DE2713127B2 - Vorrichtung zum Erfassen des Bruches einer Glasscheibe - Google Patents
Vorrichtung zum Erfassen des Bruches einer GlasscheibeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen des Bruchs einer Glasscheibe mit einem piezoelektrischen
Element, das die beim Brechen der Glasscheibe auftretenden Schallschwingungen in elektrische Signale
umwandelt, und mit einer Fühlereinrichtung, die die niederfrequenten mechanischen Schwingungen der
Glasscheibe in elektrische Signale umwandelt, wobei ein Alarmsignal nur dann abgegeben wird, wenn beide
Fühlereinrichtungen ein Signal liefern.
Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung (GB-PS 14 15 498) wird eine Einrichtung zum Erfassen von
ίο Signalkomponenten niedriger Frequenzen, die durch mechanische Schwingungen verursacht werden, verwendet,
die einen härtemäßig angelassenen Kontakt und einen Schalter aufweist, der auf eine Schwingung
niedriger Frequenz anspricht und nur mechanisch arbeitet, wobei der gewöhnliche Frequenzbereich des
Betriebs des mechanischen Kontakts zwischen einigen Hz und einigen hundert Hz liegt. Weitet hin ist als
Meßfühler für Signalkomponenten hoher Frequenz ein piezoelektrischer Detektor oder ein Mikrophon derart
angeordnet vorgesehen, daß er mehrere Fenster überwacht und auf den beim Brechen der Glasfenster
erzeugten Ton anspricht, dessen Frequenzbereich unterhalb von ungefähr 20 kHz liegt. Bei dieser
bekannten Vorrichtung besteht die verhältnismäßig große Gefahr, daß häufig falscher Al?rm gegeben wird,
wenn z. B. auf die Glasscheibe Erschütterungen durch
einen Metallgegenstand ausgeübt werden, ohne daß die Glasscheibe bricht.
Bei einer ähnlichen bekannten Vorrichtung zum Erfassen des Bruches einer Glasplatte (GB-PS
14 02 530) erscheinen am Ausgang des piezoelektrischen Elements nicht nur dann Signalkomponenten von
mehr als 100 kHz, wenn die Glasscheibe bricht, sondern auch dann, wenn Sand, kleine Steine, kleine Metallkörper
od. dgl. auf die Glasscheibe aufprallen, ohne daß letztere bricht. Hierbei erfolgt eine Fehlmeldung eines
vermeintlichen Glasbruches.
Der Erfindung liegt die Au/jabc zugrunde, eine
Vorrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die nur beim Brechen der Glasscheibe ein
Alarmsignal abgibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Signaltrennschaltung, die an das piezoelektrische
Element angeschlossen ist und die von letzterem kommenden elektrischen Signale in zwei unterschiedliche
Signale auftrennt, von denen das eine einem Frequenzband unterhalb der Frequenz von 50 kHz und
damit im wesentlichen den niederfrequenten mechanischen Schwingungen und das andere einem Frcqucnz-
V) band oberhalb der Frequenz von 100 kHz entspricht,
und durch eine Schaltstufe, die an zwei Eingiingcn jeweils die beiden von der Signaltrennschaltung
gelieferten, unterschiedlichen Signale aufnimmt, wobei das Alarmsignal nur dann erzeugt wird, wenn die
« Schaltstufe die beiden unterschiedlichen Signale gleichzeitig
empfängt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemaßcn
Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein M) fehlerfreies Erfassen des Brechens einer Glasscheibe
möglich, da die gleichzeitige Erfassung von Signalkomponenten einer Frequenz über 100 kHz sowie von
Signalkomponenten unter 50 kHz gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Einzelncn nunmehr an Hand der Zeichnungen beschrieben.
Fig. I ist ein Diagramm, das den Zusammenhang
zwischen den relativen Amplituden des elektrischen Ausgangssignals eines piezoelektrischen Elements auf
einer Glasplatte bei mechanischen Schwingungen derselben und der Frequenz der elektrischen Ausgangssignale
zeigt;
Fig.2 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels für die
Anordnung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig.3 ist ein Schaltbild eines Beispiels für die
Anordnung nach der vorliegenden Erfindung;
F i g. 4 ist ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für
die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung.
Was F i g. 1 anbetrifft, handelt es sich bei der Kurve A
um ein Ausgangsspektrum eines auf einer Glasplatte befestigten piezoelektrischen Elements, das beim
Brechen der Glasplatte auftritt. Die Kurve B ist das Ausgangsspektrum des piezoelektrischen Elements,
wenn die Glasplatte mit einer Kraft angeschlagen wird, die geringer ist als zum Zerbrechen der Glasplatte
erforderlich. Die Kurve C zeigt das Ausgangsspektrum des piezoelektrischen Elements, wenn ein Sandkorn
oder ein kleiner Metallkörper (beispielsweise ein Stück Drahi) auf die Glasplatte prallt, ohne sie zu zerbrechen.
Wie aus der F i g. 1 ersichtlich, entspricht j\e Kurve A
hinsichtlich des Signalpegels im unteren Frequenzbereich der Kurve Sund im höherfrequenten Bereich der
Kurve C. Es ist also ziemlich schwierig, das Brechen einer Glasplatte zu erfassen, wenn man nur die
höherfrequenten oder nur die niederfrequenten Frequenzanteile berücksichtigt. Nach der herkömmlichen
Technik, bei der nur hochfrequente Anteile über 100 kHz erfaßt werden bzw. erfaßt wird, ob der Pegel der
höherfrequenten Anteile über einem vorbestimmten Wert liegt, tritt sehr oft eine Fehlmeldung auf — dies
insbesondere, wenn man die Empfindlichkeit des piezoelektrischen Elements gegenüber mechanischen
Schwingungen erhöht.
Die Erfindung nutzt den kennzeichnenden Zusammenhang
zwischen den drei Kurven A. B und C der Fig. 1 aus. Das heißt, hinsichtlich des Signalpegels im
Bereich über 100 kHz bewirkt der Aufschlag eines Sandkorn:, oder eines kleinen Metallkörpers auf die
Glasplatte, ohne diese zu zerbrechen, Signaikomponenten, die denen ähnlich sind, die das piezoelektrische
Element beim Brechen der Glasplatte abgibt, während unter 50 kHz die Signalampliiudc. die ein Sandkorn oder
der kleine Metallkörper erzeugt, wesentlich geringer ist als beim Brechen der Platte. Weiterhin entspricht die
Signalamplitude unter 50 kll/ bei einem starken
Aufschlag auf die Glasplatte, ohne sie zu /erbrechen,
etwa der Signalamplitude, die beim Brechen der Glasplatte auftritt, isi aber über 100 kHz wesentlich
geringer als die Signalamplitude bei einem Brechen der Glaspla:<e. Die Erfindung erlaubt eine genaue Erfassung
des Brechens (bzw. Nichtbrtchens) der Glasplatte durch
Ausnutzung der beim Brechen der Glasplatte auftretenden Signalkurve, die sich aus den Kurven des Aufschlags
von Sand oder kleiner Metallkörper oder eines ,5 kräftigen Schlags auf die Glasplatte ergibt, wenn man
sowohl die Signalamplitude im unteren Frequenzbereich unter 50 kH/ sowie die Amplitude in höherem
Frequenzbereichen über 100 kll/. aus einer der drei
Kurven mit den jeweils anderen beiden Kurven eo vergleicht. Insbesondere trennt man zwei getrennte
Signalkomponenten aus dem Ausgangssignal des piezoelektrischen Element!) ab. Eine der beiden
Signalkomponerten ist die erste Signalkomponente, die dem Ausgangssignal des piezoelektrischen Elements im
Frequenzbereich unte, 50 kHz entspricht, während die andere Signalkomponente die zweite .Signalkomponente
ist, die dem Ausgangssignal des piezoelektrischen Elements im Bereich über 100 kHz entspricht. Indem
man ein Signal nur dann erzeugt, wenn die Amplituden sowohl der ersten als auch der zweiten Signalkomponente
höhere als vorbestimmte Werte annehmen, kann man einen Bruch der Glasplatte erfassen.
Der oben erwähnte vorbestimmte Amplitudenwert für die erste Signalkomponente fällt für den Frequenzbereich
unter 50 kHz in den Bereich zwischen den Kurven A und C der Fig. I. Entsprechend fällt der
vorbestimmte Amplitudenwert für die zweite Signalkomponente im Bereich über 100 kHz in den Bereich
zwischen den Kurven A und B der Fig. 1.
Ein Beispiel der Anordnung der Erfindung ist in der F i g. 2 gezeigt. In der F i g. 1 bezeichnet das Bezugszeichen
P ein piezoelektrisches Element auf einer (nicht gezeigten) Glasplatte. Der Auigangsanschluß des
piezoelektrischen Elements wird an die Eingangsanschlüsse eines Tiefpaßfilters I und eines hochfrequenten
Schwingkreises 2 gelegt. Die Gren frequenz des Filters t ist gleich 50 kHz oder niedriger, se daß es elektrische
Signale mit Frequenzen unter 50 kHz durchläßt. Die Resonanzfrequenz des hochfrequenten Schwingkreises
2 liegt über 100 kHz, so daß er elektrische Signaie einer Frequenz über 100 kHz durchläßt. Das Tiefpaßfilter I
und der hochfrequente Resonanzkreis 2 bilden also eine Signalabtreniischaltung, die das elektrische Ausg;>ngssignal
des piezoelektrischen Elements P in eine erste Signalkomponente unterhalb 50 kHz und eine zweite
Signalkomponente oberhalb 100 kHz aufteilt.
Falls erwünscht, kann man an Stelle des hochfrequenten
Schwingkreises 2 ein Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 100 kHz oder mehr einsetzen. Die
Kombination des Tiefpaßfilters 1 und eines solchen Hochpaßfilters bildet ebenfalls eine Signaltrennschaltung,
die das Arsgangssignal des piezoelektrischen Elements Pm eine erste Signalkomponente mit einem
Frequenzbereich unter 50 kHz und eine zweite Signalkomponente über 100 kHz aufteilt.
Die beiden Ausgangssignale der Signalabtrennschalt1
ng (d. h. das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 1 und das Ausgangssignal des hochfrequenten Schwingkreises
2 bzw. des Hochpaßfilters) gehen auf eine Schaltstufe 3. wobei eines der beiden Ausgangssignale das
Eingangssignal der Schaltstufe 3 ist uiid das andere als
Steuersignal für die Schaltstufe 3 dient.
Bequemerweise benutzt man das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters t als Eingangssignal für die Schaltstufe,
das Ausgangssignal des Schwingkreises als Steuersignal für die Schaltstu'e. Die Schaltstufe 3 ist so konstruiert,
daß sie ein Ausgangssignal nur liefert, wenn die Amplituden der beiden Ausgangssignale der Signaiabtrennschaltung
jeweils über vorbestimmten Werten liegen, so daß, wenn das Ausgangssignal des piezoelektrischen
Element' /^beispielsweise von der Kurve A der
Fig. 1 dargestellt werden kann, die Schaltstufe ein
Ausgangssignal abgibt, während, wenn das Ausgangssignal
des piezoelektrischen Elements beispielsweise von der Kurve ί oder Cder F i g. I dargestellt wird, die
Schaltstufe kein Ausgangssignal abgibt. Die oben erwähnten vorbestimmten Amplitudenwerte für die
erste und die zweite Signalkomponente liegen dabei im Bereich unter 50 kHz zwischen den Kurven A und Cder
Fig. 1 und im Bereich über 100 kHz zwischen den Kurven A und 6 der Fig. 1. Diese vorbestimmten
Amplitudenwerte, d. h. die Schwellwerte für die Funktion der Schaltstufe, die zwischen einem Brechen
und Nichtbrechen einer Glasplatte unterscheidet, lassen sich leicht durch entsprechende Wnhl der Schaltungs-
.bauteile in der Anordnung einstellen. Nach der Anordnung der vorliegenden Erfindung werden die
Eigenschaften des piezoelektrischen Elements wirkungsvoll ausgenutzt und die Erfassungsschaltung läßt
sich einfach aufbauen. Weiterhin wird in der Erfassungsschaltung keine Betriebsspannungsversorgung benötigt.
so daß Störspannungen, die beim Vorliegen einer elektrischen Betriebsspannungsquelle die Erfassungsschaltung leicht stören können, nicht auftreten und so
die Erfassungsschaltung eine hohe Leistungsfähigkeil
erhält.
Die F i g. 3 zeigt ein Beispiel für die Anordnung nach
der vorliegenden Erfindung an Hand eines Schaltbildes. In der F i g. 3 bezeichnet das Be-uigszeichen P ein
piezoelektrisches Element aus beispielsweise einem piezoelektrischen Keramikstoff, das auf einer Glasplatte
befestigt ist. Ein Kondensator Ci und ein HF-Transformator
T] bilden einen an das piezoelektrische Element P angekoppelten Reihenschwingkreis. Die
Kondensatoren Ci und C1 sowie die Dioden D, und D2.
die an die Sekundärwicklung des Transformators 7Ί angeschlossen sind, bilden eine Gleichrichterschaltung.
Das piezoelektrische Element P. die Primärwicklung des Transformators 7Ί. die Diode Di und der Kondensator
Ci sind jeweils einseitig an einen gemeinsamen Anschluß (Masse) gelegt. Ein Feldeffekttransistor Q1
(der im folgenden einfacher als FET bezeichnet werden soll) dient als Schaltstufe. Die Gattelektrode G1 des
FET Q] ist an die Gleichrichterschaltung angeschlossen,
wie gezeigt, und der Emitter .Si des FET Q] ist an Masse
gelegt, um einen negativen Vorspannungskreis zu bilden. Der Kollektor D1 des FET Q] ist über einen
Widerstand R1, wie gezeigt, an das piezoelektrische
Element und weiterhin über einen Kondensator G und eine Diode Ds. wie gezeigt, an die Steuerelektrode G2
eines Thyristors Qi gelegt. Der Kondensator G, die Diode D] und der Thyristor Q? liegen jeweils einseitig,
wie gezeigt, an Masse.
Die Form und das Material des piezoelektrischen Elements P sind vorzugsweise so gewählt, daß das
piezoelektrische Element Pbei hohen Frequenzen einen geringen Innenwiderstand hat. da es Teil des Schwingkreises
st und. wenn sein Innenwiderstand niedrig ist. der ζ)-Wert bei Resonanz höher gehalten werden kann,
so daß sich die hochfrequente Signalkomponente leichter von Störkomponenten unterscheiden läßt. Ein
Beispiel eines bevorzugten piezoelektrischen Elements P ist eine piezoelektrische Keramikscheibe
(20 mm 0, Dicke 1 mm) aus Pb (MgF3 Nb2ZrPbTiO3-PbZrO3.
Der hochfrequente Schwingkreis aus dem Kondensator C und dem Transformator Γι hat eine
Resonanzfrequenz von mehr als 100 kHz — beispielsweise 300 kHz. Für die folgende Beschreibung der
Funktion der Anordnung der F i g. 3 sei die Resonanzfrequenz zu 300 kHz angenommen; sie liegt also in
einem schmalen Frequenzband, dessen obere und untere Grenze sehr nahe an 300 kHz liegen.
Vorzugsweise liegt die Resonanzfrequenz jedoch in einem breiteren Frequenzband, dessen obere und untere
Grenzfrequenz der Mittenfrequenz von 300 kHz nicht zu nahe sind.
Nimmt das Ausgangssignal des piezoelektrischen Elements P im Bereich unter 50 kHz eine ausreichend
hohe Amplitude an, nicht jedoch auf oder bei 300 kHz (beispielsweise bei einem Ausgangssignal entsprechend
der Kurve C der F i g. 1), wird die niederfrequente
Signalkomponente unter 50 kHz vom Kondensator C\ gegenüber dem Transformator Ti gesperrt, gelangt aber
über den Widerstand Ri an den Emitter des FTiT Q\. Da
jedoch keine 300-kHz-Komponentc vorliegt, steht auch
keine Signalspannung am Gatt d des FET Qt, so daß
der FET Q\ durchgeschaltet ist. An der Steuerelektrode Gt des Thyristors Qi erscheint also im wesentlichen
keine Spannung.
Wenn andererseits das Ausgangssignal des piezoelektrischen Elements P sowohl unterhalb 5OkHz als auch
auf oder bei 300 kHz eine ausreichende Amplitude
i" besitzt (beispielsweise bei einem Ausgangssignal des
piezoelektrischen Elements entsprechend der Kurve A der Fig. 1). erregt das 300 kHz-Signal die Primärwicklung
des HF-Transformators T< in Resonanz und wird
das Resonanzsignal von der Sekundärwicklung des Transformators 7Ί auf die Gleichrichterschaltung gegeben,
so daß das Gau G] des FET Q] eine negative
Vorspannung erhält. Der FET Q] wird dann gesperrt. In
diesem Zustand durchläuft die niederfrequente Komponente unter 50 kHz das Tiefpaßfilter mit der
Grenzfrequen/ von 5OkH/ (oder weniger) aus dem
Widerstand R] und dem Kondensator G und triggert die Steuerelektrode G; des Thyristors Qi. so daß der
Thyristor Qi durchschallet. Durch die Zustandsänderung des Thyristors Qi läßt das Ausgangssignal des
piezoelektrischen Elements P sich auflösen und damit ein Brechen der Glasplatte feststellen.
In du' bisherigen Beschreibung soll der Ausdruck
»Signalkomponente ausreichender Amplitude« besagen, daß die Amplitude der Signalkomponente über
einen vorbestimmten Wert lic^t. der im Fall des
Frequenzbereichs unter 50 kHz /wischen den Kurven A und C der F i g. 1 oder im Fall des Frequenzbereichs
über 100 kHz zwischen den Kurven A und ßder F i g. I
fällt. Diese Werte lassen sich leicht mit den Bauteilen einstellen, die in der Schaltung benutzt werden.
In dem oben beschriebenen Beispiel dient die
Schaltung aus der Diode Di und dem Thyristor Qi nur
als Beispiel, wie man das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß B der Erfassiingsschaltung behandeln kann.
Dieses Ausgangi-signal am Anschluß B kann auf
irgendeine geeignete und herkömmliche Weise behandelt werden. In dem obigen Beispiel speichert der
Kondensator Cj die hochfrequent Signalkomponente,
die der hochfrequente Resonanzkreis erzeugt, so daß die Erfassungsschaltung auch dann einwandfrei arbeitet,
wenn die niederfrequente Signalkomponente am Kollektor D1 des FET Q, gegenüber der hochfrequenten
Komponente am Gatt G, des FET Q] verzögert ankommt.
In dem obigen Beispiel beschleunigt die Diode Dj die Zustandsänderung des Thyristors (,2 aus
dem Sperr- in den Leitzustand. Das heißt, daß bis der Thyristor Qi in den Leitzustand gebracht ist, ohne diese
Diode D3, das piezoelektrische Element von den
positiven Teilen des Steuerstroms negativ vorgespannt werden würde. Diese negative Vorspannung drückt die
Amplitude des Ausgangssignals des piezoelektrischen Elements, so daß die Übergangszeit, die das Ausgangssigna! des piezoelektrischen Elements braucht, um einen
für die Ansteuerung der Erfassungsschaltung ausreichende Amplitude anzunehmen, sich verlängert.
In dem obigen Beispiel ist die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters, das die niederfrequente Signalkomponente,
die erste Signalkomponente, ausfiltert, auf 50 kHz (oder weniger) eingestellt Diese Frequenz von
50 kHz ist eine experimenteii festgestellte obere Grenze. Das heißt, daß die Grenzfrequenz des
Tiefpaßfilters auf 5OkHz oder weniger eingestellt werden sollte, um Fehlmeldungen eines Glasbruchs
nach Maßgabe der Kurven A. B und C der F i g. 1 zu verhindern. Man kann also ein Tiefpaßfilter mit einer
Grenzfrequenz von 50 kHz verwenden. Aus der F i g. 1 ergibt sich jedoch, daß der Unterschied zwischen den
Amplituden der Kurven A und Cbei 5OkHz nicht sehr
groß ist, so daß die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters vorzugsweise nicht zu nahe an 50 kHz liegt.
Entsprechend hat sich experimentell herausgestellt, daß die untere Grenze für die Grenzfrequenz des Hochpaßfilters
oder für den Schwingkreis, das bzw. der die höherfrequente Komponente ausfiltern soll (zweite
Signalkomponente), 100 kHz betragen sollte, um wieder nach Maßgabe der Kurven A. flund Cder F i g. I
- eine Fehlmeldung eines Glasbruchs zu verhindern. Fin Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 100
kHz oder ein Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz von 100 kHz läßt sich also verwenden. Es ergibt sich
jeuocM aus uci r ι g. A, u<iu uci l'-iietsciiieu iici
Amplituden zwischen der Kurve B und der Kurve A (oder B) bei 100 kHz nicht so groß ist wie bei höheren
Frequenzen als 100 kHz, so daß man die Grenzfrequenz des Hochpaöfilters bzw. die Resonanzfrequenz des
Schwingkreises vorzugsweise nicht zu nahe bei 100 kHz wählt.
Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel einer Anordnung
nach der vorliegenden Erfindung an Hand eines Schaltbildes. Die Vorrichtung der Fig.4 entspricht im
Prinzip der der Fig. 3; es bezeichnen daher gleiche Bezugszeichen in den F i g. 3 und 4 gleiche Teile. In der
Fig. 4 hat das piezoelektrische Element P zwei Elektroden, die eine für das Abnehmen der niederfrequenten
Komponente, die andere für das Abnehmen der höherfrequenten Komponente. Die Elektrode für die
niederfrequente Komponente ist an den Kollektor D\ des FET Q\ und die Steuerelektrode Gi des Thyristors
Q2 über den Widerstand R\ angeschlossen. Die
Elektrode für die hochfrequente Komponente ist an die Primärwicklung des Transformators 7Ί angeschlossen.
In diesem Fall ergibt sich der hochfrequente Schwingkreis aus der Kapazität des piezoelektrischen Elements
Pund der Induktivität des Transformators Ti.Die
Anordnung der Fig. 4 arbeitet ähnlich der der Fig. 3.
An Stelle von zwei Elektroden auf einer Fläche des piezoelektrischen Elements P kann man auch zwei
piezoelektrische Elemente mit jeweils nur einer Elektrode auf einer Oberfläche verwenden.
Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich, weist die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung
in ein piezoelektrisches Element zur Erfassung der
mechanischen Schwingungen einer Glasplatte und zur Erzeugung eines elektrischen Signals, eine Signaltrennschaltung.
die das so erzeugte elektrische Signal in eine erste Signalkomponente im Frequenzbereich unter
5OkHz und eine zweite Signalkomponente im Bereich über 100 kHz trennt, und eine Signalverarbeitungs-(Schalt-)Stufe
auf, die an den Ausgang der Signallrennsciicittuiig ängcSCnloSScn ist, üiTi ΓιϋΓ νι5ΠΠ CiH ^ignSi
durchzuschallen und abzugeben, wenn beide Ausgangssignale, die der ersten und der zweiten Signalkomponente
entsprechen, am Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung (Schaltstufe) erscheinen (insbesondere
nur dann, wenn beide Ausgangssignale an den Ausgangsanschlüssen der Schaltstufe mit Amplituden
2-> anstehen, die jeweils höher sind als vorbestimmte
Werte). Die Anordnung erzeugt ein Ausgangs- bzw. Erfassungssignal (bzw. ein Glasbruch-Meldesignal),
wenn die Glasplatte, auf der das piezoelektrische Element sitzt, bricht, gibt aber kein solches Signal, wenn
nur Sand oder ein kleiner Metallkörper auf die Glasplatte aufschlägt oder auf die Platte geschlagen
wird, ohne sie zu zerbrechen.
Die Anordnung läßt sich also sehr wirkungsvoll als Alarmvorrichtung einsetzen, die ein Alarmsignal abgibt,
wenn eine Glasplatte bricht, um beispielsweise Waren in einer Glasvitrine in einem Ladengeschäft gegen
Diebstahl durch Einbrechen zu schützen. Die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung läßt sich mit
guter Wirkung auch für andere Zwecke einsetzen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Erfassen des Bruches einer Glasscheibe mit einem piezoelektrischen Element,
das die beim Brechen der Glasscheibe auftretenden Schallschwingungen in elektrische Signale umwandelt,
und mit einer Fühlereinrichtung, die die niederfrequenten mechanischen Schwingungen der
Glasscheibe in elektrische Signale umwandelt, wobei ein Alarmsignal nur dann abgegeben wird, wenn
beide Fühlereinrichtungen ein Signal liefern, gekennzeichnet durch eine Signaltrennschaltung
(1, 2), die an das piezoelektrische Element (P) angeschlossen ist und die von letzterem kommenden
elektrischen Signale in zwei unterschiedliche Signale auftrennt, von denen das eine einem Frequenzband
unterhalb der Frequenz von 50 kHz und damit im wesentlichen den niederfrequenten mechanischen
Schwingungen und das andere einem Frequenzband oberhalb der Frequenz von 100 kHz entspricht, und
durch eine Schaltstufe (3), die an zwei Eingängen jeweils die beiden von der Signaltrennschaltung (1,
2) gelieferten, unterschiedlichen Signale aufnimmt, wobei das Alarmsignal nur dann erzeugt wird, wenn
die Schaltstufe (3) die beiden unterschiedlichen Signale gleichzeitig empfängt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaltrennschaltung (I, 2) ein
Tiefpaßfilter (1) mit einer Grenzfrequenz von nicht mehr als 50 kHz und einen Schwingkreis (2) aufweist,
dessen Resonanzfrequenz iiicht unter 100 kHz liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite L.gnalkomponcnte als
Steuersignal an die Schaltstufe (3) gelegt ist und die Sv-haltstufe (3) verhindert, daß die erste Signalkomponente
an den Ausgang des Tiefpaßfilters (1) gelangt, wenn die zweite Signaikomponcnte eine
höhere als die vorbestimmte Amplitude hat.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß das Tiefpaßfilter (I) die Reihenschaltung eines Widerstands (R\), der an einen Anschluß
des piezoelektrischen Elements (P) angeschlossen ist. und eines Kondensators (G) aufweist, der an den
anderen Anschluß des piezoelektrischen Elements angeschlossen ist. daß der .Schwingungskreis (2) mit
einem Ausgangsanschluß an den Eingangsanschluß einer Gleichrichterschaltung gelegt ist und die
Schaltstufc (3) einen Feldeffekttransistor (Q1) aufweist,
dessen Gattelektrode (G\) an einen Ausgangsanschluß der Glcichrichterschaltung und dessen
Kollektor (Di) an den gemeinsamen Anschluß des
Widerstands (R\) und des Kondensators (Ca) des Tiefpaßfilters (1) gelegt sind, wobei sein (imitier am
anderen Anschluß des piezoelektrischen Elements (P) liegt, und daß die Glcichrichterschaltung so an
das Gatt (G\) des Feldeffekttransistors (Q1) gelegt
ist. daß. wenn die zweite Signalkomponentc eine höhere als die vorbestimmte Amplitude aufweist, die
Gleichrichterschaltung eine negative Vorspannung an das Gatt (Gs) des Feldeffekttransistors (Qs) legt,
um diesen gesperrt zu halten.
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