DE202006001471U1

DE202006001471U1 - Movement sensor, has receiving aerial containing electric field that is formed by triboelectricity during movement in space, where receiving frequency lies below line frequency and frequency that is utilized for all messages

Info

Publication number: DE202006001471U1
Application number: DE200620001471
Authority: DE
Original assignee: Mueller Fritz Prof
Current assignee: Mueller Fritz Prof
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2016-01-31

Abstract

The sensor has a receiving aerial that contains an electric field, which is formed by the triboelectricity during movement in the space, where a receiving frequency lies below line frequency and the frequency that is utilized for all messages. The accepted signals are processed in a circuit arrangement and displayed in an indicating device (3). The sensor is activated by the triboelectricity.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bewegungssensor, welcher durch Reibungselektrizität aktiviert wird, die ein Mensch bei Bewegung erzeugt.The The invention relates to a motion sensor activated by static electricity becomes, which produces a human with movement.

Stand der TechnikState of the art

Bewegungssensoren gibt es verschiedener Art. Beispielsweise nutzt man bei Drucksensoren die durch die Deformation an der Isolationsschicht eines Leiters auftretenden Potentialänderungen aus, um unbefugtes Betreten eines Überwachungsgebiets zu erkennen. Andere Sensoren verschiedenster Art nutzen die Reibungselektrizität aus, die bei Druckbeanspruchung entsteht.motion sensors There are different types. For example, one uses in pressure sensors due to the deformation on the insulation layer of a conductor occurring potential changes to detect unauthorized entry into a surveillance area. Other sensors of various types exploit the static electricity, the arises under compressive stress.

In der Offenlegungsschrift DE 3114 801 A1 wird ein Drucksensor zur Verlegung im Boden vorgestellt, der zum Feststellen des Eindringens von Objekten in ein begrenztes Überwachungsgebiet genutzt wird. Dazu wird ein in einer Isolationsschicht angeordneter Signalleiter mit einer Signaleinrichtung verbundenen. Die beanspruchte Neuheit ist die Beheizung des Sensorkabels, das ohne Heizung als bekannt vorausgesetzt wird. Auf die Auswertung des Signals (z. B. Trennung von Nutz- und Störsignalen) wird nicht eingegangen.In the published patent application DE 3114 801 A1 introduces a floor pressure sensor used to detect the intrusion of objects into a limited surveillance area. For this purpose, a signal conductor arranged in an insulation layer is connected to a signal device. The claimed novelty is the heating of the sensor cable, which is assumed to be known without heating. The evaluation of the signal (eg separation of useful and interfering signals) is not discussed.

In der Offenlegungsschrift DE 44 29035 A1 wird ein Bewegungssensor beschrieben, welcher aus einer elektrisch leitenden Einrichtung besteht, in der die Reibungselektrizität elektrische Potentialänderungen hervorruft, die gegenüber einem Referenzpotential als Maß für die zu überwachenden Bewegungen messbar sind. Es werden Kabel verschiedener Querschnitte genannt. Ferner werden verschiedene Dielektrika (Isolatoren) angesprochen. Es ist zwar von einer Antenne die Rede, aber immer zusammen mit einem Dielektrikum, auf dessen Oberfläche die elektrischen Ladungen entstehen. Die Auswertung der Signale wird in 8 dargestellt, wobei ein Aussetzen der vom Bewegungssensor registrierten Bewegung, die länger ist als die mit Hilfe des Zeitgliedes vorbestimmte Zeitdauer, ein Alarmsignal auslöst. Eine Modifizierung der Auswertungsschaltung erfasst das Auftreten einer Bewegung mit über einem vorbestimmten Schwellenwert liegenden Bewegungsstärke.In the published patent application DE 44 29035 A1 a motion sensor is described, which consists of an electrically conductive device in which the friction electricity causes electrical potential changes, which are measurable against a reference potential as a measure of the movements to be monitored. It is called cables of different cross sections. Furthermore, various dielectrics (insulators) are addressed. There is talk of an antenna, but always together with a dielectric, on the surface of which the electrical charges arise. The evaluation of the signals is in 8th shown, wherein a suspension of the motion sensor registered movement, which is longer than the predetermined time with the aid of the timer, an alarm signal triggers. A modification of the evaluation circuit detects the occurrence of a movement with above a predetermined threshold motion strength.

Reibungselektrizität entsteht nicht nur in Kabeln, sondern beim Aneinanderreiben und Trennen von Isolatoren unterschiedlicher Austrittsarbeit, seit Lichtenberg Reibungselektrizität genannt. Den Effekt hat jeder schon erlebt, wenn er sich bei trockenem Wetter einen Pullover übergestreift, mit raschen Bewegungen die Haare gekämmt oder mit dem Schlüssel die Autotür geöffnet hat. In den genannten Fällen entstehen Funken, die man entweder hört oder ziemlich unangenehm spürt.Frictional electricity arises not just in cables, but when rubbing and separating Insulators of different work function, since Lichtenberg called friction electricity. Everyone has already experienced the effect when they are in dry weather a sweater over, with quick movements the hair combed or with the key the car door open Has. In the cases mentioned emerge Sparks that you either hear or feels pretty uncomfortable.

Diese Funken erzeugen elektromagnetische Wellen, die sich ausbreiten und mit einem geeigneten Empfänger aufgenommen werden können.These Sparks generate electromagnetic waves that propagate and with a suitable receiver can be included.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen geeigneten, möglichst einfach handhabbaren Empfänger und somit einen Bewegungssensor einfachster Bauart zu schaffen, um die elektromagnetischen Wellen der Reibungselektrizität zu empfangen.task The invention is to provide a suitable, easy to handle receiver and thus to provide a motion sensor of the simplest type, to receive the electromagnetic waves of the static electricity.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Empfangsantenne gelöst, die das elektrische Feld aufnimmt, welches durch Reibungselektrizität bei Bewegung im Raum entsteht, wobei der Mensch der Sender ist. Die Empfangsfrequenz liegt weit unterhalb aller für Nachrichten genutzten Frequenzen und der Netzfrequenz von 50 Hz. Die aufgenommenen Signale werden in einer Schaltungsanordnung verarbeitet und in einer Anzeigeeinheit dargestellt.According to the invention Task solved by a receiving antenna, which is the electric field which arises due to static electricity when moving in space, where man is the transmitter. The reception frequency is far below all for Messages used and the power frequency of 50 Hz. The recorded signals are processed in a circuit arrangement and displayed in a display unit.

Da heute praktisch jeder Raum an das elektrische Energienetz angeschlossen ist, schwirrt auch überall die Netzfrequenz herum. Also muss der Empfänger diese Frequenz aussperren, am einfachsten durch einen mehrstufigen Tiefpass.There Today practically every room is connected to the electrical energy network is buzzing everywhere the network frequency around. So the receiver has to lock that frequency out, the easiest way through a multi-level low pass.

Damit die sehr hochohmigen Signale der Reibungselektrizität nicht bereits am Eingang des Empfängers kurzgeschlossen werden, wird dessen Eingang extrem hochohmig dimensioniert.In order to the very high-impedance signals of the friction electricity not already at the entrance of the recipient be short-circuited, its input is extremely high impedance dimensioned.

Die Empfangsantenne ist eine Teleskopantenne. Statt der Empfangsantenne kann auch ein geschirmtes Kabel (Mehrleiterkabel) angeschlossen werden, welches bei mechanischer Deformation ein elektrisches Signal abgibt.The Receiving antenna is a telescopic antenna. Instead of the receiving antenna a shielded cable (multi-conductor cable) can also be connected which emits an electrical signal during mechanical deformation.

In einer Ausführungsform werden zwei Leiter des Mehrleiterkabels zu einer Schleife verbunden und mit einem schwachen Gleichstrom beaufschlagt, so dass bei Durchtrennung der Schleife ein Daueralarm ausgelöst wird.In an embodiment two conductors of the multi-conductor cable are connected to a loop and subjected to a weak direct current, so that when severed the loop is triggered a permanent alarm.

Vorteil der Erfindung ist es, dass mit dem Empfänger auch ein Kabelsensor betrieben werden kann, und zwar nahezu jedes beliebige geschirmte, z.B. mehradrige Kabel und nicht nur Spezialkabel, wie in den im Stand der Technik genannten Offenlegungsschriften.advantage The invention is that operated with the receiver and a cable sensor can be almost any shielded, e.g. multicore Cables and not just special cables as in the prior art mentioned publications.

BeispieleExamples

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierzu zeigtThe Invention is based on an embodiment explained in more detail. For this shows

1 ein Blockschaltbild des Empfängers mit Teleskopantenne, Stromversorgung und Anzeigeeinheit, 1 a block diagram of the receiver with telescopic antenna, power supply and display unit,

1 einen Stromlaufplan des Empfängers. 1 a circuit diagram of the receiver.

Der bekleidete und sich bewegende Mensch erzeugt Reibungselektrizität, deren Feld sich im Raum wie Funkwellen ausbreitet. Dieses Feld kann mit einem geeigneten Empfänger (sehr hochohmiger Eingang, Empfangsfrequenz unter 50 Hz) aufgenommen werden. Der Mensch ist hierbei der Sender. Er strahlt elektromagnetische Wellen ab.Of the clothed and moving man generates static electricity whose Field propagates in space like radio waves. This field can with a suitable receiver (very high-impedance input, reception frequency below 50 Hz) recorded become. Man is the transmitter here. He radiates electromagnetic Waves off.

1 zeigt das Blockschaltbild des Empfängers 1 mit einer Antenne 2. Außerdem sind eine Anzeigeeinheit 3 und eine Stromversorgung 4 vorgesehen. 2 stellt ein mögliches Ausführungsbeispiel des Empfängers als Schaltungsanordnung dar. Sie enthält einen extrem hochohmigen Eingangswiderstand (10 GΩ) und einen mehrstufigen Tiefpass. An die Eingänge des Operationsverstärkers können 2000 Volt angelegt werden. Das ist wegen der hohen statischen Spannungen, die durch Reibung hervorgerufen werden, erforderlich. 1 shows the block diagram of the receiver 1 with an antenna 2. In addition, a display unit 3 and a power supply 4 are provided. 2 represents a possible embodiment of the receiver as a circuit arrangement. It contains an extremely high-impedance input resistance (10 GΩ) and a multi-stage low-pass filter. 2000 volts can be applied to the inputs of the operational amplifier. This is necessary because of the high static stresses caused by friction.

Die Spannungen der Reibungselektrizität bauen ein elektromagnetisches Feld auf, das mit einer Antenne 2 empfangen werden kann. Die Antenne 2 ist eine Teleskopantenne und braucht nur wenige Zentimeter lang zu sein. Je länger sie ist, desto größer ist die Spannung, aber es nimmt auch im gleichen Maße der Netzbrumm zu. Daher wird ein z.B. mehrstufiges Tiefpassfilter benötigt. Ferner wird der Eingangwiderstand des Verstärkers hoch dimensioniert, damit die Verstärkung selbst niedrig gehalten werden kann.The Voltages of static electricity build an electromagnetic Field on which can be received with an antenna 2. The antenna 2 is a telescopic antenna and only takes a few inches long to be. The longer she is, the bigger the tension, but it also increases to the same extent the mains hum. Therefore is a e.g. Multi-stage low-pass filter required. Further, the input resistance becomes of the amplifier high dimensioned so that the gain itself be kept low can.

Um die Antenne 2 herum ist nur Luft. Die Luft ist in diesem Fall das Dielektrikum, aber in ihm entstehen keine Ladungen. Die Ladungen werden durch Reibung des Pullovers oder der Schuhe beim Gehen über einen Teppich oder über Parkett erzeugt. Die Empfangsantenne 2 ist z.B. eine Teleskopantenne, wie sie jedes Reiseradio besitzt.Around the antenna 2 is only air. The air in this case is the Dielectric, but there are no charges in it. The charges By rubbing the sweater or shoes while walking over one Carpet or over Parquet produced. The receiving antenna 2 is e.g. a telescopic antenna, like she owns every travel radio.

Wird statt der Antenne 2 ein geschirmtes Kabel angeschlossen, erzeugt dessen Bewegung ebenfalls Reibungselektrizität, die genauso gemessen werden kann. Es kann der gleiche Empfänger, wie oben beschrieben, verwendet werden, aber sein Eingangswiderstand ist deutlich kleiner.Becomes instead of the antenna 2 a shielded cable connected, generated its movement also generates static electricity, which is measured the same way can. It can be the same recipient, as described above, but its input resistance is much smaller.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel stellt einen Kabelsensor dar. An dem beschriebenen Empfänger kann jedes abgeschirmte Kabel betrieben werden. Insbesondere ein Mehrleiterkabel, wobei wenigstens ein Leiter an die Antennenbuchse des Empfängers angeschlossen wird. Es können zwei der Leiter am vom Empfänger entfernten Kabelende verbunden werden, so dass eine Schleife entsteht, in die ein schwacher Gleichstrom geschickt wird. Trennt jemand das Sensorkabel durch, wird die Schleife unterbrochen, wodurch dauerhaft Alarm ausgelöst wird.One another embodiment represents a cable sensor. At the described receiver can each shielded cable operated. In particular, a multi-conductor cable, wherein at least one conductor is connected to the antenna socket of the receiver becomes. It can two of the conductors at the receiver connected to the cable end so that a loop is formed, into which a weak direct current is sent. Does that separate someone Sensor cable through, the loop is broken, causing permanent Alarm triggered becomes.

Claims

Motion sensor which is activated by static electricity, characterized in that a receiving antenna receives the electric field generated by static electricity when moving in space, the receiving frequency is far below all used for news frequencies and the network frequency and processes the recorded signals in a circuit arrangement and displayed in a display unit.

Motion sensor according to claim 1, characterized that the receiving antenna is a telescopic antenna or any Shielded cable (multi-conductor cable) is connected, which at mechanical deformation emits an electrical signal.

Motion sensor according to claim 2, characterized that the circuit arrangement of the receiver when using a telescopic antenna a extremely high impedance input resistance and a multi-level low pass contains.

Motion sensor according to claim 2, characterized that two conductors of the multi-conductor cable connected to a loop and be subjected to a weak direct current, so that when severing the loop a continuous alarm is triggered.