Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego, sto- sowany w systemie ochrony urz adze n pomiarowych, przed niepo zadanym wp lywem zewn etrznego zmiennego lub sta lego pola magnetycznego. Znany jest z polskiego opisu wzoru uzytkowego nr PL59458 wska znik optycznej sygnalizacji wyst apienia stanów awaryjnych w obwodach napi eciowych licznika energii elektrycznej do sieci trójfa- zowej czteroprzewodowej, który w obudowie umieszczanej wewn atrz licznika ma diod e elektrolumine- scencyjn a w oprawce, polaczon a elastycznym przewodem z rezystorem. Obudowa posiada te z za- cisk, do podlaczenia przewodu neutralnego licznika oraz element do po laczenia z zaciskiem neutral- nym skrzynki zaciskowej licznika. Znany jest te z z ameryka nskiego opisu patentowego nr US 6191577 magnetyczny czujnik sk ladaj acy si e z wielu mi ekkich i twardych warstw, wykazuj acy du ze zmiany rezystancji pod wp lywem zewn etrznego pola magnetycznego przy niskich warto sciach. W czujniku tym warstwy filmów magnetooporowych, usytuowane s a jedna na drugiej, a ka zda wielowarstwowa folia magnetooporowa zawiera, co najmniej jedn a warstw e ferromagnetyczn a zakotwion a i co najmniej jedn a warstw e magnetyczn a swobodn a. Czujnik do detekcji, wizualizacji i dokumentowania oddzia lywa n pola magnetycznego ujawniony w niemieckim wzorze u zytkowym nr DE20313083, wykonany jest z folii na bazie elastomerów, w której znajduj a si e cz asteczki magnesu sta lego mog ace tworzy c zadany wzór, który pod wp lywem zewn etrz- nego pola magnetycznego ulega zniekszta lceniu, wizualizuj ac w ten sposób jego ingerencj e. Znany z niemieckiego wy lo zenia nr DE 19843349 element czujnikowy do pomiarów k ata magnetyzacji, za- wiera trzy warstwy, z których pierwsza referencyjna i trzecia s a warstwami magnetycznymi, a pomi e- dzy nimi usytuowana jest warstwa niemagnetyczna. Przy czym trzecia warstwa przynajmniej w cz esci sk lada si e z oddzielnych elementów i kierunek jej magnetyzacji mo ze by c zale zny od zewn etrznego pola magnetycznego. Stosowane s a tez miniaturowe przeka zniki rurkowe zwane kontakronami, które pod wp lywem p lyn acego pr adu dokonuj a zmiany po lacze n obwodu elektrycznego w celu wykonania okre slonej czynno sci, np. otwarcie wy lacznika. Kontaktrony stanowia grup e przeka zników, wykorzystywanych jako wy laczniki, prze laczniki, obs lugiwane przez zbli zenie lub oddalenie pola magnetycznego. Prze- ka znik kontaktronowy sk lada si e ze styku rurkowego, cewki lub magnesu. Sprezyny stykowe wykona- ne s a z materia lów ferromagnetycznych o jak najmniejszych warto sciach magnetyzmu szcz atkowego, w celu przeciwdzialania „klejeniu" si e styków po ustaniu dzia lania pola magnetycznego, styki wykona- ne s a jednocze snie z materia lu sprezystego. Je zeli przez cewk e przep lywa pr ad sta ly, to wytworzone wewn atrz cewki pole magnetyczne powoduje zwarcie spr ezyn stykowych i zamkni ecie obwodu elek- trycznego. W kontaktronie ochronna rurka szklana wype lniona jest przewa znie wodorem a cewka z rurk a zalane s a zywic a epoksydow a. Sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego wed lug wynalazku, w konstrukcji no snej ma odkszta lcaln a membran e sygnalizacyjn a, wykonan a z materia lu podatnego na trwa le od- kszta lcenia, korzystnie z przewodnika i co najmniej jeden element ferromagnetyczny, usytuowany pod lub nad membran a w s asiedztwie membrany, który w przypadku zaistnienia pola magnetycznego, zdolny jest do uszkodzenia membrany, wizualizuj acego optycznie detekcj e pola, przy czym element ferromagnetyczny zespolony jest z jednym ze styków zlacza elektrycznego lub z lacznikiem mecha- nicznym. Membrana sygnalizacyjna, wykonana z materia lu, podatnego na odkszta lcenia w obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego jest trwale deformowana lub rozrywana przez element ferroma- gnetyczny. Korzystnie membrana sygnalizacyjna posiada naci ecia, najkorzystniej perforacj e, maj ac a wp lyw na czu losc sygnalizatora i u latwiaj ac a trwa le jej odkszta lcenie, przez element ferromagnetycz- ny. Element ferromagnetyczny korzystnie jest zespolony z lacznikiem regulacji czu lo sci sygnalizatora. Element ferromagnetyczny w wariancie wynalazku usytuowany jest pod membran a, korzystnie jako cz esc styku, zwieraj acego lub rozwieraj acego, obwód elektryczny, w momencie zaistnienia wp lywu zewn etrznego pola magnetycznego. Obwód elektryczny zawiera ponadto rezystor i diod e elektrolumi- nescencyjn a. Element ferromagnetyczny, reaguj ac na zaistnia le pole magnetyczne, uszkadza membran e sy- gnalizacyjn a, wizualizuj ac w ten sposób niepo zadane oddzia lywanie pola magnetycznego na urz a- dzenie pomiarowe. Przerwana lub zdeformowana membrana sygnalizuje osobom kontrolujacym za- istnia la ingerencj e.PL 206 863 B1 3 Sygnalizator umieszczany jest wewn atrz urz adzenia pomiarowego lub w postaci zewn etrznej nak ladki. W wariancie wynalazku pomi edzy elementem ferromagnetycznym usytuowanym pod membra- n a sygnalizacyjn a i konstrukcj a no sn a jest element spr ezysty. Korzystnie element ferromagnetyczny od strony elementu spr ezystego, po laczony jest lacznikiem mechanicznym ze z laczem elektrycznym obwodu elektrycznego, wlaczanego w momencie zaistnienia wp lywu zewn etrznego pola magnetycz- nego. Obwód elektryczny s lu zacy do dodatkowego potwierdzenia zaistnienia zewn etrznego pola ma- gnetycznego, zawiera rezystor i diod e elektroluminescencyjn a. W wariancie wynalazku membrana zespolona jest, z jednym lub wieloma elementami ferroma- gnetycznymi, przytwierdzonymi po jednej lub po obu jej stronach. Elementy ferromagnetyczne, pod wp lywem zewn etrznego pola magnetycznego, podlegaj a przemieszczeniu w kierunku rosn acej warto- sci nat ezenia pola magnetycznego i powoduj a rozerwanie membrany lub inne trwa le jej odkszta lcenie, sygnalizuj ace wizualnie wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. W odmianie wynalazku sygnalizator w konstrukcji no snej ma drug a plastyczn a membran e, w postaci ta smy, punktowo przymocowan a do konstrukcji no snej, wyposa zon a w elementy ferroma- gnetyczne, zespolone z ni a, a obie membrany wpi ete s a w obwód elektryczny, zawieraj acy rezystor i diod e elektroluminescencyjn a. W momencie zaistnienia zewn etrznego pola magnetycznego, elementy ferromagnetyczne przemieszczaj ace si e w kierunku rosn acego natezenia pola magnetycznego, powodujac po laczenie membran, prowadz a do zamkni ecia obwodu elektrycznego, realizuj acego dodatkowe funkcje sygnali- zacyjno-kontrolne. Sygnalizator przeznaczony jest do zabezpieczania liczników energii elektrycznej, wodomierzy, liczników pomiaru zu zycia gazu oraz innych urz adze n pomiarowych, przed ingerencj a z zewn atrz sta- lym lub zmiennym polem magnetycznym, mog acym mie c wp lyw na wadliwe funkcjonowanie tych urz a- dze n. Sygnalizator ma charakter uniwersalny i mo ze by c stosowany jako cz esc wyposa zenia przy produkcji nowych urz adze n pomiarowych jak równie z jako samodzielne urz adzenie w postaci dodat- kowej nak ladki na liczniki pomiarowe. Dzia lanie sygnalizatora wed lug wynalazku jest niezawodne i nadaje si e do powszechnego stosowania. Sygnalizator mo ze by c stosowany w postaci plomby sy- gnalizuj acej wyst apienie w danym obszarze sta lego lub zmiennego pola magnetycznego i jednocze- snie mo ze sterowa c dowolnymi uk ladami elektrycznymi, elektronicznymi oraz mechanicznymi. Przedmiot wynalazku w przyk ladach realizacji jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sygnalizator z elementem ferromagnetycznym przymocowanym do styku, zamykaj acym obwód elektryczny w stanie spoczynku, w przypadku niewyst epowania pola magnetycznego, fig. 1a obrazuje stan w momencie zaistnienia pola magnetycznego, które powoduje rozwarcie obwodu elek- trycznego, fig. 2 przedstawia sygnalizator z elementem ferromagnetycznym umieszczonym na styku, rozwieraj acym obwód w stanie spoczynku, w przypadku niewyst epowania pola magnetycznego, fig. 2a obrazuje stan w momencie zaistnienia pola magnetycznego, które powoduje zwarcie obwodu elektrycznego, fig. 3 przedstawia sygnalizator z elementem ferromagnetycznym w postaci p lytki znaj- duj acej si e pod membran a zespolonej z obudow a przy pomocy lacznika maj acego za zadanie ustala- nie czu lo sci uk ladu, w stanie spoczynku, w przypadku niewyst epowania pola magnetycznego, fig. 3a przedstawia sygnalizator z elementem ferromagnetycznym, zespolonym z obudow a przy pomocy lacznika, w momencie zaistnienia pola magnetycznego, fig. 4 sygnalizator z elementem sprezystym i lacznikiem mechanicznym w stanie spoczynku w przypadku niewyst epowania pola magnetycznego, fig. 4a przedstawia wy zej opisany sygnalizator w momencie zaistnienia pola magnetycznego, fig. 5 sygnalizator z membran a w postaci ta smy z elementami ferromagnetycznymi, umieszczonymi pod membran a, zespolonymi z ni a i obudow a w stanie spoczynku w przypadku niewyst epowania pola magnetycznego i fig. 5a w momencie zaistnienia pola magnetycznego, fig. 6 sygnalizator z membran a w postaci ta smy, przymocowanej punktowo do obudowy, z elementami ferromagnetycznymi, umiesz- czonymi nad membran a, która jest zespolona z nimi i obudow a, w stanie spoczynku, w przypadku niewyst epowania pola magnetycznego i fig. 6a w momencie zaistnienia pola magnetycznego, fig. 7 sygnalizator z membran a w postaci ta smy z elementami ferromagnetycznymi, umieszczonymi po obu stronach membrany, zespolonymi z ni a i obudow a w stanie spoczynku w przypadku braku pola ma- gnetycznego i fig. 7a w momencie zaistnienia pola magnetycznego, fig. 8 przedstawia sygnalizator usytuowany w obwodzie elektrycznym, z dwiema membranami w postaci ta smy z elementami ferro- magnetycznymi, umieszczonymi nad doln a membran a, która jest zespolona z nimi oraz obudow a w stanie spoczynku w przypadku braku pola magnetycznego, a fig. 8a element ferromagnetyczny,PL 206 863 B1 4 powoduj acy zwieranie obu ta sm w momencie zaistnienia pola magnetycznego, fig. 9 przedstawia usy- tuowany w obwodzie elektrycznym, sygnalizator z dwiema membranami w postaci ta smy z elementa- mi ferromagnetycznymi, umieszczonymi po obu stronach dolnej membrany i zespolonymi z ni a i obu- dow a w stanie spoczynku w przypadku braku pola magnetycznego, a fig. 9a element ferromagnetycz- ny, powodujacy zwieranie obu ta sm w momencie zaistnienia pola magnetycznego. P r z y k l a d I Sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego uwidoczniony na Fig. 1 i 1a, ma konstrukcj e no sn a 1 o dowolnym kszta lcie z jedn a sciank a, stanowi ac a aluminiow a membran e sygna- lizacyjn a 2 i usytuowany pod ni a element ferromagnetyczny 3 z kobaltu, umieszczony na styku 4 wy- konanym z miedzi, steruj acym obwodem elektrycznym, sk ladaj acym si e z rezystora i diody elektrolu- minescencyjnej, slu zacym do dodatkowego potwierdzenia ingerencji zewn etrznym polem magnetycz- nym. Styk 4 w stanie spoczynku, w przypadku braku pola magnetycznego, znajduje si e pod membra- n a 2. W momencie zaistnienia pola magnetycznego, styk 4 wykonuj ac ruch w kierunku rosn acego nat ezenia pola magnetycznego, rozwiera si e od styku 5, powoduj ac roz laczenie obwodu elektryczne- go, zga sniecie diody LED, jednocze snie powoduje uszkodzenie membrany 2. Rozerwanie membrany sygnalizuje osobom kontroluj acym wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d II Sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego, uwidoczniony na fig. 2 i 2a, zbu- dowany jak w przyk ladzie I, z t a ró znic a, ze ma pergaminow a membran e sygnalizacyjn a 2 i umiesz- czony pod ni a styk 4, wpi ety w obwód elektryczny, wykonany z mi ekkiej stali, zawieraj acy ferromagne- tyczny element 3 ze strontu, który w stanie spoczynku w przypadku braku pola magnetycznego, usy- tuowany jest wewn atrz obudowy pod membran a 2. W momencie zaistnienia pola magnetycznego, element ferromagnetyczny 3 wraz ze stykiem 4 wykonuj ac ruch w kierunku rosn acego natezenia pola magnetycznego, zwiera si e ze stykiem 5, powoduj ac w laczenie obwodu elektrycznego, zawieraj acego rezystor i diod e elektroluminescencyjn a, jednocze snie styk 5 powoduje uszkodzenie membrany 2, sygnalizuj ace osobom kontroluj acym, wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d III Sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego uwidoczniony na fig. 3 i 3a, ma miedzian a membran e sygnalizacyjn a 2 i umieszczony pod ni a element ferromagnetyczny 3 wykonany z ferrytu, który w stanie spoczynku w przypadku braku zewn etrznego pola magnetycznego, usytuowa- ny jest wewn atrz konstrukcji no snej i zespolony z ni a lacznikiem 6 regulacji czu lo sci sygnalizatora. W momencie zaistnienia zewn etrznego pola magnetycznego, element 3, wykonujac ruch w kierunku rosn acego nat ezenia pola magnetycznego, odkszta lca lacznik 6, powoduje uszkodzenie membrany 2, sygnalizuj ace osobom kontroluj acym wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d IV Sygnalizator, uwidoczniony na fig. 4 i 4a, zbudowany jak w przyk ladzie III z t a ró znic a, ze po- mi edzy elementem ferromagnetycznym 3 w postaci p lytki z zelaza i konstrukcj a no sn a 1 jest element spr ezysty. Ponadto element ferromagnetyczny 3 od strony elementu spr ezystego, po laczony jest lacz- nikiem mechanicznym 7 ze z laczem elektrycznym 8. W przypadku wyst apienia zewn etrznego pola magnetycznego, p lytka 3 przesuwaj ac si e w kierunku rosn acego nat ezenia pola magnetycznego, po- woduje odkszta lcenie lacznika regulacji czu lo sci 6, przerwanie membrany 2 i przesuni ecie lacznika mechanicznego 7, co prowadzi do zwarcia obwodu w sk lad którego wchodz a styki 9, przez styki 8, sterowane lacznikiem 7, powoduj ac odci ecie dop lywu energii do licznika pomiaru zu zycia energii elek- trycznej w przypadku ingerencji polem magnetycznym, a rozwarcie obwodu w sk lad którego wchodz a styki 10, przez styki 8, sterowane lacznikiem 7, zawieraj acego diod e elektroluminescencyjn a s lu zac a do dodatkowej sygnalizacji optycznej w przypadku ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d V Sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego, uwidoczniony na fig. 5 i 5a ma membran e sygnalizacyjn a 2 w postaci ta smy z elementami ferromagnetycznymi 3 z kobaltu, umiesz- czonymi pod membran a, zespolonymi z ni a i konstrukcj a no sn a 1. W momencie zaistnienia pola ma- gnetycznego, elementy ferromagnetyczne przemieszczaj a si e w kierunku rosn acego nat ezenia pola magnetycznego, powodujac uszkodzenie membrany 2, sygnalizuj ace osobom kontroluj acym wyst a- pienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d VI Sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego, uwidoczniony na fig. 6 i 6a ma membran e sygnalizacyjn a 2 w postaci ta smy wykonanej z miedzi, z elementami ferromagnetycznymi 3PL 206 863 B1 5 z ferrytu, umieszczonymi nad membran a, która jest zespolona z nimi i konstrukcj a no sn a 1, wpi eta w obwód elektryczny w sk lad którego wchodzi rezystor i swiec aca dioda LED. W momencie zaistnie- nia pola magnetycznego, elementy ferromagnetyczne przemieszczaj a si e w kierunku rosn acego nat e- zenia pola magnetycznego, powoduj ac rozerwanie membrany 2, jednocze snie obwód rozwiera si e i ga snie dioda LED, sygnalizuj ac osobom kontroluj acym wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d VII Sygnalizator obecno sci pola magnetycznego, uwidoczniony na fig. 7 i 7a ma membran e sygna- lizacyjn a 2 w postaci ta smy aluminiowej z elementami ferromagnetycznymi 3 wykonanymi z kobaltu, umieszczonymi po obu stronach membrany, zespolonymi z ni a i konstrukcj a no sn a 1. W momencie zaistnienia pola magnetycznego, elementy ferromagnetyczne 3 przemieszczaj a si e w kierunku rosn a- cego natezenia pola magnetycznego, powoduj ac uszkodzenie membrany 2, sygnalizuj ace osobom kontroluj acym wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d VIII Sygnalizator obecno sci pola magnetycznego, uwidoczniony na fig. 8 i 8a ma dwie plastyczne membrany sygnalizacyjne 2 i 11 w postaci ta smy wykonane z miedzi z elementami ferromagnetycz- nymi 3 z zelaza, umieszczonymi nad doln a membran a 2, która jest zespolona z nimi oraz konstrukcj a no sn a 1, membrana 11 jest równie z przymocowana do obudowy 1, membrany 2 i 11 wpi ete s a w ob- wód elektryczny, zawieraj acy rezystor i diod e LED tworz ac. W momencie zaistnienia pola magnetycz- nego, elementy ferromagnetyczne 3 przemieszczaj a si e w kierunku rosn acego nat ezenia pola magne- tycznego, powoduj ac po laczenie membran 2 i 11, prowadz ace do zwarcia obwodu elektrycznego i zapalenia diody LED. Odkszta lcenie membrany 11 sygnalizuje osobom kontroluj acym wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. P r z y k l a d IX Sygnalizator obecno sci zewn etrznego pola magnetycznego, uwidoczniony na fig. 9 i 9a ma dwie plastyczne membrany 2 i 11 w postaci ta smy wykonanej z aluminium z elementami ferromagne- tycznymi 3 z zelaza, umieszczonymi po obu stronach membrany 2, zespolonymi z ni a i konstrukcj a no sn a 1, membrana 11 jest równie z zespolona z konstrukcj a no sn a, a obie membrany s a wpi ete w obwód elektryczny, zawieraj acy rezystor i diod e elektroluminescencyjn a. W momencie zaistnienia pola magnetycznego, elementy ferromagnetyczne przemieszczaj a si e w kierunku rosn acego nateze- nia pola magnetycznego, powodujac po laczenie membran 2 i 11, co prowadzi do zwarcia obwodu elektrycznego i zadzia lania sygnalizacji. Odkszta lcenie membrany 11 sygnalizuje osobom kontroluj a- cym wyst apienie niepo zadanej ingerencji polem magnetycznym. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL