本发明专利技术的对象是一种在电导体和元件中的电压存在的液晶指示器。该器件用于指示尤其是在中和高电压系统中的ＡＣ电压存在。根据本发明专利技术的指示器包括其上淀积导电层（２）的两个衬底层（１）和（５），作为指示器的外部电输出的端子（６）连接到层（２）。含有液晶的结构位于这些层之间。在本发明专利技术的第二实施例中，指示器包括具有淀积在其表面上的导电部分（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、４０ｄ、４０ｅ）的两个衬底层（１０）和（５０），并且在其间设置中间液晶层（３０）。淀积在一个衬底层上的每个部分的片段与淀积在另一个衬底层上的部分的至少一片段重叠，并且来自两个衬底层的导电部分的重叠段与一部分中间液晶层一起形成指示器（７０ａｄ、７０ｄｂ、７０ｂｅ、７０ｅｃ）的液晶元件，它们串联电连接。在平行于衬底层的剖面平面中，液晶元件一起形成标记的图像，在电压存在时显示这个标记图像。位于标记图像轮廓外部的衬底层（１０）的表面上的导电部分（２０ａ）的整个区域是该液晶指示器的电流收集电极，并且液晶元件以一个液晶元件（７０ａｄ）在衬底层（１０）或（５０）之一的平面上的投影具有界定显示标记图像的外部轮廓的条纹形式的方式进行成形，并且其它液晶元件（７０ｄｂ、７０ｂｄ、７０ｅｃ）的投影位于由该条纹界定的图像标记的区域内部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题是指示在电导体和设备中存在电压的液晶器件。具有液晶显示器形式的该器件用于指示尤其是在中和高电压系统中的电压存在。使用液晶显示器来检测和指示电压存在可从几种方案中知道。通过举例，美国专利说明书US4112361披露了一种液晶伏特计，其中向列液晶位于一对半透明电极之间，而所述半透明电极设置在偏振衬底板的表面上。一个电极是薄电阻层，另一个电极是导电层。直流(dc)电压源连接到电阻电极的两端，导电电极连接到地。在偏振衬底板之一的表面上设置适当的刻度，表示在具有电阻膜的电极和地之间产生的测量电压的值。检测在带电表面上产生的电压的无接触静电电压传感器可从另一美国专利说明书US4786858中可知。该传感器包括具有两个电极的液晶单元，其中一个电极通过具有机械控制隔膜的电容器与带电表面电耦合，其中带电表面的电压是将要测量的，另一电极接地。隔膜连接到参考电压源。此外，充电电压直接连接到液晶单元的第一电极上，以便给液晶单元充电到预定电压。本器件不能用于检测和/或指示中和高电压系统中的交流(AC)电压的存在。特别是，美国专利US4112361中所述的器件主要可适用于不高于使用的液晶单元的阈值电压的DC电压的测量。只有在输送与测量电压相位兼容的参考AC电压时，才可以利用上述器件来测量AC电压。在中和高电压系统的情况下必须输送这种参考电压将存在严重的困难。另一方面，美国专利US4786858中所述的器件发现了在测量由积累在电子照相器件的光敏元件上的静电电荷产生的DC电压中的应用，因此不能用于测量AC电压。而且，在中和高电压设备中，静电电荷以不受控制方式积累在导体的表面上，并且通过这种器件进行的测量是无效的。各种类型的液晶单元和显示器表示对AC电压和电场的直接灵敏度。当超过给定阈值的AC电压施加于液晶单元的电极时，在单元内部产生改变其光学性能的强度的静电场。这种电压的施加也连接到通过强度电流的单元的流动，这取决于施加的电压值和单元的电阻和电容性特性。在液晶显示器中，电极的合适形状可以给局部化单元部分施加电压和获得可见对比度。对于TN类型(扭曲向列)的典型液晶单元，获得最大光学效果所需的AC电压阈值在大约50Hz的频率下大约为2V RMS(RMS-平方根)。在这个阈值电压下，大约1.5μA/cm2RMS的每单位表面面积的电流流过该单元。对于PDLC(聚合物-分散液晶)类型的典型单元，对应阈值电流的强度在50Hz下大约为15μA/cm2RMS每单位表面面积。对于液晶单元和显示器的AC电压的阈值的存在可以将它们用于无接触检测AC电压。特别是，在连接到AC电压的每个导体附近，有AC电场，这也产生流过导体表面的电流。这种电容性电流在平行于电场的方向上流动，并且每单位表面面积S测量的垂直于电容性电流的方向的这个电流I的RMS强度如下I/S＝2πvε0εE，其中v是频率，ε0是真空介电常数，ε是材料的介电常数，E是电场强度的RMS值。这种电容性电流通过使用其直接给液晶单元或显示器赋能而可以用于指示作为其源的电压的存在，并且该单元或显示器的光学性能的变化表示超过特定阈值的电压存在。为了使用与出现在活性导体周围的电场相关的电容性电流给指示器赋能，通常使用设置在垂直于电场方向的平面内的平面导电元件形式的电流收集电极。电流收集电极的表面面积必须足以给在指示电压时激励的液晶元件赋能和保证指示器的足够的灵敏度。平行于电场方向设置的电流收集电极也可以激励指示器。但是，电极的这种设置使电场产生局部相当大的增加并会产生放电，这对电功率设备有不良影响。检测活性线的显示器可从日本专利申请No.61-003069中可知。这种器件趋于通过使用液晶显示器的阈值电压来检测活性导体附近的电场。已知的两电极液晶显示器(LCD)设有两个附加电极，一个电极固定在显示器的前侧，另一电极固定在其后侧，其中后侧理解为位于将要测试在其附近是否存在电场的物体表面上的一侧。显示器的两个电极与附加电极按照下述方式电连接，使得每个附加电极与LCD的不同电极连接。由于附加电极，由被测量物体的电场产生的显示器的液晶元件的两个电极之间的电位差超过显示器阈值。当被测物体是活性(Live)时，则显示器表示存在电压，这可以在显示窗口中看到。在本方案中，通过将附加外部收集电极连接到这个显示器上而获得了足以检测电压存在的器件灵敏度。用于指示电压存在的另一显示器从公布的日本说明书No.63044173中可知。与在JP61-003069的说明书中所述的器件相同，该器件包括液晶显示器和两个附加电流收集电极，其中一个电极流电地连接到显示器的一个标记电极上，而另一电极是透明的并直接位于显示器的表面上，由此电容性地与显示器的另一公共电极耦合。在这个方案中，通过提供附加电流收集电极的相对于显示器的标记电极的表面面积的相当大的表面面积，实现了器件的足够的灵敏度。都是由Raychem公司申请的USA专利说明书No.4818072和No.4838653建议了一种用于检测电缆或设备中的电压和/或用于检测在电器件或设备附近产生的电场的器件。该器件具有液晶显示器的形式，它是液晶单元，其电极成形为彼此分开的平面部分。这些电极设置在彼此平行的两个衬底层上，并且它们设置成使得位于衬底层上的每个部分的片段与位于另一衬底层上的部分的至少一个片段重叠。来自两个衬底层的重叠部分片段形成显示器的液晶元件，它们彼此串联电连接。非激励状态下的第一液晶元件具有低于这个单元的每个其它液晶元件的电容的电容，并且与第一液晶元件串联连接的第二液晶元件具有与第一元件基本相同的尺寸，并且在非激励状态下的其电容低于激励状态下的第一液晶元件的电容。在这个方案中，串联连接液晶元件使得可以利用比在日本说明书No.61-003069和63-044173中所述的方案更低的电流来激活显示器的给定表面面积。尽管这样，由于导电部分的小表面面积，器件对电场的灵敏度很小，尤其是在显示器位于垂直于电场方向的平面内时。当显示器设置在平行于电场方向的平面内时，指示器的灵敏度增加，但是这种设置不推荐用于电功率设备，因为有产生放电的可能性。从公布的日本说明书No.10260212中可知一种电场光电传感器。它包括位于电容性串联连接的重叠电极之间的液晶。它还包括电连接到电极上的双极天线。在这个方案中，通过将足够大尺寸的附加双极天线连接到LCD可实现器件的足够的灵敏度。所有这些已有方案在它们应用于电功率设备时所具有的缺点是获得器件的足够的灵敏度需要固定到远大于显示器本身的LCD附加外部元件上，或者相对于在指示电压或电场期间在显示器中激励的表面的尺寸而大大增加显示器的尺寸，或者将显示器设置在平行于电场方向的平面内，这可能是造成放电的原因。根据本专利技术的第一变形的无源液晶电压指示器包括具有淀积在其表面上的第一导电层的第一衬底层；平行于第一层、具有淀积在其表面上的第二导电层并面向第一导电层的第二衬底层；至少一个导电层是透明的，并且包括位于衬底层之间的中间层，该中间层是包括液晶的结构并在AC电场中改变其光学性能，并且每个导电层分成彼此不接触的至少两个部分，其特征在于淀积在第二衬底层上的第二导电层的部分成形为使得一个部分大于这个层的其他每个小部分，而淀积在第一衬底层上的第一导电层的部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液晶电压指示器，包括：具有淀积在其表面上的第一导电层的第一衬底层；平行于第一衬底层、具有淀积在其表面上的第二导电层并面向第一导电层的第二衬底层，至少一个导电层是透明的，并且包括位于衬底层之间的中间层，该中间层是包括液晶的结构并在交流电场中改变其光学性能，其特征在于：每个导电层分成彼此不接触的至少两个部分，淀积在第二衬底层（５）上的第二导电层（４）的多个部分成形为使得一个部分大于这个层的其它任何较小部分，而淀积在第一衬底层（１）上的第一导电层（２）的各个部分与第二导电层（４）的较小部分相同地成形，两个导电层的各部分的结构使得第一导电层的一个端部分与第二导电层（４）的一个较小部分的表面的片段相对，其中所述一个端部分设有作为指示器的外部电端子的端子（６），并且第一导电层（２）的其它部分，不包括第一导电层（２）的第二端部分，按顺序排列，每一个与第二导电层（４）的两个相邻较小部分的表面的片段相对，第一导电层（２）的第二端部分设置成与第二导电层（４）的较小部分的表面的片段相对，并与这个层的较大部分的表面的片段相对。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J奇热夫斯基，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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