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 PDFInfo
- 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
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating 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)
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) |
-
2020
- 2020-05-20 CZ CZ202037560U patent/CZ35482U1/en active Protection Beyond IP Right Term
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 |