专利名称：用来检测篡改公用事业仪表的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及公用事业仪表(utility meter)，特别是涉及检测篡改这种仪表的设备。
背景技术：
众所周知用于测量煤气和电的消耗的仪表，并且许多此种仪表依据电磁或电的原理工作。通过对仪表施加磁力来对该仪表进行篡改，从而减少或实际上停止消耗的记录。这导致一种建议，即为该仪表或至少仪表的感应部分提供电磁屏蔽。仪表的感应部分可以是，例如，变流器、仪表电源变换器、用于远程读取的脉冲输出继电器、和/或预付式仪表的锁存继电器。然而，响应于该屏蔽，想要篡改仪表的人已经开始使用越来越强的磁力。
已经有了用于检测外部磁场的磁簧开关(reed switch)的应用。但是，这种检测器比较贵，具有高度的极化敏感性且可以被偶然产生的杂散磁场触发。存在有几个专利，其建议使用无芯变换器，以使仪表免受外部直流磁场的影响。但此种电流感应器受交流磁场影响。US5343143和FR2800167公开了此种电流感应装置，该电流感应装置使用一个磁屏蔽来防止外部影响且提高磁通链(flux linkage)。US4894610披露了一组两个串联的线圈来消除外部作用场的影响。GB2353598披露了使用PCB上的串联线圈来消除外部场的影响的应用。但是，所有这些设备都不能使测量电路免受强或高度极化作用场的影响，其中该强或高度极化作用场由想使仪表运行变慢的盗用者(fraudster)布置。
发明内容
本发明的一个目的就是要克服现有技术中涉及的问题，并且提供一种在公用事业仪表内监测磁场的替换方案，同时指示存在超强的磁场。
当检测到一个超强的磁场，优选由仪表采用一些简便的方式，例如记录其发生的日期和时间，来记录这个事实。同样地，可以检测和记录该超强磁场的消除。这使得公用事业(utility)的供应商能够在此期间采取合适的措施，其可能包括提高公用事业的供应成本。
优先地，本设备使用一种具有一个线圈的屏蔽装置，该线圈用来提供可以计算的感应信号。
由于为了使外部磁场感应公用事业仪表的感应部分，必须首先使屏蔽装置饱和，所以该屏蔽装置可以作为检测超强磁场的检测器来使用。
为了更容易地理解本发明，下面将结合附图来描述本发明的实施例，附图如下图1示出了具有根据本发明的设备的公用事业仪表的方框图；图2示出了根据本发明的设备的图示表示；图3示出了根据本发明的第一个实施例中的公用事业仪表中所使用的感应元件；图4示出了根据本发明的第二个实施例。
发明详述本发明的优选实施例是一个电表，其可以是一个传统的电磁仪表，也可以是一个使用变流器来检测电量消耗的更现代的电子仪表。应该注意的是，这仅仅是一个可计量的公用事业的例子，而本发明能够在不同类型的仪表中应用，用来记录不同流动物质的消耗。
参考附图1，它示出了一个电表的方框图，其中假设它是一个电子仪表。由于电子仪表不使用带有磁盘的仪表系统，其中磁盘以一个依赖于吸入电流(drawn current)的速度转动和被驱动，所以电子仪表不同于传统的电子机械仪表。反之，电表通过使用电流检测器10以变流器的方式检测电流来测量电量的消耗，将变流器的输出输入到计算部分11，该计算部分11优选由微处理器11组成。然后记录计算的结果并将其周期性地存储到存储器12中。另外，电表也可以具有本领域中熟知的通信装置，允许通过通信链路来远程读取电表。由此就使电表标准化。
但是，众所周知，强外部磁场的出现将影响电流的检测。本发明被设计来屏蔽电流感应元件或任何类似感应部分，使其免受常规外部场影响，并检测超强场的存在，该超强场往往使自身屏蔽无效。这使得此种场的存在被电表记录，并且还优选被指示给希望阻止篡改电表的用户。该指示可以是任何适合看见和/或听见的指示，例如闪烁显示或者闪烁红灯。优选能够记录超强磁场存在的开始和结束，从而公用事业的供应商能够采取适当的措施。
在图1中用磁场检测器20表示用于检测磁场的现有优选装置，其中将磁场检测器20的输出输入到计算电路21。计算电路21包括一个用于将磁场检测器的输出和一个门限值比较的比较器，其中该门限值被选择来指示超强磁场的存在。计算电路21向存储器12输出一个信号并记录超强磁场的开始和结束的日期和时间。而且，如果有必要，电路21还触发指示器22。
现在参见图2，图2示出了用于检测磁场的优选装置。该装置包括一个由具有一个线圈的铁芯构成的电感L。
根据本发明的铁芯由磁屏蔽的至少一部分构成，该磁屏蔽用来屏蔽仪表元件的部分(如果不是全部)，其工作受强外部磁场的影响。线圈优选直接缠绕在该屏蔽的一部分上，图3示出了该装置的一个典型实施例。
图3示出了一个感应开关元件25和屏蔽26，其中感应开关元件25可以在公用事业电表中使用，而屏蔽26保护开关25免受强外部磁场影响。仅屏蔽26的一部分需要具有一个线圈27，且屏蔽26和线圈27的组合形成如图2所示的电感L。
根据本实施例，保护感应开关元件25的屏蔽26由主体26a和延伸部分26b形成。延伸部分26b实际上呈“L”形状，且在以L形状布置之前，它从主体26a伸出。优选地，只有L形状扩展部分26a的一个关键部件具有磁检测装置，其中该磁检测装置包括线圈27。
该线圈的一端通过一个电阻接地，且该端构成检测器的输出端。该线圈的另一端构成该磁检测器的输入端，且输入一个来自图1中所示的信号发生器23的波形。在本实施例中，信号发生器输出一个快速变化的信号，例如一个方波信号，由于电感L的存在，该方波信号通常导致线圈的输出是一个近似渐进线(或锯齿形的)波形。锯齿波的上升和下降时间由线圈L的电感值L决定，并且将屏蔽和线圈处理成在外部磁场的预定水平上饱和。实际上，由于为了感应仪表的感应部分，屏蔽26本身必须先饱和，所以可以相对正确地检测饱和。而且，由于当屏蔽的屏蔽能力受到损害时将出现指示，所以该装置能够检测到强外部磁场的存在。该饱和大大降低了电感值，而电感值的降低增加了当前输出波形斜率的变化速度，从而在饱和期间可以将方波更准确地从输入端传送到输出端。应该理解的是，必须专门选择用不同饱和材料制成的磁检测电路，使其不会检测偶然引起的杂散场。将线圈的输出输入到计算电路21中的均值确定电路，并且应该理解的是，正常条件下的均值将远远小于在使线圈饱和的超强磁场存在时的输出均值。然后计算均值电路的输出。通过采用一个比较器电路来简单地将该输出和预设阈值进行比较，可以很容易地实现该计算。
图4是本发明的另一个实施例，示出了感应变流器35，它可以在一个公用事业仪表中使用。屏蔽26保护变流器35免受强外部磁场的影响。如上一实施例所述，只需要为屏蔽26的一部分提供线圈27，屏蔽26和线圈27的组合形成图2中所示的电感L。其中没有说明变流器本身的细节，但是在本实施例中，变流器与一个初级导体相连，并提供如图中所示的次级输出端。
在本实施例中，按照与前一个实施例相似的方式形成屏蔽26，使得它有主体26a和一个延伸部分26b。在该具体实施例中，延伸部分26b呈“L”的形状，它形成来使得延伸部分的一个臂从主体26a中延伸出去，而延伸部分的另一个臂具有包括线圈27的磁检测装置。
优选地，当一个仪表被构建成与一个磁场检测器电路合并时，在仪表制成后初次启动之后，将记录周围的磁场，而这将提供一个基准电平，其上添加有一个用于指示超强磁场的偏移。
另外，应该理解地是，具有屏蔽装置的检测线圈将能够检测交流磁场和直流磁场，且使屏蔽装置能够检测全向磁场。
应该理解的是，尽管上文中所述的两个实施例涉及到应用于开关元件25或者变流器35的屏蔽，但公用事业仪表可以包括一个或多个这两个元件中的任一。而且，公用事业仪表可以包括这两个元件和/或任何其它受外部磁场感应的元件。此外，屏蔽可以应用于整个公用事业仪表或者公用事业仪表的一部分中。而且，也可以只为仪表的一些感应区域提供屏蔽。
设想该电路的各种改变，且仪表的各个组件可以与磁场检测器共享。例如，不使用处于阈值的一个比较器，可使用微处理器来计算检测器的输出。这就需要一个可用的独立A/D信道。而且，通过添加一个其上被提供检测波形的额外线圈，可以改变一个电子仪表的变流器或电源变换器，而不具有一个分离的检测器铁芯。但是，这可能需要用于实际仪表的读取的一些附加计算，以避免由于检测波形的出现而引起的错误读取。
权利要求
1.一种公用事业仪表，包括一个用于检测公用事业消耗的装置和一个用于指示所述检测结果的装置，其中至少所述公用事业仪表的一部分具有一个用于屏蔽磁场的装置，并且其中至少所述屏蔽装置的一部分具有一个线圈，其中所述屏蔽装置的所述部分和所述线圈形成一个磁场检测装置，该磁场检测装置用来检测从所述仪表的外部发起的一个磁场的存在。
2.如权利要求1所述的公用事业仪表，包括用于存储所述磁场检测结果(occurrence)的存储装置。
3.如权利要求2所述的公用事业仪表，其中所述磁场检测装置用于指示所述磁场的消除。
4.如权利要求1所述的公用事业仪表，包括一个实时时钟和一个用来存储日期和/或时间的存储装置，其中在所述日期和/或时间期间已经发生所述磁场的检测。
5.如上述权利要求中任何一个权利要求所述的公用事业仪表，其中所述磁场检测装置包括一个将检测波形施加到所述线圈的波形发生器。
6.参考附图实际如上所述的公用事业仪表。
全文摘要
一种公用事业仪表，用于监测在公用事业仪表中的磁场，且指示超强磁场的存在。该仪表包括用于检测公用事业消耗的装置和用于指示所述检测结果的装置，其中为至少所述公用事业仪表的一部分提供一个装置，该装置用于屏蔽磁场，且其中为至少所述屏蔽装置的一部分提供一个线圈，其中所述屏蔽装置的所述部分和所述线圈形成一个磁场检测装置，用来检测从仪表外部发起的磁场的存在。
文档编号G01R11/24GK1637390SQ20041010367
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者考希克·高希 申请人:波利米特瑞斯旁斯国际有限公司