CH541844A

CH541844A - Vorrichtung zum Überwachen von Objekten und zum Erzeugen eines Alarmsignales, wenn ein Einbruchsversuch unternommen wird

Info

Publication number: CH541844A
Application number: CH1245771A
Authority: CH
Inventors: Peyer Christoph
Original assignee: Securiton Ag
Priority date: 1971-08-25
Filing date: 1971-08-25
Publication date: 1973-09-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen von Objekten und zum Erzeugen eines Alarmsignales, wenn ein Einbruchsversuch unternommen wird. mit einem akustischelektrischen Wandler und einem einen Verstärker, einen Schwellwertdetektor, dem ein Integrierglied nachgeschaltet ist, und eine Ausgangsstufe zum Erzeugen des Alarmsignales enthaltenden Signalpfad.

Zum Schutze von Kassenschränken, Tresoren und anderen Objekten ist es hekannt, derartige Vorrichtungen mit sogenannten Körperschallmikrofonen einzusetzen. Diese bekannten Vorrichtungen weisen im wesentlichen einen akustisch-elektrischen Wandler. einen Verstärker und einen Signaldetektor auf. Die bei einem Einbruchsversuch durch Sägen, Feilen, Bohren oder Schweissen erzeugten Körperschwingungen des geschützten Objektes werden vorzugsweise durch einen piezoelektrischen Wandler, in elektrische Signale umgesetzt. Diese Signale werden durch den Verstärker verstärkt und dem Schwellwertdetektor zugeführt.

Um Fehlalarme auszuschliessen, ist es ferner bekannt geworden, dem Schwellwertdetektor ein Integrierglied nachzuschalten, welches bewirkt, dass ein kurzzeitig auftretendes Signal, wie es zum Beispiel von einem ungewollten Schlag gegen das geschützte Objekt herrühren kann, nicht zur Auslösung des Alarmes führt. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie bei der Explosion einer Sprengladung zur gewaltsamen Öffnung eines Kassenschrankes oder einer Tresortüre keinen Alarm auslöst.

Ziel der Erfindung ist es eine Vorrichtung zu schaffen, welcher der oben genannte Nachteil nicht anhaftet und die sowohl auf kurzzeitig auftretende Signale grosser Amplitude, die von einer Sprengexplosion herrühren, und auf sehr kleine, länger anhaltende Signale, die zum Beispiel beim Schweissen auftreten, anspricht.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Wandlers ein zweiter Signalpfad angeschlossen ist, der einen weiteren Schwellwertdetektor und ein weiteres Integrierglied umfasst, dass der Schwellwertdetektor des ersten Signalpfades auf ein vom Wandler erzeugtes Signal anspricht, das mindestens hundert mal kleiner ist als das Signal, auf welches der Schwellwertdetektor des zweiten Signalpfades anspricht, dass das Integrierglied des ersten Signalpfades eine Alarmauslösezeitverzögerung von mindestens 5 Sekunden und dass das Integrierglied des zweiten Signalpfades eine Alarmauslösezeitverzögerung von höchstens 50 Millisekunden bewirkt.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, welches mit besonders geringem Aufwand an Schaltungsmitteln realisierbar ist.

Gemäss der Fig. 1 wird das vom akustisch-elektrischen Wandler 1 erzeugte Signal einem Verstärker 2 eines ersten Schaltungspfades A und einem Verstärker 3 eines zweiten Schaltungspfades B zugeführt. Auf den Verstärker 2 folgt ein Schwellwertdetektor 4, während dem Verstärker 3 ein Schwellwertdetektor 5 nachgeschaltet ist. Die Verstärker 2 und 3 und die Schwellwertdetektoren 4 und 5 sind so dimensioniert, dass der Schwellwertdetektor 5 erst auf ein mindestens hundert mal grösseres Wandlersignal anspricht als der Schwellwertdetektor 4.

Beim Vorhandensein eines Signals am Ausgang des Schwellwertdetektors 4 steigt die Ausgangsspannung des nachgeschalteten Integriergliedes 6 langsam an bis zum Erreichen der Kippspannung einer folgenden Triggerschaltung 8. Die Kippspannung dieser Triggerschaltung und die Daten des Integriergliedes 6 sind so festgelegt, dass das Signal am Ausgang des Schwellwertdetektors 4 während einer Zeitdauer von mindestens fünf Sekunden vorhanden sein muss, bis die Triggerschaltung 8 anspricht.

Beim Vorhandensein eines Signals am Ausgang des Schwellwertdetektors 5 steigt die Ausgangsspannung des nachgeschalteten Integriergliedes 7 ebenfalls an, jedoch erfolgt der Anstieg vergleichsweise mit jenem des Integriergliedes 6 rasch, bis zum Erreichen der Kippspannung einer folgenden Triggerschaltung 9. Das Integrierglied 7 und die Triggerschaltung 9 sind so dimensioniert, dass das Signal am Ausgang des Schwellwertdetektors 5 während höchstens 50 Millisekunden vorhanden sein muss, bis die Triggerschaltung 9 anspricht.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält im weiteren eine Torschaltung 10, welche bewirkt, dass das Alarmrelais 11 betätigt wird, sobald entweder die Triggerschaltung 8 oder die Triggerschaltung 9 kippt.

Das Integrierglied 7 und die Triggerschaltung 9 können natürlich auch durch einen monostabilen Multivibrator ersetzt werden, welcher beim Ansprechen des Schwellwertdetektors 5 getriggert wird und über die Torschaltung 10 einen Impuls an das Alarmrelais 11 abgibt. Bei dieser Anordnung wird die
Ansprechzeit des zweiten Signalpfades B extrem kurz.

Der zweite Schaltungspfad B dient zur Erkennung von
Signalen grosser Amplituden, wie sie durch eine Sprengexplo sion entstehen. Der Verstärker des zweiten Pfades weist dementsprechend eine geringe Verstärkung, möglicherweise sogar eine Dämpfung auf. Der Schwellwertdetektor spricht ausschliesslich auf Signale von sehr hoher Amplitude an. Das nachgeschaltete Integrierglied besitzt hingegen eine sehr geringe Zeitkonstante.

Versuche haben ergeben, dass die bei einer Sprengexplosion auftretenden Signalamplituden vier bis acht Zehnerpotenzen grösser sind als die durch Schweissen erzeugten Signalamplitu den. Um eine genügende Sicherheit gegen Fehlalarme und ein sicheres Ansprechen bei Sprengexplosionen zu erreichen, soll das Verhältnis der Ansprechschwellen der Schwellwert detektoren der beiden Schaltungspfade 102.... 105 betragen.

Weiter haben die Versuche gezeigt, dass das Signal bei einer
Sprengexplosion innerhalb von 1 . . .50 Millisekunden abklingt. Praktische Versuche haben ergeben, dass bei hochempfindlichen Körperschallmikrofonen, welche zum
Beispiel beim Aufschweissen eines Kassenschrankes anzusprechen vermögen, die Alarmauslösung um 5 . . . 20
Sekunden verzögert werden muss, um Fehlalarme durch
Störgeräusche auszuschliessen.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der erste
Signalpfad im wesentlichen einen Vertärker 15 und einen als
Schwellwertdetektor dienenden Transistor 19 und der zweite
Signalpfad einen Spannungsteiler 22, 23 und einen als
Schwellwertdetektor dienenden Transistor 24 aufweisen. Die Integrierglieder der beiden Signalpfade weisen einen gemeinsamen Ladekondensator 21 auf.

Das Signal des piezoelektrischen Wandlers 1 wird über einen
Widerstand 12 dem vorzugsweise als integrierte Schaltung ausgeführten Verstärker 15 zugeführt. Die Dioden 13 und 14 am Verstärkereingang dienen zum Schutz der Verstärkers 15 vor Beschädigung durch zu grosse Signalamplituden. Das
Ausgangssignal des Verstärkers 15 gelangt über den
Kondensator 16 zur Basis des Transistors 19. Der Transistor 19 wird leitend, sobald die Signalamplitude den Wert der Basis
Emitter-Schwellspannung des Transistors 19 übersteigt. Durch den Kollektorstrom des Transistors 19 wird der Ladekondensa tor 21 aufgeladen. Die Aufladung des Ladekondensators 21 erfolgt relativ langsam, da der den Ladestrom begrenzende
Ladewiderstand 18 einen hohen Widerstandswert aufweist.

Das Signal des Wandlers 1 wird ferner über den aus den
Widerständen 22 und 23 bestehenden Spannungsteiler der
Basis des Transistors 24 zugeführt. Der Spannungsteiler 22,23 ist so dimensioniert, dass der Transistor 24 erst bei einer um drei bis vier Zehnerpotenzen höheren Wandler Signalamplitude leitend wird als derTransistor 19.

Wenn der Transistor 24 leitend ist, wird der Ladekondensator 21 über den Ladewiderstand 25 aufgeladen. Der Ladewiderstand 25 ist so bemessen, dass die Aufladung verglichen mit jener durch den Ladewiderstand 18 rasch, nämlich in der Grössenordnung von einer Millisekunde, erfolgt.

Der hochohmige Widerstand 20 besitzt zusammen mit dem Ladekondensator 21 eine Entladezeitkonstante von mehreren Minuten. Die Signale der beiden Schwellwertdetektoren 19 und 24 werden über einen dementsprechenden Zeitraum integriert.

Die Transistoren 26 und 27 bilden einen Schmitt-Trigger.

Im Normalzustand ist der Transistor 27 leitend, und das Alarmrelais 30 ist angezogen, während der Transistor 26 gesperrt ist. Wenn die Spannung am Ladekondensator 21 die Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers erreicht, so wird der Transistor 26 leitend, der Transistor 27 wird gesperrt, und das Alarmrelais 30 fällt ab. Wenn sich der Ladekondensator 21 genügend entladen hat, kippt der Schmitt-Trigger wieder in den Normalzustand zurück, und das Alarmrelais 30 zieht wieder an.

Der Schmitt-Trigger wird vorzugsweise so ausgelegt, dass die Spannung für das Zurückkippen wesentlich tiefer liegt als die Ansprechschwelle. Über einen nicht dargestellten Ruhekontakt des Alarmrelais wird das Alarmsignal ausgelöst.

Claims

PATENTANSPRUCH

Vorrichtung zum Überwachen von Objekten und zum Erzeugen eines Alarmsignales, wenn ein Einbruchsversuch unternommen wird, mit einem akustisch-elektrischen Wandler und einem einen Verstärker, einen Schwellwertdetektor, dem ein Integrierglied nachgeschaltet ist, und eine Ausgangsstufe zum Erzeugen des Alarmsignales enthaltenden Signalpfad (A), dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Wandlers (1) ein zweiter Signalpfad (B) angeschlossen ist, der einen weiteren Schwellwertdetektor (5) und ein weiteres Integrierglied (7) umfasst, dass der Schwellwertdetektor (4) des ersten Signalpfades (A) auf ein vom Wandler erzeugtes.

Signal anspricht, das mindestens hundert mal kleiner ist als das Singal, auf welches der Schwellwertdetektor (5) des zweiten Signalpfades anspricht, dass-das Integrierglied (6) des ersten Signalpfades eine Alarmauslösezeitverzögerung von mindestens 5 Sekunden und dass das Integrierglied (7) des zweiten Signalpfades eine Alarmauslösezeitverzögerung von höchstens 50 Millisekunden bewirkt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Signalpfad:(B) ein Dämpfungsglied (22, 23) zum Abschwächen der dem.zweiten Signalpfad vom Wandler zugeführten Signale aufweist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Integrierglieder der beiden Signalpfade einen gemeinsamen Ladekondensator (21) aufweisen, der über ungleiche Ladewiderstände (18,25), von denen je einer einem der beiden Signalpfade zugeordnet ist, aufgeladen werden kann.

3. Vorrichtung nach den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwellwertdetektoren je einen Transistor (19, 24) aufweisen, über deren Kollektor Emitter-Strecke der gemeinsame Ladekondensator (21) aufgeladen werden kann.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die ganze Vorrichtung in einem einzigen Gehäuse untergebracht ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler einen piezoelektrischen Kristall oder einen Körper aus piezoelektrischer Keramik aufweist.