專利名稱：用來檢測篡改公用事業(yè)儀表的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公用事業(yè)儀表(utility meter)，特別是涉及檢測篡改這種儀表的設(shè)備。
背景技術(shù)：
眾所周知用于測量煤氣和電的消耗的儀表，并且許多此種儀表依據(jù)電磁或電的原理工作。通過對儀表施加磁力來對該儀表進(jìn)行篡改，從而減少或?qū)嶋H上停止消耗的記錄。這導(dǎo)致一種建議，即為該儀表或至少儀表的感應(yīng)部分提供電磁屏蔽。儀表的感應(yīng)部分可以是，例如，變流器、儀表電源變換器、用于遠(yuǎn)程讀取的脈沖輸出繼電器、和/或預(yù)付式儀表的鎖存繼電器。然而，響應(yīng)于該屏蔽，想要篡改儀表的人已經(jīng)開始使用越來越強(qiáng)的磁力。
已經(jīng)有了用于檢測外部磁場的磁簧開關(guān)(reed switch)的應(yīng)用。但是，這種檢測器比較貴，具有高度的極化敏感性且可以被偶然產(chǎn)生的雜散磁場觸發(fā)。存在有幾個專利，其建議使用無芯變換器，以使儀表免受外部直流磁場的影響。但此種電流感應(yīng)器受交流磁場影響。US5343143和FR2800167公開了此種電流感應(yīng)裝置，該電流感應(yīng)裝置使用一個磁屏蔽來防止外部影響且提高磁通鏈(flux linkage)。US4894610披露了一組兩個串聯(lián)的線圈來消除外部作用場的影響。GB2353598披露了使用PCB上的串聯(lián)線圈來消除外部場的影響的應(yīng)用。但是，所有這些設(shè)備都不能使測量電路免受強(qiáng)或高度極化作用場的影響，其中該強(qiáng)或高度極化作用場由想使儀表運(yùn)行變慢的盜用者(fraudster)布置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)中涉及的問題，并且提供一種在公用事業(yè)儀表內(nèi)監(jiān)測磁場的替換方案，同時指示存在超強(qiáng)的磁場。
當(dāng)檢測到一個超強(qiáng)的磁場，優(yōu)選由儀表采用一些簡便的方式，例如記錄其發(fā)生的日期和時間，來記錄這個事實(shí)。同樣地，可以檢測和記錄該超強(qiáng)磁場的消除。這使得公用事業(yè)(utility)的供應(yīng)商能夠在此期間采取合適的措施，其可能包括提高公用事業(yè)的供應(yīng)成本。
優(yōu)先地，本設(shè)備使用一種具有一個線圈的屏蔽裝置，該線圈用來提供可以計(jì)算的感應(yīng)信號。
由于為了使外部磁場感應(yīng)公用事業(yè)儀表的感應(yīng)部分，必須首先使屏蔽裝置飽和，所以該屏蔽裝置可以作為檢測超強(qiáng)磁場的檢測器來使用。


為了更容易地理解本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖如下圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的公用事業(yè)儀表的方框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的圖示表示；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實(shí)施例中的公用事業(yè)儀表中所使用的感應(yīng)元件；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例。
發(fā)明詳述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是一個電表，其可以是一個傳統(tǒng)的電磁儀表，也可以是一個使用變流器來檢測電量消耗的更現(xiàn)代的電子儀表。應(yīng)該注意的是，這僅僅是一個可計(jì)量的公用事業(yè)的例子，而本發(fā)明能夠在不同類型的儀表中應(yīng)用，用來記錄不同流動物質(zhì)的消耗。
參考附圖1，它示出了一個電表的方框圖，其中假設(shè)它是一個電子儀表。由于電子儀表不使用帶有磁盤的儀表系統(tǒng)，其中磁盤以一個依賴于吸入電流(drawn current)的速度轉(zhuǎn)動和被驅(qū)動，所以電子儀表不同于傳統(tǒng)的電子機(jī)械儀表。反之，電表通過使用電流檢測器10以變流器的方式檢測電流來測量電量的消耗，將變流器的輸出輸入到計(jì)算部分11，該計(jì)算部分11優(yōu)選由微處理器11組成。然后記錄計(jì)算的結(jié)果并將其周期性地存儲到存儲器12中。另外，電表也可以具有本領(lǐng)域中熟知的通信裝置，允許通過通信鏈路來遠(yuǎn)程讀取電表。由此就使電表標(biāo)準(zhǔn)化。
但是，眾所周知，強(qiáng)外部磁場的出現(xiàn)將影響電流的檢測。本發(fā)明被設(shè)計(jì)來屏蔽電流感應(yīng)元件或任何類似感應(yīng)部分，使其免受常規(guī)外部場影響，并檢測超強(qiáng)場的存在，該超強(qiáng)場往往使自身屏蔽無效。這使得此種場的存在被電表記錄，并且還優(yōu)選被指示給希望阻止篡改電表的用戶。該指示可以是任何適合看見和/或聽見的指示，例如閃爍顯示或者閃爍紅燈。優(yōu)選能夠記錄超強(qiáng)磁場存在的開始和結(jié)束，從而公用事業(yè)的供應(yīng)商能夠采取適當(dāng)?shù)拇胧?br> 在圖1中用磁場檢測器20表示用于檢測磁場的現(xiàn)有優(yōu)選裝置，其中將磁場檢測器20的輸出輸入到計(jì)算電路21。計(jì)算電路21包括一個用于將磁場檢測器的輸出和一個門限值比較的比較器，其中該門限值被選擇來指示超強(qiáng)磁場的存在。計(jì)算電路21向存儲器12輸出一個信號并記錄超強(qiáng)磁場的開始和結(jié)束的日期和時間。而且，如果有必要，電路21還觸發(fā)指示器22。
現(xiàn)在參見圖2，圖2示出了用于檢測磁場的優(yōu)選裝置。該裝置包括一個由具有一個線圈的鐵芯構(gòu)成的電感L。
根據(jù)本發(fā)明的鐵芯由磁屏蔽的至少一部分構(gòu)成，該磁屏蔽用來屏蔽儀表元件的部分(如果不是全部)，其工作受強(qiáng)外部磁場的影響。線圈優(yōu)選直接纏繞在該屏蔽的一部分上，圖3示出了該裝置的一個典型實(shí)施例。
圖3示出了一個感應(yīng)開關(guān)元件25和屏蔽26，其中感應(yīng)開關(guān)元件25可以在公用事業(yè)電表中使用，而屏蔽26保護(hù)開關(guān)25免受強(qiáng)外部磁場影響。僅屏蔽26的一部分需要具有一個線圈27，且屏蔽26和線圈27的組合形成如圖2所示的電感L。
根據(jù)本實(shí)施例，保護(hù)感應(yīng)開關(guān)元件25的屏蔽26由主體26a和延伸部分26b形成。延伸部分26b實(shí)際上呈“L”形狀，且在以L形狀布置之前，它從主體26a伸出。優(yōu)選地，只有L形狀擴(kuò)展部分26a的一個關(guān)鍵部件具有磁檢測裝置，其中該磁檢測裝置包括線圈27。
該線圈的一端通過一個電阻接地，且該端構(gòu)成檢測器的輸出端。該線圈的另一端構(gòu)成該磁檢測器的輸入端，且輸入一個來自圖1中所示的信號發(fā)生器23的波形。在本實(shí)施例中，信號發(fā)生器輸出一個快速變化的信號，例如一個方波信號，由于電感L的存在，該方波信號通常導(dǎo)致線圈的輸出是一個近似漸進(jìn)線(或鋸齒形的)波形。鋸齒波的上升和下降時間由線圈L的電感值L決定，并且將屏蔽和線圈處理成在外部磁場的預(yù)定水平上飽和。實(shí)際上，由于為了感應(yīng)儀表的感應(yīng)部分，屏蔽26本身必須先飽和，所以可以相對正確地檢測飽和。而且，由于當(dāng)屏蔽的屏蔽能力受到損害時將出現(xiàn)指示，所以該裝置能夠檢測到強(qiáng)外部磁場的存在。該飽和大大降低了電感值，而電感值的降低增加了當(dāng)前輸出波形斜率的變化速度，從而在飽和期間可以將方波更準(zhǔn)確地從輸入端傳送到輸出端。應(yīng)該理解的是，必須專門選擇用不同飽和材料制成的磁檢測電路，使其不會檢測偶然引起的雜散場。將線圈的輸出輸入到計(jì)算電路21中的均值確定電路，并且應(yīng)該理解的是，正常條件下的均值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在使線圈飽和的超強(qiáng)磁場存在時的輸出均值。然后計(jì)算均值電路的輸出。通過采用一個比較器電路來簡單地將該輸出和預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，可以很容易地實(shí)現(xiàn)該計(jì)算。
圖4是本發(fā)明的另一個實(shí)施例，示出了感應(yīng)變流器35，它可以在一個公用事業(yè)儀表中使用。屏蔽26保護(hù)變流器35免受強(qiáng)外部磁場的影響。如上一實(shí)施例所述，只需要為屏蔽26的一部分提供線圈27，屏蔽26和線圈27的組合形成圖2中所示的電感L。其中沒有說明變流器本身的細(xì)節(jié)，但是在本實(shí)施例中，變流器與一個初級導(dǎo)體相連，并提供如圖中所示的次級輸出端。
在本實(shí)施例中，按照與前一個實(shí)施例相似的方式形成屏蔽26，使得它有主體26a和一個延伸部分26b。在該具體實(shí)施例中，延伸部分26b呈“L”的形狀，它形成來使得延伸部分的一個臂從主體26a中延伸出去，而延伸部分的另一個臂具有包括線圈27的磁檢測裝置。
優(yōu)選地，當(dāng)一個儀表被構(gòu)建成與一個磁場檢測器電路合并時，在儀表制成后初次啟動之后，將記錄周圍的磁場，而這將提供一個基準(zhǔn)電平，其上添加有一個用于指示超強(qiáng)磁場的偏移。
另外，應(yīng)該理解地是，具有屏蔽裝置的檢測線圈將能夠檢測交流磁場和直流磁場，且使屏蔽裝置能夠檢測全向磁場。
應(yīng)該理解的是，盡管上文中所述的兩個實(shí)施例涉及到應(yīng)用于開關(guān)元件25或者變流器35的屏蔽，但公用事業(yè)儀表可以包括一個或多個這兩個元件中的任一。而且，公用事業(yè)儀表可以包括這兩個元件和/或任何其它受外部磁場感應(yīng)的元件。此外，屏蔽可以應(yīng)用于整個公用事業(yè)儀表或者公用事業(yè)儀表的一部分中。而且，也可以只為儀表的一些感應(yīng)區(qū)域提供屏蔽。
設(shè)想該電路的各種改變，且儀表的各個組件可以與磁場檢測器共享。例如，不使用處于閾值的一個比較器，可使用微處理器來計(jì)算檢測器的輸出。這就需要一個可用的獨(dú)立A/D信道。而且，通過添加一個其上被提供檢測波形的額外線圈，可以改變一個電子儀表的變流器或電源變換器，而不具有一個分離的檢測器鐵芯。但是，這可能需要用于實(shí)際儀表的讀取的一些附加計(jì)算，以避免由于檢測波形的出現(xiàn)而引起的錯誤讀取。
權(quán)利要求
1.一種公用事業(yè)儀表，包括一個用于檢測公用事業(yè)消耗的裝置和一個用于指示所述檢測結(jié)果的裝置，其中至少所述公用事業(yè)儀表的一部分具有一個用于屏蔽磁場的裝置，并且其中至少所述屏蔽裝置的一部分具有一個線圈，其中所述屏蔽裝置的所述部分和所述線圈形成一個磁場檢測裝置，該磁場檢測裝置用來檢測從所述儀表的外部發(fā)起的一個磁場的存在。
2.如權(quán)利要求1所述的公用事業(yè)儀表，包括用于存儲所述磁場檢測結(jié)果(occurrence)的存儲裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的公用事業(yè)儀表，其中所述磁場檢測裝置用于指示所述磁場的消除。
4.如權(quán)利要求1所述的公用事業(yè)儀表，包括一個實(shí)時時鐘和一個用來存儲日期和/或時間的存儲裝置，其中在所述日期和/或時間期間已經(jīng)發(fā)生所述磁場的檢測。
5.如上述權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求所述的公用事業(yè)儀表，其中所述磁場檢測裝置包括一個將檢測波形施加到所述線圈的波形發(fā)生器。
6.參考附圖實(shí)際如上所述的公用事業(yè)儀表。
全文摘要
一種公用事業(yè)儀表，用于監(jiān)測在公用事業(yè)儀表中的磁場，且指示超強(qiáng)磁場的存在。該儀表包括用于檢測公用事業(yè)消耗的裝置和用于指示所述檢測結(jié)果的裝置，其中為至少所述公用事業(yè)儀表的一部分提供一個裝置，該裝置用于屏蔽磁場，且其中為至少所述屏蔽裝置的一部分提供一個線圈，其中所述屏蔽裝置的所述部分和所述線圈形成一個磁場檢測裝置，用來檢測從儀表外部發(fā)起的磁場的存在。
文檔編號G01R11/24GK1637390SQ20041010367
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者考希克·高希 申請人:波利米特瑞斯旁斯國際有限公司