DE2603593A1 - Alarmsystem zur ueberwachung des zustandes eines zur fortleitung von schallwellen geeigneten koerpers - Google Patents

Description

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Hünchen, den 26. Januar 1976 Anwaltsaktenz.: 11 - Pat. 21

American District Telegraph Co., 155 Avenue of the Americas, New York, New York 10013, U. S. A.

Alarmsystem zur überwachung des Zustandes eines zur Fortleitung von Schallweller, geeigneten Körpers.

j Die Erfindung bezieht sich auf ein Alarmsystem zur Überwachung

'. des Zustandes eines zur Fortleitung von Schallwellen geeigneten

; Körpers und insbesondere auf ein System, bei welchem durch

i Schallüberwachung ein fester Körper auf Bruch oder eine andere

I Störung hin überwacht wird, wobei ein in dem Körper erzeugtes

I Schwingungsverteilungsmuster untersucht wird.

Alarmsysteme der hier in Betracht kommenden Art sind beispielsweise Scheibenbruch-Alarmsysteme, bei denen ein dünner Metallfolienstreifen rund um den Rand einer Fensterscheibe gelegt ! und festgekittet wird, so daß bei einem Bruch der Scheibe auch i der Folienstreifen durchbrochen bzw. zerrissen wird und ein ' elektrischer Strom unterbrochen wird, der durch den Folienj streifen geleitet wird, so daß ein Alarm ausgelöst werden kann.

Alarmsysteme dieser Art sind hinsichtlich ihres Aufbaues zwar j verhältnismäßig einfach und sie erfüllen im allgemeinen sehr

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■wirkungsvoll ihren Zweck, doch sind die Installationskosten ebenso wie die Wartungskosten ziemlich hoch,insbesondere, wenn während des Gebrauchs die Folie beschädigt wird, etwa durch Reinigung der Fenster oder durch unbeabsichtigtes Abkratzen oder Abreiben des Glases. Außerdem kann die Auslösung eines Alarmes dann verhindert werden, wenn die durch das Alarmsystem geschützte Scheibe so herausgeschnitten wird, daß der die Folie enthaltende Bereich nicht verletzt wird.

Bei einem anderen bekannten Scheibenbruchalarmsystem findet ι ein passiver Fühler Verwendung, der an einer Fensterscheibe befestigt ist und welcher Schwingungen, Erschütterungen oder ^:

hochfrequente Schallwellen aufnimmt, die bei einem Bruch einer . mit dem System geschützten Fensterscheibe auftreten können.

• In einem solchen passiven System kann die Art und besondere

, Eigenschaft des aufgenommenen Signals, welches bei einem

Scheibenbruch auftritt, nicht immer vorhergesehen werden. Dem— ] zufolge haben solche passiven Systeme im allgemeinen keine

sehr große Empfindlichkeit und Auslösezuverlässigkeit, so daß für manche praktischen Anwendungsfälle diese Systeme nicht geeigenet sind.

Demgemäß soll durch die vorliegende Erfindung die Aufgabe gelöst werden, ein Alarmsystem zur "überwachung des Zustandes eines zur Fortleitung von Schallwellen geeigneten Körpers so auszubilden, daß die Montage- und Wartungskosten außerordentlich niedrig liegen und eine zuverlässige Alarmauslösung bei Auftreten einer Alarmbedingung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Sendeeinrichtungen zur Erzeugung eines bestimmten Schwingungsverteilungs· musters in dem Körper, ferner durch Fühl einrichtungen, welche auf Eigenschaften des Schwiigongsverteilungsmusters hinsichtlich Amplitude und/oder Phase ansprechen, weiter durch mit den Fühleinrichtungen verbundene Signalerζeugungseinrichtungen zur Ableitung eines dem Schwingungsverteilungsmuster entsprechenden Überwachungssignales, fernerhin durch eine Bezugsschwellenwert-Signalquelle, die einen einem Ruhezustand entsprechenden BezugsSchwellenwert darbietet und durch eine

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Auswerteinrichtung, welche ein einer Alarmbedingung entsprechendes Ausgangsignal abgibt, sobald das Überwachungsignal den BezugsSchwellenwert übersteigt.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Scheibenbruch-Alarmsystems einer Fensterscheibe beschrieben, doch kann ein solches System auch zur Überwachung anderer, zur Fortleitung von Schallwellen geeigneter Körper eingesetzt werden, wobei eine Änderung des Verteilungsmusters stehender Wellen ausgewertet wird, welche durch einen Bruch oder durch eine andere Störung in dem Körper hervorgerufen wird. Beispielsweise kann ein Alarmsystem auch zum Schutz eines Schaukastens, einer Sicherheitskammer oder eines Aktenmagazins verwendet werden, wobei das Verteilungsmuster stehender Schallwellen ausgewertet wird, das in einer Wand oder in mehreren Wänden des betreffenden Kastens oder Raumes angeregt wird.

Bei einer Ausführungsform ist ein kleiner Schallwellenwandler an der Oberfläche einer Fensterscheibe festgekittet oder in anderer Weise befestigt und koppelt in die Fensterscheibe ein Schallsignal ein, das in dem Wandler in Abhängigkeit von einem Oszillatoreingangssignal erzeugt wird. Auf Grund von Reflexionen an den Grenzflächen der Scheibe entstehen innerhalb der Fensterscheibe stehende Wellen in einer bestimmten Verteilung. Die Amplitude und/oder die Phase dieser stehenden Wellen wird bestimmt und hiervon ein Signal abgeleitet, welches dem Verteilungsmuster der stehenden Wellen entspricht. Durch Bruch oder Störung der Scheibe wird eine Änderung des Verteilungsmusters stehender Wellen herbeigeführt, so daß eine entsprechende Änderung des dieses Schwingungs-Verteilungsmuster wiedergebenden Signales auftritt. Ist die Änderung des auf diese Weise gebildeten Überwachungssignales oder Empfangssignales so groß, daß das' Signal einen vorbestimmten Bezugsschwellenwert übersteigt, so ergibt sich eine Alarmbedingung, welche einen Bruch oder eine Störung der Fensterscheibe anzeigt.;

Alarmsysteme der hier vorgeschlagenen Art können mit aus- j reichender Empfindlichkeit ausgestattet werden, um einen Alarm j bereits dann auslösen zu können, wenn der überwachte Körper . ι

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unberechigterweise berührt_: oder eine geschützte Fläche auf
andere Art gestört wird, ohne daß eine Zerstörung erfolgt. i Eine Störung dieser Art kann bereits eine feststellbare Ander- [ ung des Verteilungsmusters stehender Schallwellen herbeiführen.

i Ein Alarmsystem der hier angegebenen Art kann mit zwei akust- ; ischen Wandlern ausgestattet sein, welche beispielsweise an : einer Fensterscheibe befestigt sind, wobei der eine Wandler
zur Anregung oder Einkopplung der Schallwellen dient, während
der andere Wandler die Amplitude und/oder die Phasenlage der ι angeregten stehenden Wellen bestimmt.Es kann jedoch auch ein
einziger Wandler vorgesehen sein, welcher sowohl zur Anregung ; bzw. Einkopplung der Schallwellen als auch zum Empfang dient, '. wobei an sich bekannte Uybridwandler zur Anwendung kommen,
bei welchen eine Übertragung oder unmittelbare Kopplung des
ausgesendeten Signals zum Einpfangsteil hin verhindert wird.
Im übrigen bilden zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des vorstehend beschriebenen Alarmsystems der hier
angegebenen Art Gegenstand der anliegenden Ansprüche, auf welche zur Vereinfachung und Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich
hingewiesen wird.

j Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf

die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: ; Figur 1 ein Blockschaltbild eines Alarmsystems, i

Figur 2 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsfor in ^:

eines Alarmsystems, '

Figur 3 ein Blockschaltbild einer nochmals anderen Aus- '

führungsform eines Alarmsystems mit Verarbeitung
von einen PhasenwinJ
bildenden Signalen,

von einen Phasenwinkel von 90 zueinander

Figur k ein Blockschaltbild einer wiederum anderen Ausführungsform eines Alarmsystems,

Figur 5A ein Blockschaltbild eines Alarmsystems zum
Schutz einer Reihe von Fensterscheiben und

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Figur 5B ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform eines Alarmsystems zum Schutz einer Reihe ... von Fensterscheiben.

Ein Alarmsystem der hier vorgeschlagenen Art ist in einer Ausführungsform in Figur 1 gezeigt und enthält einen Oszillator 10, welcher mit einem Sendewandler 12 verbunden ist und zur Anregung dieses Wandlers dient. Der Sendewandler 12 ist an einer bestimmten Stelle der Oberfläche einer zu schützenden Fensterscheibe lk befestigt, so daß der Wandler Schallwellen in die Fensterscheibe einkoppeln kann und in der Fensterscheibe eine Schwingungsverteilung stehender Schallwellen erzeugt. Mit dem Oszillator 10 kann ein Frequenzmodulator 15 verbunden sein, so daß das Ausgangssignal des Oszillators eine Frequenzmodulation aufweist, welche dem Wandler 12 aufgeprägt wird, worauf nachfolgend noch genauer eingegangen werden soll. An einer anderen bestimmten Stelle der zu schützenden Fensterscheibe ik ist ein Empfangswandler l6 befestigt, der so ausgebildet ist, daß er auf die Schwingungsverteilung der stehenden Wellen in der Fensterscheibe anspricht und an einen Bandpassfilter l8 ein Eingangssignal liefert, wobei der Bandpassfilter ein Durchlaßband besitzt, auf Grund dessen nur ein Signal entsprechend des Anregungssignales des Oszillators 10 weitergeleitet wird.

Das von dem Empfangswandler 16 erzeugte Signal entspricht der Amplitude des Schwingungsverteilungsmusters der stehenden Wellen an der durch die Lage des Empfangswandlers 16 bestimmten, untersuchten Stelle der Fensterscheibe. Der Bandpassfilter l8 scheidet niederfrequente Signalanteile aus, die durch langsame Amplitudenänderungen verursacht werden, wie sie beispielsweise durch Änderungen der Umgebungstemperatur oder durch Schall-Storschwingungen erzeugt werden, etwa durch Berühren der Scheibe. Das Ausgangssignal des Bandpassfilters l8 wird in einem Verstärker 20 verstärkt und der Ausgang des Verstärkers gelangt zu einem Amplitudendetektor 22, der Veränderungen der Amplitude des aufgenommenen Signales anzeigt. Das Ausgangssignal des Detektors 22 wird in einen Tiefpassfilter 2k eingegeben, der durch Mittelwertbildung Amplitudenänderungen kurzer Dauer ausscheidet, die zu einer Alarm-Fehl-. _________

auslösung führen könnten. Mit dem Ausgangssignal des Filters 2k \ wird eine Schwellenwertschaltung 26 beaufschlagt, in der ein j Bezugsschwellenwertsignal bereit gestellt wird, das einem Ruhe- :

zustand oder einem alarmfreien Zustand entspricht.Der Bezugs- ;

ι Schwellenwert wird in Übereinstimmung mit einer mittleren ; Amplitude und einer mittleren Phasenlage der Schwingungsver- ! teilung der stehenden Wellen an dem untersuchten Ort gewählt. Abweichungen vom den BezugsSchwellenwert werden gemessen und ■ zur Alarmauslösung verwendet. Übertrifft das Ausgangssignal ' des Tiefpassfilters 2k den vorbestimmten Bezugsschwellenwert, so liefert die Schwellenwertschaltung 26 ein Ausgangssignal zur Betätigung eines Alarmanzeigers 28, der ein geeignetes optisches oder akustisches Signal oder eine andere wahrnehmbare Anzeige der Alarmbedingung erzeugt. <

Es sei darauf hingewiesen, die Ausführungsform nach Figur 1 auch mit konstanter Eingangsfrequenz arbeiten kann, welche von dem Oszillator 10 erzeugt wird, ohne daß eine Modulation durch den Frequenzmodulator 15 vorgenommen werden muß. Bei dieser Betriebsweise werden Amplitudenänderungen der Schwingungsverteilung stehender Wellen in der Fensterscheibe Ik ebenfalls von dem Empfangswandler l6 aufgenommen, doch sind solche Änderungen ! abhängig von der Lage des Empfangswandlers, so daß diese Lage des Empfangswandlers l6 genau festgelegt werden muß,damit eine ausreichende Empfindlichkeit bezüglich des Alarmzustandes er- _; reicht wird. Bei dem zuvor beschriebenen Ausführitngsb ei spiel ist eine genaue Auswahl der Befestigungsstelle des Empfangswandlers l6 zum Erzielen einer ausreichenden Alarmempfindlichkeit auf Grund der Verwendung eines bestimmte Frequenzen überstreichenden Anregungssignales für den Sendewandler 12 nicht erforderlich, üie bestimmte Frequenzen überstreichende Anregung des Sendewandlers 12 bewirkt ein durch Vielfachreflexionen erzeugtes Schwingungsvertexlungsmuster stehender Wellen in der Fensterscheibe Ik mit einer verhältnismäßig feinen Phasenverteilung, wobei Änderungen der Amplitude der Verteilung stehender Wellen in Abhängigkeit von der Lage der Befestigungsstelle des Empfangswandlers an der Fensterscheibe minimal sind. die Wahl der Befestigungsstelle des Empfangswanders 16 an der Fensterscheibe ist daher nicht kritisch. ;

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Bei der Ausführungsform nach Figur 2 wird die Amplitude oder die Phase oder es werden beide Größen der Schwingungsverteilung _; stehender Wellen für die Alarmauslösung gemessen. Wie aus ; Figur 2 zu ersehen ist, hat der Oszillator 10 mit einem Sendewaridler 12 Verbindung, der wie bei dem zuvor beschriebenen Aus- ; führungsbeispiel an der Fensterscheibe Ik befestigt ist. Außerdem ist an der Fensterscheibe Ik ein Empfangswandler l6 be- · festigt, der wieder zur Bestimmung der Verteilung stehender Wellen in der Fensterscheibe Ik dient. Weiter ist ein Mischer 30 vorgesehen, dessen einer Eingang an den Empfangswandler l6 angeschlossen ist und dessen zweiter Eingang ein Signal von dem Oszillator 10 her empfängt. Der Ausgang des Mischers 30 hat mit einem Bandpassfilter 32 Verbindung,dessen Durchlaßband so gewählt ist, daß er Signale entsprechend der Bandbreite der Aus- i gangssignale des Oszillators 10 durchläßt und Fehlersignalfrequenzen außerhalb dieses Frequenzbandes sperrt. Die Aus- · gangsignale des Bandpassfilters 32 werden in einem Verstärker 3^ verstärkt und in einer Begrenzerschaltung 36 begrenzt und schließlich einem Integrator 3Ö zugeführt. Die Begrenzerschaltung 36 verhindert, daß Signale verhältnismäßig großer Amplitude den Integrator 38 unerwünscht oder fehlerhaft rasch aufladen. Der Begrenzer verhindert also, daß der Ausgang des Integrators j zu rasch umgeschaltet wird, wodurch es zu einer Falschalarmauslösung käme, wenn Fehlersignale den Alarm-Bezugsschwellen- | wert fehlerhaft überschreiten. Das Ausgangssignal des Integra- ; tors 38 wird einer bipolaren Schwellenwertschaltung zugeführt, j deren Ausgang an ein Alarmanzeigegerät angekoppelt wird. Der ;

Bandpassfilter 32, der Verstärker 34, die Begrenzerschaltung 36 i und der Integrator 38 bilden eine Signalverarbeitungseinricht- \ ung, welche ein Signal liefert, das den Eigenschaften des | Schwingungsverteilungsmusters stehender Wellen innerhalb der Glasscheibe l4 hinsichtlich Amplitude und/oder Phase entspricht, wobei Änderungen dieses Signales eine Alarinanzeige · I durch den Alarmanzeiger 42 auslösen, wenn ein in der Schwellen- j wertschaltung 40 vorgegebener Schwellenwert überschritten wird. j

1' Die Schwellenwertschaltung 40 hält sowohl positive als auch j

negative Bezugsschwellenwerte bereit, da das von der Schwing ungeverteilung innerhalb der Scheibe 14 abgeleitete Signal ι - 609 8,3 2/0327 j

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sich entweder in positive oder in negative Richtung ändern kann, -. wenn sich das Schwingungsverteilungsmuster durch Störung oder ■ Bruch der Scheibe ändert. Wenn entweder der eine oder der ; andere Schwellenwert der bipolaren Schwellenwertschaltung 40
überschritten worden ist, so bedeutet dies, daß jedenfalls eine ^ Änderung in der Amplitude und/oder der Phasenlage der unter- ; suchten Schwingungsverteilung stehender Wellen aufgetreten ist, ; welche durch einen Bruch oder ein Durchschneiden oder eine ! andere Störung der Fensterscheibe hervorgerufen wurde, so daß
eine Alarmbedinguiig gemeldet wird. Es sei darauf hingewiesen,
daß nicht notwendigerweise ein Bruch der Glasscheibe im Bereich .; zwischen den beiden Wandlern auftreten muß. Beispielsweise kann
j ein Bruch in einer unteren Ecke der Fensterscheibe auftreten \ und dieser Bruch bewirkt bereits eine feststellbare Änderung : der Schwingungsverteilung stehender Schallwellen innerhalb der
Glasscheibe.

Eine weitere Ausführungsform eines Alarmsystems der hier vorgeschlagenen Art ist in Figur 3 gezeigt und sieht eine Verarbeitung des dem festgestellten Schwingungsverteilungsmuster
entsprechenden Signales in zwei mit einer 90 - Phasenverschiebung arbeitenden Kanälen vor. Das von dem Empfangswandler l6 abnehmbare Signal wird einem Paar von Mischern 44 und 46 zugeführt,die außerdem eine gegenseitige 90 -Phasen- ; verschiebung aufweisende, vom Oszillator 10 abgenommene Signale
aufnehmen, wozu die Ausgangssignale des Oszillators 10 nach
Figur 2 einmal durch einen Phasenschieber 48, welcher den ; Oszillatorsignalen eine Phasenvoreilung von 45 aufprägt, ! und zum anderen durch einen Phasenschieber 50 geführt werden, ' der den Oszillatorsignalen eine Phasennacheilung von 45 er-

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teilt. Eine Verarbeitung, in eine relativ« 90 -Phasenverschiebung aufweisenden Kanälen wird "vorgesehen, um eine relativ
gleiche empfangeseitige Empfindlichkeit unabhängig von der ' Phasenlage der Empfangssignale zu erreichen. Das bedeutet, daß ; die Ausgänge des Mischers die 90 gegeneinander, phasenver- i schobenen Komponenten des Empf angssignalvelctors wiedergeben, \ so daß eine bestimmte Amplituden- oder Phasenänderung unab- \

hängig von der jeweiligen Phasenlage des resultierenden Vektors
festgestellt werden kann.

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Die Signalverarbeitungseinheit 52 hält also zwei identische Signalverarbeitungskanäle, von welchen jeder die gleichen Bauteile aufweisen kann, wie sie in der einen einzigen Signalverarbeitungskanal enthaltenden Signalverarbeitungseinheit nach Figur 2 vorgesehen sind. Die mit 90 Phasenverschiebung relativ zueinander arbeitenden Signalverarbeitungskanäle enthalten also Bandpassfilter 32 a bzw. 32 b, Verstärker 34 a bzw. 34 b, Begrenz er schaltung en 36 a bzw. 36 b und Integratoren 3ß a bzw. 38 b. Die in den Kanälen verarbeiteten Signale, welche von den Integratoren abgenommen werden können, entsprechen dem untersuchten Schwingungsverteilungsmuster und werden in ein Paar bipolarer Schwellenwertschaltungen 40 a und 40 b eingegeben. Die Ausgangssignale der Schwellenwertschaltungen 40 a und 4ü b erreichen einen Alarmanzeiger 42 über ein Oder-Schaltelement Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Figur 3 entspricht derjenigen nach Figur 2 mit der Ausnahme, daß eine Verarbeitung in mit 90 Phasenverschiebung arbeitenden Kanälen erfolgt, um ein Ausgangsignal zur Betätigung des Alarmanzeigers abzuleiten,sobald eine Änderung des angeregten Schwingungsverteilungsmusters der stehenden Wellen festgestellt wird, die einen Bezugsschwellenwert übertrifft.

Es sei darauf hingewiesen, daß das vorgeschlagene Alarmsystem so eingestellt werden kann,daß es entweder einen Bruch oder eine andere Störung der überwachten Fensterscheibe meldet. Die Größe und die Geschwindigkeit der Änderungen des Schwingungsverteilungsmuster, welche eine Auslösung des Alarmsystems herbeiführen, können gewählt werden, indem die bipolaren Bezugsschwellenwerte der S chwelleiawert schaltung en entsprechend eingestellt oder die Kennlinie der Bandpassfilter entsprechend gewählt werden und indem beide Einstellmaßnahmen ergriffen werden oder aber, indem andere Teile des Systems justiert werden, welche Einfluß auf das Verstärkungsverhalten des Systems haben.

Figur 4 zeigt eine Aus führung s form eines Alarmsystems, bei dein ein einziger Wandler 54 sowohl als Sendewandler als auch als Empfangswandler wirksam ist. Ein Oszillator 56 ist über einen Hybridübertrager oder Brückenübertrager 58 mit einem Wandler verbunden, der an einer Fensterscheibe 60 befestigt ist. Der

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Ilybridübertrager oder Brückenübertrager ^o wirkt in an sich bekannter Weise so, daß er ein Empfangssignal an einen Mischer 62 weitergibt, ohne daß eine unmittelbare Kopplung zwischen dem Oszillator und dem Mischer auf diesem Wege auftritt. Der Mischer 62 erhält also ein Eingangssignal von dem Wandler 54 über den Ilybridübertrager oder Drückenübertrager 58 und ein Lokaloszillatorsignal unmittelbar von dem Oszillator 56 und liefert ein Ausgangsignal entsprechend den Eigenschaften des Schwingungsverteilungsmusters stehender Wellen innerhalb der Scheibe hinsichtlich Amplitude und/oder Phase. Dieses Signal wird dann genauso verarbeitet wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2, so daß eine Alarmauslösung erfolgt, wenn eine bestimmte Änderung des Schwingungsverteilungsmusters festgestellt wird. Dabei kann auch für die Ausführungsform nach Figur 4 eine Verarbeitung des Wandlerausgangsignales in zwei mit 90 relativer Phasenverschiebung arbeitenden Kanälen erfolgen, wie an Hand von Figur beschrieben wurde, wobei ein Paar von Mischern mit jeweils gegeneinander phasenverschobenen Lokaloszillatorsignalen beaufschlagt wird.

Weitere Ausführungsformen sind in den Figuren 5 A und 5 B gezeigt. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann eine Reihe von Fensterscheiben oder ein anderer Körper oder Gegenstand mit einer entsprechend aufgeteilten elektronischen Schaltung überwacht und geschützt werden. In der Ausführungsform nach Figur 5 A ist ein Oszillator 64 vorgesehen, welcher eine Anzahl von Sendewandlern 12 a, 12 b und 12 c speist, die jeweils an der Oberfläche einer zugeordneten Fensterscheibe l4 a bzw. l4 b bzw. l4 c befestigt sind und in den Fensterscheiben jeweils ein Schwingungsverteilungsmuster stehender Wellen erzeugen. An den Fensterscheiben sind ferner Empfangswandler l6 a, l6 b und l6 c befestigt, die auf die Amplitude und/oder die Phasenlage des jeweiligen Schwingungsverteilungsmusters stehender Wellen ansprechen. Die Ausgänge der Empfangswandler werden an. zugehörige Vorverstärker 66 bzw. 68 bzw. JO angekoppelt, die ihrerseits mit einer Summationsschaltung 72 in Verbindung stehen. Die Summationsschaltung liefert ihre Ausgangssignale an einen Mischer 74, der außerdem ein Signal von dem Oszillator erhält. Der Ausgang des Mischers wird dann in der derselben

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Weise verarbeitet, wie dies im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben wurde.

Das Alarmsystem nach Figur 5 B dient ebenfalls zum Schutz einer Reihe von Fensterscheiben unter Verwendung nur eines einzigen Wandlers an jeder Scheibe. Der Oszillator 76 ist über einen Ilybri dübertrag er oder Brückenübertrager 78 an eine jleihe von Wandlern 5Ί a, 5k b und 5k c angekoppelt, welche jeweils an zugeordneten Fensterscheiben 60 a, 60 b und 60 c befestigt sind und ein Schallschwingungsverteilungsmuster in den Fensterscheiben anregen. Der Mischer 80 nimmt einerseits die Ausgangssignale des Hybridübertragers oder Brückenübertragers 78 und andererseits ein Lokaloszillatorsignal des Oszillators 76 auf und liefert an seinem Ausgang ein Signal, welches wieder in der zuvor bereits beschriebenen Weise weiterverarbeitet wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Schaltung mit dem Hybridübertrager so aufgebaut ist, wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur k beschrieben wurde. Auch versteht es sich, daß bei den Ausführungsformen nach den Figuren 5A und 5B eine Signalverarbeitung in zwei mit einer gegenseitigen 90° -Phasenverschiebung arbeitenden Kanälen vorgesehen sein kann.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß vorliegend ein Alarmsystem vorgeschlagen ist, bei welchem die Amplitude und/oder die Phase einer Schallschwingungsverteilung, welche in einer Fensterscheibe oder in einem anderen Körper angeregt wird, festgestellt und ausgewertet wird, um ein Signal abzuleiten, welches dem Schallschwingungsverteilungsmuster entspricht und welches zur Auslösung eines Alarms dient, wenn festgestellte Änderungen des Schallschwingungsverteilungsmusters einen bestimmten Bezugsschwellenwert übersteigen, wodurch ein Bruch oder eine andere Störung der Fensterscheibe angezeigt wirdi Die Empfindlichkeit des Alarmsystems kann, laicht so eingestellt werden, daß nicht nur Änderungen des Schallschwingungsverteilungsmusters aufgrund eines Durchschneidens oder eines Bruches einer Scheibe gemeldet werden, sondern auch solche Änderungen des Schallschwingungsverteilungsmusters, die durch Berühren oder Druck auf die Oberfläche der Scheibe hervorge-

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rufen werden. Arbeiten Alarmsysteme mit dieser erhöhten Empfindlichkeit, so lassen sie sich beispielsweise mit Vorteil in Museen oder in Geschäften verwenden, um Manipulationen an Schaukästen anzuzeigen, welche wertvolle Kunstwerke oder andere Ausstellungsstücke enthalten.

Wie oben bereits angedeutet, sind die hier aufgezeigten Gedanken nicht auf Alarmsysteme für Fensterscheiben beschränkt und lassen sich auch für Körper aus anderen, schallfortleitenden Materialien anstelle von Glas verwenden, etwa zur Uberwachung von Körpern aus Kunststoff, Metall, Beton oder anderen Materialien.

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Claims (1)

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   Patentansprüche.

   Alarmsystem zur Überwachung des Zustandes eines zur Fortleitung von Schallwellen geeigneten Körpers, gekennzeichnet durch Sendeeinrichtungen (10, 12 bzw. 5'±) zur Erzeugung eines bestimmten Schwingungsverteilungsmusters in einem Körper '{lk bzw. 60), ferner durch Fühl er einrichtungen (l6 bzw. 5'*), welche auf Eigenschaften des Schwingungsverteilungsmusters hinsichtlich Amplitude und/oder Phase ansprechen, weiter durch mit den Fühl ereinrichtungen verbundene Signalerzeugungseinrichtungen (l8, 20, 22, 24)bzw. 32, 3'i, 36, 38 bzw. 52) zur Ableitung eines dem Schwingungsverteilungsmuster entsprechenden Uberwachungssignales, fernerhin durch eine Bezugsschwellenwert-Signalquelle (26 bzw. 4o), die einen einem Ruhezustaiid entsprechenden Bezugsschwellenwert darbietet und durch eine Auswerteinrichtung, welche ein einer Alarmbedingung entsprechendes Ausgangssignal abgibt, sobald das überwachungssignal den Bezugsschwellenwert übersteigt.

   2. Alarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen exnen an einer Oberfläche des betreffenden Körpers (l^lt) befestigten Sendewandler (12) und einen Oszillator (10) enthalten, der den Sendewandler in solcher Weise erregt, daß dieser in dem Körper ein Schallschwingungsverteilung smust er erzeugt.

   3· Alarmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtungen einen ebenfalls an der Oberfläche des betreffenden Körpers (l4) befestigten Empfangswandler (l6) enthalten, welcher in solcher Lage an dem genannten Körper befestigt ist, daß er auf die Eigenschaften des Schallschwingungsverteilungsmusters bezüglich Amplitude und/oder Phasenlage anspricht.

   k. Alarmsystem nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtungen eine die Ausgangssignale des

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   Empfangswandlers (l6) aufnehmende Signalverarbeitungsschaltung \

   (30, 32, 34, 36, 38) enthält, welche außerdem ein Signal des ■

   Oszillators (lO) aufnimmt und das den Eigenschaften des Schall- ,

   schwingungsverteilungsmusters hinsichtlich Amplitude und/oder ;

   Phase entsprechende Überwachungssignal abgibt. j

   5· Alarmsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsschaltung zwei mit 90 -Phasenverschiebung arbeitende Mischer (44, 46) enthält, die einerseits jeweils ein Eingangssignal von dem Empfangswandler (l6) und andererseits je eines von zwei 90 gegeneinander phasenverschobenen, vom Oszillator (lO) abgeleiteten Signalen aufnehmen und jeweils um 90° gegeneinander phasenverschobene Formen eines dem Schall- ; schwingungsverteilungsmuster entsprechenden Signales liefern. 1

   6. Alarmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen außer dem bzw. einem an einer Oberfläche des genannten Körpers befestigten Sendewandler einen bestimmte Frequenzen überstreichenden Oszillator (10, 15) enthalten, derart, daß eine frequenzmodulierte Anregung des genannten Körpers durch den Sendewandler erfolgt und ein entsprechendes, eine Frequenzmodulation besitzendes Schallschwingungsverteilungsmuster angeregt wird und daß die Fühlereinrichtungen (l6) auf Amplitudenänderungen des Schallschwingurigsverteilungsmusters ansprechen.

   7« Alarmsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsschaltung einen Mischer (30), der das Ausgangssignal des Empfangswandlers (l6) und ein vom Oszillator (lO) abgeleitetes Signal aufnimmt und ein Mischerausgangssignal abgibt, ferner einen Bandpaßfilter (32), welcher die Bandbreite der Mischerausgangssignale im wesentlichen auf : diejenige der Oszillatorsignale begrenzt, weiter eine Begren— zerschaltung (36) zur Begrenzung der Ausgangssignale des Bandpaßfilters und schließlich einen Integrator (38) enthält, der ; die Ausgangssignale der Begrenzerschaltung integriert und das genannte: überwachungssignal liefert. i

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   8. Alarmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsschwellenwert-Signalquelle (4o) einen bipolaren Bezugsschwellenwert bereitstellt.

   9. Alarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen einen an einer Oberfläche des betreffenden Körpers befestigten Wandler (5^) und einen zur Anregung dieses Wandlers zur Erzeugung des Schallschwingungsverteilungsmusters innerhalb des Körpers dienenden Oszillator (56) enthalten, daß ferner ein Hydridübertrager oder ßrückenübertrager (58) vorgesehen ist, über welchen der Oszillator mit dein Wandler verbunden ist und daß die Fühlereinrichtungen einen Mischer (62) enthalten, der über den genannten Ilybridüberfcrager oder Brückenübertrager mit dem Wandler und außerdem mit dem Oszillatorausgang verbunden ist, derart, daß vom Ausgang dieses Mischers ein dem Schallschwirtgungsverteilungsmuster entsprechendes Signal abnehmbar ist.

   10. Alarmsystem nach Anspruch 1 zur Überwachung des Zustandes einer Anzahl von zur Fortleitung von Schallwellen geeigneten Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Oberfläche je eines Körpers jeweils einer von mehreren Wandlern (12a, 12b, 12c bzw. 5^a, 5^b, 5^c) befestigt ist, daß ein einziger Oszillator (64, bzw. 76) zur Anregung der Wandler dient, derart, daß diese in den ihnen zugeordneten Körpern jeweils bestimmte Schallschwingungsverteilungsmuster anregen, daß weiter Fühlereinrichtungen (l6a, l6b, l6c bzw. 5'ia, 5^zib, 5^c, 70) vorgesehen sind, welche auf die Eigenschaften der Schai1schwingungsverteilungsmuster innerhalb der Körper hinsichtlich Amplitude und/oder Phase ansprechen, daß weiter die Signalerzeugungseinrichtungen ein sämtlichen Schallschwingungsverteilungsmustern entsprechendes Überwachungssignal abgeben und daß schließlich die Auswerteinrichtung ein Ausgangssignal abgibt, das einer Alarmbedingung entspricht, wenn das Überwachungssignal einen bestimmten Bezugsschwellenwert übersteigt.

   11. Alarmsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtungen eine Sumationsschaltung (72) enthält,

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   "welche eingangsseitig die Ausgangssignale von den verschiede- J nen Körpern jeweils zugeordneten Empfangswandlern (l6a, l6b, : l6c) aufnimmt und ausgangsseitig mit einem Mischer (74) ver- ^:

   bunden ist, der außerdem von einem Signal des Oszillators (64)

   beaufschlagt ist und welcher ein den Schallschwingungsver- ^;

   teilungsmuster" .'^innerhalb der Körper entsprechendes Signal ab- ;

   gibt. j

   12. Alarmsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ! die Fühl er einrichtung en einen liydridübertrager oder Brückenübertrager (70) enthalten, welcher sowohl mit dem Oszillator

   (76) als auch mit den den Körpern (6Oa, 60b, 60c) zugeordne- j

   ten Wandlern (54a, 5^h, 54c) verbunden ist und daß ein Mischer ^;

   (80) vorgesehen ist, welcher an den Oszillator und an den ,

   Hydridübertrager oder Brückenübertrager angeschlossen ist χζ\ά ein ^;

   den Schallschwingungsverteilungsmustern entsprechendes Signal ! abgibt.

   13· Alarmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtungen einen Bandpaßfilter (l8), welcher im wesentlichen ein der Bandbreite des ι Oszillators (10) entsprechendes Durchlaßband aufweist, ferner ' einen Amplitudenmodulationsdetektor (22) zur Bestimmung von . Amplitudenänderungen des Ausgangssignales des Bandpaßfilters ; sowie einen Tiefpaßfilter (24) enthalten, welcher Amplituden- ;

   änderungen kurzer Dauer im Ausgangssignal des Detektors aus- ί mittelt und das dem Schallschwingungsverteilungsmust'er entspre- ! chende Überwachungssignal abgibt. !

   14. Alarmsystem nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß
   zwei Mischer (44, 46) vorgesehen sind, die jeweils ein Aus- j gangssignal des Empfangswandlers (l6) bzw, über einen Hybrid- j

   übertrager, eines Sende-Empfangs-Wandlers aufnehmen, daß ferner j ein Phasenschieber (48) zur" Erzeugung einer Phasenvoreilung '■ vorgesehen ist, welcher von dem Oszillator (10) ein an den :

   ersten Mischer angekoppeltes Lokaloszxllatorsignal ableitet und

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   daß welter ein weiterer Phasenschieber (50) zur Erzeugung einer Phasennacheilung vorgesehen ist, welcher von dem Oszillator (1O) ein an den zweiten Mischer angekoppeltes Lokaloszillatorsignal ableitet, derart, daß die beiden Mischer zwei eine gegenseitige 90°—Phasenverschiebung aufweisende Formen eines dem Schallschwingungsverteilungsrauster entsprechenden Signales darbieten.

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