DE2600362A1

DE2600362A1 - ULTRASONIC PENETRATION DETECTOR SYSTEM

Info

Publication number: DE2600362A1
Application number: DE19762600362
Authority: DE
Inventors: Kenneth R Hackett
Original assignee: SONTRIX Inc
Current assignee: SONTRIX Inc
Priority date: 1975-01-21
Filing date: 1976-01-07
Publication date: 1976-07-22
Also published as: AU502566B2; IT1053395B; CA1050652A; FR2298839A1; JPS5197397A; GB1511461A; FR2298839B1; NL7600175A; AU1205976A

Description

BROSE^{0 3}BROSEBROSE ^{0 3} BROSE

Karl A.OΓ^^ΟΓ" D Karl ΟΓ^/"\^Γ* DiplomKarl A.OΓ ^^ ΟΓ "D Karl ΟΓ ^ /" \ ^ Γ * Diploma

IngenieureEngineers

D-8023 Munchen-Pullach. Wiener St.. 2, ."el. (u89) 7 W 30 71 Telex 5212·Α7 brus d. Cables ..Fatentibus·· MünchenD-8023 Munchen-Pullach. Wiener St .. 2,. "El. (U89) 7 W 30 71 Telex 5212 · Α7 brus d. Cables ..Fatentibus ·· Munich

Ihr Zechen Tag 30. Dezember 1975Your colliery day December 30th, 1975

Your ref Date vI/PzYour ref Date vI / Pz

SONTRIX₁ INC. 4593 North Broadway Boulder, Colorado 80302, USASONTRIX ₁ INC. 4593 North Broadway Boulder, Colorado 80302, USA

Mit Ultraschall arbeitendes Eindringdetektorsystem.Penetration detection system that works with ultrasound.

Ultraschalldetektorsysteme sind für den Schutz von Gebäuden, Warenhäusern und anderen Zonen gut bekannt, um ein Alarmsignal auszulösen oder in anderer Weise Aufmerksamkeit zu erregen, wenn ein Eindringling oder ein nicht autorisierter Gegenstand in das Gebiet eindringt, welches durch das System geschützt ist. In der US-Patentanmeldung Nr. ^55 260 der gleichen Anmelderin ist eine spezielle Form eines derartigen Systems erläutert, bei welchem eine Signalerfassung und Geräuschunempfindlichkeit und andere Merkmale realisiert werden, durch die die Gesamtzuverlässigkeit der Peststellung eines nicht autorisierten Eindringens in die geschützte Zone verbessert wird. Diese bekannten Systeme können mit mehreren Wandlerelementen ausgestattet werden, um eine große Zone zu schützen und können auch doppelt ausgeführt werden, um dadurch einenUltrasonic detection systems are well known for protecting buildings, warehouses and other zones Trigger an alarm or otherwise attract attention if an intruder or not Authorized object enters the area protected by the system. In the US patent application No. ^ 55 260 by the same applicant is a special one Explained form of such a system in which signal detection and noise immunity and others Features are realized through which the overall reliability of plaguing an unauthorized Penetration into the protected zone is improved. These known systems can use several transducer elements can be equipped to protect a large area and can also be doubled to create a

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Schutz in benachbarten oder in Verbindung stehenden Gebieten zu erreichen. Die Installationskosten, Eichung, periodische Überwachung der Systemempfindlichkeit und die routinemäßige Wartung erhöhen natürlich in direkter Beziehung die Zahl derartiger installierter Systeme.Protection in neighboring or connected areas reach. Installation costs, calibration, periodic monitoring of system sensitivity and routine maintenance naturally increase in direct relation the number of such systems installed.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Vielzonen-Schutzsystem mit einer selektiven Anzeige für jede geschützte Zone für ein Ultraschall-Eindringdetektorsystem, durch welches die Kosten der Grundausrüstung für irgendeine gegebene Zahl von Zonen reduziert werden und bei welchem eine modulare Erweiterung ermöglicht wird, um zusätzliche Zonen zu schützen und zwar unter Verwendung der Hauptsteuereinheit des ursprünglichen Ultraschall-Detektorsystems als Grundeinheit, zu welcher Moduls hinzugefügt werden, um dadurch die Zahl der unabhängig geschützten Zonen zu erhöhen. Es wird auf diese Weise ein System mit großer Flexibilität und größter Wirtschaftlichkeit erhalten, welches die Möglichkeit bietet, unabhängig von den verschiedenen geschützten und verbundenen Zonen her ein Ansprechen anzuzeigen, wobei eine einfache und zuverlässige Installation und unabhängige Eichung und auch ein Test der verschiedenen Zonen möglich ist.The present invention provides a multi-zone protection system with a selective display for each protected zone for an ultrasonic intrusion detection system, thereby reducing the cost of basic equipment for any given number of zones and in which a modular expansion is made possible in order to protect additional zones using the Main control unit of the original ultrasonic detection system as a basic unit to which modules are added to thereby to increase the number of independently protected zones. In this way it becomes a system with great flexibility and greatest Maintain profitability that offers the possibility of being independent of the various protected and connected zones indicating a response, with a simple and reliable installation and independent calibration and also a test of the different zones is possible.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vielzonen-Ultraschalleindringdetektorsystem zu schaffen, welches eine modulare Erweiterung von einer Hauptsteuereinheit aus ermöglicht, um unabhängig geschützte Zonen mit einer selektiven Anzeige von Eindringalarmsignalen der Jeweiligen Zonen zu ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to provide a multi-zone ultrasonic intrusion detector system to create, which enables a modular expansion from a main control unit, to enable independently protected zones with a selective display of intrusion alarm signals of the respective zones.

Durch die vorliegende Erfindung soll auch ein Vielzonen-Expansionssystem für eine Eindring- oder Einbruchüberwachung geschaffen werden, welches zusätzlich zur unabhängigen Eindring- oder Einb'ruchüberwachung und Anzeige eine: unabhängige Eichung, Ein- ' stellung der Empfindlichkeit und Betriebstestmaßnahmen ermöglicht.The present invention is also intended to provide a multi-zone expansion system be created for intrusion or intrusion monitoring, which in addition to independent intrusion or Burglary monitoring and display: independent calibration, intrusion setting of the sensitivity and operational test measures possible.

Schließlich soll durch die vorliegende Erfindung auch ein kom-Finally, the present invention is also intended to

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paktes, zuverlässiges und einfaches modulares Eindrinrrdetektorsystem geschaffen werden, welches expansionsf'\hi κ ist und welches in einfacher Weise und äußerst wirtschaftlich und zuverlässig dadurch hergestellt werden kann, indem man lediglich den Empfängerabschnitt des Systems in den verschiedenen Zonen verdoppelt und den Betrieb aller Zonen gegenüber einer Hauptsteuereinheit und Anzeigeeinheit verknüpft.compact, reliable and simple modular penetration detector system can be created which is expansionsf '\ hi κ and which can be produced in a simple manner and extremely economically and reliably by merely doubling the receiver section of the system in the various zones and the operation of all zones opposite linked to a main control unit and display unit.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1.The solution to this problem results from the identification part of claim 1.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines gesamten Vielzonensystems nach der vorliegenden Erfindung; und1 shows a block diagram of an entire multi-zone system according to the present invention; and

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Dualzonenmoduls nach der vorliegenden Erfindung.Fig. 2 is a block diagram of a dual zone module according to the present invention.

Figur 1 zeigt ein VieIzonensystem mit einer Hauptsteuereinheit 11, die in herkömmlicher Weise aufgebaut sein kann und die in bevorzugter Weise von einem Typ ist, wie er in der US-Patentanmeldung Nr. *455 260 der gleichen Anmelderin erläutert ist. Wie noch näher erläutert werden wird, sendet ein Ultraschalloszillator, der kristallgesteuert sein kann, Ultraschallenergie in die geschützte Zone und zwar mit Hilfe von einem oder mehreren Wandlerelementen. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung enthält die Hauptsteuereinheit 11 einen Ultraschallgenerator mit einer Ausgangsleitung 12, die so verbunden ist, daß ein oder mehrere strahlende Wandlerelemente 13 angetrieben werden. Die Wandlerelemente 13 sind im' Abstand angeordnet und so gelegen, daß ein Ultraschallenergiefeld in einer gegebenen Zone erzeugt wird, wobei diese Zone in Figur 1 mit Zone 1 bezeichnet ist und einen ausreichend hohen Energiewert für Ultraschallüberwachungszwecke besitzt, wieFigure 1 shows a multi-zone system with a main control unit 11, which can be constructed in a conventional manner and which is preferably of a type as described in the US patent application No. * 455 260 of the same applicant is explained. How even closer As will be explained, an ultrasonic oscillator, which can be crystal controlled, sends ultrasonic energy into the protected area Zone with the help of one or more transducer elements. In the subject matter of the present invention, the main control unit includes 11 an ultrasonic generator with an output line 12, which is connected so that one or more radiating Converter elements 13 are driven. The transducer elements 13 are spaced apart and so located that an ultrasonic energy field is generated in a given zone, this zone being designated zone 1 in FIG. 1 and being sufficient has high energy value for ultrasonic monitoring purposes, such as

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dies dem F'ichmann verständlich ist. Die in Figur 1 re?;eii'te Zone 1 ist d'ü'ch die gestrichelte Linie 20 angedeutet und sie enthalt normalerweise den Abschnitt der Räumlichkeiten, wo die Steuereinheit 11 und die zugeordneten Anzeigevorrichtungen gelegen sind. Eine Empfängerleitung I^ ist mit einer Vielzahl von EmpfSnger-Wandlerelementen 15 gekoppelt, die in der Zone 1 gelegen und aufgestellt sind,um in Kombination mit den Sende-Wandlerelementen 13 einen Zonenschutz bzw. überdeckung für die Erfassung von Eindringlingen über die gesamte Fläche hinweg vorzusehen, die in Zone 1 geschützt werden soll. Die auf der Leitung 12 gesendeten Signale und die auf der Leitung I^ empfangenen Signale werden In dem Empfängerabschnitt der Hauptsteuereinheit 11 kombiniert, um daraus Dopplerinformationen zu gewinnen, die aufgrund des Vorhandenseins eines bewegten Gegenstandes innerhalb der Zone 1 entstehen. Wie bereits erwähnt wurde, besteht dieses Doppler-Signaldetektorsystem in bevorzugter Weise aus dem Typ, der in der zuvor erwähnten Patentanmeldung erläutert ist.this is understandable to the F'ichmann. The right-hand zone in FIG. 1 1, the dashed line 20 is indicated and contains it normally the section of the premises where the control unit 11 and the associated display devices are located are. A receiver line I ^ is with a plurality of receiver transducer elements 15 coupled, which are located in zone 1 and set up in order to be in combination with the transmitting transducer elements 13 to provide a zone protection or cover for the detection of intruders over the entire area, that is to be protected in Zone 1. The signals sent on line 12 and the signals received on line I ^ are combined in the receiver section of the main control unit 11, in order to obtain Doppler information therefrom, which is due to the presence of a moving object within of zone 1 arise. As already mentioned, this Doppler signal detector system preferably consists of the type which is explained in the aforementioned patent application.

Nach dem Erfassen eines Eindringlings durch die Hauptsteuereinheit 11 erscheint auf der Leitung 16 ein Alarmsignal oder Anzeigesignal, um eine örtliche Alarmanzeigevorrichtung zu betätigen, die einen hörbaren Alarm oder sichtbaren Alarm gibt und einer Multiplexeinheit 17 zugeordnet ist. Die Einheit 17 kann an eine Telefonleitung oder ein anderes Verbindungsmittel gekoppelt sein, um dadurch eine Fernanzeige mit einer Zentralstation oder einen entfernt gelegenen Monitor über eine Multlplexleitung 30 zu erreichen. Obwohl die Verwendung von Mehrfachwandlern 13 und 15 in der Zone 1 einen Schutz einer weiten Fläche ermöglicht, die relativ isolierte Zonen enthält, wie beispielsweise Korridore und Gänge, so bietet das in Zone 1 von der Hauptsteuereinheit ausarbeitende System nicht die Möglichkeit, eine selektive Anzeige in der Anzeigevorrichtung der Einheit 17 vorzusehen und zwar welcher Abschnitt der Zone das Signal ausgelöst hat, welches das Vorhandensein eines bewegten Eindringlings anzeigt. Wenn demzufolge große Flächen/geschützt werden sollen und eine über-After the main control unit detects an intruder 11 an alarm signal or display signal appears on line 16 in order to actuate a local alarm display device, which gives an audible alarm or a visible alarm and is assigned to a multiplex unit 17. The unit 17 can be connected to a Telephone line or other connection means to thereby be coupled to a remote display with a central station or a to reach remote monitor via a multiplex line 30. Although the use of multiple converters 13 and 15 in zone 1 allows protection of a wide area that Contains relatively isolated zones, such as corridors and hallways, so Zone 1 provides that from the main control unit elaborating system does not have the possibility of providing a selective display in the display device of the unit 17 and which section of the zone triggered the signal indicating the presence of a moving intruder. if accordingly large areas / should be protected and an over-

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r/achunp oder Korrekturmaßnahmen an der spezifischer, -fell- '-ϊ'\ Eindringlings durchgeführt werden sollen, ber."ti>-t -van we! '"«rp Informationen von dem Eindringschutzsystem. Derartige Pr-i" . er.e werden schwerwiegender, wenn viele Etagen in einem rnehr-it-'^ki ren Gebäude geschützt werden sollen oder wenn ein zentrales W,rr-Uberwachungsteam oder andere Überwachungssysteme das ees-imte Gebiet einer großen Fabrik oder einer aus mehreren Gebäuden bestehenden Fabrik oder ähnlichen Einrichtung überwacht. Offensichtlich läßt sich das System für die Zone 1 mit der Hauptsteuereinheit 11 für jede Zone verdoppeln, in welcher ein Schutz erforderlich 1st. Eine derartige Verdopplung ist jedoch nicht nur kostspielig, sondern erfordert auch eine Verdopplung der Verbindungen, der Eichung, der Überwachung und der Tests und der Möglichkeit einer Wechselwirkung, was jedoch durch die vorliegende Erfindung alles vermieden wird.r / achunp or corrective action on the specific, -fell- '-ϊ' \ intruder, ber. "ti> -t -van we! '" «rp information from the intrusion protection system. Such problems become more serious when many floors are to be protected in a building or when a central monitoring team or other monitoring system is in the area of a large factory or building Obviously, the system for zone 1 can be duplicated with the main control unit 11 for each zone in which protection is required, but such duplication is not only costly but also requires duplication connections, calibration, monitoring and testing and the possibility of interaction, all of which, however, is avoided by the present invention.

Gemäß Figur 1 ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer bekannten Hauptsteuereinheit 11 veranschaulicht und zwar mit verteilten Wandlerelementen für den Schutz der Zone 1 mit der Möglichkeit einer modula-ren Erweiterung für einen zusätzlichen Zonenschutz. Ein derartiger Dualzonenmodul kann für den Schutz der Zonen 2 und 3 gemäß Figur 1 hinzugefügt werden, wie dies mit strichlierten Linien 22 und 23 angedeutet ist. Das System läßt sich noch weiter erweitern und zwar durch Hinzufügen eines zusätzlichen Dualzonenmoduls 26, der einen Schutz für die Zonen 4 und 5 liefert, die innerhalb der mit 24 und 25 bezeichneten Begrenzungslinien gelegen sind. Die Module 21 und 26 können der Übersichtlichkeit halber in der Zone 1 bei der Steuereinheit 11 gelegen sein.According to FIG. 1, the subject matter of the present invention is illustrated in connection with a known main control unit 11 namely with distributed transducer elements for the protection of zone 1 with the possibility of a modular extension for an additional zone protection. Such a dual zone module can be added for the protection of zones 2 and 3 according to FIG as indicated by dashed lines 22 and 23. The system can be expanded even further, namely through Addition of an additional dual zone module 26, which provides protection for zones 4 and 5, which are within the 24th and 25 designated boundary lines are located. The modules 21 and 26 can be located in zone 1 near the control unit 11 for the sake of clarity.

Jede der zusätzlichen Zonen 2-5 enthält einen oder mehrere Sende-Wandler 27, von denen jeder so gekoppelt ist, daß er von der Energie der Sende-Ausgangsleitung 12 von der Hauptsteuereinheit 11 betrieben wird. Wie in Zone 1 sind die Wandler 27 in den zusätzlichen Zonen so angeordnet und ausgerichtet, daß sie einEach of the additional zones 2-5 contains one or more transmit transducers 27, each of which is coupled to be powered by the power of the transmit output line 12 from the main control unit 11 is operated. As in zone 1, the transducers 27 are arranged and oriented in the additional zones so that they a

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- " - O Γ· Π- "- O Γ · Π

hnergiefeld innerhalt der jeweiligen Zonen erzeugen, die für eine Uitraschall-Eindrinfcerfassung ausreichend sind. Diese Enerple wird insgesamt von dem gleichen Ultraschallgenerator in der Hauptsteuereinheit 11 zugeführt, der so ausgelep-t ist, daß er eine angemessene ^irltraschallenergie auf der Leitung 12 zuführt, um alle Wandler zu betreiben, die innerhalb dem Vielzonensystem aufgestellt sind. Da die Leistungsanforderungen eines jeweiligen Wandlers relativ gering sind, können eine große Anzahl, wie beispielsweise 100 Sende-Wandler 13 und 27 in dem gesamten Vielzonensystem Verwendung finden.Generate energy fields within the respective zones that are sufficient for ultrasonic penetration detection. This Enerple is supplied in total by the same ultrasonic generator in the master control unit 11, the so ausgelep-t is that it supplies adequate ^ir ltraschallenergie on line 12 to operate to all the transducers which are situated within the multi-zone system. Since the power requirements of a particular transducer are relatively low, a large number, such as 100 transmit transducers 13 and 27, can be used in the entire multi-zone system.

Der Dualzonenmodul 21 enthält getrennte Empfangssignal-Prozessoren 32, 33 für die jeweiligen Zonen 22, 23. Der Signalprozessor 32 empfängt Signale auf der Leitung 37 von der Zone 2, die von einer Vielzahl von Empfangs-Wandlern 38 abgeleitet werden, die in dieser angeordnet und so aufgestellt sind, um den gewünschten Schutz bzw. Abdeckung des Gebietes zu erhalten. Der Prozessor 32 leitet die Betriebsenergie und ein sende-frequenzsynchrones Detektorsignal von der HauptSteuereinheit 11 ab, an die er über die Leitung 39 gekoppelt ist. Eine Alarm-Ausgangsleitung 41 vom Prozessor 32 ist so gekoppelt, daß eine einzelne Alarm- oder Anzeigeeinheit 42 betätigt werden kann. Eine zusätzliche Alarm-Aus gangs leitung 40 ist so angeschlossen, um die Hauptalarmvorrichtung und irgendeinemdere der Multiplexeinheit 17 zugeordnete Einrichtung zu betätigen.The dual zone module 21 contains separate received signal processors 32, 33 for the respective zones 22, 23. The signal processor 32 receives signals on the line 37 from the zone 2, which from a plurality of receiving transducers 38 are derived, which are arranged in this and so set up to the desired Preserve protection or coverage of the area. The processor 32 conducts the operating energy and a transmission frequency synchronous Detector signal from the main control unit 11, to which he via the line 39 is coupled. An alarm output line 41 from Processor 32 is coupled to provide a single alarm or display unit 42 can be operated. An additional alarm output line 40 is connected to the main alarm device and any others associated with the multiplexing unit 17 Device to operate.

Die Anzeigevorrichtung 42 ist von der Anzeigevorrichtung in der Einheit 17 getrennt und gesondert angeordnet. Bei dem bis jetzt beschriebenen System wird eine aeLektive Anzeige eines in entweder der Zone 1 oder der Zone 2 vorhandenen Eindringlings durch die Anzeige von der Einheit 17 allein für die Zone 1 und durch eine Anzeige von sowohl der Einheit 17 als auch der Anzeigevorrichtung 42 für einen in der Zone 2 erfaßten Eindringling vorgesehen. Die Einheit 17 liefert daher die primäre Anzeige eines Eindringe reignis se s in irgendeiner Zone und kann für eine örtlicheThe display device 42 is separated from the display device in the unit 17 and arranged separately. Until now system described will have a selective display of one in either of zone 1 or zone 2 by the indication from the unit 17 for zone 1 alone and by one Indication from both unit 17 and indicator 42 for an intruder detected in zone 2 is provided. The unit 17 therefore provides the primary indication of an intrusion event in any zone and can be used for a local

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und Pern- oder Zentralstatiorölberwachung über eine Te iefonleitunpr oder ein anderes Verbindungselement angeordnet werden.and central or central station oil monitoring via a telephone line unit or another connecting element can be arranged.

In ähnlicher Weise sind Anzeigevorrichtungen 43, 44 und 4f> an die jeweiligen Ausgangsleitungen 41 der Empfangs-Sis-nalprozessoren 33» 34 und 35 gekoppelt. Es lassen sich somit getrennte Anzeigen an den Anzeigevorrichtungen 42-^5 für die Erfassung eines bewegten Eindringlings in den Zonen 2, 3» 4 und 5 vorsehen» In Jeder Zone kann die Aufstellung der Sende-Wandler 27 und der Empfangs-Wandler 38 so ausgeführt werden, daß die Zone abgedeckt oder geschützt wird und irgendeine gewünschte Zahl von Sende-Wandlern bis hin zur Ausgangsleistung des Ultraschallgenerators in der Hauptsteuereinheit 11 kann eingesetzt werden. Für jede Zone läßt sich der Empfänger und die Signalprozessoreinheit in den Dualzonenmodulen 21 und 26 hinsichtlich der Empfindlichkeit und der Alarmschwelle einstellen, um dadurch die gewünschten Betriebsbedingungen für eine spezielle Zone zu erreichen.In a similar manner, display devices 43, 44 and 4f> are coupled to the respective output lines 41 of the receive signal processors 33 »34 and 35. It is thus possible to separate displays on the display devices 42- ^ 5 for the detection of a moving intruder in the zones 2, 3 »4 and 5» provide in each zone, the formation of the transmitting transducer 27 and receiving transducer 38 adapted that the zone is covered or protected and any desired number of transmitting transducers up to the output power of the ultrasonic generator in the main control unit 11 can be used. For each zone, the receiver and the signal processor unit in the dual zone modules 21 and 26 can be adjusted with regard to sensitivity and the alarm threshold in order to achieve the desired operating conditions for a specific zone.

Unter Hinweis auf Figur 2 soll nun im folgenden ein Dualzonenmodul wie jeder der Module 21 und 26 gemäß Figur 1 beschrieben werden. Die in Figur 2 gezeigte Einheit umfaßt den Zonen 2-Empfanger und den Signalprozessor 32, die hier als Blockschaltbild des Arbeitssystems gezeigt und beschrieben werden, wobei die entsprechende Einheit 33 für die Zone 3 als ein einziger Block dargestellt ist. Die Einheiten 32 und 33 besitzen gemeinsame Verbindungen, die nunmehr beschrieben werden sollen, um dadurch den gesamten Dualzonenmodul 21 in Figur 1 zu erhalten. Die Einzelheiten in der Einheit 32 von Figur 2 bestehen aus einem Eingangssignaltransformator 51ι welchem die Empfänger-Eingangsleitung 37 Signale zuführt, die von den Wandlern 38 empfangene Ultraschallwellen entsprechen. Die anderen Eingänge zum Modul der Figur 2 bestehen aus der Stromversorgung den Synchronisiersignalen auf der Leitung 39, wodurch auf der Leitung 52 ein Betriebsgleichstrom und auf der Leitung 53 ein Teil oder Abschnitt der UltraschallfrequenzSignalenergie erhalten wird, die durch With reference to FIG. 2, a dual zone module like each of the modules 21 and 26 according to FIG. 1 will now be described below. The unit shown in FIG. 2 comprises the zone 2 receiver and the signal processor 32, which are shown and described here as a block diagram of the working system, the corresponding unit 33 for zone 3 being shown as a single block. The units 32 and 33 have common connections which will now be described in order to thereby obtain the entire dual zone module 21 in FIG. The details in the unit 32 of Figure 2 consist of an input signal transformer 51ι which the receiver input line 37 supplies signals that correspond to the transducers 38 received ultrasonic waves. The other inputs to the module of FIG. 2 consist of the power supply for the synchronizing signals on line 39, whereby a DC operating current is obtained on line 52 and a portion or portion of the ultrasonic frequency signal energy carried by on line 53 is obtained

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2h n2h n

der >:'. ie- "^ι·<·1 i.lato." jer Hauptsteuereini.eil 11 erver-.-t ,-,'lrd. Dieses ^; 11 ras '"'ial ι iirnaL auf der Leitumr ^l.> * ρ el'in pt rw einem Tiefpaßfilter ··", dessen Ausgang einer um 9¹^' phasennchlebenden Schaltung ^¹''' zugeführt wird, um auf den Leitungen ^c>6 Ultrasrhallsign'ile zu erzeugen, die um 90 phasenverschoben sind.the>: '. ie- " ^ι · <· 1 i.lato." each main control unit 11 erver -.- t, -, 'lrd. This ^; 11 ras '"' ial ι iirnaL on the Leitumr ^l .> * Ρ el'in pt rw a low-pass filter ··", the output of which is fed to a circuit ^ ¹ '''which ^{is phase-lagging by 9 1} ^' in order to be able to use the lines ^c > To generate 6 ultrasound signals that are 90 out of phase.

Die empfangenen Echosignale, die dem Eingangstransformator zugeführt werden, werden in dem hinsichtlich der Verstärkung einstellbaren Verstärker 57 verstärkt, der die Möglichkeit bietet, die 'Jesamtempfindlichkeit der Zone durch Einstellung der Verstärkung einzustellen. Die Ausgangsgröße des Verstärkers gelangt zu zwei Synchrondetektoren 58» 59, die auch die jeweiligen um 90° phasenverschobenen Signalen von den Leitungen 56 empfangen.The received echo signals sent to the input transformer are supplied, are amplified in the amplifier 57, which is adjustable in terms of gain and offers the possibility of adjust the jezam sensitivity of the zone by adjusting the gain. The output of the amplifier arrives at two synchronous detectors 58 »59, which are also the respective signals from lines 56 out of phase by 90 ° are received.

Die Ausgangssignale der Synchrondetektoren 5? und 59 enthalten die Dopplersignalinformatlonen, die von den Empfänger-Wandlern abgeleitet werden und zwar mit Merkmalen, die eine Verarbeitung der Signale mit hoher Geräuschunterdrückung ermöglichen, wie dies in der erwähnten Patentanmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben ist:The output signals of the synchronous detectors 5? and 59 included the Doppler signal information ions derived from the receiver transducers with features that allow processing enable the signals with high noise suppression, as in the aforementioned patent application of the same applicant is described:

Die Ausgangsgröße des Detektors 58 gelangt zu einem Tiefpaßfilter 6l, dessen Ausgangsgröße zu einem Bandpaßfilter 62 zur Erzeugung eines Ausgangssignals E gelangt. In ähnlicher Weise wird die Ausgangsgröße des Detektors 59 zu einem Tiefpaßfilter 63 geführt, dessen Ausgangsgröße zu einem Bandpaßfilter 6k zum Erzeugen eines Ausgangssignals E geleitet wird. Das Tiefpaßfilter 6l und 63 dient dazu, die Schwebefrequenzen höherer Ordnung in der Ausgangsgröße der Detektoren 58 und 59 zu beseitigen und weiter sind die Bandpaßfilter 62 und Sk so ausgewählt, daß sie dem erwarteten Dopplersignalbereich entsprechen, so daß dadurch fremde Frequenzkomponenten beseitigt werden.The output variable of the detector 58 arrives at a low-pass filter 61, the output variable of which arrives at a bandpass filter 62 for generating an output signal E. In a similar manner, the output of the detector 59 is fed to a low-pass filter 63, the output of which is fed to a band-pass filter 6k for generating an output signal E. The low-pass filter 61 and 63 serves to remove the higher-order beat frequencies in the output of the detectors 58 and 59, and the band-pass filters 62 and Sk are selected so that they correspond to the expected Doppler signal range, so that extraneous frequency components are thereby eliminated.

Die Signale Ε_χ und E besitzen die gleiche Größe und sindThe signals Ε _χ and E have the same size and are

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BAD ORfGINALBAD ORfGINAL

90' zueinander phasenverschoben. Wie dies in ler erfc."hnten i ani'ieldung erläutert ist, wird eines -ler i.'1 »-rn-'ile ^p einer·· ΓΊΓ-ferenzier-Begrenzer 6S zugeführt, der aus einer Di Γ ^f'e rentier stufe besteht, auf die ein Amplitudenbegrenzunjxsve'r; L'irker ^rol>rt, die effektiv dazu dienen, eine einfache Einrichtung- zur ^γτ·.:ρι,-gung einer* frequenzunabhMngigen 90 Phasenverscliiet^.n;¹" ^^p - einer konstanten Amplitude für das Signal E zu erreichen. Die Anagangsgröße des Differenzier-Begrenzers 65 und das Signal P\ srelangen zu einem Vervielfacher 66, der somit Signale empfängt, die entweder in Phase sind oder um 1^0° phasenverschoben sind, was von dem Vorzeichen oder der Bewegungsrichtung des Ortungsobjektes abhängig ist bzw. davon ob sich dieses zum Empfiinrer-Wandler hin oder von diesem weg bewegt.90 'out of phase with each other. As explained in the following illustration, a -ler i.'1 »-rn-'ile ^{p is} fed to a ·· ΓΊΓ-referencing limiter 6S, which is derived from a di ^f 'e rentier stage consists, on the one Amplitudenbegrenzunjxsve'r;L'irker ^r ol> rt that effectively serve a simple Hardware- to ^{γ τ} ·. ρι, -gung a * frequenzunabhMngigen 90 Phasenverscliiet ^ .n ¹ "^ ^p - to achieve a constant amplitude for the signal E. The input variable of the differentiating limiter 65 and the signal P \ srelang to a multiplier 66, which thus receives signals that are either in phase or are phase shifted by 1 ^ 0 °, which depends on the sign or the direction of movement of the locating object or whether this is moving towards or away from the receiver transducer.

Die Ausgangsgröße des Vervielfachers 66 besteht aus einem Vierquadrantenprodukt, welches die Vorzeicheninformation erhält, die in den zwei Eingangsfaktoren enthalten ist, wie dies bei allen echten Vervielfachern der Fall ist. Dieses Signal gelangt zu einer Integrierstufe 67» auf die eine Verstärkerstufe 68 folgt. Durch einen Rückkopplungskreis 69 wird eine Gleichspannungsstabilisierschleife geschaffen, die zwischen dem Ausgang des Verstärkers 68 und dem Vervielfacher 66 gekoppelt ist, um den gewünschten Betriebsausgangspegel aufrecht zu erhalten.The output of the multiplier 66 consists of a four-quadrant product, which receives the sign information contained in the two input factors, as with all true multipliers is the case. This signal reaches an integrating stage 67 ', which is followed by an amplifier stage 68. A feedback circuit 69 creates a DC voltage stabilizing loop which is connected between the output of the Amplifier 68 and multiplier 66 is coupled to maintain the desired operating output level.

Die Ausgangsgröße des Verstärkers 68 wird einer Absolutwertschaltung 71 zugeführt, auf die ein Zeitverzögerungsglied 72 folgt und ebenso eine Schwellen- und Triggerschaltung 73. Auf der Ausgangsleitung 7^ wird ein Alarmtriggersignal erzeugt und zwar für Ortungsobjektsignale mit geeigneter Größe, die durch Integration erhalten werden und die eine ausreichend lange Zeit existieren, wie beispielsweise während einer Sekunde, wie dies durch das Zeitverzögerungsglied 72 bestimmt wird, wobei die Amplitude dieser Signale ausreichend groß ist, die von der Schaltung 73 vorgegebene Schwelle zu überschreiten. Die allgemeine Betriebsweise des eben beschriebenen Systems und insbeson-The output of the amplifier 68 becomes an absolute value circuit 71 supplied, followed by a time delay element 72 and also a threshold and trigger circuit 73. Up the output line 7 ^ an alarm trigger signal is generated and for locating object signals of a suitable size which are obtained by integration and which have a sufficiently long time exist, such as for one second, as determined by time delay 72, the The amplitude of these signals is sufficiently large to exceed the threshold predetermined by the circuit 73. The general Operation of the system just described and in particular

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- I'¹ - OCn;;O ^- I ' ¹ - OCn ;; O ^

dere die Signnlverarhsltung" von E und E zum Triggerausgangs-which the signal processing "from E and E to the trigger output

x yx y

signal ms der Leitunr 74 ist mehr Up einzelnen in der erwähnten Patentanmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben.signal MS of the 74 Leitunr more Up is specifically described in the aforementioned patent application of the same Applicant.

Der allgemeine Alarm für die Erfassung eines Eindringlings in irgendeine Zone kann dadurch vorgesehen werden, indem man eine geeignete hörbare oder Fernstation-Überwachungseinrichtung mit einem Satz von Relaisanschlüssen 8l verbindet, die bei jedem Zonenmodul vorgesehen sind. Während des normalen Betriebes, wenn die Ausrüstung arbeitet, wird ein Relais 82 und eine Relaistreiberschaltung P3 erregt, die über einen elektronischen Schalter 84 mit der Ausgangsleitung 74 gekoppelt ist. Nach dem Auftreten eines Triggerausgangssignals aus der Leitung 74 entregt der Relaistreiber 83 das Relais 82, so daß dessen Kontakte schalten und ein Alarmsignal von einer Vorrichtung gegeben wird, die an die Anschlüsse 81 angeschlossen ist. Die an die Anschlüsse 8l angeschlossene Alarmvorrichtung wird somit ausgestellt, wenn ein Stromversorgungsausfall auftreten sollte, durch den das Relais 82 entregt wird, ebenso wie nach dem Auftreten eines Eindring-Detektorsignals. Hierdurch wird ein Ausfallsicherheitszustand realisiert, um Alarm zu geben, wenn der Strom ausfällt. Die Anschlüsse 8l sind einzeln angeschlossen, um auf der Leitung 40 von Figur 1 die getrennten Zonensignale zu erzeugen*The general alarm for the detection of an intruder in any zone can be provided by using appropriate audible or remote station monitoring equipment connects a set of relay connections 8l, which are provided in each zone module. During normal operation, if When the equipment is working, a relay 82 and a relay driver circuit P3 are energized through an electronic switch 84 is coupled to output line 74. After the occurrence of a trigger output signal from line 74, the is de-energized Relay driver 83 the relay 82, so that its contacts switch and an alarm signal is given from a device connected to the terminals 81. The to the connections 8l connected alarm device is thus issued if a power failure should occur, through which the relay 82 is de-energized, as well as after the occurrence of an intrusion detector signal. This creates a failsafe state realized to give an alarm if the power fails. The connections 8l are individually connected to the line 40 from Figure 1 to generate the separate zone signals *

Zusätzlich zu dem allgemeinen A]a?mbetätigungsslgnal an den Anschlüssen 8l wird das Schwellen-Triggerausgangssignal auf der Leitung 74 so gekoppelt, um auf der Leitung 41, welche der Leitung 41 von Figur 1 entspricht, die Ausgangsgröße zu erzeugen, um die Zoneneindringanzeigevorrichtung 42 tür die Zone 2 zu betätigen. In ähnlicher Weise sind die Leitungen 4l für jede der Zonenverarbeitungsschaltungen für die Erregung der jeweiligen Zonen-Anzeigevorrichtungen vorgesehen, um die Zone zu identifizieren, in welcher ein Eindring-Detektorsignal empfangen wurde. Zusätzlich zum Erzeugen des allgemeinen Alarmsignals, welches von den mit den Jeweiligen Ausgangsanschlussen 8l verbundenenIn addition to the general A] a? Mbetätigungsslgnal at the terminals 8l the threshold trigger output signal on line 74 is coupled so as to to produce on line 41 which corresponds to the line 41 of Figure 1, the output to the Zoneneindringanzeigevorrichtung 42 door to operate zone 2. Similarly, lines 41 are provided for each of the zone processing circuits for energizing the respective zone indicators to identify the zone in which an intrusion detection signal was received. In addition to generating the general alarm signal, which is connected to the respective output terminals 8l

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Anzeigevorrichtungen erhalten wird, lassen sich einzelne Zonen anzeigen an den Anzeigevorrichtungen 4?-45 von den Detektorsignalen erreichen, die auf den jeweiligen Ausgangsleitungen 4l für Jeden der Zonenmodule erscheinen.Display devices is obtained, individual zones can be displayed on the display devices 4? -45 from the detector signals achieve that on the respective output lines 4l appear for each of the zone modules.

Zusätzlich zu den zuvor erläuterten Betriebsschaltungen 1st eine Zonenfestschaltung vorgesehen und zwar in Form eines Doppelpol-UmschaltkippBchalters 85 (double-pole double-throw rocker switch) für Jedes Zonenpaar. Der Schalter 85 besitzt eine Mittelstellung entsprechend einem offenen Kreis entsprechend einem normalen Nichttestbetrieb. Um daher den Betriebszustand der Zone 2 zu testen, wird der Schalter 85 von Hand betätigt, um die Gleichstromeingangsleitung 52 mit der Leitung 86 zu verbinden, welche den elektronischen Schalter 84 betätigt, um die Ausgangsleitung 74 zu schalten, um zu bewirken, daß der Relaistreiber 83 das Relais 82 entregt. Unter Testbedingungen kann die normale Alarmanzeige an der Hauptkontrollstation unterdrückt werden. Es ist Jedoch ein hörbarer oder sichtbarer Testsignal-Indikator mit einer Leitung 88 gekoppelt, die für den Testzustand des Schalters 85 mit dem Ausgangssignal auf der Leitung 7·4 verbunden ist, um durch dieses betätigt zu werden.In addition to the operating circuits explained above, a fixed zone circuit is provided in the form of a double-pole double-throw rocker switch 85 for each pair of zones. The switch 85 has an open circuit center position corresponding to a normal no-test operation. Therefore, to test the operational status of Zone 2 , switch 85 is manually operated to connect DC input line 52 to line 86 which operates electronic switch 84 to operate output line 74 to cause the relay driver 83 the relay 82 is de-energized. The normal alarm display at the main control station can be suppressed under test conditions. However, an audible or visual test signal indicator is coupled to a line 88 which, for the test condition of the switch 85, is connected to the output signal on the line 7 * 4 in order to be actuated thereby.

Der Schalter 84 legt auch für den Testzustand die Gleichstromversorgung auf die Leitung 87, die üblicherweise die Abschirmlitze der Empfängerleitungen 37 ist. An die Leitung 87 kann weiter eine einfache Testschaltung angeschlossen werden und zwar an irgendeiner Stelle und kann über diese während des Testzustandes erregt werden, um dadurch eine örtliche Anzeige von Alarmtestsignalen zu liefern, die auf der Leitung I^ auftreten.The switch 84 also applies the direct current supply to the line 87, which is usually the shielding braid of the receiver lines 37, for the test state. A simple test circuit can also be connected to line 87 at any point and can be energized via this during the test state in order to thereby provide a local display of alarm test signals which occur on line I ^ .

Die Betriebsweise des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung ergibt sich nunmehr aus der gesamten vorangegangenen Beschreibung. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung läßt sich eine zusätzliche und komplexe Zonenunterteilung der gesamten Flächen oder Zonen, die unter Beobachtung und Schutz stehen, verwirk-The mode of operation of the subject matter of the present invention will now be apparent from the entire foregoing description. With the help of the present invention, an additional and complex zone subdivision of the entire area can be achieved or zones that are under observation and protection,

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lichen, wobei die Möglichkeit besteht, die erforderliche Flexibilität und zusätzliche Zonen hinzuzufügen, ohne daß es dabei erforderlich ist, vollständig unabhängige Systeme hinzuzufügen, wenn zusätzliche Zonen in das System eingeführt werden. Indem man weiter alle Zonen von einer gemeinsamen Senderquelle aus betreibt, wird Zuverlässigkeit und einfache Wartung und eine Zuverlässigkeitsverbesserung hinsichtlich der Wartung der gewünschten Schwellen und Gebietsschutz innerhalb der Zonen erreicht. Darüberhinaus wird eine Interferenz zwischen mehreren Einheiten vermieden. Durch die vorliegende Erfindung wird somit eine verbesserte Betriebsweise bzw. Betriebseigenschaften realisiert, die vor der Erfindung nicht möglich waren und gleichzeitig werden auch die Anschaffungs- und Wartungskosten reduziert. Diese Merkmale und Vorteile lassen sich auch bei Abwandlung des Gerätes und bei Verwendung unterschiedlicher Detektortypen erzielen, so daß der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht auf die speziellen Schaltungen und Signalverarbeitungssysteme beschränkt ist, die lediglich als Ausführungsbeispiel erläutert sind.lichen, with the possibility of the required Add flexibility and additional zones without the need to add fully independent systems when additional zones are introduced into the system. By keeping all zones from a common transmitter source out operates, becomes reliability and ease of maintenance and a reliability improvement in terms of maintenance the desired thresholds and area protection within the zones achieved. In addition, there is interference between several Units avoided. The present invention thus provides an improved mode of operation or operating properties realized that were not possible before the invention and at the same time the acquisition and maintenance costs are reduced. These features and advantages can also be seen when modifying the device and using different types of detectors achieve so that the subject of the present invention does not apply to the specific circuits and signal processing systems is limited, which are only explained as an exemplary embodiment.

Die Erfindung schafft somit ein Ultraschall-Eindring- oder Einbruchdetektorsystem mit einer Einrichtung zum Senden und zum Empfangen von Ultraschallenergie innerhalb einer geschützten Zone und zum Erzeugen eines Alarmsignals, wenn ein bewegter Gegenstand innerhalb der geschützten Zone vorhanden ist, wobei mehrere unabhängig ansprechende Zonen unter Verwendung des gleichen Senders für alle Zonen realisiert werden, jedoch unter Verwendung von einzelnen Empfängermodulen, die zu dem bestehenden Sender-Empfängersystem hinzugefügt werden können, um dadurch einen Schutz für zusätzliche unabhängige Zonen zu erreichen und zwar mit zugeordneten Anzeigevorrichtungen für die selektrive Anzeige solcher Zonen, die durch das Vorhandensein eines Eindringlings oder eines anderen bewegten Gegenstandes ausgelöst wurden.The invention thus creates an ultrasonic penetration or Intrusion detection system having means for transmitting and receiving ultrasonic energy within a protected Zone and for generating an alarm signal if a moving object is present within the protected zone, wherein several independently responding zones can be implemented using the same transmitter for all zones, but below Use of individual receiver modules that can be added to the existing transmitter-receiver system in order to achieve this to achieve protection for additional independent zones with associated display devices for the selective display of those zones caused by the presence of an intruder or other moving object were triggered.

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Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Eedeutung.All recognizable in the description and in the drawings The technical details shown are relevant to the invention.

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Claims

PATENT CLAIMS

Ultrasonic intrusion detection system for several Monitoring zones, characterized by the following features and facilities:

an ultrasonic wave transmitter with a transducer device coupled main oscillator to emit ultrasonic waves in several separate zones;

a receiving device for each of the zones connected to the main oscillator is coupled and is responsive to the ultrasonic waves emitted and reflected in each of the zones generate separate Doppler-shifted signal components which correspond to objects moved within the respective zones; and

Display means at a central point, pointing to the Doppler-shifted Address signal components when they are greater than a predetermined threshold value, thereby selectively to display every zone in which a moving object is located.

2. Detector system according to claim 1, characterized in that the system by providing the ultrasonic transmitter, a first Display device and said receiver device for one of the zones is designed for several additional zones and that the system has the following features and facilities:

an additional transmit transducer device for each additional Zone; ·

a coupling device, which the additional transmission converter device with the main oscillator to generate ultrasonic

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send energy to each of the additional zones;

a single additional receiver device for each of the additional Zones; and

individual additional display devices in the display device in one of the zones for each additional zone.

3. Receiver signal processor module for expanding a multi-zone ultrasonic intrusion detection system with receiver transducer elements in each protected zone, a transmission source for ultrasonic energy with means for emitting the transmitted Energy in each protected zone and with a central alarm device, characterized by the following features and devices ί

Receiver input connections for coupling the receiver transducer elements are formed in a specific zone assigned to the moflul;

Transmit frequency reference input connections to connect to the transmit ultrasonic source To couple energy for the multi-zone system;

Signal-processing circuits that act as a function of the signals at the receiver input connections and the transmission reference frequency input connections work to derive Doppler signal components arising from moving objects within result in a specific zone;

Means for causing a signal actuation in dependence on the Doppler signals in accordance with the presence of a intruder in motion in the designated zone; and

a circuit for actuating the central alarm device in

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Depending on the: signal activation to indicate the zone, in which the intruder in motion is located.

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