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A L A R M G E B E R Anwendungsgebiet, Stand der Technik Die Erfindung
bezieht sich auf einen Alarmgeber mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten
Merkmalen. Derartige Al;3rmgeber sprechen immer dann an, wenn in dem überwachten
Raumsektor eine Strahlungsquelle auftaucht, deren Strahlung von der Hintergrundstrahlung
des Raumes abweicht.
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Di.3 Einrichtung ist zur Erfassung von Strahlungsquellen verschiedener
Art geeignet. Besondere Bedeutung hat sie jedoch rür Wärmestrahler, insbesondere
menschliche Körper.
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Sie kann dann als Einbruchsmelder dienen.
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Durch die Aufteilung eines. jRaurnsektors in einzelne sektorförmige
Abtastzonnen wird erreicht, daß ein strahlender Körper, der in eine Abtastzone eintritt
oder sie verläßt, jeweils einen plötzlichen Anstieg bzw. Abfall der Strahlung erzeugt.
Hierdruch ergeben eich in einer elektronischen AJswerteinrichtung elektronische
Impulse, die die entscheidenden Kriterien für die Auslösung eines Alarm darstellen.
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Durch die DE-AS 25 37 3ö0 ist ein Alarmgeber der im Oberbegriff von
Anspruch 1 genannten Art bekannt geworden.
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Bei dem bekannten Alarmgeber sind zur Aufteilung eines verhältnismäßig
schlanken Raumsektors in mehrere sektorförmige Abtastzonen mehrere einzelne Detektorelemente
für die aufzunehmende Strahlung vorgesehen, die elektrisch zueinander parallel geschaltet
sind. Die einzelnen De.tektorelemente stellen, optisch betrachtet, Teile einer gemeinsamen
Bildebene für den abbildenden Hohlspiegel dar. Vc jedem Detektorelement geht über
den Spiegel in den zu überwachenden Raum eine sektorförmige Abtastzone aus. Will
man nicht einen kostspieligen Parabolspiegel, sonderen einer einfacher herstellbaren
sphärischen Hohlspiegel verwenden.
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so besteht die Gefahr, daß die einzelnem Abtastzonen sich wegen der
Abbildungsfehler überlappen. Dcinn aber tritt der Effekt der Erzeugung von Impulsen
bei einer Bewegung des Strahlers zwischen diesen Abtastzonen nicht mehr auf. Außei
dem ist der Aufwand für mehrere verschiedene Detektoreleme@ te unerwünscht groß.
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Nach der Vorveröffentlichung -werden durch. eine Anzähl weiterer Spiegel,
dort Planspiegel, die Strahlung aus anderen Raumteilen über den Hohlspiegel zu den
Detektorelementen reflektieren, weitere schlank Abtast-Sammelzunen geschaffen, denen
aber der gleiche Fehler anhaftet, daß sich nämlich die einzelnen Abtastzonen überlappen.
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Außerdem ist der Aufwand an zusätzlichen Spiegeln relativ hoch. So
sind zur Erzeugung von vier zusätzlichen Abtast-Sammelzonen vier zusätzliche Spiegel
erforderlich.
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Aufgabe, Lösung Durch die vorliegende Erfindung soll der bauliche
Aufwand dadurch verringert werden, daß nur ein einziges Detektorelement mehr erforderlich
ist und daß darüberhinaus weniger Planspiegel zur Vervielfachung der Abtastzonen
erforderlich sind. Außerdemsoll mit Sicherheit vermieden werden, daß sich die einzelnen
Abtastzonen überlappen.
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Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Ein wesentlicher-Gedanke der Erfindung liegt hierbei- darin, die sektorfürmigen
toten Zonen, die zur Unterteilung eines Raumsektors in Abtastzonen erforderlich
sind, durch die zusätzlichen Spiegel selbst hervorzurufen. Tut man dies, so ist
es nicht mehr erforderlich, zur Aufteilung in einzelne Abtastzonen mehr als ein
Detektorelement zu verwenden. Der Öffnungswinkel jeder der Ahtastzonen ergibt sich
aus der Grüße das Detektorelements und seiner Lage gegenüber dt'n Huhlspiegel. Es
ist nun verildltnismäßig einfach, die zusätzlichen Spiegel so auszubilden und anzuordnen,
daß sie durch Abschattung tote Zonen bilden, deren öffnungswin kel so groß ist,
daß eine Überlappung der Abtastzonen, auch bei erheblichen Abbildungsfehlern, mit
Sicherheit vermieden wird.
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Der bauliche Aufwand für einen Alarmgeber nach der Erfindung ist kif?in.
Es ist nur ein einziges Detektorelement erforderlich. /'ur Aufteilung eine; Raumsektors
in fünf diskrete Abtastzonen sind außer einem Hohlspiegel, der als sphärischer Spiegel
gestaltet sein kann, nur zwei zusätzliche Spiegel erforderlich, die Planspiegel
sein können.
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Weiterer Stand .der Technik Durch die DE-AS 27 34 157 ist es zwsr
bEkannt geworden, daß bei einem passiven Infrarot-Alarmgeter innerhalb einer Hauptabtastzone
Planspiegel angeordret sind, durch die auch Strahlung aus einer anderen Zore gegen
den Hohlspiegel gelenkt wird. Diese Planspiegel dienen aber nicht zur Unterteilung
der Hauptzone in einzelne Äbtastzonen.
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Zur Bildung von einzelnen Abtastzunen sind nach andere Anordnungen
bekannt gewurden. Nach der DE-AS 21 0@ 809 sind mehrere facettenartigen aneinandergereihte
Hohlspige unterschiedlicher Orientierung vorgesehen. Hier ist der bauliche Aufwand
sehr hoch.
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Nach der US-PS 2 198 725 ist zur Bildung der sektorförrnigen toten
Zonen eine Anzahl von Latten vorgesehen, die um das Strahlungsempfänger herum angeordnet
sind. Hier ist der bauliche Aufwand ebenfalls erheblich, und das Gerät hat unerwünscht
große Abmessungen.
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Weiterbildungen der Erfindung Nach Anspruch 2 wird eine baulich sehr
einfache Anordnung geschaffen und zudem erreicht, daß das Detektorelement selbst
keinen Teil der Abtastzonen abschalttet.
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Nach Anspruch 3 erhält man einerseits eine zusätzliche Ab tastzone,
die z. B. einen Raumsektor unterhalb der andere Abtastzonen ertassen kann. Andererseits
ergibt sich eine
einfache Möglichkeit, di6 zusätzlichen Spiegel
mechanisc fest miteinander zu verbinden.
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Der weitcre Spiegel kan nach Anspruch 4 ein Planspiegel sein, der
dann so ngoordnet wird, daß die über ihn einfallende Strahlung zum Forkussieren
über den Hohlspiegel geleitet wird. statt dessen kann der weitere Spiegel auch als
zusätzlicher Hohlspiegel ausgebildet sein, der die Strahlung dann unmittelbar auf
des Detektorelement lenkt.
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Erläuterung der Erfindung Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert.
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Figur 1 ist eine Uraufsicht auf eine Anordnung von Spiegeln und einem
Detektorelement nach der Erfindung und zeigt die Abtastzonen.
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Figur 2 ist ein Vertikalschnitt längs dr optischen Achst durch die
Anordnung nach Figur 1. -Figur 3 ist ein entsprechender Vertikalschnitt bei Anorunung
eines weiteren Hohlspiegels.
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Figur 4 ist eine der Figur 3 entsprechende Darstellung, bei der jedoch
als weiterer Spiegel ein Planspleg verwendet wird.
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Figur 5 ist eine der Figur entsprechende Darstellung.
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bei der jedoch vier Planspiegel zur Abschattung und Bündelaufteilung
vorgesehen werden.
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Der Alarmgeber dient als Einbruchsmelder und reagiert auf die von
einem menschlichen Körper ausgesandte Wärmestrahlung.
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Wie Figur 1 und 2 zeigen, ist. ein Detektorelement 1 durch nichtdargestellte
Mittel so angeordnet. Daß seine empfind liche Detektorfläche oben und waagrecht
lingt. Der für in frarotstrahlung empfingliche leil der Detektorflächen ist sehr
klein. Er hat z.B. die Abmessungen von 0,5 x 1 mm.
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Dies ist einerseits zur scharfen Bündelbegrenzung erforderlich, andererseits,
um zu erreichen, daß das Detektorelement eine verschwindend kleine Wärmekapazität
hat. Nur so kann es auf kleine änderungen der Wärmestrahlung, wie sie durch einen
menschlichen Körper in einiger Entfernung hervorgerufen werden, ausreichend reagieren.
Ein sphärischer Hohlspiegel 3 mit größerer Breite 315 Höhe ist so angeordnet. daß
er eine Sammel-Abtastzone 5 erzeugt, die sich in einer horizontalen Ebene relativ
weit auffächert, aber nur eine geringe Höhe hat, wie Figur 1 und 2 zeigen. Der ilffnungswinkel
dieser Sammel-Abtastzone 5 hängt von der Größe der "Bildflächs" des Detektorelements
1, der Größe des Hohispiegeis 3 und dem gegenseitigen Abstand von Detektorelement
und Hohispiegel ab. Der Hohlspiegel 3 hat einen Krümmungsradius R.
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Der waagrechte Abstand B vom Scheitelpunkt des Hohlspiegels 3 bis
zur Mitte des Detektorelements 1 beträgt 0,26 R oder weniger. Hierdurch und durch
eine entsprechende Breite des Hohlspiegels 3 eigibt sich ein Öffnungswinkel von
mindestens 40° in der waagerechten Ebene. Es wäre unzweckmäßig, durch eine weitere
Verbreiterung des Hohispiegeis einen noch größeren UfFnungswinkel erzielen zu wollen,
weil man dann durch Abbildungsfehler eine zu unscharfe seitliche Begrenzung der
Sammel-Abtastzone 5 erhielte.
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Zur Unterteilung der Sammel»Abtastzone in einzelne Abtastzonen 11,
12, 13 dienen. Planspiegel 17 mit Spiegelflächen 19. Die Spiegelflächen 19 können
bei diesem Ausführungsbeispiel auf je einem Radius der Kugelfläche des Hohispiegeis
liegen und sind im übrigen dem Hohlspiegel zugekehrt. Die Planspiegel 17. die aus
einem für Infrarot-Strahlung undurchl.i sigen Material bestehen, bilden sektorförmige
tote Zonen 21, 22, wodurch sich die drei diskreten Abtilstzonen 11 bis 13 ergeben.
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Durch die Planspiegel werden zusätzliche Abtastzonen 24 und 25 geschaffen,
so daß insgesamt ein Raumsektor von etw@ 90° überwacht werden kann.-Man erhält hier
durch einen Hohlspiegel und zwei zusätzlic Planspiegel fünf dis-krete Abtastzonen.
Es können wesentlic mehr Planspiegel innerhalb der Sammel-'Abt.astzone 5 angeord
net werden. Durch Anordnung von vier Planspiegel teilt man die Sammel-Abtastzone
bereits in fünf einzelne Abtastzonen auf und erhält vier nach auswärts gerichtete
weitere Abtas zonen, insgesamt also neun Abtastzonen.
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Nach Figur 3 ist ein zusätzlicher Hohlspiegel 28 vorgesohe durch den
eine abwärts gerichtete Abtastzone 30 geschaffen wird. Die Mittelehene dieser Abtastzone
schließt mit der gemeinsamen Mittelebene der Abtastzonen 11 bis 13, 24, 25 einen
Winkel ß ein. Durch die Abtastzone 30 kann der Raurr dicht unterhalb der Spiegelanordnung
zusätzlich überwacht werden. Der Hohlspiegel 28 ist brückenartig zu den beiden oder
auch beliebig mahr Planspiegeln 17 angeordnet und dient zu derun fester Halterung.
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Weitere Bauteile, die zur festen Anbringung der verschiedenen Spiegel
und zur elektrischen Verbindung des Detekto elements mit einer elektronischen Auswerteinrichtung
diene wurden nicht im einzelnen beschrieben, da sie durch einfa che konstruktive
und nicht erfinderische Maßnahmen zu ermitteln sind.
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Figur 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, be: dem vier
Planspiegel 32 vorgesehen sind, die jeweils ihre verspiegelte Fläche 19 dem Hohlspiegel
3 zukehren. Hier liegen die verspiegelten flächen nicht auf Radien den Hohlspiegel-Kugel
@äche. Vielmehr sind die Planspiegel 32 so angeordnet, daß fünf Abtastzonen 34 (nur
drei wurden
dargestellt) und vier zugehörige tote Zonen 36 etwa
gleichmäßig verteilt sind. Durch die Spiegelflächen 19 der Planspiegel 32 ergeben
sich vier weiter auswärts gerichtete Abtastzonen 38, vor denen nur zwei dargestellt
wurden. Diese sind wiederum durch tote Zonen 40 voneinander getrennt, von denen
nur eine dargestellt wurde.
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Wie in Figur 4 im lotrechten schnitt und in Figur 5 gestrichelt angedeutet,
sind dir: vier Planspiegel 32 von einem zusätzlichen PlanspiegeL 42 überbrückt,
der dem ganzen Gebilde mechanisch Hall; gibt. Durch den Planspiegel 42 wird eine
weitere Abtastzone 44 (Figur 4) geschaffen, die abwärts gerichtet ist. Strahlung
aus dieser Atastzone 44 wird vom Planspiegel 42 über den Hohlspiegel 3 und erst
von diesem auf des Detektorelement 1' geworfen.Wegen dieser Anordnung ist es günstiger,
das Detektorelement, wie Figur 4 zeigt, so anzuordnen, daß seine empfindliche Fläche
nicht wie nach Figur 2 und 3 aufwärts, sondern gegen den Hohlspiegel 3 gerichtet
ist.