CH643670A5 - Meldeeinrichtung zum wahrnehmen des eindringens in eine geschlossene flaeche. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meldeeinrichtung zum Wahrnehmen des Eindringens in eine geschlossene Fläche.

Es sind Einrichtungen dieser Art bekannt, die aus einem Paar unterirdischen nebeneinander angeordneter, mit Flüssigkeit gefüllter Schläuche bestehen, die sich dem ganzen Umfang der zu deckenden Fläche entlang erstrecken; die Schläuche sind an einem Ende mit ebensovielen Empfänger-Gebern versehen; wenn daher die in dem einen der beiden Schläuche enthaltene Flüssigkeit einen zum Beispiel von einer den Boden betretenden Person ausgelösten Impuls von aussen empfängt, werden den beiden Gebern differenzierte Signale geschickt, die einen Alarm auslösen.

Dieses Prinzip ist an und für sich sehr brauchbar, da sich dadurch auch sehr schwache Signale, wie sie etwa durch auf dem Boden kriechende Personen ausgelöst werden, aufnehmen lassen. Ausserdem hat man damit ein völlig verstecktes Meldegerät, das ausschliesslich vom Inneren des geschützten Bereiches aus entaktiviert werden kann.

Eine solche Einrichtung weist jedoch einen beträchtlichen

Fehler auf. Das Alarmsignal muss nämlich selbstverständlich bei ganz kleinen Impulsveränderungen ausgelöst werden, weil der von einer Person auf den Boden ausgeübte Druck einen äusserst leichten Impuls auf die Flüssigkeit des einen der beiden Schläuche erzeugt.

Der Alarm muss also einsetzen, sobald sich die von den beiden Gebern kommenden Signale auch nur ganz leicht um die Grössenordnung von einigen Millivolts voneinander unterscheiden. Deshalb können Umweltumstände wie Wind, Regen oder Strassen mit starkem Verkehr und sich in der Nähe des geschützten Bereiches befindenden Eisenbahnstrek-ken häufig kleine Impulsveränderungen in der Flüssigkeit der beiden Schläuche verursachen, die den Alarm in jedem Augenblick auslösen können.

Die Einrichtung ist daher nicht mehr zuverlässig, da die beiden Geber in diesem Fall Signale der Grössenordnung einiger Volts liefern würden, und es könnte daher sehr leicht geschehen, dass das Signal eines Schlauches vom Signal des daneben liegenden Schlauches um die wenigen Millivolts abweicht, die genügen, um den Alarm auszulösen, der - wie gesagt - einsetzen muss, sobald zwischen den beiden Signalen der kleinste Unterschied besteht.

Dies geschieht, wenn der von der in den Schläuchen enthaltenen Flüssigkeit ausgehende Impuls den Alarm durch zwei Fühlglieder erreicht, die je mit einer am Ende jedes Schlauches in direkter Berührung mit der Flüssigkeit angeordneten Membrane verbunden sind.

Das Verhalten der Membranen ist nicht immer bestimmt und jedenfalls nicht linear: es ist daher unmöglich, nützliche Signalpegel über eine gewisse Grenze hinaus wahrzunehmen und gegen eventuelle Fremdstörungen zweckmässig zu wirken, die - wie gesagt - auf atmosphärische oder umweltbedingte Ursachen zurückzuführen sind.

Die Erfindung schlägt die Beseitigung dieser Fehler mit Hilfe einer Meldeeinrichtung vor, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.

So wird sich die Membrane an der einen oder an der anderen Seite nur dann verformen, wenn der eine der beiden Schläuche von einer wegen Druck auf den Boden entstehenden Verformung mehr als der andere betroffen wird.

Wenn dagegen genau der gleiche Impuls zu den beiden Schläuchen gelangt, bewegt sich die Membrane überhaupt nicht und liefert den beiden Fühlgliedern ein Nullsignal. Dadurch wird kein elektronisches - wie bei den bekannten Einrichtungen - sondern ein mechanisches Differentialsystem zustande gebracht, wobei sich die Anwendung von zwei identischen Membranen erübrigt, was vor allem bei Signalen hoher Intensität praktisch unmöglich ist, und es genügt, zwei gleiche Schläuche auszuführen, damit ihre differenzierten Verformungen möglichst genau sind.

Nun wird eine bevorzugte Auführungsform der erfin-dungsgemässen Meldeeinrichtung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wo:

Fig. 1 eine allgemeine schematische Darstellung der Meldeeinrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht in auseinandergenommenem Zustand eines Details von Fig. 1 und

Fig. 3 eine allgemeine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Meldeeinrichtung ist.

Ein in zwei voneinander abstehende, gleich lange und parallele Schlauchabschnitte 10 und 11 geteilter Schlauch ist bei einer Tiefe eingegraben, die von der Art des Signals abhängt, das sie aufnehmen müssen, wenn ein Eindringling den Boden in ihrer Nähe betritt. Für eine leichtere Beschreibung wird von nun an von zwei Schläuchen 10 und 11 und nicht von Schlauchabschnitten gesprochen. Die Schläuche 10 und 11 bestehen vorteilhaft aus biegsamen Material und sind

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mit Flüssigkeit und - im Fall der Verlegung in Gegenden mit kaltem Klima oder mit starken Wärmeausschlägen - mit zum Herabsetzen des Erstarrungspunktes geeigneten Zusatzstoffen gefüllt. Die Schläuche sind einwandfrei dicht plombiert und die darin enthaltene Flüssigkeit wird unter einem Druck gehalten, der eine solche Vorspannung erzeugt, die die wegen der elastischen Eigenschaften des Schlauches selbst entstehenden Signalverluste möglichst einschränkt und die Spannung der beiden Schläuche ausgleicht. Wenn nämlich in der Flüssigkeit Luftdruck herrschen würde, hätten die beiden Schläuche einen unterschiedlichen Erschlaffungsgrad und würden damit die Genauigkeit des Signals beeinträchtigen, das bei unterschiedlich schlaffen Schläuchen entlang derselben verklingen und das Fühlmittel kaum erreichen würde.

Ein Ende jedes Schlauches 10 und 11 ist durch ein Einfüllventil 12 mit dem Ende des benachbarten Schlauches verbunden; Aufgabe des Ventils 12 ist ausserdem eine kapillare Verbindung zwischen den in beiden Schläuchen 10 und 11 enthaltenen Flüssigkeiten, um einen allmählichen Ausgleich des Druckes beider Schläuche zu gestatten. Dies ist erforderlich, wenn man zum Beispiel ein Fahrzeug auf dem den den einen der beiden Schläuche umgebenden Boden für längere Zeit stehen lässt und somit das gewünschte Verhältnis ziwschen den beiden Schläuchen beeinträchtigt.

Ein dritter Eingang des Ventils 12 dient zum Einfüllen der Flüssigkeit in die Schläuche 10 und 11 und sorgt durch eine Fremdeinheit 13 für den erforderlichen Druck.

Das dem Ventil 12 entgegengesetzte Ende der beiden Schläuche 10 und 11 trägt die Fühleinheit 14, die in Fig. 2 besser dargestellt ist. Diese Einheit 14 besteht im wesentlichen aus einem Anschluss 15, der mit jedem Ende der beiden Schläuche verbunden, axial hohl und an den Seiten mit Durchgangslöchern 16 zur Aneinandermontage durch die Schrauben 17 versehen ist.

Zwischen den beiden Anschlüssen 15 sind Dichtungsringe 18, Isoliermembranen 19 und eine mittlere Membrane 20 angeordnet, die die Fühlmittel 21 trägt, die Kabel 22 zum Anschluss an die Einheit zum Empfang des von den Fühlgliedern aufgefangenen Signals und zur Umwandlung desselben in Alarmsignal aufweisen.

Die Isoliermembranen 19 haben die spezielle Aufgabe, die Flüssigkeit 23 der Schläuche von den Fühlmitteln 21 getrennt zu halten, und zwar ohne die richtige Arbeitsweise des Gerätes zu beeinträchtigen.

Zwei Entlüftungsstopfen 24 verschliessen die Anschlüsse 15 und dienen zur Beseitigung von sich eventuell bei der Verlegung, dem Einfüllen oder dem Betrieb der Einrichtung bildenden Luftblasen, die die Empfindlichkeit des Systems beträchtlich einschränken würden.

Die Fühlmittel 21 sind zweckmässig piezoelektrisch und die von ihnen empfangenen Signale werden einem Summier-Vorverstärker 25, dann einem Verstärker 26, einem Filter 27 und schliesslich einem Schwellenkomparator 28 übertragen, um ein Alarmsignal 29 jeder beliebigen Art zu erzeugen.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Einrichtung ist nun folgende.

Wenn jemand den Boden, in dem die Schläuche 10 und 11 unterirdisch angeordnet sind, betritt, wird der in dem der betreffenden Person am nächsten liegenden Schlauch enthaltenen Flüssigkeit 23 ein Impuls verliehen, der die Membrane 20 beansprucht. Die Membrane ist gegen zwei Beanspruchungsarten empfindlich, und zwar gegen Biege- und gegen Druckspannung. Selbstverständlich ist der Höchstwert der Druckspannung viel kleiner als der Höchstwert der Biegespannung, die die Membrane beanspruchen kann, die Fühlmittel 21 an jeder Seite der Membrane 20 sind praktisch zwei Geber, die die mechanischen Beanspruchungen der Membrane in Spannungssignale umwandeln sollen und an der

Membrane in gleicher Richtung befestigt sind, damit die gleiche Beanspruchung, die gleichzeitig beide Schläuche interessiert, ein elektrisches Spannungssignal gleichen Zeichens verursacht. (Bei anderen, gegen Druck unempfindlichen Fühlgliedern, kann ein einziges an nur einer Membranenseite angeordnetes Fühlglied genügen).

Wenn daher jemand den Boden in der Nähe der beiden Schläuche betritt, werden sie beide jeweils in Anspruch genommen und verursachen eine Biegung der Membrane 20 zuerst nach der einen und dann nach der anderen Seite.

Somit liefern die beiden Fühlmittel zwei Spannungssignale entgegengesetzten Zeichens auch wenn nicht absolut gleichen Wertes. Der Summier-Vorverstärker 25, der die Differenz zwischen den beiden Signalen bestimmt, wird daher durch die Summe der beiden Signale beeinflusst und einen Spannungswert erreichen, der anschliessend bei 26 verstärkt, bei 27 filtriert, bei 28 mit einem vorbestimmten Grundwert verglichen und daher ohne weiteres ausreichen wird, um den Alarm 29 auszulösen, der nach Belieben ein Licht-, ein hörbares Signal o.a.m. sein kann.

Wird dagegen die Aussenstörung durch Wetter- (Wind, Regen) oder Umweltumstände verursacht, so verformen sich die beiden Schläuche gleichzeitig, damit sich die Membrane 20 nicht verformt, d.h. sich nicht nach der einen oder nach der anderen Seite biegt. Die Fühlmittel 21 werden daher von nur einer wegen der in den Schläuchen wirbelnden Flüssigkeit entstehenden Druckkomponente beeinflusst. Die durch den Druck auf die Fühlmittel 21 ausgeübte Spannung hat jedoch gegenüber der durch Biegung erzeugten Spannung sehr geringe Werte und ausserdem weist sie das gleiche Zeichen auf, so dass der Summier-Verstärker 25 die Differenz bestimmt und am Ausgang ein Signal bildet, das praktisch gleich Null ist und jedenfalls einen so niedrigen Wert hat, dass es den Komparator 28 zum Auslösen des Alarms 29 nicht erreicht.

Fig. 3 stellt eine weitere Ausführungsform der erfmdungs-gemässen Meldeeinrichtung dar, die sich insbesondere zur Anwendung an sehr von der Umwelt gestörten Stellen wie Flughäfen oder Maschinenbauindustrien und dergleichen eignet.

Diese Ausführungsform sieht eine Mehrzahl paarweise in Reihen angeordneter Einrichtungen gemäss Fig. 1 vor, wegen die jeweils eine 200 bis 300 m lange Strecke deckenden Paare aufeinander folgen, bis sie den ganzen zu schützenden Umfang decken.

Fig. 3 stellt ein solches Paar Einrichtungen dar, wobei die Paare immer einander vollständig gleich sind.

Die von jedem Fühlmittel 21 empfangenen Impulse werden - wie gesagt - weitergeleitet, von zwei Vorverstärkern behandelt und bei 31 filtriert, um zwei getrennte Spannungssignale zu erzeugen.

Von diesen Signalen wird nun die Differenz durch eine einzige Summiervorrichtung 32 bestimmt, der entstehende Wert wird bei 33 verstärkt und bei 34 mit einstellbaren Zeiten zweckmässig integriert.

Das daraus entstehende Signal kann z.B. durch einen Zeiger 35 mit mittlerer Null sichtbar gemacht werden, damit man sowohl ein Signal mit Pluszeichen als auch ein Signal mit Minuszeichen ermitteln kann, um durch Einstellen der Gewinne der Vorverstärker 30 und des Verstärkers 33 das System ausgleichen zu können.

Ein unabhängiges, für beide Kanäle vorgesehenes Speicherwerk 36 informiert über ein eventuell auf systematische, aber zufällige und asymmetrische Geräuschquellen zurückzuführendes Missverhältnis und ermöglicht dadurch den Ausgleich auch später nachzustellen.

Das Signal des Integrators 34 gelangt zu einem Schwell-wertkomparator 37 mit einstellbarer Schwelle und anschlies-

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send zum Alarm 38. Dieses Signal ist also ein Signal der Logik «0» «1» und daher in der Lage, jedes beliebige Alarmsystem 38 auszulösen.

Diese Ausführungsform erhöht also die Empfindlichkeit der Einrichtung, wie es dort gewünscht wird, wo der zu schützende Ort zu gross ist und zu lange Schläuche erforderlich wären, bei denen jedenfalls Signalverluste eintreten würden. Ausserdem gestattet diesse Anwendung - wie gesagt - bei wegen fremder Umweltumstände besonders geräuschvollen Gegenden, die in jedem Augenblick der Lebensdauer der Ein-5 richtung für möglich zu haltende Gefahr des blinden Alarms auszuschliessen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Meldeeinrichtung mit Druckfühlgliedern zum Wahrnehmen des Eindringens in eine geschlossene Fläche,

   dadurch gekennzeichnet, dass sie einen dem Umfang der Fläche entlang unterirdisch angelegten und mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch umfasst, der durch eine verformbare Blende (20) in mindestens zwei Abschnitte (10,11) geteilt ist, an denen Fühlmittel (21) zur Lieferung eines von der Verformung der Blende abhängigen Signals angeschlossen sind, um Meldemittel auszulösen, wenn die Blende (20) verformt ist.
2. 2. Meldeeinrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch doppelt so lang wie der Umfang der Fläche und so eingegraben ist, dass er eine Doppelstrecke bildet, wo die beiden Schlauchabschnitte (10, 11) ständig nebeneinander und in Abstand voneinander dem ganzen Umfang entlang laufen.
3. 3. Meldeeinrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Blende (20) aus einer Membrane besteht, deren eine oder beiden entgegengesetzten und gegenüber den Schlauchabschnitten liegenden Seiten Fühlmittel (21) tragen, die den Druck umwandeln und aus piezoelektrischen Kristallen bestehen.
4. 4. Meldeeinrichtung gemäss Patentanspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flüssigkeit (23) jedes Schlauchabschnittes (10,11) und der verformbaren Blende (20) zwei Isoliermembranen (19) angeordnet sind.
5. 5. Meldeeinrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühlmittel (21) so auf der Blende angeordnet sind, dass das von ihnen bei Druckspannung der Blende erzeugte Signal das gleiche Zeichen hat.
6. 6. Meldeeinrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale von den beiden Fühlmitteln (21) zu einem Summier-Vorverstärker (25) gelangen, der die Differenz bestimmt, und dass das daraus entstehende Signal verstärkt, filtriert, zu einem Schwellwertkomparator (28) und von diesem aus zu den Meldemitteln weitergeleitet wird.
7. 7. Meldeeinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Schläuche umfasst, die die ganze Fläche decken und paarweise angeschlossen sind, damit die Signale jedes Schlauches mit den Signalen des benachbarten Schlauches summiert werden, um die Meldemittel auszulösen.
8. 8. Meldeeinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch mit unter Druck stehender Flüssigkeit gefüllt ist.