DE2931179A1

DE2931179A1 - Verbesserungen an elementen von meldeeinrichtungen des eindringens in eine geschlossene flaeche

Info

Publication number: DE2931179A1
Application number: DE19792931179
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: ITALCONTROL Srl
Current assignee: ITALCONTROL Srl
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2931179C2; FR2434437B1; NL7906198A; FR2434437A1; US4270122A; NL190132C; BE878175A; GB2029062B; IT1111490B; AT381404B; IT7868965A0; GB2029062A; ES483601A1; CH643670A5; NL190132B; ATA526979A

Description

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BESCHREIBUNG der Patentanmeldung mit dem Titel: "Verbesserungen an Elementen von Meldeeinrichtungen des Eindrin gens in eine geschlossene Fläche".
T₅nineIder: ITALCONTROL S.r.l.
italienischer Staatsangehörigkeit
mit" Sitz in: MONTALTO DORA -(Turin) , Via Ivrea 98, Italien.

Die Erfindung betrifft Elemente von Meldeeinrichtungen des Eindringens in eine geschlossene Fläche.

Es sind Einrichtungen dieser Art bekannt, die aus einem Paar unterirdisch nebeneinander angeordneter, mit Flüssigkeit gefüllter Schläuche bestehen, die sich dem ganzen Umfang der zu deckenden Fläche entlang erstrecken; die Schläuche sind an einem Ende mit ebensovielen Empfänger-Gebern versehen; wenn daher die in dem einen der beiden Schläuche enthaltene Flüssigkeit einen zum Beispiel von einer den Boden betretenden Person ausgelösten Impuls von aussen empfängt, werden den beiden Gebern differenzierte Signa'le geschickt, die einen Alarm auslösen.

Dieses Prinzip ist an und für sich sehr brauchbar, da sich dadurch auch sehr schwache Signale, wie sie etwa durch auf dem Boden kriechende Personen ausgelöst werden, aufnehmen lassen. Ausserdem hat man damit ein völlig verstecktes Meldegerät, das ausschliesslich vom Inneren des geschützten Bereiches aus entaktiviert werden kann.

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Eine, solche Einrichtung weist jedoch einen beträchtlichen Fehler auf. Das Alarmsignal muss nämlich selbstverständlich bei ganz kleinen Impulsveränderungen ausgelöst werden, weil der von einer Person auf den Boden ausgeübte Druck einen äusserst leichten Impuls auf die Flüssigkeit des einen der beiden Schläuche erzeugt.

Der Alarm muss also einsetzen, sobald sich die von den beiden Gebern kommenden Signale auch nur ganz leicht um die Grössenordnung von einigen Millivolts voneinander unterscheiden. Deshalb können ümweltumstände wie Wind, Regen oder Strassen mit starkem Verkehr und sich in der Nähe des geschützten Bereiches befindenden Eisenbahnstrecken häufig kleine Impulsveränderungen in der Flüssigkeit der beiden Schläuche verursachen, die den Alarm in jedem Augenblick auslösen können.

Die Einrichtung ist daher nicht mehr zuverlässig, da die beiden Geber in diesem Fall Signale der Grössenordnung einiger Volts liefern wurden, und es konnte daher sehr leicht geschehen, dass das Signal eines Schlauches vom Signal des daneben liegenden Schlauches um die wenigen Millivolts abweicht, die genügen, um den Alarm auszulösen, der - wie_ gesagt - einsetzen muss, sobald zwischen den beiden Signalen der kleinste Unterschied besteht. -_ '

Dies geschieht, wenn der von der in den Schlauchen enthaltenen Flüssigkeit ausgehende Impuls den Alarm durch zwei Fühlglieder erreicht, die je mit einer am Ende jedes Schlauches in direkter Berührung mit der Flüssigkeit angeordneten Membrane verbunden sind.

Das Verhalten der Membranen ist nicht immer bestimmt und jedenfalls nicht linear: es ist daher unmöglich, nützliche Signalpegel über eine gewisse Grenze hinaus wahrzunehmen und gegen eventuelle Fremdstörungen zweckmässig zu wirken, die - wie gesagt - auf atmosphärische oder umweltbedinate Ursachen zurückzuführen sind.

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Die Erfindung schlägt die-Beseitigung dieser Fehler durch eine Einrichtung von, die nur eine Membrane hat, die mit den Enden beider Schlauche in Berührung ist.

So wird sich die Membrane an der einen oder an der anderen Seite nur dann verformen, wenn der eine der beiden Schläuche von einer wegen Druck auf den Boden entstehenden.Verformung mehr als der andere betroffen wird.

Wenn dagegen genau der gleiche Impuls zu den beiden Schläuchen gelangt, bewegt sich die Membrane überhaupt nicht und liefert den beiden Fühlgliedern ein Nullsignal. Dadurch wird kein elektronisches - wie bei den bekannten Einrichtungen - sondern ein mechanisches Differentialsystem zustande gebracht, wobei sich die Anwendung von zwei identischen Membranen erübrigt, was vor allem bei Signalen hoher Intensität praktisch unmöglich ist, und es genügt, zwei gleiche Schläuche auszuführen, damit ihre differenzierten Verformungen möglichst genau sind.

Für diese und weitere, nachstehend näher erklärte Zwecke, schlägt die Erfindung die Ausführung eines Elements für Meldeeinrichtungen mit Druckfühlgliedern vor, insbesondere zur Wahrnehmung des Eindringens in eine geschlossen Flache,.dadurch gekennzeichnet, dass es einen dem Umfang der Fläche entlang unterirdisch angelegten und mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch umfasst, der durch eine verformbare Blende in zwei Abschnitte geteilt ist, an denen Fühlmittel zur Lieferung eines von der Verformung der Blende abhängigen Signals angeschlossen sind, um Meldemittel auszulösen, wenn die Blende verformt ist.

Nun wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung beispielsweise aber nicht beschränkenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen- beschrieben, wo:

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Fig. 1 eine allgemeine schematisehe Darstellung der erfindungsgemässen Einrichtung, ■""■""_ " .-

Fig. 2 eine Ansicht in auseinandergenommenem Zustand eines Details von Fig. 1 und

Fig. 3 eine allgemeine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung'ist.

Ein in zwei voneinander abstehende, gleich lange und parallele Schlauchabschnitte 10 und 11 geteilter Schlauch ist bei einer Tiefe eingegraben, die von der Art des Signals abhängt, das sie aufnehmen müssen, wenn ein Eindringling den Boden in ihrer Nähe betritt. Für eine leichtere Beschreibung wird von nun an von zwei Schläuchen 10 und 11 und nicht von Schlauchabschnitten gesprochen. Die Schläuche 10 und 11 bestehen vorteilhaft aus biegsamem Material und sind mit Flüssigkeit und - im Fall der Verlegung in Gegenden mit kaltem Klima oder mit starken Wärmeausschlägen - mit zum Herabsetzen des Erstarrungspunktes geeigneten Zusatzstoffen gefüllt. Die Schläuche sind einwandfrei dicht verplombt und die darin enthaltene Flüssigkeit wird unter einem Druck gehalten, der eine solche Vorspannung erzeugt, die die wegen der elastischen Eigenschaften des Schlauches selbst entstehenden Signalverluste möglichst einschrankt und die Spannung der beiden Schläuche ausgleicht. Wenn nämlich in der Flüssigkeit Luftdruck herrschen würde, hätten die beiden Schläuche einen unterschiedlichen Erschlaffungsgrad und würden damit die Genauigkeit des Signals beeinträchtigen, das bei unterschiedlich schlaffen Schläuchen entlang derselben verklingen und das Fühlglied kaum erreichen würde.

Ein Ende jedes Schlauches 10 und 11 ist durch ein Einfüllventil 12 mit dem Ende des benachbarten Schlauches verbunden; Aufgabe des Ventils 12 ist ausserdem eine kapillare Verbindung zwischen den in beiden Schläuchen 10 und 11 enthaltenen Flüssigkeiten,um einenallmählichen Ausgleich des Druckes beider Schläuche zu gestatten. Dies ist erforderlich, wenn man zum Beispiel ein Fahrzeug auf dem

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den einen der beiden Schlauche umgebenden Boden für längere Zeit stehen lässt und soihit das gewöhnliche Verhältnis zwischen den beiden Schlauchen beeinträchtigt.

Ein dirtter Eingang des Ventils 12 dient zum Einfüllen der Flüssigkeit in die Schläuche 10 und 11 und sorgt durch eine Freindeinheit 13 für den erforderlichen Druck.

Das dem Ventil 12 entgegengesetzte Ende der beiden Schläuche 10 und 11 trägt die Fühleinheit 14, die den Gegenstand der Erfindung bildet und in Fig. 2 besser dargestellt ist. Diese Einheit 14 besteht im wesentlichen aus einem Anschluss 15/ der mit jedem Ende der beiden Schläuche verbunden, axial hohl und an den Seiten mit Durchgangslöchern 16 zur Aneinandermontage durch die Schrauben 17 versehen ist.

Zwischen den beiden Anschlüssen 15 sind Dichtungsringe 18, Isoliermembranen 19 und eine mittlere Membrane 20 angeordnet, die die Fühlglieder 21 trägt, die Kabel 22 zum Anschluss an die Einheit zum Empfang des von den Fühlgliedern aufgefangenen Signals und zur Umwandlung desselben in Alarmsignal aufweisen.

Die Isoliermembranen 19 haben die spezielle Aufgabe, die Flüssigkeit 23 der Schläuche von den Fühlgliedern 21 getrennt zu halten, und zwar ohne die richtige Arbeitsweise des Gerätes zu beeinträ'chtigen.

Zwei Entlüftungsstopfen 24 verschliessen die Anschlüsse 15 und dienen zur Beseitigung von sich eventuell bei der Verlegung, dem Einfüllen oder dem Betrieb der Einrichtung bildenden Luftblasen, die die Empfindlichkeit des Systems beträchtlich einschränken würden.

Die Fühlglieder 21 sind zweckmässig piezoelektrisch und die von ihnen empfangenen Signale werden einem Summier-Vorverstärker 25, dann einem Verstärker 26, einem Filter 27 und schliesslich einem

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Schwellenkomparator 28 übertragen/ um ein Alarmsignal 2y jeder beliebigen Art zu erzeugen. _" "

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Einrichtung ist nun folgende.

Wenn jemand den Boden, in dem die Schläuche 10 und .11 unterirdisch angeordnet sind, betritt, wird der in dem der betreffenden Person am nächsten liegenden Schlauch enthaltenen Flüssigkeit 23 einen Impuls verliehen, der die Membrane 2 0 beansprucht.' Die Membrane ist gegen zwei Beanspruchungsarten empfindlich, und zwar gegen Biege- und gegen Druckspannung. Selbstverständlich ist der Höchstwert der Druckspannung viel kleiner als der Höchstwert der Biegespannung, die die Membrane beanspruchen kann. Die Fühlglieder 21 an jeder Seite der Membrane 2 0 sind praktisch zwei Geber, die die mechanischen Beanspruchungen der Membrane in Spannungssignale umwandeln sollen und an der Membrane in gleicher Richtung befestigt sind, damit die gleiche Beanspruchung/ die gleichzeitig beide Schläuche interessiert,„ein elektrisches Spannungssignal gleichen Zeichens verursacht. (Bei anderen, gegen Druck unempfindlichen Fuhlgliedern, kann ein einziges an nur einer Membranenseite angeordnetes Fühlglied genügen). ."'■- Λ ^; .._":.-

Wenn daher jemand den Boden in der Nähe der beiden Schläuche betritt, werden sie beide jeweils in Anspruch genommen und verursachen eine Biegung der Membrane 20 zuerst nach der einen und dann nach der 'anderen Seite.

Somit liefern die beiden Fühlglieder zwei Spannungssignale entgegengesetzten Zeichens auch wenn nicht absolut gleichen Wertes. Der Summier-Vorverstärker 25, der die Differenz zwischen den beiden Signalen bestimmt, wird daher durch die Summe der beiden Signale beeinflusst und einen Spannungswert erreichen, der anschliessend bei 26 verstärkt, bei 27 filtriert, bei 28 mit einem vorbestimmten

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Grundwert verglichen und daher ohne weiteres ausreichen wird, um
den Alarm 29 auszulosen, der nach Belieben ein Licht-, ein hörbares Signal o.a.m. sein kann.

Wird dagegen die Aussenstörung durch Wetter- (Wind, Regen) oder
Umweltuiastände verursacht, so verformen sich die beiden Schläuche gleichzeitig, damit sich die Membrane 20 nicht verformt, d.h. sich, nicht nach der einen oder nach der anderen Seite biegt. Die Fühlglieder 21 werden daher von nur einer wegen der in den Schläuchen wirbelnden Flüssigkeit entstehenden Druckkomponente beeinflusst.
Die durch den Druck auf die Fühlglieder 21 ausgeübte Spannung hat jedoch gegenüber der durch Biegung erzeugten Spannung sehr geringe Werte und ausserdem weist sie das gleiche Zeichen auf, so dass der Summier-Verstärker 25 die Differenz bestimmt und am Ausgang
ein Signal bildet, das praktisch gleich Null ist und jedenfalls
einen so niedrigen Wert hat, dass es den Komparator 28 zum Auslösen des Alarms 29 nicht erreicht.

Fig. 3 stellt"eine weitere Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Einrichtung dar, die sich insbesondere zur Anwendung an sehr von
der Umwelt gestörten Stellen wie Flughäfen oder Maschinenbauindustrien u.dgl. eignet.

Diese Ausführungsform sieht eine Mehrzahl paarweise in Reihen angeordneter Einrichtungen gemäss Fig. 1 vor, wobei die jeweils eine 200 bis 300 m lange Strecke deckenden Paare aufeinander folgen,
bis sie den ganzen zu schützenden Umfang decken.

Fig. 3 stellt ein solches Paar Einrichtungen dar, wobei die Paare immer einander vollständig gleich sind.

Die von jedem Fuhlglied 21 empfangenen Impulse werden - wie gesagt weitergeleitet, von zwei Vorverstärkern behandelt und bei 31 filtriert, um zwei getrennte Spannungssignale zu erzeugen.

Von diesen Signalen wird nun die Differenz durch eine einzige Sum-

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in tor vor richtung" 32 bestimmt, der entstehende Wert WTfrMbei' G3* verstärkt und bei 34 mit einstellbaren Zeiten zweckinässig integriert.

Das daraus entstehende Signal kann z.B. durch einen Zeiger 35 mit mittlerer Null sichtbar gemacht werden, damit man sowohl ein Signal mit Pluszeichen als auch ein Signal mit Minuszeichen ermitteln kann, um durch Einstellen der Gewinne der Vorverstärker 30 und des Verstärkers 33 das System ausgleichen zu können.

Ein unabhängiges, für beide Kanäle vorgesehenes Speicherwerk 36 informiert über ein eventuell auf systematische, aber zufällige und asymmetrische Geräuschquellen zurückzuführendes Missverhältnis und ermöglicht dadurch den.Ausgleich auch später nachzustellen.

Das Signal des Integrators 34 gelangt zu einem Schwellenkomparator 37 mit einstellbarer Schwelle und anschliessend zum Alarm 38. Dieses Signal ist also ein Signal der Logik "0" "1" und daher in der Lage, jedes beliebige Alarmsystem 38 auszulösen.

Diese Ausführungsform erhöht also die Empfindlichkeit der Einrichtung, wie es dort gewünscht wird, wo der zu schützende Ort zu gross ist und zu lange Schläuche erforderlich wären, bei denen jedenfalls Signalverluste eintreten wurden. Ausserdem gestattet diese Anwendung - wie gesagt - bei wegen fremdeilumweltumstände besonders geräuschvollen Gegenden, die in jedem Augenblick der Lebensdauer der Einrichtung für möglich zu haltende Gefahr des blinden Alarms auszuschliessen.

Es wurde nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise aber nicht beschränkend beschrieben, die selbstverständlich in Form und Aufbau abgeändert werden kann, ohne deshalb den auch durch die nachstehenden Patentansprüche geschützten Bereich der Erfindung zu verlassen.

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ORIGINAL INSPECTED

■Μ-

L e e r s e i te

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Element einer Meldeeinrichtung mit Druckfühlgliedern, insbesondere zum Wahrnehmen des Eindringens in eine geschlossene Fläche, da durch gekennzeichnet, dass es einen dem Umfang der Fläche entlang unterirdisch angelegten und mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch um fasst, der durch eine verformbare Blende in zwei Abschnitte geteilt ist, an denen Füllmittel zur Lieferung eines von der Verfor mung der Blende abhängigen Signals angeschlossen sind, um Meldemittel auszulösen, wenn die Blende verformt ist.
2. Element einer Meldeeinrichtung gemäss Patentanspruch. 1/ dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch doppelt so lang wie der Umfang der Fläche und so eingegraben ist, dass er eine Doppelstrecke bildet, wo die beiden Schlauchabschnitte ständig nebeneinander und in Abstand voneinander dem ganzen Umfang entlang laufen.
3. Element gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Blende aus einer Membrane besteht, deren eine oder beiden entgegengesetzten und gegenüber den Schlauchabschnitten liegenden Seiten Fuhlmittel tragen, die den Druck umwandeln und aus piezoelektrischen Kristallen bestehen.
4. Element gemäss Patentanspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flüssigkeit jedes Schlauchabschnittes und der mittleren Blende zwei Isoliermembranen angeordnet sind.
5. Element gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fuhlglieder so auf der Blende angeordnet sind, dass das von ihnen bei Druckspannung der Blende erzeugte Signal das gleiche ZeichEn hat.
6. Element gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale von den beiden Fühlgliedern zu einem Summier-Vorverstärker gelangen, der die Differenze bestimmt, und dass das daraus ent-

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stehende Signal verstärkt, filtriert_ruzu einem Schwellenkomparator und von diesem aus zu den Meldemitteln weitergeleitet wird.
7. Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung aus einer Mehrzahl aufeinander folgender Schläuche besteht, die die ganze Fläche decken und paarweise angeschlossen sind, damit die Signale jedes Schlauches mit den Signalen des benachbarten Schlauches summiert werden, um die Meldemittel auszulösen.
8. Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass der Schlauch mit. unter Druck stehender Flüssigkeit gefüllt ist.

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