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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überwachen eines Objekts, insbesondere eines Gemäldes.
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Hintergrund der Erfindung
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Vorrichtungen zum Schutz von Gemälden in Museen sind in verschiedener Form bekannt. Eine gängige Vorrichtung umfasst einen Drucktaster, der an der Rückseite des Gemäldes angeordnet ist. Beim Entfernen des Gemäldes wird der Taster entlastet und löst einen Alarm aus. Andere Ausführungsformen verwenden kapazitive Sensoren, Vibrationssensoren, Lageänderungssensoren, Laserscanner oder Lichtgitter. Nachteil dieser Vorrichtungen ist eine hohe Falschalarmquote. Ein Fehlalarm wird hierbei beispielsweise durch eine Bewegung des Gemäldes durch einen Luftstrom oder eine Berührung oder durch ein zufälliges Eindringen eines Körpers in die Lichtschranken ausgelöst. Des Weiteren ist der Energieverbrauch der bekannten Vorrichtungen sehr hoch.
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Das Dokument
EP 1 008 971 B1 offenbart ein Überwachungssystem für hängende Gemälde. Ein Gemälde ist mittels zweier Seile aufgehängt, wobei in eines der Seile ein Dehnungsmessstreifen integriert ist, der einen Seilabschnitt ersetzt. Der Dehnungsmessstreifen erfasst die Belastung des Seils durch das Gemälde. Wenn die Belastung einen vorgegebenen Schwankungsbereich verlässt, wird mittels einer an den Dehnungsmessstreifen gekoppelten Überwachungseinheit ein Alarmsignal erzeugt.
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In dem Dokument
DE 1 931 308 A1 ist eine elektrische Vorrichtung zum Schutz eines Gemäldes beschrieben. Das Gemälde hängt an einem Aufhängekabel an einem Haken. Der Haken ist beweglich und überträgt die durch das Gewicht des Gemäldes erzeugte Kraft an einen Kraftfühler. Der Kraftfühler ist mit einem Anpassungsverstärker verbunden, der bei einer Änderung der Belastung ein Signal an eine Alarmzentrale gibt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist, verbesserte Technologien zum Überwachen eines Objekts anzugeben, um die Falschalarmrate zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch die Anordnung zum Überwachen eines Objekts nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung zum Überwachen eines Objekts vorgesehen. Die Anordnung umfasst ein längliches Befestigungselement, an welchem das zu überwachende Objekt mittels einer Hängeeinrichtung befestigt ist. An dem Befestigungselement ist eine Sensoreinrichtung angeordnet, die konfiguriert ist, eine Verformung des Befestigungselements zu erfassen. Die Sensoreinrichtung ist mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelt, die konfiguriert ist, ein Alarmsignal auszugeben, wenn eine Verformung des Befestigungselements bestimmt wird.
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Das Befestigungselement wird durch das Gewicht des hieran befestigten Objekts belastet, so dass es zu einer Durchbiegung des Befestigungselement kommt. Solange das Objekt an dem Befestigungselement hängt, ändert sich die Belastung und somit die Durchbiegung nicht. Wenn das Objekt entfernt wird, entfällt die Belastung und die Durchbiegung des Befestigungselement ändert sich. Diese Verformung wird von der Sensoreinrichtung erfasst und mittels der Auswerteeinrichtung wird ein Alarmsignal ausgegeben. Hierdurch ist ein einfacher und sehr verlässlicher Diebstahlschutz gewährleistet.
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Es kann vorgesehen sein, dass an dem Befestigungselement ein oder mehrere zu überwachende Objekte befestigt sind. Das zu überwachende Objekt bzw. die mehreren Objekte können beispielsweise mit jeweils einer oder mehreren, bevorzugt jeweils zwei, Schnüren oder Seilen an dem Befestigungselement aufgehängt sein. Das Objekt oder die Objekte können lösbar an dem Befestigungselement befestigt sein, um beispielsweise ein autorisiertes Entfernen der Objekte zur Reinigung oder Restauration zu ermöglichen. Das Befestigungselement kann raumfest installiert sein, beispielsweise als quer angeordnete Stange an einer Wand.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung ein Dehnungsmessstreifen ist. Ein Dehnungsmessstreifen (DMS) ist eine Messeinrichtung zur Erfassung von dehnenden Verformungen und wird eingesetzt, um Formänderungen (Dehnungen/Stauchungen) an der Oberfläche von Bauteilen zu erfassen. Die Formänderung führt zu einer Veränderung des elektrischen Widerstands des DMS, die mittels der Auswerteeinrichtung bestimmt wird. Der DMS kann mittels eines Spezialklebers auf das Befestigungselement geklebt sein.
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Es kann vorgesehen sein, den DMS als Folien-DMS zu bilden. Bei einem Folien-DMS ist eine Messgitterfolie aus einem Widerstandsdraht (beispielsweise 2 bis 10 µm dick) auf einer dünnen Trägerfolie angeordnet und mit elektrischen Anschlüssen versehen. Das Messgitter kann aus einem Metall (beispielsweise Konstantan), einer Metalllegierung (beispielsweise NiCr) oder einem Halbleiter (beispielsweise Silizium) bestehen. Metallische Dehnungsmessstreifen basieren auf der Änderung des elektrischen Widerstands durch Längen- und Querschnittsänderung. Wird der DMS gedehnt, so nimmt sein Widerstand zu, wird er gestaucht (negative Dehnung), so nimmt sein Widerstand ab. Halbleiter-DMS nutzen den bei Halbleitern ausgeprägten piezoresistiven Effekt, das heißt, die bei Volumenänderung eintretende Änderung des spezifischen Widerstands, aus. Die Trägerfolie kann Acrylharz, Epoxidharz, Phenolharz und Polyamid enthalten oder vollständig aus einem der vorgenannten Materialien hergestellt sein.
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Der DMS kann konfiguriert sein, eine Verformung des Befestigungselement nach einem differentiellen Prinzip zu bestimmen. Hierbei wird nicht die Messgröße (Dehnungszustand des Befestigungselements) selbst, sondern deren Änderung ermittelt, nämlich in Form der ersten Ableitung nach der Zeit. Dies führt zu einem verringerten Energieverbrauch. Des Weiteren kann der Einfluss durch Drift und/oder Alterung ignoriert werden, da diese bei der Differentiation verschwinden.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die die Sensoreinrichtung im Wesentlichen zentriert über dem zu überwachenden Objekt angeordnet. An dieser Stelle ist die Durchbiegung des Befestigungselements regelmäßig am stärksten. Somit ist auch die Verformung nach Entfernen des Bildes am größten, was die Messgenauigkeit erhöht. Alternativ kann die Sensoreinrichtung in der Nähe einer Befestigungseinrichtung angeordnet sein, mit der die Hängeeinrichtung an dem Befestigungselement befestigt ist. Falls mehrere Objekte an dem Befestigungselement aufgehängt sind, sind verschiedene Ausgestaltungen möglich. Es kann vorgesehen sein, dass jedem Objekt jeweils eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist. Die Sensoreinrichtungen können jeweils im Wesentlichen zentriert über dem zugeordneten Objekt an dem Befestigungselement angeordnet sein. Alternativ kann eine einzelne Sensoreinrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise im Wesentlichen in der Mitte des Befestigungselements angeordnet ist.
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Eine Fortführung sieht vor, dass die Auswerteeinrichtung in einem Hohlraum angeordnet ist, der in dem Befestigungselement gebildet ist. Der Hohlraum kann nahe der Position gebildet sein, wo die Sensoreinrichtung angeordnet. Eine Kopplung zwischen der Sensoreinrichtung und der Auswerteeinrichtung kann dann vorteilhaft mittels eines oder mehrerer kurzer Kabel erfolgen. Die Anordnung der Auswerteeinrichtung in dem Hohlraum ermöglicht einen sicheren Halt, ohne dass der ästhetische Eindruck von dem Befestigungselement und/oder dem Objekt beeinträchtigt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung konfiguriert ist, das Alarmsignal mittels einer Funkverbindung an eine Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann konfiguriert sein, beim Empfang des Alarmsignals einen Alarm auszulösen, beispielsweise in Form eines Signaltons, einer optischen Anzeige oder einer Kombination hiervon. Bevorzugt wird eine niederfrequente Funkfrequenz zur Kommunikation verwendet. Eine Funkeinrichtung der Auswerteeinrichtung kann bezüglich des Energieverbrauchs der Funkverbindung optimiert sein, beispielsweise unter Berücksichtigung der Parameter Strombedarf, Sendedauer und/oder Funkreichweite.
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Es ist gemäß einer anderen Weiterbildung vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung konfiguriert ist, mittels der Funkverbindung ein sich mit einer vorbestimmten Frequenz wiederholendes Kontrollsignal an die Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen. Das Kontrollsignal wird auch als "Heartbeat" bezeichnet. Hiermit kann kontrolliert werden, ob die Funkverbindung zwischen der Auswerteeinrichtung und der Datenverarbeitungseinrichtung gestört ist oder gar von Dritten mittels technischer Einrichtungen blockiert wird. Wenn das Kontrollsignal nicht zu dem erwarteten Zeitpunkt eintrifft, kann von der Datenverarbeitungsanlage eine Information an einen Benutzer ausgegeben werden, beispielsweise in Form eines Signaltons, einer optischen Anzeige oder einer Kombination hiervon.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Übertragung des Alarmsignals und / oder des Kontrollsignals verschlüsselt erfolgt.
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Die Auswerteeinrichtung kann mit einem Speicher für elektrische Energie verbunden sein. Der Energiespeicher kann nicht wiederaufladbar (Primärzelle) oder wiederaufladbar (Akkumulator, Sekundärzelle) sein. Es kann vorgesehen sein, dass der Energiespeicher zusammen mit der Auswerteeinrichtung in dem Hohlraum in dem Befestigungselement angeordnet ist. Alternativ kann die Auswerteeinrichtung an eine externe Energieversorgung angeschlossen sein.
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Die Auswerteeinrichtung kann einen Prozessor und einen Speicher aufweisen. Vorteilhafterweise ist der Prozessor für die Auswertung der Sensoreinrichtung optimiert, beispielsweise mittels einer angepassten Registerstruktur und/oder Interruptstruktur. Hierdurch wird der Stromverbrauch der Auswerteeinrichtung reduziert. Die Software der Auswerteeinrichtung ist bevorzugt ebenfalls konfiguriert, den Energieverbrauch zu senken. Hierzu kann vorgesehen sein, Prozesse zeitoptimiert abzuarbeiten, um beispielsweise Power-on-Zeiten zu überbrücken. Eine optimierte Integerarithmetik, beispielsweise implementiert mittels Assemblerprogrammierung, führt zu einer schnellen Abarbeitung der Messaufgabe.
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In einem System können mehrere Sensoreinrichtungen vorgesehen sein, die jeweils einer Auswerteeinrichtung zugeordnet sind. Die mehreren Auswerteeinrichtungen können mittels einer Funkverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung kommunizieren, wo die Verwaltung der eingehenden Signale durchgeführt und gegebenenfalls ein Alarm ausgelöst wird. Für jede der mehreren Auswerteeinrichtungen gelten die vorgenannten Ausführungsformen entsprechend.
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Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Überwachen eines Objekts,
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2 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit vier Objekten,
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3 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit zwei Objekten und
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4 ein schematisches System zum Überwachen mehrerer Objekte.
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Im Folgenden werden für gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine schematische Anordnung zum Überwachen eines Objekts. Eine Stange 1 ist an einer Wand befestigt, sodass sie raumfest installiert ist. An der Stange 1 hängt ein Gemälde 2, das mittels zwei Seilen 3 an der Stange 1 befestigt ist. An der Stange 1 ist ein Dehnungsmessstreifen (DMS) 4 angeordnet, beispielsweise geklebt. Der DMS 4 ist mit einer Auswerteeinrichtung 5 gekoppelt, die in einem Hohlraum 6 der Stange 1 gebildet ist.
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Solange das Gemälde 2 an der Stange 1 hängt, hat diese eine bestimmte Durchbiegung. Sobald das Gemälde 2 von der Stange 1 entfernt wird, ist die Stange 1 entlastet, sodass sich die Durchbiegung verringert. Diese Änderung wird von dem DMS 4 erfasst und mittels der Auswerteeinrichtung 5 bestimmt, die daraufhin ein Alarmsignal ausgibt. In der gezeigten Ausführungsform ist der DMS 4 im Wesentlichen zentriert über dem Gemälde 2 angeordnet.
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In 2 ist eine Stange 1 gezeigt, an der vier Gemälde 2, 2', 2'', 2''' aufgehängt sind. Ein DMS 4 ist im Wesentlichen mittig der Stange 1 angeordnet und mit einer Auswerteeinrichtung 5 gekoppelt.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der zwei Gemälde 2, 2' an einer Stange 1 aufgehängt sind. Jedem Gemälde 2, 2' ist ein DMS 4, 4' zugeordnet, der jeweils im Wesentlichen zentriert über dem zugeordneten Gemälde 2, 2' angeordnet ist. Die beiden DMS 4, 4' sind mit Auswerteeinrichtungen 5, 5' gekoppelt, die jeweils in einem Hohlraum 6, 6' der Stange angeordnet sind.
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4 zeigt ein schematisches System mit mehreren DMS 4, 4', 4'', die jeweils mit einer Auswerteeinrichtung 5, 5', 5'' gekoppelt sind. Jede Auswerteeinrichtung 5, 5', 5'' ist mit einem wiederaufladbaren Energiespeicher 7, 7', 7'' verbunden. Die Auswerteeinrichtungen 5, 5', 5'' übertragen Kontrollsignale und Alarmsignale an eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 8. Diese verwaltet die Signale und gibt gegebenenfalls eine Information oder einen Alarm aus.
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Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1008971 B1 [0003]
- DE 1931308 A1 [0004]
