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Gerät zur flaumüberwachung
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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Raumüberwachung gegen Einbruch
mit wenigstens einem mit Ultraschall arbeitenden Detektor mit Alarmgeber, vorzugsweise
mit mehrerem Detektoren mit Alarrigebern welche derart zusammenwirken, daß nur dann
Alarm ausgelöst wird, wenn alle Alarmgeber über eine vorbestimmte Totzeit hinweg
ein Alarmsignal abgeben.
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Alarmgeräte die mit Ultraschall arbeiten beruhen vorwiegend auf Verfahren
die nach dem Doppler-Prinzip zur Erkennung von sich im Überwachungsraum bewegenden
Objekten arbeiten. Eine Kombination mit weiteren, nach anderen Verfahren arbeitenden
Alarmgeräteteilen z. B. einem mit Mikrowellen arbeitenden Geräteteil verbessern
die Störsicherheit, wenn ein Meldesignal erst dann gewonnen wird, wenn mehrere Alarmgeber
gleichzeitig gleiche Meldesignale abgeben, welches dann nach einer Totzeit zum Alarm
führt. Heute übliche Alarmgeräte enthalten im allgemeinen ein oder mchrcre separat
wirkende Alarmsysteme, die nach einer Totzeit Alarm auslösen wenn niir eine der
Meldelinien oin Meledsignal nn die Auswert.esellaltung abgibt. Ein weiteres bekanntes
Verfahren (DE-OS 26 13 845) beruht auf dem gleichzeitigen Auftreten gleicher oder
in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehender Meldesignale zweier getrennter
Meldelinien,
wobei eine mit dem Funkwellen-Doppler-Verfahren, die
zweite mit dem Ultraschall-Doppler-Verfahren arbeitet, welche nach deni Koinzidenzprinzip
verknüpft werden und nach einer Totzeit zu einem Alarm führen. Beide Gerätesysteme
überwachen umso größere Räume, je empfindlicher ihre das Meldesignal erzeugende
Komponanten sind, immer vorausgesetzt, daß die Ursache für Fehlalarme beseitigt
sind. Die Empfindlichkeit steigt andererseits mit der Entkopplung von Sender und
Empfänger, da sehr kleine für eine Auswertung wichtige Signale bei stärkerer Verkopplung
im direkten Verkopplungssignal untergehen und nicht mehr die Auslöse schwelle erreichen
(man spricht hier vom Zustopfen des Empfängers durch den Sender). Bei gut entkoppelten
Sendern und Empfängern liegt die Auslöseschwelle sehr niedrig, das Gerät ist also
sehr empfindlich. Gleiches gilt für die direkte Einstreuung weiterer Signale, wie
Brummspannungen, Fremdsignale und Signale benachbarter Meldelinien in die Schaltungsanordnung.
Wegen dieser kritischen Auslöseschwelle und vielfach schlechter Entkopplung wird
ei.n Geräteabgleich notwendig um die dem Gerätekonzept zugrundegelegten Raumgrößen
sicher überwachen zu können. Analoge Verknüpfungssignale zwischen den Meldelinien
benötigten deswegen immer einen Abgleich der Auslöseschwelle.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde ein empfindliches Gerät
zur Raumüberwachung zu schaffen, welches trotz empfindlicher Meldelinien weitgehend
störunempfindlich gegen systemimmanente wie auch von Fremdeinwirkung herrührenden
Beeinträchtigungen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sende-und
Empfangseinrichtungen des Ultraschallgeräteteiles aus separaten, an räumlich weit
auseinanderliegenden Einbauorten in gegen Körperschall isoliert vom Gerätegehäuse
und gegebenenfalls den übrigen Baugruppen getrennten Aufnahmen angeordnet sind.
Für die Entkopplung von Sender l1nd Empfänger zum Zweckc der Empfindlichkeitssteigerung
kann man prinzipiell drei verschiedene Wege beschreiten. Einmal verbessert sich
durch vergrößern des gegenseitigen Abstandes die Entkopplung. Durch Unterbinden
bzw.
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Dämpfen der auf einer Rückwirkung der, durch den Sender ausgelösten
longitudinalen Schallwellen, auftretenden Körperschall erzeugenden Reaktionsbewegung
des Senders liißt sich zu einem weiteren die Entkopplung verbessern. Schließlich
erfolgt eine weitere gerätebedingte Verkopplung über einen Schall-Leitungsvorgang
an der Gehäusewandung. Der Sender erregt in der Umgebung der Senderöffnung die Gehäusewandung,
die nach einer Körperschall-Leitung an der Empfängeröffnung den Empfänger anregt.
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Erfindungsgemäß erreicht man die bestmögliche Entkopplung des Senders
vom Empfänger über die Ausnützung des größtmöglichen Abstandes im Gerät und durch
körperschalldämpfende Werkstoffe wird die Körperschall-verursachende Reaktionsbewegung
der Ultraschallsendereinheit bedämpft und am Erregen der Gehäusewandung oder anderer
Baugruppen gehindert.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gerätes beruht darin, daß Sende-
und Empfangseinrichtungen jeweils in zylindrisch geformteil, abgeschlossenen Schirmgehäusen
untergebracht sind, die auf ihrer zylindrischen Oberfläche eine Beschichtung aus
Körperschall-dämpfendem Material tragen und koaxial in einem weiteren, mit dem Gehäuse
oder mit einer der Baugruppen fest verbundenen Aufnahme eingeschoben sind. Um die
direkte, rückwärtige Abstrahlung des Ultraschallsignales und die ebenfalls über
die rückwärtige Beaufschlagung der Empfängerwandlerkapsel mit dem intern verkoppelten
Signal zu vermeiden wird die Senderkapsel mit ihrer zugehörigen Senderschaltung,
wie auch die Empfangskapsel mit der zugehörigen Empfängerschaltung in jeweils abgeschlossenen
Schirmgehäusen, die keine Schallwellen durchlassen, gelagert. So wird eine direkte
Verl:opplung einer den Luftraum im Gerät ausgeschlossen. Durch die verschachtelte
Schirmgehäuse-Aufnahmeanordnung wird vermieden, daß Oberflächenkörperschallwellen
durch Erregen des sich im Gehäuse befindlichen Luftvolumens, das seinerseits das
Empfängerschirmgehäuse zum Mitschwingen zwingt und welches seinerseits die Empfängerkapsel
erregt, einen indirekten Verkopplungsweg im Geräteinneren finden. Zur Bedämpfung
der Körperschallbildung werden die Schirmgehäuse mit einer körperschalldämpfenden
Beschichtung versehen, die die mechanische Oberflächenbewegung durch elastische
Mikrobewegungen absorbiert.
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Vorteilhaft erweist sich bei derartigen Geräten, daß die Schirmgehäuse
aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sind.
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Elektrische Streufelder, die entweder von außerhalb des Gerätes, etwa
durch den Aufstellungsort in der Nähe von Anlagen, die derartige Felder erzeugeil,
oder aber durch Llstralilung benachbarter Meldelinien in die Empfangsanordnung oder
durch Beeinträchtigungen des abgestrahlten Signal es durch Sinstreuung in die Sendeanordnung
zu Störungen der Ultraschall-Meldelinie führt, kann durch metallische Schirmbecller
abgeholfen werden. Für Aluminium spricht bei. derartigen Bechern die einfache Herstellung
in einem Tiefzieharbeitsgang.
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Sollen weiterhin auch magnetische Störfelder, die in den Schaltungsanordnungen
zu Störströmen führen vermieden werden erweist es sich als sehr wirkunngsvoll als
Baumaterial einen ferromagnetischen Werkstoff, etwa Weicheisen oder Mu-Metall zu
verwenden. So werden Brumm- und Fremdsignalstörungen sicher vermieden.
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Als nützliche Ausgestaltung erweist es sich, daß die Beschichtung
des Sende- bzw. Empfängsgeräte-Schirmgehäuses durch mindestens zwei am Ui'ifange
zur Zylinderachse parallele zueinander etwa gleich beabstandet angeordnete Streifen
aus elastischem, geschäumten Maserial bestehen. Ebenso erreicht man die gleiche
Wirkung mit zwei ringförmig am Zylinderumfang angeordneten parallelen, senkrecht
zur Zylinderachse angeordneten Streifen aus elastischem, geschaumten Material. Neben
der körperschalldämpfenden Wirkung erzielt man durch Materialeinsparung und einfacherer,
weil handlicher in der Verarbeitung Vorteile im Fertigungsvorgang.
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Beim Aufbau der Ultraschallmeldel illit erweist es sich als besonders
günstig, daß der Schallgeberwandler, bzw. Schallaufnahmewandler mit seiner jeweiligen
Signalaufbereitungs-Elektronikplatinc derart in das zylindrische, cinseitig abgeschlossene,
nur die Anschlußleitungen durchlassende Schirmgehäuse eingeschoben ist, daß die
Öffnung des Zylinders vom jeweiligen Wandlerelement bündig verschlossen wird. Damit
werden die, bezüglich Störeinstrahlung besonders empfindlichen Verstärkereingänge
der Signalbearbeitungselektronik geschützt, an denen niedrige Signalpegel stehen,
welche
gegen Störungen, auch kleiner Signalpegel, besonders empfindlich sind, so daß der
Signal-Störabstand erheblich gesteigert wird. Weiter ergeben sich kompakte Baueinheiten,
die mechanisch robust und einfach zu handhaben sind. Dies ist für eine Serienfertigung
und den Service von großem Interesse.
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Vorteile bei der Gehäuseraumausnutzung erreicht man, wenn zwischen
der Ultraschallsender- und der Ultraschallempfangseinrichtung Sender und Empfänger
der weiteren Alarmgeber, vorzugsweise Mikrowellenalarmgeber, angeordnet sind. Eine
überwiegende Mehrzahl von Meldelinien braucht einen gehäusefrontseitigen Verknüpfungspunkt
mit dem Überwachungsraum,ist jedoch bezüglich und der Verkopplung/damit zusammenhängend,der
Empfindlichkeit weniger empfindlich wie das Ultraschallsys tem. Dies rührt beispieisweise
bei Mikrowellenanrodnungen, bei denen zur Demodulation ein innerer Verknüpfungspfad
fiir das Trägersignal existiert, und bei Infrarotanlagen von den ausgeprägteren
systembedingten Richtcharakteristiken der Anlagen her. IIierfiir reichen demnach
kleine Basisbreiten fur den Sender-Empfängerabstand aus, bilden im Falle der Mikrowellenanordnung
sogar nützlichc Vorteile.
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überaus Einzelnützliche Weiterbildung des Gerätes besteht darin,
daß die Sende-bzw. Empfangsbaugruppen so aufgebaut sind, daß diese an ihre sie mit
der Auswerte-bzw. Ansteuerschaltung verbindenden Leitungen bzw. Steckverbindungen
neben den Versorgungsspannungen nur digitale Signale abgeben, bzw. von dort nur
digitale Signale empfangen. Diese digitalen Signale besitzen große Signalpegel,
sind leicht auf Fehler und Einstreuungen hin prüfbar und ergeben so für die Verbindungsstrecken
zwischen den Baugruppen eine störunempfindliche Signalführung. Sie erleichtern zudem
in der Fertigung und im Servicefall die Prüfarbeit mit einfachen Meßmitteln. Der
Austausch der defekten Baugruppen gegen eine Ersatzbestückung erfordert keinen Nachgleichaufwand.
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Arbeitserleichternd wirkt sich sowohl in der Fertigung wie auch beim
Service aus, daß die Baugruppen der Sende- bzw. Empfangseinrichtungen als von der
Ansteuer-, Auswerteschaltung getrennte, voll funktionsfähig betriebbare und prüfbare
Subsysteme ausgebildet sind. Diese lassen sich im Bedarfsfalle zu neuen Gerätetypen
kombinieren
und ermöglichen bei Fertigung weniger Komponenten die Bereitstellung eines auf verschiedene
Sonderfalle zugeschnittenen Geräteprogrammes.
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Einer erläuternden Darstellung der Erfindung dient die im folgenden
beschriebene Explozionszeichnung eines Gerätebeispieles.
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Das robuste Gehäuse aus thermoplasti schem Kunststoff ist vicrteilig;
bestehend aus einer oberen Halbschale 1, einer unteren Halbschale 2, an welche Gleitnoppen
zum Aufstellen angeformt sind, eine Front-(3)und einer Rückwand 4, die in,an die
obere und untere Halbschale angeformten Aufnahmeschlitzen 5a,b eingeschoben sind.
in der unteren Halbschale 2 ist an vier Schraubstützen 6 durch Befestigungsschrauben
7 die Netz- und Versorgungsplatine 8 mit Transformator 9 und Stützakkumulator 10
durch Abstandshalter 11 beabstandet befestigt. Der Gerätefunktionsschalter 12 auf
der Netzplatine reicht iiit seinen Betätigungselementen, einem über eine Achse 13
beabstandeten Drehknopf 14 durch eine Öffnung 15 der oberen Halbschale 1. Die Netzzuleitung
die 16 mit Zugentlastung 16', die Sicherung 17 für/zuschaltbare über das Netzkabel
bediente Geräte steckdose i8 sowie zwei Öffnungen 19 für Steckerelemente der Netz-
und Versorgungsplatine sind in der Geräterückwand angebracht. Die Trägerplatte 20
der Koinzidenzelektronik, auf welcher,mittig der Frontplatte zugewandt, der Mikrowellenmodul
21 mit Hornstrahler 22 durch einen mit Schrauben zu befestigenden Montagebügel 23
sitzt, ist ebenso an der oberen (1) , wie die Netz- und Versorgungsplatine 8 an
der unteren (") Gehäusehalbschale mit Schrauben en 7 befestigt (diese Platinetist
in der Zeichnung auf dem Kopf stehend dargestellt). In einer Ausnehmung 24 dieser
Platine unterhalb der Lüftungsschlitze 25 in der oberen Gehäusehalbschale 1 ist
zur Alarmgabe der von der Netz- und Versorgungsplatine 8 her angesteuerte Lautsprecher
26 befestigt. Die Verbindungsleitungen zwischen Versorgungsplatine 8 und Koinzidenzplatine
20, wie auch zum Laufsprecher 26 und zum Versorgungsnetzkabel 16 zum einen und vom
Mikrowellenmodul 21 bzw. der,der Funktionskontrolle dienenden Leuchtdiode 27 zum
anderen mit der Koinzidenzschaltung sind weggelassen worden um die Darstellung übersichtlicher
zu
gestalten. In der Frontplatte 3 sind drei Öffnungen eingearbeitet.
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Die kleinere 28 ist vorgesehen für die Unterbringung der,der Funktionskontrolle
dienenden Leuchtdiode 27, die mit einer Halterung in den Frontplattendurchbruch
2 eingesprengt wird. Die rechte große Öffnung 29 trägt an ihrer Rückseite einen
angeformten Zylinderfortsatz 30, in welchem der rechte Aluminiumzylinder 31 mit
der Ultraschallsendeeinheit eingeschoben wird.
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Es ist der Anschaulichkeit halber aufgebrochen dargestellt und zeigt
die Elektronikplatine 32 mit ihrer Bestückung, die mit der Sendewandlerkapsel 33
verbunden ist. Diese Kapsel verschließt das offene Zylinderende bündig. Das abgeschlossene
Zylinderende ist für d:ie Zuleitungsdurchführung 311 durchbrochen. Die Zylinderoberfläche
ist mit drei voneinander gleich beabstandeten Schaumstoffstreifen 35 in zur Zylinderachse
parallelen Ausdehnung versehen, die nach Einschieben des Zylinders in seine für
den Betrieb vorgesehene Aufnahme 30 die Körperschall-dämpfende Lagerung der Sendekapsel
31 bewirkt. Drei am Umfange der Zylinderaufnahme 30 voneinander auf dem Umfange
gleich beabstandete Kunststoffschrauben (30'), die aus körperschalldämpfendem Material
gefertigt sind halten den eingeschobenen Aluminiumzylinder in seiner Lage gegen
Verrutschen innerhalb der Aufnahme fst. Analog verhält es sich mit der, den Ultraschallempfänger
36 enthaltenden Schirmzylinder 37,der in der Aufnahme 38' hinter der weiteren großen
Öffnung 39 in der Frontplatte 3 eingeschoben wird. Um Verkopplungen vermittels Körperschall
innerhalb der Frontplatte 3 des Gerätes zu vermeiden sind die Sender-, bzw. Empfangsöffnungen
29,30 größer asugeführt als die Blendenöffnungen 40 und 40' der beiden Ultraschallwandlerkapseln
33 und 33', so kann keine h1-regung der Frontplatte 3 zu Körperschallschwingungen
durch das Ultraschallgebersystem 33 erfolgen. Für die mittig zwischen UItraschallsender
32 und -empfänger 36 angeordnete Mikrowelleneinheit 12 ist keine frontseitige Öffnung
vorgesehen, da der Kuntstsoff für diese Strahlung ohne nennenswerte Dämpfung durchlässig
ist.
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Das Gehäuse wird in den vier Ecken durch Schrauben, die die untere
Gehäusehalbschale 2 in Bohrungen 41 durchdringen und in Gewinden der oberen Halbschale
eingreifen zusammengehalten. Front-und Rückseite wird in den zu ihrer Halterung
vorgesehenen Ausnehmungen der beiden Halbschalen des Gehäuses gehalten.
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1 Figur 10 Ansprüche