Raumsicherungsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Itatunsicherungsvorriehtung, welche (las Ein dringen eines Körpers in einen Raum bzw. die Bewegun eines bereits vor dem _NN'irk- "ainwerden derselben eingedrungenen. Körpers mittels elektromagnetischer Felder festzu stellen gestattet.
Zur Sicherung von Räumen gegen das Ein drinsren von Personen sind vornehmlich Ein riehtungen bekannt, welche durch mecha- nische Einwirkung Kontakte in geeigneten I"1)erwaelitin g,sstromkreisen betätigen; auch sind lichtelektrische Einrichtungen bekannt, bei denen durch Unterbrechung eines Licht strahls seitens eines Eindringlings elektro- niagnetisehe Schaltmittel betätigt werden.
Seliliel'lieh ist die Sieherung einzelner Gegen- stände gegen die Annäherung von Personen unter Ausnutzung der Veränderung der elek- trisclien Kapazität dieser mit einem elektri schen Sehwin-ungssystemverbundenen Gegen stände vorgeschlagen worden.
Die Erfindung bezweckt eine Sicherung von Räumen gegen das Eindringen unbefug ter Personen ohne mechanische oder optische Betii.tig¯iingsmittel. Dies erreicht die Erfin- dun@- dadurch, da.ss der zu sichernde räum liehe Bereich durch ein von einem Generator konstanter Frequenz und konstanter Ampli tude über geeignete Strahler erzeugtes elek- tromagnetisches Feld erfüllt.
wird und ein l <B> </B> i bei. <B>- ,</B> geeignete Antennen durch die Intensität dieses Feldes beeinflusster Empfänger vorge sehen ist, welcher bei einer durch das Ein- dringen einer Person in den gesicheileT"Be- reich verursachten Veränderung der Feld intensität elektromagnetische Alarmschalt- mittel betätigt.
Die Ausnutzung der Intensi tätsänderungen eines elektromagnetischen Fel des nach der Erfindung gestattet nach Wahl die Sicherung eines grösseren oder kleineren räumlichen Bereiches: Die Ausdehnung die ses Bereiches ist allein von der Anordnung der das elektromagnetische Feld erzeugen den Strahler abhängig. Dringt ein lebendes Wesen in den so gesicherten Bereich ein, dann erfolgt eine Veränderung der Feldver teilung, die sich für den Empfänger in einer Schwächung des Feldes auswirkt. Die Strah ler und Antennen können unsichtbar verlegt werden, so dass der gesicherte Bereich durch keine äusserlich wahrnehmbaren Merkmale ge kennzeichnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend beschrieben und in der Zeich nung dargestellt. Die Raumsicherungsvorrich- tung nach Fig. 1 weist einen Generator S auf, welcher elektromagnetische Schwingun gen konstanter Frequenz und Amplitude er zeugt. Diese Schwingungen werden einem oder mehreren Strahlern Eh zugeführt, die in Form von Drähten oder Platten an einer oder mehreren Seiten des zu sichernden Rau mes derart angeordnet sind, dass das von ihnen erzeugte elektromagnetische Feld den zu sichernden Raum erfüllt.
An einer andern Stelle des Raumes sind in ähnlicher Weise Antennen E12 angeordnet, welche von diesem elektromagnetischen Feld beeinflusst werden. Mit diesen Antennen ist ein Empfänger E verbunden, welcher auf Intensitätsänderungen des Feldes anspricht. Die Intensität der von der Empfängerantenne A2 aufgenommenen Hochfrequenz ist konstant, wenn keine Än derung im elektromagnetischen Feld auftritt. Dringt hingegen ein leitender oder halblei tender Körper in das elektromagnetische Feld ein, so führt dies zu einer Schwächung des Feldes, welche eine Verringerung der aufge nommenen Hochfrequenzspannung zur Folge hat. Diese Schwächung der Intensität des elektromagnetischen Feldes wird von dem Empfänger zur Betätigung von elektromagne tischen Schaltmitteln ausgewertet.
Der eindringende Körper beeinflusst im Gegensatz zu kapazitiven Geräten nur das Feld zwischen Al und A2, nicht aber deren Kapazität oder Induktiv ität, das heisst deren Eigenfrequenz wird durch den eindringenden Körper praktisch nicht beeinflusst.
Die Beeinflussung der von < 12 aufgenom menen Energie durch einen eindringenden Körper kann je nach dessen Grösse bis zu i'5 % der Gesamtenergie betragen, während bereits eine Änderung von etwa 2; o/o zur Aus steuerung der Relaisstufe genügt.
Tritt im Laufe von Monaten eine Verringerung der übertragenen Absohitenergie durch Röhren alterung, Kreisverstimmungen usw. auf, so wird dann beispielsweise eine Änderung um 3 % nötig, um die Endstufe auszusteuern.
Da Änderungen der Übertragungsintensi tät auch durch unerwünschte Einflüsse auf treten können (Röhrenalterung, Kreisverstim mungen, Temperatur- und Feuchtigkeits schwankungen, Speisespannungsschwankun- gen u. ä.), wird vor die Relais-Endstufe R (Fig.1) ein frequenzabhängiges Kopplungs glied K geschaltet, welches die Tendenz hat, sehr langsame Intensitätsänderungen, wie sie hervorgerufen werden durch Röhrenalterung usw., zu unterdrücken, schnellere Änderungen, wie sie durch das Eindringen eines Körpers hervorgerufen werden, ungeschwächt an die Relaisendstufe zu übertragen.
Ausserdem können Hochspannungsimpulse (Blitzeinschlag) zu einer Aussteuerung der Endstufe R führen. Um dies zu verhindern, ist dem Kopplungsglied K das Siebglied<B>S</B> vorgeschaltet. Von der Tatsache ausgehend, dass die Blitzstörung u. ä,. als Impuls von sehr kurzer Dauer auftritt, wird zu deren Unter drückung das Siebglied mit einem Durchlass- bereich von 0,02 bis 5 Hz ausgebildet, so dass rasch verlaufende Störungen unterdrückt, langsame, von einem eindringenden Körper herrührende dagegen ungesehwächt übertra gen werden. Eine weitere Eigenschaft einer derartigen, rasch verlaufenden Störung ist, dass sie immer eine Energiezunahme im Emp fänger hervorruft.
Das Siebglied kann des halb ausserdem mit richtungsabhängigen Mitteln, zum Beispiel Trockengleichrichtern, als Siebwiderstände versehen werden, damit es nur bei einem Spannungsanstieg wirk sam ist.
Um die notwendige frequenzabhängige Aussiebung der Intensitätsänderungen am zweckmässigsten zu erreichen, wird die von der Antenne A2 aufgefangene Energie zu nächst einem Verstärker E zugeführt und sodann im Gleichrichter G in eine Gleich spannung umgewandelt, die proportional der Intensität der aufgefangenen Energie ist.
Fig.1 zeigt ein Prinzipschaltbild, Fig.2 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels. Der Hochfrequenzgenerator S enthält die Röhren V1 und V2. Er liefert eine Schwin gung konstanter Frequenz und konstanter Amplitude, die vom Strahler A1 abgestrahlt wird.
Der Empfänger E enthält die Ver- stärkerröhre V.#. Der anschliessende Gleich richter G besteht aus einem Trockengleich richter S, einem Ladekondensator C12 und einem Widerstand R6. Zum Siebglied S ge hören R7 und Cl;" wobei R7 ein richtungs abhängiger Widerstand und zum Beispiel ein Gleichrichter sein kann.
Das Kopplungsglied K besteht aus C14 und Rio, die Relaisend stufe R aus V4 und dem im Anodenkreis lie genden Relais, welches auf Stromänderungen anspricht; R8 und C15 dienen zur Unter drückung unerwünschter Eigensehwingungen. An R9 und R11 wird mittels der Heizspan- nung F die Gittervorspannung für V4 er zeugt.
Die Prüftaste T überbrückt mit dem Wi derstand R5 den Ladekondensator des Gleich richters, dessen Spannung dabei absinkt. Die ser Impuls wird von S und K auf R über tragen und bewirkt das Abfallen des Relais. Da das Vorhandensein einer Gleichspannung die einwandfreie Funktion von S und E vor aussetzt, kann durch Drücken der 'Taste die Funktion des gesamten Gerätes jederzeit kon trolliert werden. Da die Vorrichtung nach dem Ruhestrom.prinzip arbeitet, sind sämt liche Teile und Speisespannungen während des Betriebes unter Kontrolle und können nicht ausfallen, ohne Alarm auszulösen.
Nach dem Einschalten der Anlage ist eine gewisse Einlaufzeit erforderlich, bis V4 ihren Ruhestrom erreicht. Diese Einlaufzeit wird hauptsächlich bestimmt durch die Zeit konstante des Kopplungsgliedes K. Da die ses Kopplungsglied auch langsamste Ein schleichversuche übertragen soll, muss dessen Zeitkonstante sehr gross sein, was wiederum eine lange Einlaufzeit bedingt. Um diese Zeit zu verkürzen, wird, wenn die Steuer spannung an R sehr gross ist (wie das beim Einschalten der Fall ist), die 'Zeitkonstante des Kopplungsgliedes selbsttätig verkleinert. Dies kann durch mechanische Abschaltung erfolgen, jedoch ist auch eine selbsttätige, elektrische Beeinflussung möglich.
Wenn näm lich die von G gelieferte Gleichspannung positiv gegen die Kathode ist, so wird sie auch bis zur Aufladung des Kopplungskon densators C14 als positive Spannung am Git ter von V4 auftreten.
Diese positive Spannung bewirkt aber einen Gitterstrom in V4, durch welchen der Kondensator C14 relativ schnell aufgeladen wird. So ergibt sich eine selbsttätige Ver kürzung der Einlaufzeit auf einen Bruch teil der Zeitkonstante von K. Ein Absinken der Speisespannung bedingt eine Verminde rung der vom Gleichrichter G gelieferten Spannung. Um einen gleich grossen .Steuer impuls wie bei voller Spannung an R zu er- halten, müsste die prozentuale Intensitäts änderung an A2 grösser sein, was praktisch bedeutet, dass die Empfindlichkeit bei nied rigerer Spannung geringer wäre.
Da aber bei niedriger Spannung auch der Ruhestrom von V4 kleiner ist, wird der Ansprechpunkt des Relais so gewählt, dass dann der Ruhe strom sich dem Relaisansprechpunkt nähert. Dies bedeutet kleineren @Steuerspannungs- bedarf der Relaisendstufe. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Speisespannung ab sinken kann, ohne dass sich die Empfindlich keit der Anlage ändert.
Dasselbe Verhalten ist gewährleistet, wenn die Emission und Steilheit von V4 infolge Alterung schlechter wird, so dass auch hier bei bis zu weiten Grenzen keine Empfind- lichkeitsänderung eintritt. Ferner wird durch die zusammen mit den andern 'Speisespan nungen absinkende ,Spannung F auch die Gittervorspannung der Endstufe verringert, was im gleichen Sinne wirkt.
Space security device. The present invention relates to a security device which allows to determine by means of electromagnetic fields the penetration of a body into a space or the movement of a body that has already penetrated before it was actually entered.
To secure rooms against the ingress of people, there are primarily devices known which, by mechanical action, actuate contacts in suitable I "1) electrical circuits; photoelectric devices are also known in which, by interruption of a light beam by a Intruder electronic switching means are operated.
Seliliel'lieh it has been suggested that individual objects be made against the approach of people by exploiting the change in the electrical capacity of these objects connected to an electrical visual system.
The invention aims to secure rooms against the intrusion of unauthorized persons without mechanical or optical actuating means. The invention achieves this in that the spatial area to be secured is filled by an electromagnetic field generated by a generator of constant frequency and constant amplitude using suitable radiators.
and a l <B> </B> i at. Suitable antennas are provided which are influenced by the intensity of this field and which actuate electromagnetic alarm switches in the event of a change in the field intensity caused by the penetration of a person into the protected area.
The utilization of the Intensi ity changes of an electromagnetic field according to the invention allows the choice of securing a larger or smaller spatial area: the extent of this area is solely dependent on the arrangement of the electromagnetic field generating the radiator. If a living being penetrates the area secured in this way, the field distribution changes, which has the effect of weakening the field for the recipient. The radiators and antennas can be laid out of sight so that the secured area is not identified by any externally perceptible features.
An embodiment of the invention is described below and shown in the drawing voltage. The room security device according to FIG. 1 has a generator S which generates electromagnetic oscillations of constant frequency and amplitude. These vibrations are fed to one or more radiators Eh, which are arranged in the form of wires or plates on one or more sides of the room to be secured in such a way that the electromagnetic field generated by them fills the room to be secured.
Antennas E12, which are influenced by this electromagnetic field, are arranged in a similar manner at another point in the room. A receiver E, which responds to changes in the intensity of the field, is connected to these antennas. The intensity of the high frequency picked up by the receiver antenna A2 is constant when there is no change in the electromagnetic field. If, on the other hand, a conductive or semiconductive body penetrates the electromagnetic field, this leads to a weakening of the field, which results in a reduction in the high-frequency voltage recorded. This weakening of the intensity of the electromagnetic field is evaluated by the receiver to actuate electromagnetic switching means.
In contrast to capacitive devices, the penetrating body only influences the field between Al and A2, but not their capacitance or inductance, i.e. their natural frequency is practically not influenced by the penetrating body.
The influence of <12 absorbed energy by a penetrating body can, depending on its size, be up to i'5% of the total energy, while a change of about 2; o / o is sufficient to control the relay stage.
If, in the course of months, there is a reduction in the transmitted Absohite energy due to tube aging, loop detuning, etc., then, for example, a change of 3% is necessary to control the output stage.
Since changes in the transmission intensity can also occur due to undesired influences (tube aging, loop detuning, temperature and humidity fluctuations, supply voltage fluctuations, etc.), a frequency-dependent coupling element K is installed in front of the relay output stage R (Fig. 1) switched, which has the tendency to suppress very slow changes in intensity, such as those caused by tube aging, etc., to transmit faster changes, such as those caused by the penetration of a body, to the relay output stage without being weakened.
In addition, high-voltage pulses (lightning strikes) can lead to output stage R being controlled. In order to prevent this, the coupling element K is preceded by the filter element <B> S </B>. Based on the fact that the lightning disturbance u. ä ,. occurs as an impulse of very short duration, the filter element is designed with a pass range of 0.02 to 5 Hz to suppress it, so that fast-moving disturbances are suppressed, while slow disturbances caused by an intruding body are transmitted without being seen. Another property of such a rapidly progressing disorder is that it always causes an increase in energy in the receiver.
The filter element can therefore also be provided with directional means, for example dry rectifiers, as filter resistors so that it is only effective when the voltage increases.
In order to achieve the necessary frequency-dependent screening of the intensity changes most effectively, the energy collected by the antenna A2 is first fed to an amplifier E and then converted in the rectifier G into a DC voltage that is proportional to the intensity of the energy collected.
1 shows a basic circuit diagram, and FIG. 2 shows the circuit diagram of an exemplary embodiment. The high frequency generator S contains the tubes V1 and V2. It delivers an oscillation of constant frequency and constant amplitude, which is emitted by radiator A1.
The receiver E contains the amplifier tube V. #. The subsequent rectifier G consists of a dry rectifier S, a charging capacitor C12 and a resistor R6. The filter element S includes R7 and Cl; "where R7 can be a direction-dependent resistor and, for example, a rectifier.
The coupling element K consists of C14 and Rio, the relay end stage R from V4 and the relay in the anode circuit, which responds to changes in current; R8 and C15 are used to suppress undesired natural vibrations. The grid bias for V4 is generated at R9 and R11 by means of the heating voltage F.
The test button T bridges the charging capacitor of the rectifier with the resistor R5, the voltage of which drops in the process. This pulse is carried from S and K to R and causes the relay to drop out. Since the presence of a direct voltage suspends the proper function of S and E, the function of the entire device can be checked at any time by pressing the 'button. Since the device works on the closed-circuit principle, all parts and supply voltages are under control during operation and cannot fail without triggering an alarm.
After the system has been switched on, a certain running-in period is required before V4 reaches its quiescent current. This running-in time is mainly determined by the time constant of the coupling element K. Since this coupling element is supposed to transmit even the slowest sneak attempts, its time constant must be very large, which in turn requires a long running-in time. In order to shorten this time, if the control voltage at R is very large (as is the case when switching on), the 'time constant of the coupling member is automatically reduced. This can be done by mechanical shutdown, but automatic, electrical interference is also possible.
Namely, if the DC voltage supplied by G is positive to the cathode, it will also appear as a positive voltage at the grid of V4 until the Kopplungskon capacitor C14 is charged.
However, this positive voltage causes a grid current in V4, through which the capacitor C14 is charged relatively quickly. This results in an automatic reduction of the running-in time to a fraction of the time constant of K. A decrease in the supply voltage causes the voltage supplied by the rectifier G to decrease. In order to obtain a control pulse of the same size as with full voltage at R, the percentage change in intensity at A2 would have to be greater, which in practice means that the sensitivity would be lower at a lower voltage.
However, since the quiescent current of V4 is also smaller at low voltage, the response point of the relay is selected so that the quiescent current then approaches the relay response point. This means smaller @ control voltage requirements of the relay output stage. In this way it is achieved that the supply voltage can drop without the sensitivity of the system changing.
The same behavior is guaranteed if the emission and slope of V4 deteriorate as a result of aging, so that here too no change in sensitivity occurs with up to wide limits. Furthermore, the voltage F, which drops together with the other 'supply voltages, also reduces the grid bias of the output stage, which has the same effect.