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Raums chutzanlage Die Erfindung betrifft eine Raumschutzanlage zur
Sicherung von Räumen gegen Einbruch, Feuer udgl. mit einem Geber für Ultraechallwellen,
die in den zu schützenden Raum gesandt und von allen festen Gegenständen zurückgeworfen
werden, worauf sie in einen oder mehrere Empfangswandler gelangen, an die ein Empfänger
mit hochselektiver Sperreinrichtung für die Ultraschallfrequenz angeschlossen ist,
der nur durch den Dopplereffekt bei Reflexion von bewegten Objekten entstehende,
abweichende Frequenzen an eine Signaleinrichtung zur Alarmauslösung gelangen läßt,
wobei der Empfänger einen mit einer Ableitung versehenen Speicher zum Speichern
der elektrischen Energie beim Auftreten mehrerer Impulse oder Perioden des in der
Frequenz abweichenden Signals aufweist, von dem aus die Signal- bzw. Alarmeinrichtung
betätigt wird.
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Eine solche Raumsohutzanlage ist beispielsweise aus der deutschen
Patentschrift 1 078 016 bekannt. Bei ihr ist der Tatsache Rechnung getragen worden,
daß verschiedene störende Einflüsse wirksam werden können. Dabei handelt es sich
um Störungen von vorübergehender Natur, die mit
dem Schutz des Raumes
nichts zu tun haben, z.B. um plötzliche starke Schwankungen in der Netzspannung,
plötzlich auftretende Geräusche und ähnliche Störungen noch anderer Art. Solche
Störungen sollen keinen Alarm auslösen, und deshalb hat man den Empfänger der Raumschutzanlage
mit Mitteln zum Betätigen der Anzeigevorrichtung versehen, welch letztere anspricht,
wenn mindestens eine vorher bestimmte Anzahl von Impulsen oder Perioden des Überlagerungssignale
innerhalb einer festgelegten Zeit auftritt. Diese Mittel enthalten einen Speicher,
der die jeweils auftretenden elektrischen Impulse ansammelt, und eine Vorrichtung,
um jeden Zuwachs an gespeicherter elektrischer Energie unabhängig von der Stärke
des tberlagerungasignals oberhalb eines Normalwertes unabhängig zu machen, sowie
eine Ableitung, um elektrische Energie in einem bestimmten Verhältnis aus dem Speicher
abzuführen, Bei diesem bekannten Alarmgerät besteht die Möglichkeit, daß trotz Einschaltung
des Gerätes kein Hauptalarm ausgelöst wird, wenn nämlich der Einbrecher o.dgl. darauf
achtet, daß eine bestimmte Zeitspanne nach jedem Kurzalarm vergeht, ohne daß er
sich bewegt. Ein Schritt dieser Person löst also einen sogenannten Kurzalarm aus,
der aber noch nicht den Hauptalarm darstellt. Verhält sich der Betreffende nun anachließend
völlig ruhig, so wird dieser Kurzalarni wieder unwirksam und damit die Speicherung
hinfällig. Dies bedeutet, daß man sich in diesem Raum ruckweise mit Unterbrechungen
weiterbewegen kann, ohne daß ein Hauptalarm ausgelöst wird. Dies setzt zwar voraus,
daß der Einbrecher die Wirkungsweise der Raumachutsanlage gut kennt, aber bekanntlich
ist häufig mit einer solchen Fachkenntnis bei Einbrechern zu rechnen.
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Um diesen Naohteil der bekannten Anlage zu vermeiden, wird gemäß der
Erfindung die Raumsohutzanlage eo auegebildet, daß der Empfänger mit einer Integriereinrichtung
versehen ist, die von Jedem kurs- oder langzeitig auftretenden Signal abweichender
Frequenz betätigt wird, aber erst nach einer vorher testglegten Anzahl von Betätigungen
unabhängig von der inzwischen verstrichenen Zeit einen Auslöseimpule an die Signal-bzw.
Alarmeinrichtung abgibt.
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Dabei kann als Integriereinrichtung ein Schrittschaltwerk dienen,
insbesondere ein Drehwähler ohne feste Nullstellung.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn dabei eine Einrichtung vorgesehen ist,
um die Anzahl der Betätigungen bis zur Abgabe des Auslöse impulses von Hand einstellen
zu können.
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Eine Ausführungemöglichkeit besteht gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung darin, daß ale Schrittschaltwerk eine aus Flip-Flop-Einheiten aufgebaute
elektronische Zählschaltung dient.
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Des weiteren kann die Raumschutsanlage nach der Erfindung mit einer
selbstthtigen Nullstellung des Schrittschaltwerks versehen sein, die wirksam wird,
wenn bei eingeschalteter Anlage des Sohrittschaltwerke einen oder einige Schritte
zurokgelegt hat und die Anlage wieder ausgeschaltet wird.
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Da das Schrittschaltwerk keine Endstellung besitzt, sondern "rundschaltet",
d .h. nach erfolgtem Durchlauf
mit dem nächsten Impuls wieder von
vorn beginnt, und da die Schaltetellung bei gekapselter Ausführung nicht von außen
erkennbar oder feststellbar ist, erfolgt die Auslöeung etets zu einem unbekannten
Zeitpunkt. Auch ein Einbrecher, der die Anlage und ihre Arbeitsweise kennt, kann
also daraus keinen Nutzen ziehen. Es ist nicht möglich, mehr als eine bestimmte
Anzahl, beispielsweise sechs, Bewegungen auszuführen, ohne daß Hauptalarm gegeben
wird.
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Sinngemäß kann der die Anlage Einschaltende eine bestimmte Auslösefolge
einstellen, da er vor dem Einschalten die Auslösung überprüfen kann.
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Zwei Ausführungsbeispiele einer Raumschutzanlage nach der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Anlage mit mechanischem
Schrittschaltwerk, Fig. 2 eine Anlage mit aus Flip-Flop-Einheiten bestehender Zählschaltung.
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Dabei erfolgte die Darstellung teilweise blockechematisch, soweit
es sich um an sich bekannte Teile der Schaltungsanordnung handelt, die einer näheren
Erläuterung nicht bedürfen.
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Die dargestellte Raumsohutzanlage enthält einen Sender 1 und einen
Empfänger 2, wobei-der Sender eine im Ultraschallgebiet liegende Frequenz erzeugt,
die über einen Wandler 3 in den zu schützenden Raum abgestrahlt wird.
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Es bildet sich in diesem Raum eine Konfiguration stehender Schallwellen
aus, und an geeigneter Stelle iet in diesem Ultrasohallfeld ein Wandler 4 aufgestellt,
der an den Eingang des Empfängers 2 angeschlossen ist.
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Auf diese Weise gelangen die vom Sender abgestrahlten und von allen
festen Gegenständen des Raumes zurUckgeworfenen Ultraschallwellen in das Empfangsgerät,
das mit einer nicht näher dargestellten hochselektiven Sperreinrichtung für die
benutzte Ultraschallfrequenz ausgestattet ist. Von der aufgenommenen Schallenergie
gelangt infolgedessen nichts an den Ausgang des Empfängers. Befindet sich aber in
dem überwachten Raum ein sich bewegender Körper, so trittgn dem von diesem bewegten
Körper reflektierten Schall der bekannte Dopplereffekt auf, und der Eingang des
Empfängers 2 erhält eine um ein entsprechendes Maß abweichende Eingangsfrequenz.
Diese pasaiert die hochselektive Sperreinrichtung und gelangt vom Ausgang des Empfängers
2 an die, diese Frequenz weiter verstärkenden Transistoren 5,6 bzw. 7. Im Ausgang
des Transistors 7 liegt ein Relais 8 mit einem Ruhekontakt 8a, einem Arbeitakontakt
8c und einem Umschaltkontakt 8b, deren Funktion, soweit sie im vorliegenden Falle
von Bedeutung ist, nachstehend noch näher beschrieben wird.
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Das Relais 8 wird im Ruhestrom betrieben, d.h. es hat seinen Anker
angezogen, solange vom Ausgang des Empfängers 2 kein Signal abgegeben wird. In diesem
Ruhezustand liegt an der Basis eines Transistors 12 Pluspotential, und zwar über
die Widerstände 20 und 21 sowie den Kontakt 8¢; ein entsprechendes Pluspotential
liegt auch am Kondensator 22.
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Der Transistor 12 ist also gesperrt; ein Relais 14 arbeitet ebenfalls
im Ruhestrom; ein Ansprechen eines Hauptalarmlämpchen 15erfolgt in diesem Zustand
nioht.
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Eine Empfänger-Ausgangsspannung läßt das Relais 8 abfallen; dabei
wird der Widerstand 20 durch den Arbeitskontakt 8c des Relais 8 von der Basis des
Transistors 12 abgetrennt und Minuspotential über den Ruhekontakt 8a des Relais
8, einen
Widerstand 23 und den Widerstand 21 an die Basis des Transistors
12 gelegt. Der Kondensator 22 lädt sich negativ auf, und der Transistor 12 sohaltet
durch, wenn die Aufladung genügend lange dauerte, eo daß die negative Spannung am
Kondensator 22 eine ausreichende Größe angenommen hat.
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Hat der Empfänger jedoch nur ein kurzzeitiges Signal abgegeben und
zieht infolgedessen Relais 8 vor dem Durchschalten des Transistors 12 wieder an,
so entlädt sich der Kondensator 22 wieder über den Arbeitskontakt 8¢ des Relais
8 und den Widerstand 20. Das Relais 14 bleibt unter diesen Umständen unerregt.
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Demzufolge stellt der Kondensator 22 den eingangs erwähnten, bekannten
Speicher dar, der zum Speichern der Empfängerenergie bei Auftreten des lopplereffekts
dient, aber mit einer Vorrichtung zum Ableiten der gespeicherten Energie, nämlich
im vorlisgenden Falle dem Widerstand 20, versehen ist.
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Bei der die Erfindung verkörpernden Schaltungsanordnung wird nun dieser
Speicher zusätzlich zur Alarmgebung ausgenutzt und 8 o eine Schaltungsvereinfachung
erzielt.
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Wie bereits geschildert, fällt das Relais 8 ab, wenn vom Empfänger
2 ein Eingangsimpuls durchgelassen wird, und der Kontakt 8a läßt ein Signallämpohen
9 aufleuchten, das als sichtbare Voralar-¢nzeige dient.
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Gleichzeitig wird über den Kontakt 8b ein Stromimpuls auf die Wicklung
eines Zähler. Z gegeben, eo daß dieser seinen Kontaktarm z1 um einen Schritt weiterschaltet.
Da die vom Empfänger durchgelassenen Impulse verschiedene Längen haben können, die
Wicklung des Zählers Z Jedoch einen lauerstrom
nicht verträgt, erfolgt
die Betätigung des Zählers durch einen Kondensator 10, der über einen Widerstand
11 aufgeladen wird, solange das Relais 8 Strom führt. Beim Abfall des Relais-Ankers
wird der Umschaltkontikt 8b in die in Fig. 1 gezeigte Lage gebracht, und der Kondensator
10 entlädt eioh über die Wicklung des Zählers Z.
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Mit jedem Ansprechen des Zählers Z wird sein Kontaktarm z1 um einen
Schritt weitergeschaltet. Sobald der Kontaktarm zl auf den mit der Minusleitung
verbundenen Kontakt aufläuft, gelangt eine Steuerspannung an die Basis des Transistors
12, der über einen weiteren Transistor 13 das Relais 14 betätigt. Das Relais 14
führt, solange keine Eingangsimpulse auftreten, Ruhestrom, wie überhaupt die ganze
Anlage für einen Ruhestrombetrieb ausgelegt ist. Das Auflaufen des Kontaktarms z1
auf Minuspotential läßt nun über die Transistoren 12, 13 das Relais 14 abfallen,
und damit wird über den Kontakt dieses Relais der Hauptalarm ausgelöst. Hierfür
iet in Fig. 1 lediglich das Aneeigelämpohen 15 vorgesehen, doch dürfte klar sein,
daß hier noch die verschiedensten anders gearteten Alarmgeräte, wie Wecker, Signalhörner
u.dgl.
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zum Ansprechen gebracht werden können.
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Bei dieser Hauptalarmauslösung ist es gleichgültig, wie lang der Auslöse
impuls am Eingang des Empfängers 2 jeweils ist. Jedes vom Empfänger durchgelassene
Signal bewirkt also ein Ansprechen des Zählers Z und ein Weiterschalten des Kontaktarms
z1, und es dürfte klar sein, daß Je nach der Anfangastellung des Zählers eine bestimmte
Anzahl von Betätigungen erfolgen muß, ehe durch das Auflaufen des Kontaktarms z1
auf die Minusleitung ein Hauptalarm ausgelöst wird.
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Als Zähler wird ein Schrittschaltwerk ohne feste Nullstellung benutzt,
und eo ist es möglich, jedesmal beim Einschalten
der Anlage eine
andere Anzahl von Schritten einzustellen, die bis zur Auslösung des Hauptalarms
zurückgelegt werden muß. Man kann auch nach jedem Einschalten der Alarmanlage den
Zähler in seine Nullstellung bringen, und hat dann die Gewißheit, daß eine bestimmte
Impulszahl zwischen Vor- und Hauptalarm zur Verfügung steht. Zu diesem Zweck ist,
wie aus Fig. 1 erkennbar, eine von Hand bedienbare Taste 16 vorgesehen, und wenll
die Anlage in die Nullstellung gebracht werden soll, wird nach ihrem Einschalten
die Taste 16 eo oft kurzzeitig betätigt, bis der Hauptalarm ausgelöst wird. Es kann
aber auch, wie gesagt, eine von Fall zu Fall.
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wechselnde Anzahl von Schritten gewählt werden, die zurückgelegt werden
muß, ehe der Hauptalarm erfolgt. Damit läßt sich die Sicherheit der Anlage noch
erhöhen.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Raumschutzanlage nach der Erfindung
ist der elektromagnetisch betätigte Zähler Z durch eine Flip-Flop-Schaltung ersetzt.
Fig. 2 zeigt lediglich den letzten, hier interesßierenden Teil der Anlage; Sender,
Empfänger, Schwinger und Eingang der Alarmschaltungsanordnung entsprechen völlig
der in Pig. 1 gezeigten Schaltung. Von letzterer ist lediglich der Transistor 7
und da. Relais 8 mit seinen Kontakten 8a, 8b, 8c dargestellt, deegleichen das Signallämpchen
9 und der Kondensator 10, der bei Fig. 2 zum Starten der Flip-Flop-Schaltung einen
entsprechenden Impuls liefert. Die Plip-Flop-Schaltung selbst ist dreistufig ausgebildet
und nur schematisch dargestellt, sie besteht aus den in Kaskade geschalteten Einheiten
17, 18, 19. Diese Schaltwerke arbeiten entsprechend einem üblichen Yorwärtszähler,
bei dem die Auslösung nach entsprechenden Schaltimpulsen über die Stufe 19 und die
an die sngeschlossenen Transistoren 12, 13 auf das Relais 14 gegeben wird. Hierbei
hat die Flip-Flop-Schaltstufe 19 die
Eigenschaft, daß an die Basis
des Transistors 12 eine negative Spannung gelangt, die dann huber die Transistoren
12, 13 das Relais 14 zum Abfall bringt und das Hauptalarm-Lämpohen 15 aufleuchten
läßt.
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Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung liegt nicht nur darin, daß
das gesamte Gerät wesentlich kleiner ausfällt, sondern daß auch die Taste 16 und
ihre Bedienung ganz fortfallen.
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Beim Abschalten des Gerätes fällt die gesamte Flip-Flop-Einrichtung
wieder in ihren Anfangszustand zurück, so daß jeweils beim Einschalten die Zählung
völlig selbsttätig von vorn beginnen muß. Hier liegt also eine selbsttätige Nullstellung
des Schrittschaltwerkes vor, die wirksam ist, wenn bei eingeschalteter Anlage das
Schrittschaltwerk einen oder einige Schritte zurückgelegt hat und die Anlage vor
Auslösung eines Hauptalarms wieder ausgeschaltet wird.
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Patentansprüche: