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Alarmmelder zur Sicherung eines Durchgangs
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(Zusatz zu Patentanmeldung P 27 37 324.6) (Hauptpatent Die Erfindung
betrifft einen Alarmmelder zur Sicherung eines Durchgangs mit wenigstens einer quer
zum Durchgang sichernden Lichtschranke und einer an die Lichtschranke angeschlossenen,
den Alarm auslösenden Auswerteschaltung, insbesondere für eine Alarmanlage nach
Hauptpatentanmeldung P 27 37 324.6 (Hauptpatent Derartige Alarmmelder sind bekannt.
Die Auswerteschaltung löst den Alarm aus, wenn der Lichtstrahl der Lichtschranke
unterbrochen wird. Bei derartigen Alarmmeldern kommt es
allerdings
häufig zu Fehlalarmen. Ist der Alarmmelder beispielsweise zur Sicherung eines Fensters
eingesetzt, können, je nach dem ob die Lichtschranke innerhalb oder außerhalb des
Fensters angeordnet ist, wehende Gardinen oder Blätter und dergleichen den Lichtstrahl
unterbrechen und Alarm auslösen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Alarmmelder zur Sicherung eines
Durchgangs anzugeben, bei welchem die Gefahr eines Fehlalarms weitgehend ausgeschaltet
ist.
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Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Alarmmelder wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens zwei der quer zum Durchgang
sichernden Lichtschranken in Durchgangsrichtung hintereinander angeordnet sind und
daß die Auswerteschaltung den Alarm auslöst, wenn die hintereinander angeordneten
Lichtschranken in einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge unterbrochen werden.
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Die beiden hintereinander angeordneten Lichtschranken können quer
zum Durchgang gegeneinander versetzt und beispielsweise vor und hinter dem Durchgang
angeordnet sein.
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Der Alarm wird ausgelöst, wenn die beiden Lichtschranken nacheinander
in Sicherungsrichtung, d. h. beim Eindringen in den zu sichernden Raum unterbrochen
werden. Fehlalarm durch zufälliges Unterbrechen des Lichtstrahls einer der beiden
Lichtschranken wird also vermieden.
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Ein derartiger Alarmmelder läßt sich vorteilhaft in einer Alarmanlage
gemäß der Hauptpatentanmeldung (Hauptpatent) einsetzen. Diese Alarmanlage unterscheidet
zwischen einer bloßen Annäherung an das zu sichernde Objekt und dem tatsächlichen
Eindringen in ein zu sicherndes Gebäude. Bei bloßer Annäherung wird ein Alarmgerät
ausgelöst, das lediglich innerhalb des Gebäudes wahrgenommen wird, während beim
Eindringen in das Gebäude 'der auch außerhalb des Gebäudes wahrnehmbare Hauptalarm
ausgelöst wird. Die zeitlich zuerst
zu unterbrechende Lichtschranke
des erfindungsgemäßen Alarmmelders kann hierbei zum Auslösen des Voralarms durch
das lediglich innerhalb des Gebäudes wahrnehmbare Alarmgerät herangezogen werden.
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Der Alarmmelder kann vorzugsweise zur Sicherung von Fenstern oder
Türen eingesetzt werden, wobei auf der Innenseite und der Außenseite des Fensters
bzw. der Tür wenigstens je eine Lichtschranke angeordnet ist. Bevorzugt werden hierbei
jeweils mehrere Lichtschranken zu beiden Seiten des Fensters bzw. der Türe, die
in einer Ebene parallel zur Fläche des Fensters oder der Türe angeordnet sein können,
da derartige Anordnungen schwerer zu umgehen sind. Zur Sicherung von Fenstern oder
verglasten Türen wurden bisher üblicherweise Glasbruchmelder eingesetzt, die im
Abstand vom Rahmen auf die Glasscheibe geklebt oder gekittet waren und die Schwingungsenergie
beim Bruch der Glasscheibe in ein Alarmauslösesignal umsetzten. Derartige Glasbruchmelder
haben eine Reihe von Nachteilen. Ihre Funktionstüchtigkeit hängt von der Befestigung
an der Glasscheibe ab und ist nicht zuverlässig überprüfbar. Sie erfordern freihängende
Zuleitungen zum beweglichen Fenster- oder Türflügel und stören optisch. Beim Putzen
der Glasscheibe behindern sie. Darüberhinaus kann mit Glasbruchmeldern lediglich
ein einziges Mal, nämlich beim Bruch der Glasscheibe, Alarm ausgelöst werden. Alarmmelder
gemäß der Erfindung vermeiden diese Nachteile. Die Lichtsender und Lichtempfänger
der Lichtschranken können beispielsweise in formschlüssigen Hohlprofilen beiderseits
des Rahmens oder am Mauerwerk angebracht werden. Weiterhin kann der Alarmmelder
auch mehrmals hintereinander ausgelöst werden.
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Als günstig hat es sich erwiesen, wenn das Signal der auf der Innenseite
des Fensters oder der Türe angeordneten
Lichtschranke mit dem Signal
eines auf das Öffnen eines Flügels des Fensters bzw. der Türe ansprchenden Schaltkontaktmelders
ODER-verknüpft ist. Auf diese Weise kann die Auslösesicherheit des Alarmmelders
beim Öffnen des Fensters bzw. der Türe von außen wesentlich erhöht werden. Wird
der Alarmmelder in Verbindung mit einer Alarmanlage gemäß der Hauptpatentanmeldung
(Hauptpatent) verwendet, so kann nach wie vor das Fenster bzw. die Türe von innen
geöffnet werden, ohne daß der Hauptalarm ausgelöst wird.
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Zweckmäßigerweise ist der Lichtstrahl der Lichtschranke, insbesondere
der auf der Innenseite angeordneten Lichtschranke mit geringem Abstand am Schließgriff
des Fensters bzw. der Türe vorbeigeführt. Hausbewohner können das Fenster bzw. die
Türe von innen öffnen, ohne daß Alarm ausgelöst wird, da die äußere Lichtschranke
hierbei nicht zuvor betätigt wird.
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Die Auswerteschaltung weist im einfachsten Fall ein Flipflop mit einem
Vorbereitungseingang auf, an dem die zum Auslösen des Alarms zuerst zu unterbrechende
Lichtschranke angekoppelt ist. Die zeitlich danach zu unterbrechende Lichtschranke
ist hierbei an den Takteingang des Flipflops angekoppelt. Hierbei wird ausgenutzt,
daß ein derartiges Flipflop nur dann gesetzt wird, wenn das dem Vorbereitungseingang
zugeführte Signal früher als das Signal des Takteingangs, spätestens jedoch mit
diesem Signal, auftritt. Die zeitlich zuerst zu unterbrechende Lichtschranke ist
zweckmäßigerweise über ein Monoflop an den Vorbereitungseingang angekoppelt. Das
Flipflop kann auf diese Weise auch dann gesetzt werden, wenn das Signal der an den
Vorbereitungseingang angekoppelten Lichtschranke bereits aufgehört hat. Bei dem
Monoflop handelt es sich bevorzugt um ein nachtriggerbares Monoflop, welches auch
vor Ablauf seiner Zeitkonstante erneut gesetzt werden kann.
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Die Lichtschranken können beliebiger Art sein. Aus Gründen
der
Störsicherheit werden jedoch Lichtschranken mit moduliertem Lichtstrahl bevorzugt.
Eine derartige Lichtschranke kann einen mit wenigstens einem Lichtsender verbundenen
Oszillator sowie einen mit wenigstens einem Lichtempfänger verbundenen Komparator
zur Steuerung eines Alarmgeräts aufweisen, wobei der erste Eingang des Komparators
mit dem Lichtempfänger und der zweite Eingang mit dem Oszillator verbunden ist.
Der im erntacheter r1 als freilaufender Multivibrator ausgebildete Oszillator moduliert
bzw. steuert die Lichtsender. Der Komparator vergleicht das Signal des Oszillators
mit dem von dem Lichtempfänger empfangenen Signal. Der Alarm wird ausgelöst, wenn
die gesendete und die empfangene Information nicht übereinstimmt.
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Zum Ausgleich von Laufzeitunterschieden kann zwischen den Oszillator
und den zweiten Eingang des Komparators eine Verzögerungsstufe geschaltet sein.
Der Ausgleich von danach noch verbleibenden Laufzeitunterschieden kann durch einen
Integrator, beispielsweise durch ein Tiefpaßfilter erfolgen. Beiden Eingängen des
Komparators sind bevorzugt Impulsformerstufen vorgeschaltet. Zur weiteren Erhöhung
der Sicherung gegen Fehlalarm und Fremdlichtbeeinflussung kann der Oszillator frequenz-
oder pulsmoduliert sein. Durch geeignete Wahl des Tastverhältn4sses bei Pulsmodulation
kann der Strombedarf des Alarmmelders verringert werden. Beispielsweise verringert
sich der mittlere Strombedarf bei einer Pulsmodulation von 1 : lo um etwa 80 %.
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Zur weiteren Energiebedarfssenkung kann ein Multiplexer vorgesehen
sein, der die Lichtsender in kontinuierlicher Reihenfolge zeitlich nacheinander
mit dem Oszillator verbindet. Zur Steuerung der Lichtempfänger muß hierbei ein mit
dem Multiplexer synchronisierter Demultiplexer vorhanden sein, der die Lichtempfänger
stets dann mit dem Komparator verbindet, wenn der zugeordnete Lichtsender mit dem
Oszillator verbunden ist.
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Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert
werden, und zwar zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Fenster,
welches durch Lichtschranken eines erfindungsgemäßen Alarmmelders gesichert ist;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Innenseite des Fensters nach Fig. 1; Fig. 3 ein schematisches
Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Alarmmelders; Fig. 4 ein schematisches
Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer bei dem Alarmmelder verwendbaren
Mehrfach-Lichtschranke und Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten
Ausführungsbeispiels einer bei dem Alarmmelder verwendbaren Mehrfach-Lichtschranke.
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In den Fig. 1 und 2 ist schematisch ein Fenster mit einem im Mauerwerk
1 verankerten Rahmen 3 dargestellt, dessen eine Glasscheibe 5 fassender Flügel 7
am Rahmen 3 angelenkt und mittels einer Griffolive bzw. eines Schließgriffs 9 geöffnet
oder geschlossen werden kann. Beiderseits des Rahmens 3 sind sowohl auf der in Fig.
1 rechts gelegenen Innenseite des Fensters als auch auf der Außenseite des Fensters
Hohlprofile 11 formschlüssig mit dem Rahmen 3 bzw. dem Mauerwerk 1 verbunden. Die
Hohlprofile 11 enthalten Lichtsender 13 bzw.
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Lichtempfänger 15 von Lichtschranken 17, 19, 21, deren Lichtstrahlen
in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet sind. Die Lichtschranke 17 ist auf der Innenseite
des Fensters angeordnet, wobei ihr Lichtstrahl dicht am Schließgriff 9 vorbeigeführt
ist und bei Betätigung des Schließgriffs 9 unterbrochen wird.
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Die Lichtstrahlen der Lichtschrank 19, 21 sind auf der Außenseite
des Fensters im Abstand voneinander angeordnet und schirmen die Außenseite gitterförmig
ab. Zwischen Rahmen 3
und Flügel 7 ist ein Falzkontakt 23, beispielsweise
ein Magnetkontakt angebracht, der auf das Öffnen des Flügels 7 anspricht.
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Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer den Alarm auslösenden Auswerteschaltung.
Die Lichtschranken 17, 19 und 21 sowie der Falzkontakt 23 sind der Einfachheit halber
als Ruhekontakte dargestellt. Bei diesen Ruhekontakten kann es sich um Relaiskontakte
von Schaltstufen der Lichtschranken handeln. Die Kontakte sind geöffnet, wenn der
Lichtstrahl der Lichtschranke unterbrochen ist bzw. der Fensterflügel offensteht.
Die Kontakte sind jeweils in Serie zu Arbeitswiderständen 25, 27, 29, 31 zwischen
den Pluspol 33 einer Spannungsquelle und der mit dem Minuspol verbundenen Masse
geschaltet. Auf Ausgangsleitungen 35, 37, 39 und 41 liegt deshalb bei geschlossenem
Kontakt Nullpotential und bei geöffnetem Kontakt ein dem Logikpegel 1 entsprechendes
Signal an. Die Ausgangsleitungen 35, 37 der beiden außerhalb des Fensters gelegenen
Lichtschranken 19, 21, sind mit einem ODER-Gatter 43 bzw. einem funktionsgleichen
Element verbunden, welches über einen Verstärker 45 ein Relais 47 steuert. An den
Kontakt 49 ist ein lediglich innerhalb des Hauses wahrnehmbares Alarmgerät (nicht
dargestellt) angeschlossen. Werden lediglich die Lichtstrahlen der Lichtschranken
19, 21 unterbrochen, so ist der hierdurch ausgelöste Alarm lediglich innerhalb des
Hauses wahrnehmbar.
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Der Hauptalarm wird erst ausgelöst, wenn zeitlich nach dem Auslösen
des Voralarms durch die Lichtschranke 19, 21 der Lichtstrahl der Lichtschranke 17
unterbrochen oder der Falzkontakt 23 durch Öffnen des Fensters geöffnet wird. Das
am Ausgang des ODER-Gatters 43 verfügbare Voralarm-Auslösesignal setzt einen Zwischenspeicher,
beispielsweise ein Monoflop 51, dessen Ausgang mit dem Vorbereitungseingang D eines
Flipflops 53 verbunden ist. Das Flipflop 53 wird aber erst dann gesetzt, wenn seinem
Takteingang T zusätzlich auch ein Auslösesignal der innengelegenen Lichtschranke
17 oder des Falzkontakts 23
zugeführt wird. Die Ausgangsleitungen
39 und 41 der Lichtschranke bzw. des Falzkontakts 41 sind über ein ODER-Gatter 55
bzw. ein gleichwirkendes Elements mit dem Takteingang T verbunden. Der Ausgang Q
des Flipflops 53 ist über einen Verstärker 57 mit einem Relais 59 verbunden, dessen
Kontakt 61 bei gesetztem Flipflop 53 den Hauptalarm der Alarmanlage auslöst. Zum
Rücksetzen des Flipflops 53 ist dessen Rücksetzeingang R mit dem Ausgang eines NOR-Gatters
53 verbunden, dessen Eingänge mit dem Ausgang des Monoflops 51 bzw. des ODER-Gatters
55 verbunden sind und das auf diese Weise erfaßt, ob sämtliche Ruhekontakte der
Lichtschranken 17 bis 21 bzw. des Falzkontakts 23 wieder geschlossen sind.
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Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Lichtschrankengitters
mit mehreren Lichtschranken 63, 65, 67, die, ähnlich den Lichtschranken 19, 21 der
Fig. 1 zur Sicherung der Fläche eines Durchgangs benutzt werden können. Die Anordnung
nach Fig. 4 erzeugt ein Alarmauslösesignal, wenn der Lichtstrahl einer der Lichtschranken
63, 65, 67 unterbrochen wird. Jede der Lichtschranken 63, 65, 67 weist einen Lichtsender
69 auf, der über einen Verstärker 71 mit einem Oszillator 73, beispielsweise einem
freilaufenden Multivibrator mit Rechteckimpulsen gespeist wird. Jedem Lichtsender
69 ist ein Lichtempfänger 75 zugeordnet, dessen Ausgangssignal über je einen Verstärker
77 einem UND-Gatter 79 zugeführt wird.
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Das UND-Gatter 79 ist über eine Impulsformerstufe 81 mit dem einen
Eingang eines Komparators 83 verbunden, dessen anderem Eingang das Ausgangs signal
des Verstärkers 71 über eine die Laufzeitunterschiede ausgleichende Verzögerungsstufe
85 und eine der Verzögerungsstufe 85 nachgeschaltete weitere Impulsformerstufe 87
zugeführt wird. Der Komparator 83 stellt fest, ob aus den Impulsformerstufen 81,
87 gleichzeitig Impulse zugeführt werden. Sofern der Lichtstrahl mindestens einer
der Lichtschranken unterbrochen ist, sperrt das UND-
Gatter 79
und der Komparator 83 gibt ein Alarmauslösesignal ab. An den Ausgang des Komparators
83 ist zum Ausgleich restlicher Laufzeitunterschiede ein Integrator 89, beispielsweise
ein Tiefpaßfilter angeschlossen, welches über einen Schwellwertverstärker 91 ein,
beispielsweise das Alarmgerät steuerndes Relais 92 erregt. Als Lichtquellen der
Lichtsender 69 eignen sich Glühlampen, lichtemittierende Dioden usw. Als Lichtempfänger
75 können Fotodioden oder Fototransistoren und dergleichen benutzt werden. Die Lichtsender
69 und Lichtempfänger 75 können im Bereich des nicht sichtbaren Lichts arbeiten
und geeignete Vorschaltfilter 95 aufweisen.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Lichtschrankengitters mit
verringertem Energiebedarf. Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung
zu Fig. 4 Bezug genommen, wobei die Bezugszahlen gleichwirkender Elemente um die
Zahl loo erhöht sind. Wesentlicher Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach
Fig. 4 ist, daß der Oszillator 173 die Lichtsender 169 der Lichtschranken 163, 165,
167 über einen Multiplexer 195 in gleichbleibender Reihenfolge zeitlich nacheinander
speist.
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Die Lichtsender 169 sind über Verstärker 171 an den Multiplexer 195
angeschlossen. Die Lichtempfänger 175 der Lichtschranken 163, 165, 167 sind über
Verstärker 177 an einen Demultiplexer 197 angeschlossen, welcher gemeinsam mit dem
Multiplexer 195 z B, und synchron zu diesem übereinen1 : lo Teiler 199 vom Oszillator
173 aus gesteuert wird. Der Multiplexer 195 und der Demultiplexer 197 schalten der
Reihe nach die Lichtsender 169 bzw. die Lichtempfänger 175 der einzelnen Lichtschranken
163, 165, 167 wirksam. Das Ausgangssignal des Demultiplexers 197 wird über die Impulsformerstufe
181 dem einen Eingang des Komparators 183 zugeführt. Der andere Eingang des Komparators
183 ist wiederum über die Verzögerungsstufe 185 und die Impulsformerstufe 187 mit
dem Oszillator 173 verbunden. Entsprechend Fig. 4 steuert der an den Komparator
183 angeschlossene Integrator 189 wiederum über den Schwellwertverstärker 191 das
Relais 193.
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