DE2325722A1 - Einrichtung zur raeumlich entfernten feststellung bzw. beobachtung eines bewegten koerpers - Google Patents

Description

ONIX AG, CH-6300 Zug (Schweiz), Baarerstr. 10

Einrichtung zur räumlich entfernten Feststellung bzw. Beobachtung eines bewegten Körpers

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur räumlich entfernten Feststellung bzw. Beobachtung eines bewegten Körpers.

Einrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. So ist es z.B. nicht mehr neu, einen gebündelten Strahl elektromagnetxscher Wellen auszusenden, der von einem Körper reflektiert bzw. unterbrochen wird. Ein Empfänger stellt fest, ob Reflexionen oder Unterbrechungen auftreten. Man

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bedient sich dieser Verfahren z.B. bei Lichtschranken, beim Hochfrequenz-Radar oder beim Ultraschall-Radar.

Insbesondere bei Diebstahlsicherungsanlagen ist es bekannt, innerhalb eines begrenzten Raumes ein stehendes Feld-von elektromagnetischen Wellen zu erzeugen und an einer Stelle . zu empfangen. Bewegt sich innerhalb des Feldes ein Körper, dann schwankt die empfangende Feldstärke, da das Feld sich verändert.

Leider muß man bei diesen bekannten Verfahren immer ein bestimmtes Feld künstlich erzeugen, womit ein großer apparativer Aufwand und der Einsatz einer hohen elektrischen Energie erforderlich sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, bei der auf künstliche Quellen für die Aussendung von elektromagnetischen Strahlen bzw. Wellenfeldern verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens eine Feldsonde vorgesehen ist, die einem mit einer Anzeige-, Warn- oder Servoeinrichtung zusammenwirkenden Verstärker durch den bewegten Körper hervorgerufene, zeitlich veränderliche Verzerrungen des luftelektrischen Feldes übermittelt.

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Die Verwendung des ohnehin in der Regel überall vorhandenen luftelektrischen Feldes durch den Erfindungsgegenstand führt gegenüber den bekannten Einrichtungen zu dem Vorteil, daß auf den eingangs erwähnten apparativen Aufwand zur Erzeugung von Feldern bzw. Strahlen vollkommen verzichtet werden kann. Damit wird man auch unabhängig von dem Vorhandensein hoher Energiequellen.

Die Erfindung wird mittels einer Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein ungestörtes, luftelektrisches Feld mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 ein verzerrtes, luftelektrisches Feld mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des verwendeten Verstärkers mit gleichphasigem Ein- und Ausgang.

Zwischen der Erdoberfläche und der Ionosphäre besteht das bekannte luftelektrische Feld. Es hat beispielsweise in Mitteleuropa eine Stärke von ca. 100 V/m. Mit veränder-

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lichem Sonnenstand-, je nach Jahreszeit oder Wetterlage ist dieses Feld langsamen Schwankungen unterworfen. Außerdem ist es nicht exakt radial zur Erdkugel gerichtet. Durch Bodenstrukturen, Gebäude, Pflanzen usw. werden dessen Richtung und"Stärke beeinflußt. Die genannten Einflüsse sind aber stationär oder sehr langsam veränderlich. Jeder in dieses Gleichspannungsfeld eingebrachte, leitende oder dielektrische Gegenstand verzerrt den Verlauf des luftelektrischen Feldes. Die Verzerrung erstreckt sich nicht nur auf die unmittelbare Umgebung des Gegenstandes, sondern sie reicht mit abnehmender Intensität theoretisch bis in^rs Unendliche .

Ein Gleichspannungsfeld wird durch dessen jiguipotentialflächen beschrieben, die rechtwinklig zu den Feldlinien liegen. Die Feldstärke wird am einfachsten auf dem Umweg über die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten gemessen. Die Potentialmessung geschieht in bekannter Weise dadurch, daß eine leitfähige Sonde in das Feld gebracht wird. Diese Sonde lädt sich auf das Potential auf, das ihrer Lage im Feld entspricht. Es genügt also, mit bekannten Mitteln, insbesondere hochohmigen Gleichspannungsverstärkern, die Spannungsdifferenz zwischen zwei Sonden zu messen, um die Feldstärke zu erhalten. Eine der beiden Sonden ist in der Regel die Erde.

Bewegte Gegenstände haben eine Verzerrung der Feldstärke zur

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Folge, so daß die stationären Werte des Feldes von untergeordneter Bedeutung sind. Ein Feld weist die Feldlinien 8, 9, 10 (Fig. 1) auf. Senkrecht zu diesen liegen Äquipotentialflächen 5, 6, 7. Die Fläche 6 liegt so, daß sie gerade von einer Sonde 3 erfaßt werden, kann. Zwischen dieser Sonde 3 und einer Erdplatte 4 liegt ein hochohmiger Verstärker 1. Seine Ausgangssignale werden an eine Anzeigevorrichtung 2 gegeben. Der Verstärker 1 ist so ausgelegt, daß er nur zeitlich veränderliche Spannungen mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit verstärkt. Diese Mindestgeschwindigkeit ist groß gegen die natürlichen Schwankungen des luf.telektrisehen Feldes und klein gegen die Änderungen durch bewegte Körper (Bruchteile von 1 Hz). Sofern das in der Fig. 1 gezeigte luftelektrische Feld keinen zeitlichen Schwankungen unterworfen bleibt, tritt am Ausgang des Verstärkers 1 kein Signal auf.

Anhand der Fig. 2 sei erläutert, daß ein leitender Körper das luftelektrische Feld stört. Dieser Körper 12 beult die Äquipotentialflächen von der Erdoberfläche 11 weg aus. Die Sonde 3 erfaßt jetzt die Äquipotentialfläche 5. Das Potential der Sonde ändert sich damit. Der Verstärker 1 gibt ein Signal an die Meßeinrichtung 2 ab. Wäre der Körper 12 bielektrisch, so würde die Verzerrung anders aussehen, der technische Vorgang wäre aber im Prinzip der gleiche.

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Der räumlichen Gestalt der zu verwendenden Sonden 3 sind praktisch keine Grenzen gesetzt. Die Sonden müssen aber einigermaßen klein gegenüber dem Abstand zum beweglichen Körper sein, da sie sonst über zu viele Äquipotentialflächen integrieren. Gut bewährt haben sich Platten in der Grö-

ßenordnung von 100 cm---, oder z.B. Stäbe von einigen dm Länge. Statt der Erdung durch die Erdplatte 4 kann natürlich auch eine zweite Sonde verwendet werden.

Die Anzeigeeinrichtung 2 (Fig. 2) kann beispielsweise auf eine Lampe 17, ein Horn 18 oder ein irgendwelche elektrischen Verbraucher schaltendes Relais 19 einwirken.

Am Eingang des Verstärkers 1 können Feldeffekttransistoren verwendet werden. Da die Hochohmigkeit nur für die Schwankungen nötig ist und dort auch nur für einen begrenzten Frequenzbereich, kann sie auch durch Gegenkopplung gemäß der Fig. 3 erzeugt werden. Dieses Ausführungsbeispiel weist den Vorteil auf, daß sich die aus dem Widerstand 13 und dem Gegenkopplungskondensator 14 ergebende Zeitkonstante so gelegt werden kann, daß die Anordnung für 50 oder 60 Hz schon wieder niederohmig ist. Dadurch werden Störungen, die im Bereich der Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz liegen, unterdrückt. Eine Klemme 15 bildet den Ausgang dieser Schaltungsanordnung.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Einrichtung zur räumlich entfernten Teststellung bzw. Beobachtung eines bewegten Körpers, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Feldsonde (3) vorgesehen ist, die einem mit einer Anzeige-, Warn- oder Servoeinrichtung (2) zusammenwirkenden Verstärker (1) durch den bewegten Körper hervorgerufene, zeitlich veränderliche Verzerrungen des luftelektrischen Feldes übermittelt .

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