DE2522040A1

DE2522040A1 - Security wire sensitive to any disturbance - uses resonance technique involving piezoelectric transducers

Info

Publication number: DE2522040A1
Application number: DE19752522040
Authority: DE
Inventors: Guenther Meyer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-05-17
Filing date: 1975-05-17
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE2522040B2

Abstract

A security protection wire equipment, in which one or more security wires are sensitive to any small disturbances or to cutting, uses a mechanical resonance technique involving piezoelectric transducers. A wire (1) is stretched between two spring loaded terminals (6, 7) across the area to be protected, and acoustic or mechanical vibrations are induced and detected in and from it by two piezoelectric transducers (2, 3) one at each end of the wire. A feedback electric circuit, using another wire (10) is such that the whole network resonates at some natural frequency. Any change in this signal produced in the associated circuitry is detected, using a rectifier, integrator, comparator and relay and an alarm triggered if appropriate. An opto-electric transducer may be used in place of the relay.

Description

"Ein oder mehrere Sicherungsdrähte aufweisender Zaun Die Erfindung betrifft einen ein oder mehrere Sicherungsdrähte aufweisenden Zaun mit Alarmanlage zur Absicherung von Objekten gegen Unbefugte."Fence having one or more securing wires. The invention relates to a fence with one or more safety wires with an alarm system to secure objects against unauthorized persons.

Bei der Sicherung von im Freien liegenden Objekten mit Hilfe von Zäunen mit Alarmanlagen soll nicht nur die Anwesenheit eines Unbefugten kundgetan werden, sondern es kommt vor allem auch darauf an, daß Manipulationen an dem Zaun oder der Alarmanlage zum Zwecke einer Zaunüberwindung schnell und sicher erkannt werden. So soll z.B. das Aniclemmen von Ersatzschaltungen an einen Sicherungsdraht ebenso zur Abgabe eines Alarmsignals führen wie ein Auslenken, Festhalten oder Zerschneiden des Drahtes.When securing objects lying in the open with the help of fences alarm systems should not only announce the presence of an unauthorized person, but it is also important that tampering with the fence or the Alarm system for the purpose of overcoming a fence can be recognized quickly and safely. For example, the connection of equivalent circuits to a fuse wire should also be used lead to the emission of an alarm signal such as deflecting, holding or cutting of the wire.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ein oder mehrere Sicherungsdrähte aufweisenden Zaun mit Alarmanlage zu schaffen, der ein Höchstmaß an Überwindungssicherheit gegenüber Unbefugten bietet.The invention is based on the object of one or more safety wires to create a fence with an alarm system that provides the highest level of security against overcoming offers to unauthorized persons.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Sicherungsdraht mit einem Ende an einen als Geber wirkenden Piezoxide-Wandler und mit seinem anderen Ende an einen als Empfänger wirkenden Piezoxide-Wandler angeschlossen ist, das jeder Empfänger mit seinem zugehörenden Geber über eine Rückführungsleitung rückgekoppelt ist, daß jeder Geber seinen zugehörenden Sicherungsdraht mit seiner Eigenfrequenz zum Schwingen anregt und daß jeder Empfänger ein unterhalb eines Schwellwertes liegendes Ausgangssignal an einen der Alarmanlage vorgeschalteten Komparator liefert.The object is achieved according to the invention in that each safety wire with one end to a piezo-oxide transducer acting as a transmitter and with its other end End is connected to a piezo oxide transducer acting as a receiver, which everyone Receiver with its associated transmitter is fed back via a feedback line is that each encoder has its associated safety wire with its natural frequency stimulates oscillation and that each receiver is below a threshold value Provides output signal to a comparator upstream of the alarm system.

Erfindungsgemäß kann entweder die Verwendung einer Alarmanlage für alle vorhandenen Sicherungsdrähte oder für jeden Sicherungsdraht eine eigene Alarmanlage vorgesehen werden.According to the invention either the use of an alarm system for all existing safety wires or a separate alarm system for each safety wire are provided.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwischen jedem als Empfänger wirkenden Piezoxide-Wandler und seinem zugehörenden Komparator ein Verstärker, eine Leistungsstufe, ein Gleichrichter und ein Integrator vorgesehen sind, daß jedem Komparator ein elektronischer Schalter und ein Alarmkontakt mit nachgeschaltetem Alarmgeber nachgeschaltet sind und daß die Leistungsstufe mit dem als Geber wirkenden Piezoxide-Wandler elektrisch leitend verbunden ist. Als elektronischer Schalter kommt ein Relais oder ein Opto-Koppler infrage.In one embodiment of the invention it is proposed that between each piezo-oxide converter acting as a receiver and its associated comparator an amplifier, a power stage, a rectifier and an integrator are provided are that each comparator has an electronic switch and an alarm contact downstream alarm device and that the power level with the Piezoxide transducer acting as a transmitter is connected in an electrically conductive manner. As electronic Switch is a relay or an opto-coupler.

Ein Vorteil der Erfindung liegt neben der hohen Überwindungssicherheit infolge der Rückkopplung zwischen den als Empfänger und Geber wirkenden Piezoxide-Wandlern darin, daß die Fehlalarmrate sehr klein gehalten wird, da störende Umwelteinflüsse kompensiert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in der preisgünstigen und mit einfachen Mitteln erreichbaren Realisierung des vorgeschlagenen Zaunes zu sehen. Der Zaun läßt sich schnell ohne einen aufwendigen Abgleich montieren.One advantage of the invention lies in addition to the high degree of security against overcoming as a result of the feedback between the piezo-oxide converters acting as receivers and transmitters in that the false alarm rate is kept very low, because of disruptive environmental influences compensated will. Another advantage of the invention is in the inexpensive and achievable with simple means implementation of the proposed To see the fence. The fence can be assembled quickly without a time-consuming adjustment.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Figur 1 einen an zwei Piezoxide-Wandlern angeschlossenen Sicherungsdraht eines Zaunes mit Alarmanlage und Figur 2 ein Blockschaltbild einer dem Empfänger nachgeschalteten Alarmanlage.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown, and specifically, FIG. 1 shows a fuse wire connected to two piezo-oxide converters of a fence with an alarm system and FIG. 2 shows a block diagram of the receiver downstream alarm system.

In Figur 1 ist ein gespannter Sicherungsdraht 1 eines zeichnerisch nicht dargestellten Zaunes mit Alarmanlage mit einem Ende an einen elektromechanisch wirkenden Piezoxide-Wandler 2 und mit seinem anderen Ende an einen als Empfänger wirkenden Piezoxide-Wandler 3, der die mechanische Energie wieder in elektrische umwandelt, angeschlossen, die in Gehäusen 4 bzw. 5 angeordnet sind. Die Befestigung der Drahtenden erfolgt über nicht näher bezeichnete Klemmvorrichtungen, die jeweils eine Spannschraube 6 bzw.7 zur mechanischen Spannung des Sicherungsdrahtes 1 aufweisen. Der Sicherungsdraht 1 wird von dem als Geber wirkenden Piezoxide-Wandler 2 mit seiner Eigenfrequenz zum Schwingen angeregt, so daß sich relativ große Schwingungsweiten mit geringer Anregungsenergie erreichen lassen. Sowohl der Geber 2 als auch der Empfänger 3 stehen mit Anschlüssen 8 und 9 in elektrisch leitender Verbindung, die über eine Rückführungs leitung 10 miteinander verbunden sind. Durch die Rückkopplung des verstärkten Signals werden die durch die Reibung im Sicherungsdraht 1 entstehenden Energieverluste ausgeglichen, so daß immer die Resonanzbedingung erfüllt ist und somit von außen auf den Draht 1 einwirkende Störgrößen kompensiert werden, zum Beispiel eine Längenänderung des Drahtes durch Temperatureinfluß.In FIG. 1, a tensioned safety wire 1 is shown in the drawing not shown fence with alarm system with one end to an electromechanical acting piezo oxide transducer 2 and with its other end to a receiver acting piezo-oxide converter 3, which converts the mechanical energy back into electrical converts, connected, which are arranged in housings 4 and 5, respectively. The attachment the wire ends are made via clamping devices (not shown), each of which have a tensioning screw 6 or 7 for mechanical tensioning of the safety wire 1. The fuse wire 1 is from the piezo oxide transducer 2 acting as a transmitter with its Natural frequency excited to oscillate, so that there are relatively large oscillation amplitudes can be achieved with low excitation energy. Both the encoder 2 and the Receiver 3 are in electrically conductive connection with connections 8 and 9, the are connected to one another via a return line 10. Through the feedback of the amplified signal are those caused by the friction in the safety wire 1 Energy losses balanced so that always the resonance condition is fulfilled and thus compensates for disturbance variables acting on the wire 1 from the outside for example, a change in length of the wire due to the influence of temperature.

Hingegen führt ein Berühren, Festhalten, Auslenken von Hand oder Zerschneiden des Drahtes bzw. das Anklemmen von Ersatzschaltungen an den Draht zu einer Dämpfung bzw. zum Abreißen der transversalen Schwingungen. Dieser Effekt wird zur Abgabe eines Alarmsignales ausgenutzt.On the other hand, touching, holding, deflecting by hand or cutting leads of the wire or the connection of equivalent circuits to the wire for damping or to tear off the transverse vibrations. This effect becomes a donation of an alarm signal.

Ein Alarmzaun läßt sich durch die Verwendung mehrerer parallelgespannter Sicherungsdrähte 1 verwirklichen. So können z.B.An alarm fence can be created by using several parallel clamps Realize locking wires 1. E.g.

zehn Drähte im Abstand von etwa 0,2 m zwischen zwei Zaunpfählen gespannt werden, die einen Abstand von ungefähr 5 m aufweisen.ten wires stretched about 0.2 m apart between two fence posts at a distance of approximately 5 m.

Jeder Sicherungsdraht ist dann mit einem Ende an einen als Geber wirkenden und mit seinem anderen Ende an einen als Empfänger wirkenden Piezoxide-Wandler angeschlossen. Weiterhin ist jedem Empfänger eine Alarmanlage nachgeschaltet, von denen eine in Figur 2 näher beschrieben ist.Each safety wire is then with one end to one acting as a transmitter and connected at its other end to a piezo-oxide converter acting as a receiver. Furthermore, each recipient is connected to an alarm system, one of which is in Figure 2 is described in more detail.

In Figur 2 sind für die Piezoxide-Wandler, den Sicherungsdraht und die Rückführungsleitung dieselben Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet worden. Dem Empfänger 3 ist ein Verstärker 11, eine Leistungsstufe 12, die über eine elektrische Leitung 10 mit dem Geber 2 verbunden ist, ein Gleichrichter 13, ein Integrator 14, ein Komparator 15, ein als elektronischer Schalter wirkendes Relais 16 und ein Alarmkontakt 17 mit nichtgezeichnetem Alarmgeber nachgeschaltet. Die am Ausgang des Verstärkers 11 anstehende Wechsel spannung bildet ein Maß sowohl für die mechanische Eigenschwingung des Sicherungsdrahtes 1 als auch für eine gedämpfte Schwingung des Drahtes 1 infolge eines Berührens oder Festhaltens durch einen Unbefugten. Diese Wechselspannung wird mit Hilfe des Gleichrichters 13 gleichgerichtet, wobei die entstehende Halbwellenspannung der Dämpfung des Sicherungsdrahtes 1 proportional ist und zur Aufladung eines den Integrator 14 bildenden Kondensators dient. Mit Hilfe des den Integrator 14 nachgeschalteten Komparators 15 wird bei Unterschreiten eines einstellbaren Schwellwertes der elektronische Schalter 16 stromlos gemacht und dadurch der Alarmkontakt 17 betätigt.In Figure 2 are for the piezo oxide converter, the fuse wire and the return line the same reference numerals as in Figure 1 have been used. The receiver 3 is an amplifier 11, a power stage 12, which has an electrical Line 10 is connected to the encoder 2, a rectifier 13, an integrator 14, a comparator 15, a relay 16 acting as an electronic switch and an alarm contact 17 connected downstream with alarm device not shown. The one at the output of the amplifier 11 pending alternating voltage forms a measure for both the mechanical natural oscillation of the fuse wire 1 as well as for a damped oscillation of the Wire 1 as a result of being touched or held by an unauthorized person. These AC voltage is rectified with the aid of the rectifier 13, the resulting half-wave voltage of the attenuation of the fuse wire 1 is proportional and is used to charge a capacitor forming the integrator 14. With The comparator 15 connected downstream of the integrator 14 is used if the value falls below an adjustable threshold value of the electronic switch 16 is made currentless and thereby the alarm contact 17 is actuated.

Auf diese Weise ist es somit möglich, sämtliche Sicherungsdrähte eines Zaunes mit einer eigenen Alarmanlage auszurüsten, jedoch können die einzelnen Alarmkontakte 17 auch zu einem einzigen Kontakt zusammengeschaltet werden.In this way it is possible to use all of the fuse wires To equip the fence with its own alarm system, but the individual alarm contacts 17 can also be interconnected to form a single contact.

Anstelle des Relais können auch Opto-Koppler als elektronische Schalter verwendet werden, die keine mechanischen Teile und daher eine verhältnismäßig lange Lebensdauer und kurze Schaltzeiten aufweisen. Auch treten keine Störimpulse auf, die bei einem Relais durch das Schalten der Induktivität hervorgerufen werden. Ein Opto-Koppler weist im allgemeinen eine lichtemittierende Diode und einen Fototransistor auf, die in einem Chip integriert sind. Fließt durch die Diode ein Strom If, emittiert diese Licht im Infrarotbereich, welches auf die Basis des Fototransistors gebracht wird. Dieser wird leitend. Wird der Fototransistor an einen Lastwiderstand RL angeschlossen, so kann über diesen ein Spannungsafall abgenommen werden, bzw. es kann mit dem Opto-Koppler ein Verbraucher eingeschaltet werden.Instead of the relay, opto-couplers can be used as electronic switches used that have no mechanical parts and therefore a relatively long time Have service life and short switching times. There are also no glitches, which in a relay are caused by the switching of the inductance. A Opto-coupler generally comprises a light emitting diode and a phototransistor that are integrated in a chip. A current If, is emitted through the diode this light in the infrared range, which is brought to the base of the phototransistor will. This becomes conductive. If the phototransistor is connected to a load resistor RL, in this way a voltage drop can be picked up via this, or it can be done with the opto-coupler a consumer can be switched on.

Es läßt sich so eine galvanische Trennung zwischen dem Steuerkreis und dem Verbraucher erreichen.This allows galvanic separation between the control circuit and reach the consumer.

Claims

»One or more security wires with a fence with an alarm system to secure objects against unauthorized persons, characterized in that each Safety wire (1) with one end on a piezo-oxide transducer acting as a transmitter (2) and at the other end to a piezo-oxide transducer acting as a receiver (3) is connected that each receiver (3) with its associated transmitter (2) is fed back via a feedback power (10) that each encoder (2) his The associated safety wire (1) stimulates vibrations with its natural frequency and that each receiver (3) has an output signal below a threshold value to a comparator (15) connected upstream of the alarm system.

2. Fence according to claim 1, characterized by the use of a Alarm system for all existing safety wires (1).

3. Fence according to claim 1, characterized in that each safety wire (1) an alarm system (17) is assigned.

4. Fence according to claim 1, characterized in that between each Piezoxide converter acting as a receiver and its associated comparator (15) an amplifier (11), a power stage (12), a rectifier (13) and an integrator (14) are provided that each comparator (15) an electronic switch (16) and an alarm contact (17) with a downstream alarm transmitter are connected downstream and that the power stage (12) with the piezo-oxide converter (2) acting as a transmitter is electrical is conductively connected.

5. Fence according to claim 4, characterized in that as a switch (16) a relay is provided.

6. Fence according to claim 4, characterized by the use of a Opto-coupler as a switch (16).

L e r s e i t e