Raumschutzanlage mit in einer Brückenschaltung angeordneten, kapazitiven Messelektroden Die Erfindung bezieht sich auf eine Raumschutz anlagemit in einer Brückenschaltung angeordneten, kapazitiven Messelektroden, bei welcher der Span nungspegel am Ausgang des Empfangsverstärkers überwacht wird.
Derartige Raumschutzanlagen sind besonders gegen Einbrecher gedacht, wobei bekannt lich die Messelektroden in den Zweigen einer Brük- kenschaltung angeordnet sind, die normalerweise im Gleichgewicht ist, bei Veränderung der Kapazitäten der Messelektroden jedoch verstimmt wird, was zur Alarmgabe führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Brücke Sicherheitsvorkehrungen vor zusehen, welche periodisch in einem bestimmten Turnus diese überwachen und damit das Schadhaft werden einzelner Bauteile in der Anlage zur Anzeige bringen.
Dies ist erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zur periodischen überprüfung der Betriebsbe reitschaft der Anlage einer der durch die Messelek- troden und Zuleitungen gebildeten, aus Kapazitäten bestehenden Brückenzweige durch ein Zeitglied in bestimmtem Rhythmus kurzzeitig veränderbar und damit die Brückenschaltung so verstimmbar ist,
dass ein im Brückenausgang liegendes Stellglied im glei chen Rhythmus Alarmstösse auslöst.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus zwei durch ihre Schaltungen in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiele. Es zeigen: Fig. 1 eine Raumschutzanlage, bei der sich Im pulsgeber und Vergleichsschalter in einer Zentrale befinden, Fig. 2 eine Raumschutzanlage, bei der Impulsge ber und Vergleichsschalter unmittelbar am Messort angeordnet sind.
In den Schaltungen gemäss Fig. 1 und 2 sind sämtliche Bauteile im spannungslosen Zustand dar- gestellt, wie dies durch die geöffneten Schalter Sch1, Sch2 und <I>Schi</I> bedingt ist.
Wenn diese Schalter Sch1, Sch2, <I>Schi</I> bei In-Betriebnahme geschlossen werden wird durch den Generator Ge die aus zwei Induktivi- täten und den beiden Messkondensatoren Klm, Kmn und dazu parallel liegenden Einstellkondensatoren K1, K2, K3 und K4 bestehende Brücke gespeist,
und nun werden einige Kontakte umgeschaltet, wie dies durch Strichielung angedeutet ist. Durch den verstellbaren Kondensator K4 kann dabei dieBrückeverstimmtwer- den, ohne dass sich ein: Eindringling im Bereich .der Messelektroden zu befindenbraucht,umeineSpannung für die Pegelüberwachung einstellen zu können.
Wei terhin kann die Brücke mittels des durch die Kon densatoren K1, K2 und K3 gebildeten Verstim mungssterns und eines zum Kondensator K3 parallel liegenden Schalters G3 bzw. C1 verstimmt und da durch das Eindringen einer Person in dem durch die Messelektroden geschützten Raum nachgebildet wer den. Solange also die Brücke durch den Trimmkon- densator K4 nur geringfügig verstimmt ist, wird der Kondensator K5 über den Verstärker V und über den Richtleiter G1 auf eine bestimmte konstante Span nung aufgeladen.
Am Eingang des in Reihe mit K6 liegenden Gleichrichters G2 steht keine Spannung an, solange die Spannung an K5 konstant bleibt. Tritt jedoch, hervorgerufen z. B. durch den Ausfall des Generators Ge, des Verstärkers V;
oder eine Ände rung der Brückenabstimmung eine zeitliche ,Ände- rung der Spannung an K5 auf, so wird ein Span- nungsstoss über den Kondensator K6 an den Gleich richter G2 gegeben, der den im Ruhezustand durch die Widerstände R6 bis R9 leitend eingestellten Transistor Trl sperrt. Das als Stellglied dienende und z. Zt. angezogene Anzugs- -und Abfallverzögerung aufweisende Relais A fällt dadurch ab.
Die Verbin- dungsleitung L1 wird also durch den Kontakt tt2 un terbrochen und der Widerstand R4 (Fig. 1) bzw. R3 (Fig. 2) der Meldeschleife aus der von den Wider ständen R1 bis R4 gebildeten Brückenschaltung her ausgetrennt und in beiden Schaltungen (Fig. 1 und Fig. 2) durch den Wecker W Alarm ausgelöst.
Wei terhin wird durch die Abfallverzögerung des Stell gliedes A noch erreicht, dass kurzzeitige Störungen, beispielsweise durch Blitze oder durch das Einschal ten von Leuchtstofflämpen keinen Fehlalarm geben. Auch eine besondere Überwachung der Spannung an K5 ist bei eigensicheren Anlagen vorgesehen, damit auch ein langsames Dämpfen oder Übersteuem der Brücke Alarm auslöst. Diese ist jedoch im einzelnen nicht dargestellt, da sie nicht Gegenstand der Erfin- dung ist.
Zur periodischen 1Jberwachung der Raumschutz anlage auf ihre-Betriebssicherheit wird gemäss Fig. 1 durch den Synchronmotor<I>SM</I> in gewissen regelmäs- sigen oder unregelmässigen Zeitabständen vom Im pulsgeber<I>IG</I> der Kontakt ig und damit auch der als Schalter wirkende Richtleiter G3 geschlossen und so die Brücke ausreichend verstimmt, sodass sie Alarm auslöst.
Dazu ist der Richtleiter G3 durch die Wider stände R 10 und R 11 und der Richtleiter G4 durch die Widerstände R12 und R13 soweitnegativvorgespannt, dass der Richtleiter G3 zunächst einen hochohxrigen Parallelwiderstand zu K3 bildet.
Gelangt über den Kondensator K7 ein positiver Spannungsimpuls über den Richtleiter G4 an den Richtleiter G3, so wird dessen Arbeitspunkt soweit in den positiven Bereich verschoben, dass er für die Wechselspannung am Kondensator K3 als Kurzschluss wirkt; gleichzeitig mit dem Kurzschliessen des Kondensators K3 erhält auch eine Wicklung II des Vergleichsschalters B Spannung.
Das Relais A der Raumschutzanlage fällt ab und verstimmt durch seinen Kontakt a2 die durch die Widerstände R1 bis R4 gebildete Brücke, so dass auch die andere Wicklung I des Vergleichsschalters B Spannung erhält. Dabei sind die Anzugs- und Abfall verzögerungen der Relais A und B so ausgelegt, dass die entgegengesetzt wirkende Wicklung I und II den Vergleichsschalter B nicht ansprechen lassen, -dieser also auch den Wecker W nicht erregt.
Wird dagegen entweder nur die Wicklung II des Vergleichsschalters <I>B</I> vom Impulsgeber<I>IG</I> mit Spannung beaufschlagt, weil die Raumschutzanlage gestört ist oder nur die Wicklung I des Vergleichsschalters, weil durch einen Eindringling die Raumschutzanlage ausgelöst wurde und das Relais<I>A</I> seinen Kontakt<I>a2</I> öffnet,
so wird in beiden Fällen der Vergleichsschalter B anziehen. Sein Kontakt erregt also den Wecker W und gibt Alarm.
Da die vier Leitungen L1 und L2 in der Anlage gemäss Fig. 1 einem Störer die Möglichkeit geben, den Überprüfungsimpuls in der Leitung L2 abzugrei fen und durch geeignete Massnahmen, beispielsweise durch einen von einem Verstärker einstellbaren Schalter, der in Leitung L1 eingeschleift wird, die Wirkungsweise des Schalters a2 entsprechend nach zubilden, sind in Fig. 2 der Vergleichsschalter F und das Zeitglied C am Messort angeordnet.
Als Impuls geber dient hier die durch die Relais<I>C, D,</I> und E ge bildete Schaltung. Im Ruhezustand bei eingeschalte tem Schalter Sch2 ist der Transistor Tr3 leitend und damit das Relais C angezogen, während der Transi stor Tr2 sperrt. Infolge dessen wird der Kondensator K8 über den Widerstand R15 aufgeladen, bis er die Durchbruchsspannung des als Zenerdiode geschalte ten Richtleiters G5 erreicht. Damit wird der Transi stor Tr2 leitend und sperrt den Transistor Tr3, so dass das Relais C abfällt. Der Kontakt cl verstimmt nun die Brücke und das Relais A fällt ab.
Durch Ab fallen des Relais C bedingt, fällt auch das Relais E verzögert ab, das den Kondensator K8 über den Wi derstand R14 kurzschliesst. Ist der Kondensator K8 genügend entladen, so sperrt der Transistor Tr2 und bringt wieder das Relais D. Vorher zog jedoch das Relais<I>D</I> an, -das mit seinem Kontakt<I>d2</I> die durch das Relais A bewirkte Unterbrechung der Melde schleife unwirksam machte, während durch seinen Kontakt dl der über den Widerstand R20 aufgeladene Kondensator K9 an den Umschaltkontakt a3 gelegt wurde.
Wenn die Anlage in Ordnung ist, also durch die Verstimmung der Messbrückenschaltung das Re lais A abgefallen war, so entlädt sich der Kondensa tor K9 über den Widerstand R21 und nach Beendi gung der -Prüfung wird er nach Abfall des Relais D wieder über den Widerstand R20 aufgeladen. Blieb dagegen wegen eines Fehlers oder eines Eingriffs in die Raumschutzanlage das Relais A angezogen, so wird durch --den Kontakt dl über den angezogenen Kontakt a3 der Vergleichsschalter F erregt und hält sich über seinen Selbsthaltekontakt f 1 selbst.
Damit wird die Messchleife nach Abfallen des Relais D durch den Kontakt f2 unterbrochen und der Fehler vom Wecker W angezeigt. Andererseits wird jeder Störeingriff, der eine rasche Kapazitätsänderung zur Folge hat, unmittelbar vom Relais A gemeldet, da dieses dann abfällt und die Meldeschleife mit seinem Kontakt a2 unterbricht.
Room protection system with capacitive measuring electrodes arranged in a bridge circuit The invention relates to a room protection system with capacitive measuring electrodes arranged in a bridge circuit, in which the voltage level at the output of the receiving amplifier is monitored.
Such room protection systems are particularly intended to protect against intruders, with the measuring electrodes being arranged in the branches of a bridge circuit, which is normally in equilibrium, but is detuned when the capacities of the measuring electrodes change, which leads to an alarm being triggered.
The invention is based on the object of taking safety precautions in such a bridge, which monitor them periodically in a certain cycle and thus display the defective individual components in the system.
According to the invention, this is achieved in that, for the periodic checking of the operational readiness of the system, one of the bridge branches formed by the measuring electrodes and supply lines and consisting of capacitors can be briefly changed by a timing element at a certain rhythm and the bridge circuit can thus be detuned
that an actuator located in the bridge exit triggers alarm pulses in the same rhythm.
Further details emerge from two exemplary embodiments shown by their circuits in the drawing. 1 shows a room protection system in which the pulse generator and comparison switch are located in a control center, FIG. 2 shows a room protection system in which the pulse generator and comparison switch are arranged directly at the measurement location.
In the circuits according to FIGS. 1 and 2, all components are shown in the de-energized state, as is caused by the open switches Sch1, Sch2 and <I> Schi </I>.
If these switches Sch1, Sch2, <I> Schi </I> are closed during commissioning, the generator Ge generates the two inductances and the two measuring capacitors Klm, Kmn and adjusting capacitors K1, K2, K3 and parallel to them K4 existing bridge powered,
and now some contacts are switched over, as indicated by the dashed lines. The bridge can be detuned by the adjustable capacitor K4 without an intruder having to be in the area of the measuring electrodes in order to be able to set a voltage for level monitoring.
Furthermore, the bridge can be detuned by means of the detuning star formed by the capacitors K1, K2 and K3 and a switch G3 or C1 lying parallel to the capacitor K3 and simulated by the intrusion of a person into the area protected by the measuring electrodes. As long as the bridge is only slightly detuned by the trimming capacitor K4, the capacitor K5 is charged to a specific constant voltage via the amplifier V and via the directional conductor G1.
There is no voltage at the input of the rectifier G2 in series with K6 as long as the voltage at K5 remains constant. Occurs, however, caused z. B. by the failure of the generator Ge, the amplifier V;
or a change in the bridge tuning results in a temporal change in the voltage at K5, then a voltage surge is passed via the capacitor K6 to the rectifier G2, which blocks the transistor Trl, which is set to be conductive in the idle state by the resistors R6 to R9 . Serving as an actuator and z. Relay A, which is currently energized, then drops out.
The connection line L1 is therefore interrupted by the contact tt2 and the resistor R4 (Fig. 1) or R3 (Fig. 2) of the signaling loop is separated from the bridge circuit formed by the resistors R1 to R4 and is used in both circuits ( Fig. 1 and Fig. 2) triggered by the alarm clock W alarm.
Furthermore, the drop-out delay of the actuator A ensures that short-term faults, for example due to lightning or the switching on of fluorescent lamps, do not give rise to false alarms. Special monitoring of the voltage at K5 is also provided for intrinsically safe systems so that slow damping or overriding of the bridge triggers an alarm. However, this is not shown in detail, since it is not the subject of the invention.
For periodic monitoring of the room protection system for its operational safety, the synchronous motor <I> SM </I> makes the contact from the pulse generator <I> IG </I> at certain regular or irregular time intervals according to FIG The directional conductor G3, which acts as a switch, is also closed and the bridge is detuned sufficiently so that it triggers an alarm.
For this purpose, the directional conductor G3 is negatively biased by the resistors R 10 and R 11 and the directional conductor G4 by the resistors R12 and R13 that the directional conductor G3 initially forms a high-ohmic parallel resistor to K3.
If a positive voltage pulse reaches the directional conductor G3 via the directional conductor G4 via the capacitor K7, its operating point is shifted into the positive range to such an extent that it acts as a short circuit for the alternating voltage on the capacitor K3; At the same time as the short-circuiting of the capacitor K3, a winding II of the comparison switch B also receives voltage.
The relay A of the room protection system drops out and detuned the bridge formed by the resistors R1 to R4 through its contact a2, so that the other winding I of the comparison switch B also receives voltage. The pick-up and drop-out delays of the relays A and B are designed in such a way that the oppositely acting windings I and II do not allow the comparison switch B to respond, i.e. it does not excite the alarm clock W either.
If, on the other hand, only winding II of the comparison switch <I> B </I> is subjected to voltage by the pulse generator <I> IG </I>, because the room protection system is disturbed, or only winding I of the comparison switch, because the room protection system has been broken into by an intruder has been triggered and the relay <I> A </I> opens its contact <I> a2 </I>,
the comparison switch B will pick up in both cases. His contact thus excites the alarm clock W and gives an alarm.
Since the four lines L1 and L2 in the system according to FIG. 1 give a troublemaker the opportunity to abzugrei fen the verification pulse in the line L2 and by suitable measures, for example by an adjustable switch by an amplifier that is looped into line L1, the To simulate the mode of operation of the switch a2 accordingly, the comparison switch F and the timing element C are arranged at the measuring location in FIG.
The circuit formed by relays <I> C, D, </I> and E serves as the pulse generator. In the idle state with switched on system switch Sch2, the transistor Tr3 is conductive and thus the relay C is attracted, while the transistor Tr2 blocks. As a result, the capacitor K8 is charged through the resistor R15 until it reaches the breakdown voltage of the directional conductor G5 switched as a Zener diode. So that the transistor Tr2 is conductive and blocks the transistor Tr3, so that the relay C drops out. The contact cl detunes the bridge and the relay A drops out.
Due to the relay C dropping, the relay E also drops with a delay, which short-circuits the capacitor K8 via the resistor R14. If the capacitor K8 is sufficiently discharged, the transistor Tr2 blocks and brings the relay D back on. Before that, however, the relay <I> D </I> pulled on, -that with its contact <I> d2 </I> through the Relay A caused interruption of the reporting loop made ineffective, while the capacitor K9 charged through the resistor R20 was connected to the changeover contact a3 through its contact dl.
If the system is OK, i.e. relay A has dropped out due to the detuning of the measuring bridge circuit, then the capacitor K9 discharges via the resistor R21 and after the end of the test it is again via the resistor R20 after the relay D drops out charged. If, on the other hand, relay A remained picked up due to a fault or an intervention in the room protection system, the comparison switch F is excited by - contact dl via the picked up contact a3 and maintains itself via its self-holding contact f 1.
The measuring loop is interrupted by contact f2 after the relay D has dropped out, and the alarm clock W displays the error. On the other hand, every interference that results in a rapid change in capacitance is reported directly by relay A, since it then drops out and the signaling loop with its contact a2 is interrupted.