DE2403052A1 - Ortsunabhaengiges ueberwachungsgeraet mit alarmsignalgabe - Google Patents

Description

• Ortsunabhängiges Überwachungsgerät mit Alarmsignalgabe Die Erfindung bezieht sich auf ein Überwachungsgerät, bei dem mittels Veränderungen der Strahlungsverhältnisse zwischen einem optischen Sender und einem Empfänger Alarmsignale ausgelöst werden.
• Solche Überwachungsgeräte arbeiten im Wesentlichen als Lichtsohranken, bei denen die Unterbrechung einer ausgesandten baw. reflektierten sichtbaren oder unsichtbaren Strahlung ein Signal auslöst.
• Sender und Empfänger sind dabei im allgemeinen getrennt aufgestellt, so daß es einer besonderen Installation bedarf, die kaum unauffällig ausgeführt werden kann. Dasselbe gilt ür mit Reflexionsstrahlung arbeitende Geräte, bei denen immer eine besondere Reflexionsstelle vorgesehen wird, was bei Verwendung von unsichtbarer Strahlung, wie z.B. Infrarot, mit größeren Schwierigkeiten verbunden ist, abgesehen davon, daß Cia Unauffälligkeit der Anlage nicht ohne weiteres gewäbrleistet werden kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Enstallations- und ortsunabhängiges Überwachungsgerät zu schaffen, das in einfacher welse den verschiedenen Überwachungsvorgängen, wie z.B. bei Diebstahl- und Einbruchssicherungen oder Alarmierungen angepaßt werden kann.
• Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß ein gepulster IR-Sender mit gerichteter Strahlung und ein in seiner Ausgangsamplitude einstellbarer entsprechend den Sendeimpulsen getakteter IR-Empfänger eine bauliche Einheit bildet, und der Empfänger für den Empfang der reflektierten Strahlung so einstellbar ist, daß erst bei Änderung der bei der Empfängereinstellung gegebenen Reflexionaverhältnisse ein Alarmsignal erzeugt wird.
• Abgesehen von den kleinen geometrischen Abmessungen und dem niedrigen Gewicht besteht der Vorteil des Überwachungsgerätes nach der Erfindung in der hohen Betriebssicherheit und Störungssicherheit verbunden mit sehr kleinen Falschalarmraten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß mehrere Überwachungsgeräte unabhängig voneinander z.B. in großen Räumen oder bei extremen Sicherheitsbedürfnis ohne gegenseitige Beeinflussung betrieben werden können, da die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, daß die Geräte mit exakt gleicher Pulsfolgefrequenz und zudem noch gleicher Phase arbeiten.
• Infolge der hohen Selektivität und der hohen Leistungsfähigkeit ist das Gerät unabhängig von speziellen Eigenschaften von Reflexionsflächen. Zum Beispiel können auch einzelne Schranktüren oder dgl.
• gesondert überwacht warden.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar.
• Es zeigen: Fig. t ein Blockschaltbild, Fig. 2a, b schematische Geräteansichten, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung des Senders, Fig. 4 eine Schaltungsanordnung des Empfängers, Fig. 5 eine Schaltungsanordnung des Komparators, Fig. 6 eine Schaltungsanordnung der Batteriekontrolle.
• Nach Fig. 1 besteht der Sendeteil aus einer Multivibratorstufe 1, einer Pulsformerstufe 2 und einer IR-Lichtquelle 3, z.B. eine Lumine@zenz-Diode oder Laser-Diode. Mittels einer Optik 4 wird ein Strahl mit definiertem öfinungswinkel auf die reflektierende Szene 5 gerichtet.
• Von der tR-Lichtquelle 3 wird gleichzeitig Licht auf eine Photo-Diode 6 gegeben, so daß von dieser Diode in einer Stufe 6' eine Referenzsignalspannung abgeleitet werden kann, die einem getakteten Komparator 7 zugeführt wird, dessen anderer Eingang an einen Vorverstärker 8 im Empfängerteil für die von einer Empsangsdiode 9 mit davorliegender Optik 10 abgegebenen Spannungen angeschlossen ist. Der aus zwei von Multivibrator 1 taktmäßig angesteuerten Differenzverstärkern bestehende Komparator 7 liefert Uber einen Pulsformer 11, in dem gleichzeitig Rauschanteile unterdrUckt werden, eine entsprechende Impulsspannung, die einer Integratorstufe mit Auswertevorrichtung zugeführt wird, deren Wirkungsweise später beschrieben wird.
• Hinter der Integratorstufe 12 liegt eine Haltschaltungsatufe 13, an die eine Ansteuerstufe für einen z.B. akustischen Alarmgeber 14 angeschlossen ist. Ferner ist eine Batteriekonstrollstufe 16 vorgeshen, durch die z.B, ein Flackersignal oder ein Alarmsignal ausgelöst werden kann, wenn die Batterien der Stromversorgung 17 nachlassen. Die Stromversorgung kann gegebenenfalls auch Uber ein Netzanchlußgerät erfolgen.
• Zur Justage des Gerätes dient das Potentiometer 8'. Das an seinem Einsatzort aufgestellte Gerät wird so justiert, daß gerade kein Alarmsignal ausgelöst wird. Zur Kontrolle kann ein beliebiger Gegenstand in den Strahlengang gebracht werden. Dann muß daß Alarmsignal ausgelöst werden.
• Ferner kann noch ein Schalter S2 vorgesehen sein, der durch Betätigung ein sogenanntes "Scharfmachen" des Gerätes gestattet, d.h. nach der Justage vergehen einige Sekunden, bis das Gerät ansprechbereit ist, so daß ein das Gerät Einstellender sich ohne Alarmgabe durch den Strahlengang bewegen kann.
• sie Zweckmäßig werden die Bedienungselemente so eingerichtet, daß/von Unbefugten ohne Alarmauslösung nicht betätigt werden können. Ein einmal auslöster Alarm kann z.B. von Unbefugten nicht beeinflußt werden.
• Wie aus Fig. 2a, b ersichtlich, sind sämtliche Bausteine des Gerotes in einem flahen Gehäuse G etwa von der Größe eines normalen Buches untergebracht. Die einzelnen Stufen sind auf einer innerhalb des Gehäuses befestigten Printplatte P1 geschaltet, während die Kammern für die Sendediode SD und die Empfängerdiode ED gut voneinander abgeschirnt und isoliert durch eine Wand W sind, auf der die Empfängerdiode 6 für die Referenzsignale angebracht ist.
• Die z.B. aus geeigneten Kunststofflinsen bestehenden Optiken 4 und 10 sind in der längeren Gehäuseflachseite Fl montiert, die auch das Kontrollämpchen KL enthalten kann. Auf der kürzeren Gehäuseflachseite F2 sind die Drucktastenschalter S1, S2 und dar; Einstellpotentiometer 8t angeordnet, so daß die Aufstellung des Gerätes hochkant (F2, F-2) oder flach (Fl1, Fl1') erfolgen kann, Die Kammer BK dient zur Aufnahme von Trockenbatterien, aus denen die Betriebs spannungen des gesamten Gerätes entnommen werden; Der interne akustische Alaringaber 14 soll einen ausreichenden Lautstärkepegel als durchdringendes Alarmsignal erzeugen.
• Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Schaltungsanordnung für den Sendeteil liefert ein Transistormultivibrator TMV über Transistorstuien T1 und T2, mit denen eine TR-Sendediods SD angesteuert wird, sehr kurze Impulse, so daß ein Strahl von sehr kurzen energiereichen Impulsen von unsichtbarem IR-LiCht rgytmisch im Takte von z.B. 100 Hz entsteht. Von der Transistorstufe T1 werden gleichzeitig über Leitung T Taktimpulse für die Differenzverstär ker des Komparators 7 (Fig. 5) abgenommen.
• Das Tastverhältnis der IR-Lichtquelle ist so klein gewählt, daß bei hoher Strahlungsleistung im Puls ein niedriger Stromverbrauch der Sende schaltung resultiert. Die Pulsfolgefrequenz ist so gowählt, daß bewegte Gegenstände noch gut und sicher entdeckt werden können, und daß fremde pulsierende Lichtquellen, z.B. Leuchtstofflampen, außerhalb der Pulsfolgefrequenz liegen.
• Die Verstärkerschaltungsanordnung nach Fig. 4 besteht aus einer IR-Empfangsdiode ED mit kapazitiv angekoppeltem Transistorverstärker TV, dessen Ausgangsspannung durch das bereits erwähnte Einstellpotenticmeter 8' einstellbar ist. Die als Detektor dienende Empfangsdiode ist kapazitiv an den Eingangsverstärker angekoppelt. Dadurch kann das Gerät von Gleichlicht - selbst relativ hoher Intensität - nicht gestuft werden. Durch den Einsatz von Silizium-Empfangsdioden und deren Betrieb in Sperrichtung ist es möglich, einen linearen Arbeitsbereich in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke von etwa 6 Zehnerpotenzen zu gewährleisten. Damit ist die Ftion der Schaltung praktisch unabhängig von der Umgebungsbeleuchtung.
• Der Komparator 7 besteht nach der in Fig, 5 angegebenen Schaltungsanordnung aus zwei Differenzverstärkern mit den Stufen D1, D2, denen über Leitung A die Ausgangsspannung des Transistorverstärkers TV des Einpfängerteils und über Leitung B die von der Diode 6 abgeleitete mittels Potentiometer PO einstellbare Refercnzaignalspannung zugeleitet wird. Die zum Amplitudenvergleich benutzten Differenzverstärker D1, D2 werden über Leitung T im Takte der Sendeimpulse geschaltet. Damit wird sichergestellt, daß nur die vom eigenen Gerät ausgesendeten Lichtimpulse zur Verarbeitung Icornmen können, und die Anordnung gewinnt eine hohe Selektivität und damit Störsicherheit, Nach Pulsformerstufen 11, 11', mit denen Störspitzen innerhalb der aktiven Komparatorzeit unterdrückt werden, folgt die Integratorstufe 12, welche dafür sorgt, daß der Alarm erst dann ausgelöst wird, wenn die Vergleichs schaltung mehrere aufeinanderfolgende Impulse liefert. Durch diese Anordnung steigt die Sicherheit gegen falschen Alarm erheblich.
• Am Ausgang des Transistors T3 liegt einerseits eine Transistorstufe TR für die Betätigung eines Relais R und andererseits eine Buchse DB, über die ein äußerer Alarmgeber angesteuert werden kann, gegebenenfalls parallel oder gesondert zum internen Alarmgeber.
• Wenn das Relais erregt wird, was immer dann erfolgt, wenn dje bei der Justage des Gerätes auf Null abgeglichenen Differenzverstärker Di, D2 durch veränderte Empfangsverhältnisse eine Ausgangsspannung abgeben, wird der Relalskontakt r1 betätigt, der den akustischen Alarmgeber 14 auslöst.
• Die einfache Bedienbarkeit des Gerätes wird durch den Einsatz von nur 3 Bedienelementen erreicht.
• Für die Anpassung des Gerätes an eine beliebige Szene tat din Betätigung des Einschalters S1 und die Einstellung mit dem Potentiometer 8' erforderlich, so daß die in der Stellung wirksame Kontrollampe K1 erlischt.
• Eine spezielle Schaltung läßt in dieser Schalterstellung die Kontrollampe Kl flackern, wenn die zulässige Batterie spannung unterschritten wird. Die Schaltung besteht z.B nach Fig. 6 aus dem Transistormultivibrator MV1 und dem Referenzspannungsgeber RVG.
• Uber einen weiteren Schalter S2 (Fig. 5) läßt sich das Gerät "scharf" machen. Dazu wird statt der Kontrollampe Kl der Alarm geber eingeschaltet und außerdem die Rückkopplung der Selbsthalteschaltung von T3 geschlossen.
• Darüber hinaus lassen sich Einschaltverzögerung und Einschaltdauer des Alarmsignals mit 52 in Funktion setzen.
• Das Alarmgerät als Basisgerät für weitere Änwendungsfälle kann vielseitig erweitert werden, z.B. durch Anschluß externen Alarmgebern, durch Anschluß von drahtlosen Signalalarmträgern, optischen Anzeigen, Zählern usw.
• Patentansprüche:

Claims (13)

1. Patentansprüche: 1. Überwachungsgerät, bei dem mittels Veränderungen der Strahlungsverhältnisse zwischen einem optischen Sender und einem Empfänger Alarmsignale ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein gepulster IR-Sender mit gerichteter Strahlung und ein in seiner Ausgangsamplitude einstellbarer entsprechend den Sende impulsen getakteter IR-Empfänger eine bauliche Einheit bildet, und der Empfänger für dcn Empfang der reflektierten Strahlung so einstellbar ist, daß erst bei Änderung der bei der Empfängereinstellung gegebenen Reflexionsverhältnisse ein Alarmsignal erzeugt wird.
2. 2. Überwachungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerausgangssignalspannung mit einer vom Sender abgeleiteten einstellbaren Referenzsignalspannung in einem mit der Pulsfrequenz des Senders getakteten Komparator verglichen wird.
3. 3. Überwachungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz empfänger im Strahlengang des Senders angeordnet ist.
4. 4. Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator des Empfängers aus zwei Differenzverstärkerstufen besteht, deren einen Eingängen parallel die Empfängerausgangssignalspannung und deren anderen Eingängen parallel die einstellbare Referenzsignalspannung zugeführt wird, während an die Ausgänge parallel die Taktspannung des Senders angelegt ist.
5. 5. Überwachungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den zusammengoschalteten Ausgängen der Differenzverstärkerstufen ein Integrationsglied liegt.
6. 6. Überwachungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Transistorausgang des Integrationsgliedes eine Ansteuerstufe für ein Relais oder dgl. und eine Anschlußbuchse angeschlossen ist,
7. 7. Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Alarmgeberstufe mittels einer in der Komparatorstufe betätigten Schaltanordnung ansteuerbar ist, und wahlweise statt des akustischen Alarmgebers eine Kontrollampe einschaltbar ist.
8. S. Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Alarmgeberstufe e@n Justageschalter vorgesehen ist.
9. 9. Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Gerät ein Schalter vorgesehen ist, der die Betriebsbereitschaft des eingestellten Gerätes um kurze Zeit verzögert.
10. 10. Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammern für die Sendediode und Empfangsdiode abschließonden Optiken aus Kunststofflinsen bestehen, die in einer Randfläche des Gerätes angebracht sind.
11. 11. Überwachungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Stromversorgung die Stromquellen mit dem Gerät eine bauliche Einheit bildend
12. 12. Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnets daß der Alarm nach einer vorgegebenen Zeit sich von selbst abschaltet und das Gerät von neuem ansprechbereit ist.
13. 13. Überwachungsgerät nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gepulste IR-Strahlung von einer Lumineszenz-Diode abgegeben wird.

    L e e rs ei te