Implementación
Con referencia a los dibujos adjuntos, el método para obtener un sensor de tensión capacitivo es particularmente, pero no exclusivamente, aplicable a un conductor de corriente genérico 100, en el cual dicho dispositivo de conductor de corriente eléctrica 100 se extiende a lo largo de un eje longitudinal X, en el cual dicho dispositivo de conductor 100 de corriente eléctrica, sustancialmente, comprende: un cuerpo conductor 110 que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X; al menos una capa 120 de material aislante que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X colocada sobre y preferiblemente adherida con respecto a dicho cuerpo conductor 110; y al menos una capa 130 de material semiconductor que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X colocada sobre y preferiblemente adherida con respecto a dicha capa 120 de material aislante.
Preferiblemente, pero sin intención restrictiva, el dispositivo conductor 100 puede ser un cable conductor 100, en el cual el cuerpo conductor 110 se encuentra en el centro, y en donde la capa 120 de material aislante, así como la capa 130 de material semiconductor, tienen una forma tubular.
Con referencia al método objeto de la presente invención, se proporciona la formación de una primera porción desconectada 131 de capa de material semiconductor mediante dicha capa 130 de material semiconductor.
Dicha primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor se mantiene y preferiblemente adherida con respecto a la capa 120 de material aislante y, más particularmente, preferiblemente, como se describe a continuación, la cara interna de esta porción desconectada 131 no se desprende con respecto a la cara externa de la capa 120 de material aislante.
La primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor está eléctricamente desconectada con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor y, por lo tanto, se forma un acoplamiento capacitivo entre el conductor activo 110 (primera armadura del acoplamiento) y dicha primera porción desconectada 131 (segunda armadura del acoplamiento), en otras palabras, dicha primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor cumple la función de un sensor de campo eléctrico.
La primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor está aislada eléctricamente con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor y, más particularmente, aislada eléctricamente de tal manera que garantice dicho aislamiento eléctrico en correlación con las tensiones máximas a aplicar.
Con referencia particular a las Figuras 3 y 4, dicha primera porción desconectada 131 tiene una forma y/o un tamaño de manera que no interrumpe la continuidad axial longitudinal X para dicha capa 130 de material semiconductor 130 y, en este contexto, dicha primera porción desconectada 131 de capa de material semiconductor tiene un tamaño capaz de mantener una segunda porción 133 de capa de material semiconductor al lado de la misma primera porción desconectada 131, en la cual dicha segunda porción 133 es sustancialmente capaz de mantener la continuidad axial con respecto a la estructura y/o mantener la continuidad axial con respecto a la conductividad eléctrica con referencia a la capa 130 de material semiconductor, a pesar de que se haya formado la primera porción desconectada 131.
Nuevamente, con referencia al método objeto de la presente invención, preferiblemente con referencia al dispositivo conductor 100 de corriente eléctrica descrito anteriormente, se proporciona ejecutar una ranura 141 que tiene una trayectoria de línea cerrada en la capa 130 de material semiconductor, con el fin de formar a través de dicha capa 130 de material semiconductor una primera porción desconectada 131 de capa de material semiconductor, en la cual dicha primera porción desconectada 131 de capa de material semiconductor se mantiene superpuesta con respecto a dicha capa de material aislante 120, en la cual dicha porción desconectada 131 de capa de material semiconductor está eléctricamente desconectada con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor, en la cual dicha porción desconectada 131 de capa de material semiconductor está eléctricamente aislada con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor, y en la cual dicha primera porción desconectada 131 tiene una forma y/o un tamaño de manera que no interrumpe la continuidad axial longitudinal X para dicha capa 130 de material semiconductor.
Nuevamente, con referencia al método objeto de la presente invención, preferiblemente con referencia al dispositivo conductor 100 de corriente eléctrica descrito anteriormente, se realiza una ranura 141 que tiene una trayectoria de línea cerrada en la capa 130 de material semiconductor, con el fin de formar a través de dicha capa 130 de material semiconductor una primera porción desconectada 131 de capa de material semiconductor y una segunda porción 133 de capa de material semiconductor, en la cual dicha primera porción desconectada 131 de capa de material semiconductor se mantiene superpuesta con respecto a dicha capa de material aislante 120, en la cual dicha primera porción desconectada 131 de material semiconductor está eléctricamente desconectada con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor, en la cual dicha primera porción desconectada 131 de material semiconductor está eléctricamente aislada con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor, en la cual dicha segunda porción 133 mantiene la continuidad estructural axial (una continuidad axial parcial con respecto a la continuidad anterior) con respecto a la tercera capa 130 de material semiconductor y/o mantiene la continuidad axial conductora con respecto a la tercera capa 130 del material semiconductor.
Con referencia al método descrito anteriormente, queda claro que permite obtener un sensor de tensión capacitivo de manera rápida, sin realizar operaciones laboriosas y/o complicadas, sin el uso de componentes adicionales y, además, manteniendo la continuidad axial estructural y la continuidad axial conductiva eléctrica con respecto a la tercera capa 130 de material semiconductor.
De acuerdo con el método objeto de la presente invención, es posible detectar la presencia o ausencia de tensión eléctrico en dicha primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor, con el fin de determinar la presencia o ausencia de tensión para el conductor 110.
De acuerdo con el método objeto de la presente invención, el valor V_131 de la tensión eléctrica con respecto a dicha primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor puede ser detectado mediante cualquier dispositivo conectado/asociado con dicha porción desconectada 131 y, en base al valor de la tensión eléctrica detectada en dicha primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor, es posible procesar dicho valor para estimar la tensión del cuerpo conductor 110.
Método - Descripción Detallada Fig. 2, 3, 3A y 4
Con referencia a una primera realización preferente, ver Figuras. 2, 3, 3A y 4, dicha primera porción desconectada 131 es una capa de material semiconductor con una forma geométrica plana delimitada por una línea cerrada, como una forma circular como se ilustra, pero, en este contexto, se entiende que dicha primera porción desconectada 131 también puede asumir otras formas como, por ejemplo, una forma elíptica y/o una forma poligonal y/u otros tipos de formas sin salir de los conceptos exclusivamente protegidos por la presente invención.
En este contexto, preferiblemente, se ejecutan una o más ranuras 141 en la capa 130 de material semiconductor, en las cuales dichas una o más ranuras 141 son capaces de formar el perímetro de dicha porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor.
Más en particular, dichas una o más ranuras 141 tienen una profundidad dada H1, en la cual dicha profundidad dada H1 tiene un valor igual o mayor con respecto a la profundidad mínima necesaria para obtener y asegurar la desconexión eléctrica y el aislamiento eléctrico entre dicha porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor.
Además, dichas una o más ranuras de desconexión eléctrica 141 tienen un ancho dado H2, en el cual dicho ancho dado H2 tiene un valor igual o mayor con respecto al ancho mínimo necesario para obtener y asegurar la desconexión eléctrica y el aislamiento eléctrico entre dicha porción desconectada 131 de capa de material semiconductor y la capa restante 132 de material semiconductor.
Método - Capas Adicionales
Con referencia al método anterior, si es deseable, se puede aplicar una primera capa adicional de material eléctricamente aislante encima y/o alrededor de dicha porción desconectada 131 de material semiconductor, con el fin de cubrir dicha primera porción desconectada 131 de material semiconductor y/o para cubrir las ranuras relevantes 141, de manera de manera que se eviten conexiones eléctricas entre dicha primera porción desconectada 131 de material semiconductor y la capa restante 132 de material semiconductor debido a agentes externos que puedan encajaren dichas ranuras 141.
Nuevamente, con referencia al método anterior, si es deseable, se puede aplicar una segunda capa adicional de material eléctricamente conductor cerca de dicha porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor y sobre dicha primera capa adicional de material eléctricamente aislante, con el fin de proteger dicha porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor con respecto a los campos eléctricos circundantes. En este contexto, preferiblemente, dicha segunda capa adicional de material eléctricamente conductor está conectada eléctricamente con la capa restante 132 de material semiconductor y/o está conectada eléctricamente a tierra.
Sensor obtenido por el método/métodos
Con referencia al método descrito anteriormente, es posible obtener un sensor capacitivo utilizando un dispositivo conductor eléctrico 100 y, por lo tanto, la presente invención también protege un sensor capacitivo obtenido mediante el método mencionado anteriormente.
Sensor capacitivo
Además, la presente invención también protege un sensor de tensión capacitivo independientemente del método anterior.
Haciendo referencia a las Figuras del 2 al 4, la presente invención también protege un sensor de tensión capacitivo que comprende un cuerpo conductor 110 que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X, al menos una capa 120 de material aislante que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X y que cubre y preferiblemente se adhiere a dicho cuerpo conductor 110 que se extiende a lo largo de dicho eje longitudinal X, y al menos una capa 130 de material semiconductor que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X y que cubre 0 y preferiblemente se adhiere a dicha capa 120 de material aislante, en la cual dicho sensor capacitivo comprende una primera porción 131 de la capa de material semiconductor 130, en la cual dicha primera porción 131 está eléctricamente desconectada y aislada eléctricamente con respecto a la capa 130 de material semiconductor, en la cual dicha primera porción 131 tiene una forma y/o un tamaño de manera que no 5 interrumpe la continuidad axial longitudinal X alrededor de dicha capa 130 de material semiconductor 130, en la cual preferiblemente la capa 120 de material aislante y la capa 130 de material semiconductor tienen una forma tubular.
Más en particular, dicho sensor capacitivo comprende una primera porción 131 de capa de material semiconductor y una segunda porción 133 de capa de material semiconductor 0, en la cual dicha primera porción 131 de capa de material semiconductor está eléctricamente desconectada y aislada eléctricamente con respecto a la capa 130 de material semiconductor, en la cual dicha segunda porción 133 de capa de material semiconductor es capaz de formar una continuidad eléctrica axial longitudinal para la capa 130 del material semiconductor en la región axial en la que está presente dicha primera porción 131.
Esta segunda porción 133 de la capa de material semiconductora 130 también puede formar una continuidad eléctrica conductiva axial longitudinal para la capa de material semiconductora 130.
En la realización preferida ilustrada, se prefiere que dicha primera porción 131 de la capa semiconductora esté posicionada transversalmente al lado de la segunda porción 133 de la capa de material semiconductora 130, y preferiblemente la misma primera porción 131 tiene una forma similar a una figura geométrica bidimensional delimitada por una línea cerrada.
Nuevamente, con referencia a las Figuras del 2 al 4, dicho sensor capacitivo comprende preferentemente una o más ranuras 141 para formar el perímetro de dicha primera porción 131 de capa de material semiconductor.
Una o más ranuras 141 tienen una profundidad dada H1, en la cual dicha profundidad dada H1 tiene un valor igual o mayor con respecto a la profundidad mínima necesaria para obtener y asegurar la desconexión eléctrica y el aislamiento eléctrico entre dicha primera porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor con respecto a la capa restante 132 de material semiconductor.
Una o más ranuras 141 tienen un ancho dado H2, en el cual dicho ancho dado H2 tiene un valor igual o mayor con respecto al ancho mínimo necesario para obtener y asegurar la desconexión eléctrica y el aislamiento eléctrico entre dicha porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor y la capa restante 132 de material semiconductor. Sensor capacitivo - Capas adicionales
Con referencia al sensor de capacitancia descrito anteriormente, este puede además incluir una primera capa adicional de material aislante eléctrico aplicada encima y alrededor de dicha porción desconectada 131 de material semiconductor para cubrir dicha capa 131 y la(s) ranura(s) 141.
Una vez más, con referencia al sensor capacitivo descrito anteriormente, puede además comprender una segunda capa adicional de material eléctricamente conductor aplicada cerca de dicha primera porción desconectada 131 de material semiconductor, y preferiblemente, colocada sobre dicha primera capa adicional de material eléctricamente aislante, con el fin de proteger dicha porción desconectada 131 de la capa de material semiconductor con respecto a los campos eléctricos circundantes.
Dicha segunda capa adicional de material eléctricamente conductor está preferiblemente conectada eléctricamente con la capa restante 132/133 de material semiconductor y, si se desea, puede estar conectada eléctricamente a tierra.
La descripción del método y del sensor capacitivo se proporcionan únicamente a modo de ejemplo y sin intención restrictiva, por lo tanto, dicho método y dicho sensor capacitivo pueden ser claramente objeto de todas las modificaciones o variaciones dentro del ámbito de las siguientes reivindicaciones.
Claims (8)
1. Método para obtener un sensor de tensión capacitivo mediante un dispositivo conductor (100) de corriente eléctrica, en el cual dicho dispositivo conductor (100) se extiende a lo largo de un eje longitudinal (X) y comprende:
- proporcionar un cuerpo conductor (110) que se extiende a lo largo del eje longitudinal (X),
- proporcionar al menos una capa (120) de material aislante que se extiende a lo largo del eje longitudinal (X) y que cubre dicho cuerpo conductor (110),
- proporcionar al menos una capa (130) de material semiconductor que se extiende a lo largo del eje longitudinal (X) y que cubre dicha capa (120) de material aislante,
en donde
se ejecuta una ranura (141) que tiene una trayectoria de línea cerrada en la capa (130) de material semiconductor para formar a partir de dicha capa (130) de material semiconductor una primera porción (131) y una segunda porción (133),
dicha primera porción (131) está desconectada eléctricamente y aislada eléctricamente con respecto a dicha segunda porción (133),
dicha primera porción (131) se superpone a dicha capa de material aislante (120),
caracterizado porque
dicha segunda porción (133) mantiene una continuidad axial conductiva a lo largo de dicha capa (130) del material semiconductor, y
dicha primera porción (131) tiene una forma similar a una figura geométrica bidimensional delimitada por la trayectoria de línea cerrada de la ranura (141).
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha figura geométrica bidimensional es un círculo.
3. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que se ejecutan una o más ranuras (141) en la capa (130) de material semiconductor y son capaces de formar el perímetro de dicha primera porción (131).
4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dichas una o más ranuras (141) tienen una profundidad dada (H1) que tiene un valor igual o mayor con respecto a la profundidad mínima necesaria para obtener y garantizar la desconexión eléctrica y el aislamiento eléctrico entre dicha primera porción (131) y dicha segunda porción (133).
5. Método de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizado por el hecho de que dichas una o más ranuras (141) tienen un ancho dado (H2) que tiene un valor igual o mayor con respecto al ancho mínimo necesario para obtener y garantizar la desconexión eléctrica y el aislamiento eléctrico entre dicha primera porción (131) y dicha segunda porción (133).
6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que se aplica una primera capa adicional de material aislante eléctrico sobre y alrededor de dicha primera porción (131) para cubrir dicha primera porción (131) y la ranura o ranuras (141).
7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que se aplica una segunda capa adicional de material eléctricamente conductor cerca de dicha primera porción (131) y sobre dicha primera capa adicional de material eléctricamente aislante para proteger dicha primera porción (131) con respecto a los campos eléctricos circundantes.
8. Sensor de tensión capacitivo que comprende:
- un cuerpo conductor (110) que se extiende a lo largo de un eje longitudinal (X),
- al menos una capa (120) de material aislante que se extiende a lo largo del eje longitudinal (X) y que cubre dicho cuerpo conductor (110),
- al menos una capa (130) de material semiconductor que se extiende a lo largo del eje longitudinal (X) y que cubre dicha capa (120) de material aislante,
en donde
- la capa (130) de material semiconductor incluye una primera porción (131) y una segunda porción (133), dicha primera porción (131) está desconectada eléctricamente y aislada eléctricamente con respecto a la segunda porción (133),
caracterizado porque
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