CZ35482U1 - Motion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge - Google Patents

Motion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge Download PDF

Info

Publication number
CZ35482U1
CZ35482U1 CZ202037560U CZ202037560U CZ35482U1 CZ 35482 U1 CZ35482 U1 CZ 35482U1 CZ 202037560 U CZ202037560 U CZ 202037560U CZ 202037560 U CZ202037560 U CZ 202037560U CZ 35482 U1 CZ35482 U1 CZ 35482U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
living
electric charge
changing
objects
control unit
Prior art date
Application number
CZ202037560U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jan Hruška
Jan Ing. Hruška
Jakub Mlnařík
Mlnařík Jakub Ing., Ph.D.
Petr Chuchvalec
Original Assignee
SVÚM a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SVÚM a.s. filed Critical SVÚM a.s.
Priority to CZ202037560U priority Critical patent/CZ35482U1/en
Publication of CZ35482U1 publication Critical patent/CZ35482U1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Systém detekce pohybu živých i neživých objektů změnou elektrického nábojeMotion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge

Oblast technikyField of technology

Navrhované technické řešení se týká oblasti senzorické a zabezpečovací techniky - konkrétně prostorové a předmětové ochrany. Systém je určen k detekci pohybu či kontaktu živých objektů (osoby, zvířata) i kontaktu s pohybujícím se elektricky vodivým či nevodivým neživým předmětem. Detektor reaguje na krátkou vzdálenost (desítky cm) a na přímý mechanický kontakt.The proposed technical solution concerns the field of sensory and security technology - specifically spatial and object protection. The system is designed to detect the movement or contact of living objects (persons, animals) and contact with a moving electrically conductive or non-conductive inanimate object. The detector responds to short distances (tens of cm) and to direct mechanical contact.

Dosavadní stav technikyState of the art

Pro zabezpečení objektů se dnes využívá zejména aktivní infračervené detektory (PIR) a mikrovlnné detektory (MW). Tyto systémy se hodí zejména pro ochranu prostoru celých místností. Oba systémy mají některá principiální omezení - například systémy PIR jsou náchylné na falešné poplachy při tepelných změnách v místnosti (topení, ventilace, průvan, osvit sluncem...). MW systémy zase nesmí být instalovány v místnostech s velkými vodivými předměty (např. výrobní provozy...), jsou ovlivňovány zářivkovým osvětlením atd. Obecně ale nelze PIR a MW metody využít pro lokalizovanou ochranu v geometricky přesně určené zóně.Today, active infrared detectors (PIR) and microwave detectors (MW) are mainly used to secure buildings. These systems are especially suitable for the protection of entire rooms. Both systems have some fundamental limitations - for example, PIR systems are prone to false alarms during thermal changes in the room (heating, ventilation, drafts, exposure to the sun ...). MW systems, on the other hand, must not be installed in rooms with large conductive objects (eg production facilities ...), they are affected by fluorescent lighting, etc. In general, however, PIR and MW methods cannot be used for localized protection in a geometrically precisely determined zone.

Pro ochranu konkrétních předmětů a zón se využívá celé řady principů (kapacitní čidla, magnetické detektory, optické závory). Jednotlivé metody jsou specifické, musí být zvoleny vhodně dle daného použití a často bývají kombinovány, což zvyšuje cenu zabezpečení.A number of principles (capacitive sensors, magnetic detectors, optical barriers) are used to protect specific objects and zones. The individual methods are specific, must be chosen appropriately according to the application and are often combined, which increases the cost of security.

Existující plošné senzory reagující na změnu elektrické kapacity vlivem přítomnosti předmětu v okolí - případně reagující na změnu indukčnosti se pro zabezpečovací techniku příliš nehodí, neboť velikost snímacích elektrod není možné jednoduše přizpůsobit bez zásadního vlivu na funkčnost zařízení.Existing area sensors responding to a change in electrical capacity due to the presence of an object in the environment - or responding to a change in inductance - are not very suitable for security technology, because the size of the sensing electrodes cannot be easily adjusted without significantly affecting the functionality of the device.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Podstatou navrhovaného řešení je snímání změny elektrického náboje v okolí vodiče. Změna elektrického náboje vzniká buď primárně přímým přenosem z detekovaného objektu, který má jiný potenciál než snímací elektroda, nebo sekundárně třením snímacího vodiče o nevodivou podložku, textilní prvek atd. při mechanickém kontaktu s pohybujícím se předmětem. Snímacímu vodiči je ustavován (periodicky či podle potřeby) jiný elektrický potenciál, než zemní elektrický potenciál a snímací vodič je připojen k velmi citlivému elektroskopu s dostatečně velkou vstupní impedancí (minimálně 106 Ohmů). Elektroskop vyhodnocuje změnu potenciálu jak do kladných hodnot, tak do záporných (například rozlití kapaliny a tím uzemnění senzorového vodiče). Snímací vodič může mít téměř libovolnou délku (jednotky mm - desítky m) a může být aplikován liniově i plošně například pod kobercem. Podmínkou funkce je elektricky izolující vrstva mezi snímacím vodičem a objektem mající zemní potenciál (například betonová podlaha). Velmi výhodná je aplikace detekční textilie/stuhy, kdy je vodič vetkán v elektricky izolujícím textilním substrátu (polyamid, polyester...). Takovouto stuhu lze aplikovat přímo pokladem na betonovou podlahu, pod omítku či na kovové předměty (kovové parapety, dveřní zárubně...). Citlivost systému se snižuje při vysoké vlhkosti podkladu, v trvale vlhkých podmínkách systém nelze použít.The essence of the proposed solution is to detect the change in electric charge around the conductor. The change in electric charge is caused either primarily by direct transmission from the detected object, which has a different potential than the sensing electrode, or secondarily by friction of the sensing conductor against a non-conductive substrate, textile element, etc. in mechanical contact with a moving object. An electrical potential other than the ground electrical potential is set (periodically or as required) for the sensing conductor and the sensing conductor is connected to a very sensitive electroscope with a sufficiently large input impedance (minimum 10 6 Ohms). The electroscope evaluates the change in potential to both positive and negative values (for example, liquid spillage and thus grounding of the sensor wire). The sensing wire can have almost any length (units mm - tens of m) and can be applied linearly or flat, for example under the carpet. The condition of the function is an electrically insulating layer between the sensing conductor and an object having an earth potential (for example a concrete floor). The application of a detection fabric / ribbon is very advantageous, when the conductor is woven in an electrically insulating textile substrate (polyamide, polyester ...). Such a ribbon can be applied directly to the concrete floor, under plaster or to metal objects (metal window sills, door frames ...). The sensitivity of the system decreases at high substrate humidity, the system cannot be used in permanently humid conditions.

Za klidu (žádný pohyb předmětů v okolí) se ustavený elektrický potenciál senzorového vodiče mění ustálenou rychlostí (vlivem zemních svodů i vlivem konečné vstupní impedance elektroskopu). Po dosažení určité stanovené úrovně potenciálu se automaticky provede opětovné nabití senzorického vodiče na definovaný potenciál. Ustálené změny potenciálu nejsou vyhodnoceny jako událost. Jako události jsou vyhodnoceny pouze střídavé změny v rozsahu 1 až 50 Hz. Tímto způsobem je eliminován vliv zemního svodu i případný vliv střídavého rušeníAt rest (no movement of objects in the vicinity), the established electrical potential of the sensor wire changes at a steady speed (due to ground leads and due to the final input impedance of the electroscope). When a certain set potential level is reached, the sensor wire is automatically recharged to the defined potential. Steady potential changes are not evaluated as an event. Only alternating changes in the range 1 to 50 Hz are evaluated as events. In this way, the influence of ground fault and possible influence of alternating interference is eliminated

- 1 CZ 35482 UI z motorů, elektrických kabelů atd.- 1 CZ 35482 UI from motors, electric cables etc.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Obr. 1 - Schéma systému detekce pohybuGiant. 1 - Schematic of the motion detection system

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of technical solution

Jako citlivý senzor slouží speciální textilní stuha 1 tvořená polyesterovou matricí a vetkaným vodičem z korozivzdomé oceli. Vodič je ve textilii j_vetkántak, aby byl matricí izolován. Textilii 1 lze přizpůsobit střižením na požadovanou délku. Jeden konec textilie 1 s detekčním vodičem je propojen s řídicí jednotkou 5. Elektrický náboj zachycený detekčním vodičem se hromadí na kondenzátoru 2, který má typicky kapacitu 10 nF a je připojen na snímací elektrodě řídicí jednotky 5. Potenciál detekčního vodiče je podle potřeby opětovně ustavován na polovině napájecího napětí řídicí jednotky 5. V tomto konkrétním případě je to hodnota 2,5 V a je dána odporovým děličem. Tento potenciál je ustaven sepnutím tranzistorem 3 typu JFET (Junction Field Effect Transistor), který je na řídicí jednotce 5 připojen na jejím digitálním výstupu. Důležité je, aby tranzistor 3 nesnižoval vstupní impedanci celého zařízení. Signál vstupuje do operačního zesilovače 4, který má ideálně vstupní impedancí až 1012 Ohmů a je připojen do analogového vstupu řídicí jednotky 5. Výsledné napětí je vyhodnocováno řídicí jednotkou 5, kde probíhá zpracování signálu, řízení vybíjení kondenzátoru 2 a komunikaci zařízení. Systém vykazuje velkou odolnost proti elektromagnetickému rušení.A special textile ribbon 1 consisting of a polyester matrix and a woven stainless steel wire serves as a sensitive sensor. The conductor is in the fabric to be insulated by the matrix. Fabric 1 can be adjusted by cutting to the required length. One end of the fabric 1 with the detection wire is connected to the control unit 5. The electric charge captured by the detection wire accumulates on a capacitor 2, which typically has a capacitance of 10 nF and is connected to the sensing electrode of the control unit 5. The potential of the detection wire is reset to half of the supply voltage of the control unit 5. In this particular case it is a value of 2.5 V and is given by a resistance divider. This potential is established by switching transistor 3 of the JFET (Junction Field Effect Transistor) type, which is connected to its digital output on the control unit 5. It is important that transistor 3 does not reduce the input impedance of the whole device. The signal enters the operational amplifier 4, which ideally has an input impedance of up to 10 12 Ohms and is connected to the analog input of the control unit 5. The resulting voltage is evaluated by the control unit 5, where signal processing, capacitor discharge control 2 and device communication take place. The system is highly resistant to electromagnetic interference.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Systém je výhodné použít nejen pro ochranu velkých ploch, ale i pro zabezpečení geometricky přesně vymezených lokalit. Použití systému je možné například pro celoplošné zabezpečení místností pod podlahovou krytinou, detekční podlahové prvky pod okny a u dveří, možnost připevnění ke dveřním zárubním pro detekci průchodu, zabezpečení konkrétních předmětů a zón v místnosti (muzejní exponáty, vitríny, nepřístupné zóny...). Velkou výhodou systému je univerzalita a široká škála použití. Další výhodou je velmi jednoduchá montáž a nízká cena.It is advantageous to use the system not only to protect large areas, but also to secure geometrically precisely defined locations. The use of the system is possible, for example, for the full-area security of rooms under the floor covering, detection floor elements under windows and at doors, the possibility of attachment to door frames to detect passage, security of specific objects and zones in the room (museum exhibits, showcases, inaccessible zones ...). The great advantage of the system is its versatility and wide range of uses. Another advantage is very simple installation and low price.

Claims (2)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Systém detekce pohybu živých i neživých objektů změnou elektrického náboje, vyznačující 5 se tím, že se sestává z řídicí jednotky (5) na jejímž digitálním výstupu je připojen tranzistor (3) typu JFET, na snímací elektrodě řídicí jednotky (5) je upevněn kondenzátor (2) a do analogového vstupu řídicí jednotky (5) je připojen operační zesilovač (4), který je na neinvertujícím vstupu propojen s detekční textilií (1) s vetkaným vodičem.A system for detecting the movement of living and non-living objects by changing the electric charge, characterized in that it consists of a control unit (5) at the digital output of which a JFET transistor (3) is connected, mounted on the sensing electrode of the control unit (5). capacitor (2) and an operational amplifier (4) is connected to the analog input of the control unit (5), which is connected to the detection fabric (1) with a woven conductor at the non-inverting input. toit 2. Systém detekce pohybu živých i neživých objektů změnou elektrického náboje podle nároku 1, vyznačující se tím, že kondenzátor (2) je přemostěn tranzistorem (3).System for detecting the movement of living and non-living objects by changing the electric charge according to claim 1, characterized in that the capacitor (2) is bridged by a transistor (3).
CZ202037560U 2020-05-20 2020-05-20 Motion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge CZ35482U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202037560U CZ35482U1 (en) 2020-05-20 2020-05-20 Motion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202037560U CZ35482U1 (en) 2020-05-20 2020-05-20 Motion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ35482U1 true CZ35482U1 (en) 2021-10-26

Family

ID=78282588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202037560U CZ35482U1 (en) 2020-05-20 2020-05-20 Motion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ35482U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2123296C (en) Passive type moving object detection system
US5764146A (en) Multifunction occupancy sensor
US5019804A (en) Apparatus and method for detecting movement of an object
US3184730A (en) Intrusion detection system
ES2565548B1 (en) ELECTROSTATIC FIELD SENSOR AND SECURITY SYSTEM IN INDUSTRIAL ENVIRONMENTS
KR101461520B1 (en) System for sensing invasion of security fence using power line communication
US3543056A (en) Proximity detection system using field effect transistors
CZ35482U1 (en) Motion detection system for living and non-living objects by changing the electric charge
US20050225335A1 (en) Moisture detector
JP7017687B2 (en) Human detection system and human detection method
KR102586965B1 (en) System for detecting invasion
KR100966299B1 (en) Safety system using shielded twisted pair cable
JP5097452B2 (en) Sensitivity switching type intrusion detection system
JPH11134986A (en) Apparatus for detecting object
EP3896665B1 (en) Presence detection device and method, in particular for anti-intrusion systems
AU784667B2 (en) Burglar alarm system having reduced wiring
Steinhage et al. C4. 2-Large-Area Wireless Sensor System for Ambient Assisted Living
US20180061198A1 (en) Autonomous area monitoring device using a multi-area passive infrared sensor
KR100880779B1 (en) System and method for detecting life using an electrostatic capacitive sensor
KR20130028822A (en) Pyroelectric infrared ray detector using single crystal material
US4194192A (en) Alarm devices for interconnected multi-device systems
JPS622360B2 (en)
AU2021105013A4 (en) An iot based wireless fencing
JPH04120494A (en) Detecting sensor of human body and equipment therefor
JP2002343208A (en) Buried type loading detecting device

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20211026

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20240409