DE2938968A1

DE2938968A1 - Alarmsystem fuer den schutz von glasflaechen, insbesondere schaufensterscheiben

Info

Publication number: DE2938968A1
Application number: DE19792938968
Authority: DE
Inventors: Hartmut 8014 Neubiberg Engel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1981-07-02
Also published as: EP0026383A1; FI803019A; DK405480A; NO802797L

Description

SIEMEIiS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München YPA 7170 οοπ

Alarmsystem für den Schutz von Glasflächen, insbesondere Schaufensterscheiben.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Alarmsystem, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.

Zur Sicherung von insbesondere Schaufensterscheiben gegen Einbruch mit Zertrümmern oder Herausschneiden wenigstens eines Anteils der Glasscheibe sind eine Anzahl von Alarmsystemen bekannt, die auf verschiedenen Prinzipien arbeiten. So sind z.B. elektrische Stromschleifen an der Innenseite der Glasscheiben angebracht worden. Sollen solche Systeme umfassenden Schutz bieten, ist im Regelfall eine relative dichte Führung der Stromleiter auf der Scheibe erforderlich, was insbesondere das optische Aussehen und die Durchsichtigkeit der Scheibe beeinträchtigt.

Ein anderes weitverbreitetes System ist das der Ver-Wendung von Körperschall-Mikrofonen, mit denen in der

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Scheibe auftretender Körperschall aufgenommen wird und in ein Alarmsignal umgesetzt wird. Solche Systeme sind prinzipiell relativ empfindlich auch gegen solchen Körperschall, der nichts mit einer Zerstörung der Scheibe zu tun hat. Solche Systeme sprechen z.B. darauf an, daß ein Fahrrad gegen die Scheibe gelehnt wird oder daß die Scheibe irgendwie mit der Hand berührt wird, ohne daß die geringste Absicht eines Einbruchs vorliegt. Störungen können auch durch vorbeifahrende schwere Fahrzeuge verursacht werden. Hinzukommt bei Systemen mit Aufnahme von Körperschall als Alarmsignal, daß diese Systeme wegen der vielfältigen Möglichkeiten ein sehr breites Frequenzband erfassen müssen. Gerade die Breitbandigkeit führt aber zu wie oben angegebenen Fällen einer Fehlalarmauslösung.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Alarmsystem für Glasscheiben anzugeben, das eine hohe Sicherheit gegen Fehlalarnauslösung hat und das das Aussehen und die Durchsichtigkeit der Scheibe nicht nachteilig beeinflußt.

Diese Aufgabe wird mit einem Alarmsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Erfindung geht von dem prinzipiellen Gedanken aus, daß die Notwendigkeit breitbandiger Detektion vermieden sein sollte. Das Lösungsprinzip dazu ist, anstelle der Detektion jeglicher irgendwie im Zusammenhang mit einem Einbruch in der Scheibe auftretender Körperschallwellen nur ganz bestimmte vorgegebene Körperschallwellen eines vorzugsweise sogar nur sehr engen Frequenzbereiches zu überwachen. Dazu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, primär künstlich in der zu überwachenden Scheibe

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bestimmte Ecrperschallwellen zu erzeugen unci nur diese bestimmten Eörperschallwellen ohne Verwechslung mit sonstigen möglichen Körperschallwellen zu überwachen. Hierzu ist vorgesehen, daß in die Scheibe mit Hilfe eines Ultraschallwandlers eine vorgegebene Körperschallwelle eines bestimmten Frequenzbereiches eingekoppelt wird und aus dem ebenfalls an der Scheibe angebrachten Detektorempfänger Signale dieser Eörperschallwelle v/ieder entnommen werden.

Im Ruhezustand, d.h. im Zustand einer unbeeinträchtigten Scheibe, ergeben sich für alle Sendeimpulse gleichbleibende Empfangssignale aus in die Scheibe eingekoppelten Körperschallwellenimpulsen. Die Körperschallwellenimpulse werden in ausreichend Irurzen Zeitabständen von z.B. 0.1 see bis 0.01 see eingekoppelt und detelctiert. Das plötzliche Auftreten eines Risses, eines Bruches in der Scheibe oder auch nur das Herausschneiden eines Anteils der Scheibe führt zu einer Veränderung der Empfangssignale, die auf elektronischem Wege durch Vergleich festgestellt wird.

Für den Vergleich ist vorgesehen, ein ungestörtes Empfangssignal zu speichern und das gespeicherte Signal mit dem Jeweils neu empfangenen Signal zu vergleichen.

Weitere Erläuterungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung hervor.
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Flg.1 zeigt ein erfindungsgemäßes Alarmsystem für eine Schaufensterscheibe.

Flg.2 zeigt ein Diagramm des Sendesignals und des ungestörten Empfangssignals.
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Fig.3 ein Diagramm des Sendesignals und eines entsprechend einem Alarmzustand veränderten Empfangssignals. Fig.4 zeigt ein Prinzipschaltbild der Elektronik eines erfindungsgemäßen Alarmsystems.

In Fig.1 ist mit 1 eine zu schützende Scheite bezeichnet. Mit 2 und 3 sind ein an sich bekannter Körperschall-Sender und -Empfänger bezeichnet, die beide zur Übertragung akustischer Körperschallv/ellen zwischen dem Sender 2 und der Scheibe 1 bzw. zwischen der Scheibe 1 und dem Empfänger 3 an der Scheibe in an sich bekannter Weise angebracht sind. Für den Sender 2 wird vorzugsweise ein Ultraschallschwinger aus piezokeramischem Material verv/endet. Man läßt den Schwinger auf einer Resonanzfrequenz schwingen. Für den Empfänger 3 empfiehlt es sich, einen gleichen Ultraschallschwinger wie für den Sender 2 zu verwenden, womit in einfacher Weise die Forderung übereinstimmender Frequenzlage für Aussenden und Empfang erfüllbar ist.

Fig.2 zeigt in einem Diagramm die Amplitudenverteilung des Sendesignals S und des ungestörten, d.h. nicht durch einen Alarmzustand veränderten Empfangssignals E,aufgetragen über der Zeit t. Die Impulslänge des Sendesignals S ist z.B. 10 Wellenlängen der Ultrascha11strahlung mit z.B. 100 kHz Schallfrequenz lang.

Fig.3 zeigt ein mit der Fig.2 vergleichbares Diagramm einer solchen Amplitudenverteilung, wie sie bei einer Schallwelle in einer Glasscheibe auftritt, die hier Jedoch durch einen Riß oder Bruch eine wesentliche Veränderung gegenüber Fig.2 erfahren hat, und zwar mit dem entsprechend veränderten Empfangssignal E'.

Fig.4 zeigt ein Prinzipschaltbild der Elektronik eines

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erf indungs gemäßen Alarmsystems. Kit 1 ist wieder die zu schützende Glasscheibe, mit 2 ist der Sendewandler und mit 3 ist der Enpfangsv/andler bezeichnet» Es sei hier darauf hingewiesen, daß der Sendewandler 2 und der Empfangswandler 3 auch ein und derselbe Ultraschallwandler sein können und im Normalfall vom Smpfangswandler 3 das an den Rändern der Scheibe 1 reflektierte Signal aufgenommen wird. Fig.3 bezieht sich auf eine solche Ausführung und zeigt Echosignale.

Mit 11 ist ein Generator für das Ultraschall-Sendesignal bezeichnet. Mit 12 ist ein Zeit-Taktgeber angegeben, dessen Ausgangs-Taktsignale über einen Teiler 13 an die Torschaltung 14 gelangen. Bei Eingang eines Taktimpulses an die Torschaltung 14 wird jeweils ein Sendeimpuls aus dem Generator 11 dem Sendev/andler 2 zugeführt.

Die Zeit-Taktimpulse des Zeit-Taktgebers 12 gehen außerdem an einen Zähler 15, in dem die Taktimpulse des Zeit-Taktgebers 12 auf beispielsweise acht Leitungen 115 aufgeteilt werden.

Das Empfangssignal des Empfangswandlers 3 geht über einen Verstärker 21 und ein Filter 22 an einen Analog-Digital-Wandler 23. Das Filter 22 ist insbesondere ein Bandfilter, das auf die Ultraschallfrequenz abgestimmt ist.

Das Filter 22 hat außerdem vorzugsweise amplitudenbegrenzende Wirkung.

Mit 24 ist ein Speicher bezeichnet, dem das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 23 und die aufgeteilten Zeit-Taktimpulse entsprechend den Leitungen 115 zugeführt werden. In der gestrichelt dargestellten Stellung des Schalters 25 gelangt das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 23, d.h. das umgeformte Empfangssignal, in den Speicher, und zwar entsprechend der Zeit-Taktim-

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pulse in zeitlich aufeinanderfolgender Aufteilung in entsprechend acht .Speicherzellen. Es wird somit die Signalkomponente des in Fig.2 angegebenen Zeitbereiches t₂-t₁ der ersten Speicherzelle zugeführt. DLe Signalkom ponente des Zeitbereiches t^-tp v/ird dementsprechend der zweiten Speicherzelle zugeführt. In entsprechender Folge werden dann die Sigia^lonponenten der weiteren Zeitbereiche in die folgenden Speicherzellen eingespeichert. Durch eine größere Anzahl von vorgesehenen Zeitbereichen läßt sich entsprechend der Aufteilung des Empfangssignals eine entsprechend höhere Detektorempfindlichkeit erreichen.

In der mit ausgezogener Linie dargestellten Stellung des Schalters 25, nämlich dem Betrieb "Lesen", werden in wie vorangehend beschriebener Weise zeitlich aufgeteilte SLgnaEcoaponenten den in der unteren Zeile des Speichers 24 dargestellten Einheiten in der gleichen Taktfolge des Zählers 15 zugeführt. 20

Die Arbeitsweise des Alarmsystems der Fig.4 ist nun die, daß zunächst einmal ein mit Sicherheit ungestörtes Empfangssignal (entsprechend der gestrichelten Darstellung des Schalters 25) in den Speicher 24 eingeschrieben wird. Dies erfolgt z.B. mit dem Inbetriebsetzen des Alarmsystems.

Im fortlaufenden Betrieb des Alarmsystems werden nun die eingehenden Empfangssignale in der Schalterstellung "Lesen"dem Speicher 24 zugeführt. Es wird laufend ein Vergleich zwischen den in den Speicherzellen der oberen Zeile des Speichers 24 eingespeicherten Signa !komponenten und (fen jsweils zeitlich zugehörigen, in die in der unteren Zeile des Speichers 24 angedeuteten Einheiten eingehenden SLgB!komponenteη vorgenommen, wozu ein wie darge-

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stellter Komparator 28 vorgesehen ist. Sind in bzw. sn der Scheite 1 keine Veränderungen aufgetreten, v/erden die entsprechend der Funktion des Zählers 15 in die Einheiten der unteren Zeile des Speichers 24 eingehenden Signale jeweils mit den zugehörigen, zuvor eingespeicherten Signale der in der oberen Zeile des Speichers 24 angegebenen Speicherzellen weitestgehend übereinstimmen. Diese Übereinstiminung liegt aber dann nicht mehr vor und der Komparator gibt ein Alarmsignal ab, wenn die Scheibe 1 3.3. einen Riß bekennen hat, demzufolge ein nunmehr verändertes Empfangs signal E' von Empfangswandler 3 aufgenommen wird.

Um langseitig auftretende Veränderungen in der Scheibe * zu berücksichtigen, z.3. von Aufwartungen der Scheibe in den Sonnenlicht, kann es von Vorteil sein, in zeitlich großen Abständen, z.3. in Abständen von 10 min bis zu 1 Stunde, jeweils den Vorrang "Einschreiben" entsprechend der gestrichelten Stellung des Schalters 25 durchsuführen, d.h. das bisherige Signal in den Speicherzellen der oberen Zeile des Speichers 24 durch ein entsprechendes neues Signal zu ersetzen. Im Betriebszustand "Lesen" erfolgt dann der wie oben beschriebene Vergleich. Da das Einschreiben z.B. mit nur einem einzigen Sendeimpuls mit einer Zeitdauer von etwa 0,1 ms durchgeführt wird, besteht keine Gefahr, daß gerade in diesem Augenblick und nur in diesem Augenblick des Heueinschreibens eine solche Beschädigung an der Scheibe 1 ausgeführt v/erden könnte, die nicht im weiteren Betrieb "Lesen" sofort als Alarmzustand erkannt v/erden könnte.

Als eingeschriebenes Signal für die obere Zeile des Speichers 24 kann auch ein Mittelwertsignal einer Mehrzahl aufeinanderfolgender ungestörter Empfangssignale (Fig.2) vorgesehen sein.

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Die Erfindung ist für den Schutz von Glasflächen besonders geeignet. Es lassen sich aber mit dem erfindungsgemäßen System auch andere Flächen wie Türen, Täfelungen und dergl. schützen, in denen eine wie hier notwendige Ultraschallausbreitung mit räumlicher Begrenzung (Reflexion des Ultraschalls) am Rande möglich ist.

3 Patentansprüche

4 Figuren

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Claims

Patentansprüche:

Alarmsystem für die Überwachung von Glasscheiben, insbesondere von Schaufensterscheiben, mit Hilfe von Ultraschall-Körperschallwellen, die von eines an der Scheibe angebrachten Empfänger aufgenommen und in einer elektronischen Schaltung ausgewertet werden, gekennzeichnet dadurch, daß zur Sicherung gegen Fehlalarmauslösung an der Scheibe (1) ein Ultraschall-Ser.dewandler (2) angebracht ist, mit dessin Hilfe vorgegebene Ultraschall-Körperschallwellen in die Scheibe eingekoppelt v/erden, die von den Ultra schallempfänger (3) aufgenommen werden, und daß eine solche elektronische Auswerteschaltung mit einem Speicher (28) in dem zunächst das Empfangssignal (E) eines ungestörter. Zustandes der Scheibe (i) in Signalkomponenten zeitlich aufgelöst eingeschrieben wird und dann in Überwachungstetrieb die laufend eingehenden weiteren Eapfangs-3igr.ale (S, E') im selben Schema wie beim Einschreiben in Signalkomponenten zeitlich aufgelöst und mit den eingespeicherten Signalkomponenten des ungestörten Signals (E) in einem Komparator (28) auf Veränderungen hin verglichen werden, die einen Alarmzustand anzeigen.
2. Alarmsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in größeren zeitlichen Abständen erneutes Einschreiben in den Speicher (23) vorgesehen ist.
3. Alarmsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -kennzeichnet, daB ein Mittelwertsignal aus einer Mehrzahl aufeinanderfolgender ungestörter Empfangssignale (E) eingeschrieben wird.

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