DE3110268A1

DE3110268A1 - Method and device for functional testing of the electrodes of a capacitive protective fence

Info

Publication number: DE3110268A1
Application number: DE19813110268
Authority: DE
Inventors: Uwe 8000 München Metzner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1982-09-30

Abstract

For functional testing of the electrodes of a capacitive protective fence, a section of each electrode (E) is covered by in each case one screening plate (SB1 to SBn), and each screening plate (SB) is connected in series with a selection device (S3, RR, K) to a voltmeter (MI) and via an earthing resistor (R4) to earth (EA). In this case, the voltage between the screening plate (SB) and earth is measured, and an alarm is triggered by earthing the screening plates (SB) which are fitted to the receiving electrodes (EEM). A transmitted voltage (US), which is picked off via the screening plate (SB1) of a transmitting electrode (ESE) is in each case coupled to a receiving electrode (EEM) via a screening plate (SB2) of defined length in order to trigger an alarm. The measuring device has a plurality of screening plates (SB1 to SBn) which can be connected by means of a selection device (S3, RR1 to RRn, K1 to Kn) optionally to a voltmeter (MI) and to an earthing resistor (R4) which is arranged in parallel with the voltmeter (MI). <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsprüfung derMethod and device for functional testing of the

Elektroden eines kapazitiven Schutzzaunes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsprüfung der Elektroden, sowohl der Sende- als auch der Empfangs-Elektroden, eines kapazitiven Schutzzaunes, dessen nachgeschaltete Auswerteeinrichtung die Teilkapazitäten und/ oder die Erdkapazitäten der Elektroden mißt, und aus der Kapazitätsänderung ein Alarmsignal ableitet.Electrodes of a capacitive protective fence The invention relates to a Procedure for the functional test of the electrodes, both the sending and receiving electrodes, a capacitive protective fence, the downstream evaluation device of which the partial capacities and / or measures the earth capacitance of the electrodes, and from the change in capacitance derives an alarm signal.

Besonders überwachungsbedürftige oder gefährdete Objekte werden zusätzlich zum eigentlichen Gebäude schutz noch weiter gesichert. Beispielsweise wird die Umgebung der Gebäude, d.h. das Gelände, mit Schutzzäunen abgesichert. Um ein unbefugtes Eindringen zu erkennen, werden z.B. kapazitive Schutzzäune errichtet, die bei einem Annähern oder Durchdringen seitens eines Eindringlings einen Alarm auslösen.Objects that are particularly in need of monitoring or at risk are additionally further secured to actually protect the building. For example, the environment the building, i.e. the site, is secured with protective fences. To an unauthorized entry to recognize, for example, capacitive protective fences are erected, which when approaching or penetration by an intruder trigger an alarm.

Bei diesen Schutzzäunen kann die Alarmauslösung aufgrund unterschiedlicher Auswertemethoden herbeigeführt werden.With these protective fences, the alarm can be triggered due to different Evaluation methods are brought about.

Entweder werden die einzelnen Teilkapazitäten, das ist die jeweilige Kapazität zwischen einer Sende- und einer Empfangselektrode, gemessen, oder es werden die einzelnen Eigenteilkapazitäten, das ist die Jeweilige Kapazität zwischen einer Elektrode und Erde, gemessen. Zur Auswertung sind verschiedene Verfahren möglich, die aber nicht Gegenstand der Erfindung sind.Either the individual partial capacities, that is the respective Capacitance between a transmitting and a receiving electrode, measured, or it can be the individual partial capacities, that is the respective capacity between one Electrode and earth, measured. Various methods are possible for the evaluation, but which are not the subject of the invention.

Damit solche kapazitive Schutzzäune auch einen sicheren Schutz gewährle-isten, müssen sie immer funktionsfähig sein. Dabei werden Sicherheitsanlagen in der Regel im Ruhestromverfahren aufgebaut und auf Störungen oder Sabotage überwacht. Eine Überprüfung der gesamten Anlage über die Schaltung sagt aber bei ungünstigem gleichzeitigen Ausfall mehrerer Bauteile nicht unbedingt aus, daß die externen Elemente, wie Fühler, Detektoren usw., bzw. die Verbindung zu den externen Elementen noch in Ordnung sind.So that such capacitive protective fences also guarantee safe protection, they must always be functional. Thereby security systems are usually built in closed-circuit mode and monitored for malfunctions or sabotage. One Review of the entire system but the circuit says unfavorable simultaneous failure of several components does not necessarily mean that the external elements, such as sensors, detectors, etc., or the connection to the external Elements are still okay.

Aus der Brandmeldetechnik ist bekannt, daß trotz Ruhestromüberwachung periodisch an den einzelnen Meldern Funktionsprüfungen durchgeführt werden bzw. werden müssen, weil in der Regel das für den Betreiber pflichtmäßig vorgesehen ist. Dies ist auch in der Intrusionsschutztechnik üblich.It is known from fire alarm technology that despite quiescent current monitoring Periodic functional tests are carried out on the individual detectors or must be, because this is usually provided for by the operator. This is also common in intrusion protection technology.

Bisher wurde die Funktionsfähigkeit eines kapazitiven Schutzzaunes in einfacher Weise überprüft. Im scharf geschalteten Zustand des Schutzzaunes mußte eine Testperson einen Gehtest durchführen. Diese Person mußte sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf den Schutzzaun zubewegen. Bei einer bestimmten Entfernung bzw. einer unmittelbaren Annäherung an den Zaun mußte ein Alarm ausgelöst werden. Diese Methode hat aber verschiedene Nachteile.So far, the functionality of a capacitive protective fence checked in a simple way. In the armed state of the protective fence had to a test person perform a walking test. This person had to deal with a specific one Move speed towards the safety fence. At a certain distance or an alarm had to be triggered if the fence was approached directly. These However, the method has several disadvantages.

Einerseits hängt der Test von der Größe und der Geschwindigkeit der sich bewegenden Person ab. Zum anderen werden bei diesem Test nur die Elektroden des Schutzzaunes erfaßt, die sich in etwa Mannshöhe befinden.On the one hand, the test depends on the size and speed of the moving person. On the other hand, only the electrodes are used in this test of the protective fence detected, which are located at about man's height.

Bei Schutzzäunen, die 5 bis 6 m hoch sind oder sogar eine noch größere Höhe aufweisen, werden die über Mannshöhe angeordneten Elektroden nicht erfaßt. Eine derartige Funktionsprüfung ist sehr unzuverlässig, stellt nur eine subjektive Prüfung dar und erfaßt nur einen Teil des Schutzzaunes.For protective fences that are 5 to 6 m high or even larger Have height, the electrodes arranged above man's height are not detected. Such a functional test is very unreliable and only represents a subjective one Test and covers only part of the protective fence.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, bei kapazitiven Schutzzäunen der eingangs erwähnten Art ein Verfahren und Vorrichtungen zur Funktionsprüfung der Elektroden eines solchen kapazitiven Schutzzaunes anzugeben. Dabei soll eine solche Funktionsprüfung in einfacher Weise durchführbar, objektiv und vollständig sein. Das bedeutet, daß sämtliche Elektroden des Schutzzaunes überprüft werden können, und daß ferner eine plausible Prüfung auch jederzeit von einem Nichtfachmann durchgeführt werden kann.It is therefore the object of the invention to provide the capacitive protective fences type mentioned a method and devices for functional testing of the Specify electrodes of such a capacitive protective fence. Such a Function test in a simple way feasible, objective and complete be. This means that all electrodes of the protective fence can be checked, and that a plausible test can also be carried out at any time by a non-specialist can be.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Abschnitt Je der Elektrode mit Jeweils einem Schirmblech abgedeckt und Jedes Schirmblech der Reihe nach mit einer Wähleinrichtung an einen Spannungsmesser und über einen Erdungswiderstand an Erde angeschaltet wird, daß Jeweils die Spannung zwischen Schirmblech und Erde gemessen wird, und daß durch die Erdung der an die Empfangselektroden angebrachten Schirmbleche ein Alarm ausgelöst wird.This object is achieved in that a portion of the electrode each covered with a shield plate and each shield plate in turn with a selector to a voltmeter and an earth resistor is connected to earth that the voltage between the shield plate and earth is measured, and that by the grounding of the attached to the receiving electrodes Shield plates an alarm is triggered.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, objektiv zu prüfen, ob die Jeweilige Elektrode funktioniert, ob die Jeweilige Sendeelektrode an Sende spannung liegt, ob die Empfangselektrode einen Alarm auslöst, d.h. die Anderung der resultierenden Teilkapazität erfaßt wird.With this method according to the invention it is possible to objectively check whether the respective electrode works, whether the respective transmitting electrode whether the receiving electrode triggers an alarm, i.e. the Change in the resulting partial capacity is detected.

Zweckmäßigerweise werden bei diesem Verfahren Schirmbleche, die U-förmig gebogen sein können und eine bestimmte Länge besitzen können, auf ein Stück einer Jeweiligen Elektrode aufgesteckt. Damit wird ein kleiner Abschnitt der Elektrode abgeschirmt und eine definierte Kapazitätsänderung hervorgerufen. Über einen Kontakt kann das jeweilige Schirmblech funktionsmäßig entweder mit Erde oder mit einem Spannungsmesser verbunden werden.In this process, shield plates, which are U-shaped, are expediently can be bent and can have a certain length on a piece of a Corresponding electrode attached. This creates a small section of the electrode shielded and caused a defined change in capacitance. Via a contact the respective shield plate can functionally either with earth or with a voltmeter get connected.

Werden Teilkapazitäten gemessen, so verringert sich durch die Abschirmung eines Elektrodenabschnittes beim Schließen des Kontaktes gegen Erde die Teilkapazität. Dadurch wird in der nachgeschalteten Alarmeinrichtung ein Alarm ausgelöst. Werden Erdkapazitäten gemessen, so vergrößert sich über die kapazitive Kopplung des Schirmblechs beim Schließen des Kontakts gegen Erde die Erdkapazität. Auch dabei wird ein Alarm ausgelöst. Liegt eine Sendeelektrode vor, so wird über die kapazitive Kopplung zwischen Elektrode und Schirmblech beim Schließen des Kontakts zum Spannungsmesser ein Teil der Sendespannung an den Spannungsmesser gelegt und angezeigt.If partial capacitances are measured, this is reduced by the shielding of an electrode section when the contact is closed to earth the partial capacitance. This triggers an alarm in the downstream alarm device. Will Measured earth capacitance, it increases via the capacitive coupling of the shield plate when the contact to earth is closed, the earth capacitance. This will also sound an alarm triggered. If there is a transmitting electrode, so is about the capacitive Coupling between electrode and shield plate when the contact to the voltmeter closes part of the transmission voltage is applied to the voltmeter and displayed.

Eine Empfangselektrode, die aus-irgendeinem Grund, sei es, daß sich die Verbindung zum Empfänger gelöst hat, nicht am Empfänger angeschlossen ist, wird bei der Funktionsprüfung auf Empfangselektroden trotzdem einen Alarm auslösen. Die am Empfänger nicht angeschlossene Elektrode weist aber ein höheres Potential gegenüber Erde auf als eine ordnungsgemäß angeschlossene Empfangselektrode. Dieses höhere Potential wird mit dem Spannungsmesser gemessen und angezeigt. Eine fehlende Potentialanzeige besagt, daß die Verbindung der Empfangselektrode zum Empfänger unterbrochen sein muß.A receiving electrode that for whatever reason, be it that itself has disconnected from the receiver is not connected to the receiver trigger an alarm during the functional test on the receiving electrodes. the However, an electrode not connected to the receiver has a higher potential Earth as a properly connected receiving electrode. This higher Potential is measured and displayed with the voltmeter. A missing potential indicator means that the connection between the receiving electrode and the receiver must be interrupted got to.

In vorteilhafter Weise kann eine Empfangselektrode auf eine tatsächliche Verbindung zum Empfänger dadurch geprüft werden, daß die zu prüfende Empfangselektrode mit einem Schirmblech definierter Länge abgedeckt und mit dem Schirmblech der Sendeelektrode verbunden wird. Die so abgegriffene Sende spannung wird jeweils auf die zu prüfende Empfangselektrode eingekoppelt. Ist die Empfangselektrode ordnungsgemäß angeschlossen, so wird die nachgeschaltete Auswerteeinrichtung Alarm auslösen. Liegt eine Verbindungsunterbrechung vor, so bleibt der Alarm aus. Ist bei einer Sendeelektrode die Verbindung zum Sender unterbrochen, so kann mit dem Spannungsmesser keine Sende spannung gemessen und angezeigt werden.In an advantageous manner, a receiving electrode can be on an actual Connection to the receiver can be checked in that the receiving electrode to be tested covered with a shield plate of a defined length and with the shield plate of the transmitter electrode is connected. The transmitted voltage tapped in this way is applied to the one to be tested Receiving electrode coupled. If the receiving electrode is properly connected, so the downstream evaluation device will trigger an alarm. There is a disconnection before, the alarm remains off. In the case of a transmitter electrode, this is the connection to the transmitter interrupted, no transmission voltage can be measured with the voltmeter and are displayed.

Nach diesem Verfahren ist es mit einer entsprechend ausgestalteten Prüfvorrichtung auch einem Nichtfachmann möglich, eine plausible Prüfung der Funktion des kapazitiven Schutzzauns in einfacher Weise durchzuführen.According to this procedure, it is configured accordingly Test device also possible for a non-specialist, a plausible test of the function of the capacitive protective fence in a simple manner.

Zweckmäßigerweise wird man eine Prüfvorrichtung vorsehen, die mehrere Schirmbleche aufweist, die einzeln mit einer Wähleinrichtung einerseits an einen Spannungsmesser und andererseits an Erde anschaltbar sind. Die auf den jeweiligen Elektroden aufgesteckten Schirmbleche werden in verschiedenen Höhen mit einem für die Prüfvorrichtung vorgesehenen Meßmast, der aus Isoliermaterial besteht, verbunden. Die Schirmbleche sind zweckmäßigerweise U-förmig gebogen und können verschiedene Längen aufweisen. Dabei kann es von Vorteil sein, die Schirmbleche für die Sendeelektrode gleich lang auszubilden, weil die Sendefrequenz im allgemeinen konstant ist. Der Meßmast kann aus einzelnen Kunststoffrohren bestehen, die entsprechend der Zaunhöhe aufeinander gesteckt werden können. Die Wähleinrichtung kann einen Wahlschalter mit einer Mehrzahl von Ausgängen, Anschaltrelais, die vom Wahlschalter ansteuerbar sind, und Relaiskontakte, die jeweils ein Schirmblech auf Erde bzw. zum Spannungsmesser schalten, aufweisen.Appropriately, you will provide a test device that several Has shield plates, which individually with a selection device on the one hand to a Voltmeter and, on the other hand, can be connected to earth. The on the respective Electrodes attached shield plates are in different heights with a for the test device provided measuring mast, which consists of insulating material, connected. The shield plates are suitably bent in a U-shape and can be different Have lengths. It can be advantageous to use the shield plates for the transmitter electrode train the same length because the transmission frequency is generally constant. Of the The measuring mast can consist of individual plastic pipes, which correspond to the height of the fence can be plugged onto each other. The selector can have a selector switch with a plurality of outputs, connection relays that can be controlled by the selector switch and relay contacts that each have a shield plate to earth or to the voltmeter switch, exhibit.

In vorteilhafter Weise können Relais mit ihren Schaltkontakten im Meßmast in unmittelbarer Nähe zu den AnschlUssen der Schirmbleche untergebracht sein, um eine Vielzahl von Meßleitungen zum Spannungsmesser zu vermeiden. Die eigentliche Meßeinrichtung mit dem Spannungsmesser und dem Wahlschalter wird man in einer bestimmten Entfernung vom Meßmast und somit vom kapazitiven Schutzzaun betreiben. Damit werden störende Einflüsse der hantierenden Person auf den Schutzzaun vermieden. Über Steuerleitungen kann mit dem Wahlschalter das Jeweilige Relais angesteuert und somit das entsprechende Schirmblech geerdet bzw. an die Meßleitung geschaltet werden.Advantageously, relays with their switching contacts in the The measuring mast is located in the immediate vicinity of the connections of the shield plates to avoid multiple test leads to the voltmeter. The real one Measuring device with the voltmeter and the selector switch one becomes in a certain Operate away from the measuring mast and thus from the capacitive protective fence. So be Disturbing influences of the person handling on the protective fence are avoided. Via control lines the relevant relay can be controlled with the selector switch and thus the corresponding one The shield plate must be earthed or connected to the measuring line.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Vorrichtung zur Funktionsprüfung gemäß dem geschilderten Verfahren und weitere, sich daraus ergebende Vorteile sollen an einem Ausführungsbeispiel für Teilkapazitätsmessung im folgenden näher erläutert werden.An expedient embodiment of the device for functional testing according to the method described and other advantages resulting therefrom explained in more detail below using an exemplary embodiment for partial capacitance measurement will.

Dabei zeigen Fig. 1 ein einfaches Schaltbild zur Funktionsprüfung der Elektroden eines kapazitiven Schutzzaunes, Fig. 2a bis 2e Ersatzschaltbild und Anordnung für Sendeelektrodenprüfung, Fig. 3a und 3b Ersatzschaltbild und Anordnung für Empfangselektrodenprüfung und Fig. 4a und 4b Schaltbild und Anordnung für Empfangselektrodenprüfung auf Verbindung zum Empfänger.1 shows a simple circuit diagram for functional testing the electrodes of a capacitive protective fence, Fig. 2a to 2e equivalent circuit diagram and Arrangement for transmitting electrode test, FIGS. 3a and 3b equivalent circuit diagram and arrangement for receiving electrode testing and FIGS. 4a and 4b circuit diagram and arrangement for receiving electrode testing on connection to the recipient.

Nicht dargestellt ist eine erforderliche -Auswerteeinrichtung des kapazitiven Zaunes. Dies ist bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.A necessary evaluation device of the is not shown capacitive fence. This is known and is not the subject of the invention.

Die Vorrichtung zur Funktionsprüfung der Elektroden besteht aus einem Meßmast MM und einer Meßeinrichtung ME, die mittels Steuer- und Meßleitungen SML mit dem Meßmast MM verbunden ist. Der Meßmast MM besteht aus mehreren, aufeinander steckbaren Einzelrohren, die aus Kunststoff sein können. Im Meßmast MM sind eine Vielzahl von Relais RR1 bis RRn, z.B. Reed-Relais, angeordnet, die einerseits eine gemeinsame Verbindungsleitung NL zur Meßeinrichtung ME aufweisen und andererseits jeweils eine eigene Steuerleitung SL1 bis SL2, die ebenfalls zur Meßeinrichtung ME führt. So ist beispielsweise das Anschaltrelais RR1 über die Steuerleitung SL1 mit der Meßeinrichtung ME verbunden.The device for the functional test of the electrodes consists of one Measuring mast MM and a measuring device ME, which by means of control and measuring lines SML is connected to the measuring mast MM. The measuring mast MM consists of several, one on top of the other pluggable single pipes, which can be made of plastic. In the measuring mast MM are one A large number of relays RR1 to RRn, e.g. reed relays, arranged, on the one hand a have common connecting line NL to the measuring device ME and on the other hand each have their own control line SL1 to SL2, which also go to the measuring device ME leads. For example, the connection relay RR1 is via the control line SL1 connected to the measuring device ME.

Jedes Anschaltrelais RR weist einen Kontakt K auf, der einerseits über eine Gleichrichterschaltung GLM und über die Meßleitung ML mit der Meßeinrichtung ME verbunden ist.Each connection relay RR has a contact K, on the one hand via a rectifier circuit GLM and via the measuring line ML to the measuring device ME is connected.

Andererseits ist der Kontakt K mit einer Ansteckvorrichtung am Meßmast MM verbunden. Mit dieser Ansteckvorrichtung wird das-Jeveilige Schirmblech SB verbunden. Über die Steuerleitung SL ist einzeln wahlweise das Jeweilige Schirmblech SB anschaltbar. Die Meßleitung ML, die von den einzelnen Relaiskontakten K1 bis KN zur Gleichrichterschaltung GLM führt, ist über einen Widerstand R4 mit der Verbindungsleitung NL zur Meßeinrichtung ME verbunden und andererseits an einen Erdanschlußpunkt EA am Meßmast MM geführt. Über diesen Erdanschlußpunkt EA, den Erdungswiderstand R4 und die Jeweiligen Kontakte K1 bis KN können die Schirmbleche SEI bis SBn funktionsmäßig geerdet werden. Zweckmäßigerweise wird man den Erdanschlußpunkt EA mit dem geerdeten Mast des Schutzzaunes ZM verbinden. Der Gleichrichterschaltung GLM und dem Erdungswiderstand R4 ist noch ein Kondensator C2 parallel geschaltet. Der Erdungswiderstand R4 entspricht bei einer Meßfrequenz ca.On the other hand, the contact K with a plug-in device is on the measuring mast MM connected. The Jeveilige shield plate SB is connected to this attachment device. The respective shield plate SB can optionally be connected individually via the control line SL. The measuring line ML, from the individual relay contacts K1 to KN to the rectifier circuit GLM leads is via a resistor R4 with the connection line NL connected to the measuring device ME and on the other hand to a ground connection point EA guided on the measuring mast MM. Via this earth connection point EA, the earth resistance R4 and the respective contacts K1 to KN can functionally control the shield plates SEI to SBn be grounded. Appropriately, the earth connection point EA is earthed with the Connect the mast of the protective fence ZM. The rectifier circuit GLM and the earth resistance Another capacitor C2 is connected in parallel to R4. The earth resistance corresponds to R4 at a measuring frequency of approx.

10 kHz etwa der Kapazität von einem lIF, so daß bei den vorliegenden Kapazitätsverhältnissen Erdung vorliegt.10 kHz about the capacity of a LIF, so that with the present Grounding is present.

Die Gleichrichterschaltung GLM im Meßmast MM richtet die Meßspannung gleich und verhindert dadurch kapazitive Einflüsse der Zuleitung SML zur Meßeinrichtung ME auf die Meßspannung.The rectifier circuit GLM in the measuring mast MM adjusts the measuring voltage the same and thereby prevents capacitive influences from the SML lead to the measuring device ME to the measuring voltage.

Es sind den Jeweiligen Anschaltrelais RR1 bis RRn Gleichrichter GLI bis GLn zur Funkenlöschung parallel geschaltet. Der Meßmast MM ist über die Steuer- und Meldeleitungen SML mit der Meßeinrichtung ME verbunden. Diese Leitung kann ca. 2 m lang sein, um mit der Meßeinrichtung ME vom kapazitiven Schutz zaun einen gewissen Abstand zu erhalten. Damit vermeidet man störende Einflüsse auf den Schutz zaun, die durch die Bewegung der hantierenden Person hervorgerufen werden können.The respective connection relays RR1 to RRn are rectifiers GLI connected in parallel to GLn for spark suppression. The measuring mast MM is via the control and message lines SML connected to the measuring device ME. This line can take approx. 2 m long in order to get a certain amount of the capacitive protective fence with the measuring device ME To get distance. This avoids disturbing influences on the protective fence, which can be caused by the movement of the person handling it.

Die Meßeinrichtung ME weist eine Stromversorgung UB auf, die über einen Schalter S1 eingeschaltet werden kann. Mit dem mehrpoligen Betriebsartschalter S2 kann mit Hilfe des Meßinstruments MI, d.h. dem Spannungsmesser, die Batteriespannung UB geprüft werden bzw. auf Elektrodentest umgeschaltet werden. Der Wahlschalter S3 weist eine Vielzahl von Schaltkontakten (1 bis n) auf, die entsprechend der Elektrodenanzahl des kapazitiven Schutzzaunes einzeln nacheinander angeschaltet werden können. Die Ausgänge 1 bis n des Wahl schalters S3 sind über die Steuerleitungen SL1 bis SLn mit den Anschaltrelais RRI bis RRn verbunden.The measuring device ME has a power supply UB, which has a switch S1 can be switched on. With the multi-pole operating mode switch With the help of the measuring instrument MI, i.e. the voltmeter, S2 can determine the battery voltage UB can be checked or switched to electrode test. The selector switch S3 has a large number of switching contacts (1 to n), which correspond to the number of electrodes of the capacitive protective fence can be switched on individually one after the other. the Outputs 1 to n of selector switch S3 are via the control lines SL1 to SLn connected to the connection relays RRI to RRn.

Mit den U-förmigen Schirmblechen SB1 bis SBn wird jeweils ein Abschnitt einer Elektrode E abgedeckt. Mittels des Anschaltrelais RR und dessen Kontakt K wird Jeweils ein Schirmblech SB über den Widerstand R4 an den Erdanschluß EA und über die Diode GLM an die Meßeinrichtung ME angeschaltet. Das nun geerdete Schirmblech SB führt zu einer definierten Änderung der Kapazität der Jeweiligen Elektrode. Die resultierende Teilkapazität verringert sich also. Liegt eine ordnungsgemäß angeschlossene Empfangselektrode vor, so ist die Spannung auf der Elektrode sehr gering und kann mit dem Spannungsmesser MI im unteren Meßbereich liegend angezeigt werden. Die Teilkapazität hat sich Jedoch um einen bestimmten Betrag geändert und die hier nicht dargestellte Auswerteeinrichtung des kapazitiven Zaunes gibt Alarm.With the U-shaped shield plates SB1 to SBn there is a section an electrode E covered. By means of the connection relay RR and its contact K A shield plate SB is connected to the earth connection EA and via the resistor R4 connected to the measuring device ME via the diode GLM. The now grounded shield plate SB leads to a defined change in the capacitance of the respective electrode. the The resulting partial capacity is therefore reduced. Is there a properly connected Receiving electrode, the voltage on the electrode is very low and can are displayed lying in the lower measuring range with the voltmeter MI. The partial capacity However, it has changed by a certain amount and the one not shown here Evaluation device of the capacitive fence gives an alarm.

Liegt eine Sendeelektrode vor, so ist die Spannung auf dieser Elektrode groß und die Instrumentenanzeige des Spannungsmessers MI liegt im oberen Meßbereich.If there is a transmitting electrode, the voltage is on this electrode large and the instrument display of the voltmeter MI is in the upper measuring range.

Diese Meßbereiche können exakt definiert werden und müssen bei jeder erneuten Überprüfung im gleichen Toleranzbereich liegen. Alle Schirmbleche SB für die Sendeelektroden werden zweckmäßigerweise, da die Sendespannung konstant ist, gleich lang - z.B.These measuring ranges can be precisely defined and must be used for each recheck are within the same tolerance range. All shield plates SB for the transmission electrodes are expediently, since the transmission voltage is constant, same length - e.g.

300 mm - ausgeführt. Für die Empfangselektroden können die Längen der Schirmbleche jeweils meßtechnisch ermittelt werden. So hat sich in einem Anwendungsfall beispielsweise eine Länge zwischen 60 und 300 mm ergeben. Diese Längen können jeweils spezifisch dem kapazitiven Schutz zaun angepaßt werden, um auf diese Weise die Feldempfindlichkeit der Empfangselektroden zu prüfen und eine Spannungsanzeige innerhalb eines bestimmten Meßbereiches zu erhalten.300 mm - executed. For the receiving electrodes, the lengths of the shield plates are each determined by measurement. So did in one Use case for example result in a length between 60 and 300 mm. These lengths can be Specifically adapted to the capacitive protective fence in order to increase the field sensitivity in this way the receiving electrodes to check and a voltage display within a certain To obtain the measuring range.

In den Fig. 2a bis 2c sind Anordnungen bzw. Ersatzschaltbilder dargestellt bei der Sendeelektrodenprüfung. In Fig. 2a ist eine Elektrode E dargestellt. Sie besteht aus einer Seele S, die beispielsweise aus Stahldraht sein kann, und einer Isolation I, beispielsweise Teflon. Über diese Elektrode wird das Elektrodenschirmblech SB, das U-förmig gebogen ist, gesetzt. Dabei besteht eine Kapazität CSI zwischen Seele S und Isolation I.Arrangements or equivalent circuit diagrams are shown in FIGS. 2a to 2c during the transmitter electrode test. An electrode E is shown in FIG. 2a. she consists of a core S, which can be made of steel wire, for example, and one Isolation I, for example Teflon. The electrode shield plate is placed over this electrode SB bent into a U-shape is set. There is a capacity CSI between Soul S and Isolation I.

Ferner eine Kapazität CI3 zwischen Isolation und Schirmblech SB. Die resultierende Kopplungskapazität CK zwischen der Elektrode E des kapazitiven Schutzzaunes und dem Schirmblech SB ist im Ersatzschaltbild in Fig. 2b dargestellt.Furthermore, a capacitance CI3 between the insulation and the shield plate SB. the resulting coupling capacitance CK between the electrode E of the capacitive protective fence and the shield plate SB is shown in the equivalent circuit diagram in FIG. 2b.

Dabei ergibt sich: CSI CIB CK = CSI + CIB CI+CIB In Fig. 2c ist ein Mast eines kapazitiven Schutzzaunes ZM mit einem Isolator IS und die Anordnung des Meßmastes MM mit dem daran angeordneten Elektrodenschirmblech SB dargestellt. Die Elektrode E des kapazitiven Schutzzauns ist am Zaunmast ZM mit einem Isolator IS befestigt. Über die Elektrode E ist das Schirmblech SB gelegt. Das Schirmblech SB ist einerseits Uber den Kontakt K des hier nicht gezeigten Anschaltrelais RR mit der Meßleitung ML verbunden. Diese Meßleitung ML führt zur Meßeinrichtung ME. Dabei ergeben sich folgende Kapazitäten: Eine Kapazität CRN besteht zwischen der Meßleitung ML und dem Schirmblech SB. Ferner besteht eine Kapazität C3E zwischen dem Schirmblech SB und Erde.This results in: CSI CIB CK = CSI + CIB CI + CIB In Fig. 2c is a Mast of a capacitive protective fence ZM with an isolator IS and the arrangement of the Measuring mast MM shown with the electrode shield plate SB arranged thereon. the Electrode E of the capacitive protective fence is on the fence post ZM with an insulator IS attached. The shield plate SB is placed over the electrode E. The shield plate SB is on the one hand via contact K of the connection relay, not shown here RR connected to the measuring line ML. This measuring line ML leads to the measuring device ME. This results in the following capacities: A capacity CRN exists between the measuring line ML and the shield plate SB. Furthermore, there is a capacitance C3E between the shield plate SB and earth.

Ferner besteht noch eine Kapazität CNE zwischen der Meßleitung ML und Erde. Dies ist im Ersatzschaltbild Fig.2d dargestellt. Dabei ist zwischen der Elektrode E die Koppelkapazität CK zum Schirmblech SB. Zwischen Schirmblech SB und der Meßleitung ML ist die Kapazität CRM, zwischen Erde und dem Schirmblech SB ist die Kapazität CBE, zwischen der Meldeleitung ML und Erde die Kapazität CME. Wird nun über das Anschaltrelais RR der Kontakt K geschlossen, so besteht neben der Koppelkapazität CK zwischen Elektrode E und Meßleitung ML noch die Kapazität CE gem.Fig.2a.Die Kapazität CE, an der die Meßspannung UM abgegriffen wird, genügt bei geschlossenem Relaiskontakt K der Bedingung CE = CNE + CBE.There is also a capacitance CNE between the measuring line ML and earth. This is shown in the equivalent circuit diagram Fig.2d. There is between the Electrode E is the coupling capacitance CK to the shield plate SB. Between the shield plate SB and of the measuring line ML is the capacitance CRM, between earth and the shield plate SB the capacitance CBE, between the message line ML and earth the capacitance CME. Will Now the contact K is closed via the connection relay RR, so there is not only the coupling capacity CK between electrode E and measuring line ML also the capacitance CE according to Fig. 2a CE, at which the measuring voltage UM is tapped, is sufficient when the relay contact is closed K of the condition CE = CNE + CBE.

In Fig. 3a und 3b sind Elektrodenanordnung und die dabei resultierenden Kapazitäten dargestellt für den Fall der EmpfängerelektrodenprUfung. Über die Empfängerelektrode E EM ist das Schirmblech SB angeordnet. Über der Empfängerelektrode E EM befindet sich eine Senderelektrode E ESE1. Weiter ist angenommen, daß sich unter der Empfängerelektrode E ESEM noch zwei Senderelektroden befinden, nämlich'E SE2 ... E SE3. Zwischen dem Schirmblech SX und Jeder Sendeelektrode E SEI ... E SE3 ist Jeweils eine Kapazität vorhanden. Diese Kapazitäten sind mit CS1 bis CS3 bezeichnet. Fig.3b stellt das entsprechend t Ersatzschaltbild dar. Hierbei ist die Meßleitung von Fig.2c geerdet. Zwischen der Senderelektrode E SE und dem Schirmblech SB liegt die Ersatzkapazität CS, die die Summe der einzelnen Teilkapazitäten CSI bis SC3 ist: CS erzen CS r=l Zwischen dem Schirmblech SB und der Empfängerelektrode E EM ist die Koppelkapazität CK. Zwischen dem Schirmblech SB und Erde ist die Kapazität CD, die die Summe von CBE und CRM darstellt. Bei der Empfängerelektrodenprüfung hängt also zwischen Sender- und Empfängerelektrode der kapazitive Stern CS, CD, CK. Ist nun die Kapazität CS hinreichend klein gegenüber der Koppelkapazität CK, und ferner die Kapazität CD ebenfalls gegenüber der Koppelkapazität CK hinreichend klein, so beträgt die Kapazitätsänderung beim Schließen des Relaiskontakts K etwa die Kapazität CS. Diese Änderung muß über die hier nicht dargestellte Auswerteeinrichtung des kapazitiven Schutzzaunes Alarm hervorrufen.In Fig. 3a and 3b are electrode arrangement and the resulting Capacities shown for the case of the receiver electrode test. Via the receiver electrode E EM the shield plate SB is arranged. Located above the receiver electrode E EM a transmitter electrode E ESE1. It is also assumed that under the receiver electrode E ESEM there are still two transmitter electrodes, namely 'E SE2 ... E SE3. Between the Shield plate SX and each transmitter electrode E SEI ... E SE3 is each a capacitance available. These capacities are labeled CS1 to CS3. Fig.3b represents that corresponding to the equivalent circuit diagram. In this case, the measuring line from FIG. 2c is grounded. The equivalent capacitance is between the transmitter electrode E SE and the shield plate SB CS that the The sum of the individual partial capacities CSI to SC3 is: CS erzen CS r = l between the shield plate SB and the receiver electrode E EM the coupling capacitance CK. Between the shield plate SB and earth is the capacitance CD, which represents the sum of CBE and CRM. Hangs during the receiver electrode test So between the transmitter and receiver electrode the capacitive star CS, CD, CK. is now the capacitance CS is sufficiently small compared to the coupling capacitance CK, and furthermore the capacity CD is also sufficiently small compared to the coupling capacity CK, see above the change in capacitance when the relay contact K closes is approximately the same as the capacitance CS. This change must be made via the evaluation device, not shown here capacitive protective fence cause alarm.

Die Notwendigwkeit, eine nicht angeschlossene Empfangselektrode, eine sogenannte freie Elektrode, zu erkennen, besteht darin, wenn die nachgeschaltete Auswerteeinrichtung keine Ruhestromüberwachung der Elektrodenkreise besitzt.The need to have a disconnected receiving electrode, a so-called free electrode, to detect, is when the downstream Evaluation device does not have closed-circuit current monitoring of the electrode circuits.

Es kann auch mit der vorher beschriebenen Meßmethode eine nicht-angeschlossene Empfängerelektrode E EM erkannt werden, wenn man folgende ttberlegungen zugrundelegt. Eine Elektrode hat Teilkapazitäten gegen die Senderelektroden und eine Eigenteilkapazität gegen Erde. Ist diese Elektrode E EM nicht angeschlossen, so wirkt sie über den kapazitiven Spannungsteiler cT/cE als Sendeelektrode mit niedrigerem Sendepotential UE = US CE T;T (gem.Fig.4a). Koppelt man diese Elektrode E EM nun nach dem vorbeschriebenen Verfahren mit dem Schienenblech gegen Erde, so vergrößert sich die Erdkapazität, der Spannungsteiler ändert sich und die Elektrodenspannung UE verringert sich. Eine sich ändernde Sendeelektrodenspannung US bzw. UE kann bei hinreichend großen Änderungswerten in der hier nicht dargestellten nachgeschalteten Auswerteeinrichtung Alarm hervorrufen, so daß das früher beschriebene Verfahren bei nicht angeschlossenen Empfangselektroden E EM keine eindeutige Anzeige gibt, wenn nicht deren Potential gemessen wird.A non-connected measurement method can also be used with the previously described measurement method Receiver electrode E EM can be recognized if one takes the following considerations as a basis. One electrode has partial capacities compared to the transmitter electrodes and a partial capacitance of its own against earth. If this electrode E EM is not connected, it acts via the capacitive voltage divider cT / cE as a transmitting electrode with a lower transmitting potential UE = US CE T; T (according to Fig. 4a). If you couple this electrode E EM now as described above If the rail plate moves against the earth, the earth capacity increases, the voltage divider changes and the electrode voltage UE decreases. One changing Transmitting electrode voltage US or UE can be sufficient if large change values in the downstream evaluation device, not shown here Generate an alarm so that the procedure described earlier can be used if the Receiving electrodes E EM gives no clear indication, if not their potential is measured.

Man kann Jetzt diesen Effekt zum Erkennen einer nicht angeschlossenen Empfängerelektrode verwenden. Das Potential UE dieser Elektrode E EM ist höher als das einer ordnungsgemäß angeschlossenen Empfängerelektrode.One can now use this effect to detect a disconnected Use receiver electrode. The potential UE of this electrode E EM is higher than that of a properly connected receiver electrode.

Bei ihr ist praktisch die Eigenteilkapazität CE kurzgeschlossen und damit hat sie etwa das Potential Null.With her, the self-partial capacitance CE is practically short-circuited and so it has approximately zero potential.

Das Potential dieser Elektrode E EM istaber kleiner als das Potential einer ordnungsgemäß angeschlossenen Senderelektrode, so daß mit einem hochohmigen Spannungsmesser dieses Potential UE am Schirmblech SB gemessen werden kann. Somit ist dieses Potential ein eindeutiges Kriterium für die Anschlußart einer Elektrode.However, the potential of this electrode E EM is smaller than the potential a properly connected transmitter electrode, so that with a high resistance Voltmeter this potential UE can be measured on the shield plate SB. Consequently this potential is a clear criterion for the type of connection of an electrode.

Eine weitere Möglichkeit, eine nicht angeschlossene Empfängerelektrode E EM zu erkennen, besteht gem.Fig.4b darin, dtd Spannung US einer Senderelektrode E SE, die über das Schirmblech SB1 ohnehin abgegriffen wird, direkt mit einem weiteren Schirmblech SB2 sehr kleiner Länge über einen Kontakt K auf die zu untersuchende Empfangselektrode E EM zu koppeln. Bei den üblichen Elektrodenlängen liegen Teil- und Erdkapazitäten im Bereich von einigen 100 pF. Die üblichen Ansprechempfindlichkeiten der Auswerteeinrichtutig liegen im Bereich von einigen 10fF.Another possibility, a disconnected receiver electrode To recognize E EM, according to Fig. 4b, consists of dtd voltage US of a transmitter electrode E SE, which is tapped anyway via the shield plate SB1, directly to another Shield plate SB2 of very small length over a contact K to the one to be examined To couple receiving electrode E EM. With the usual electrode lengths, there are partial and earth capacities in the range of a few 100 pF. The usual sensitivity levels the evaluation units are in the range of a few 10fF.

Damit kann das Schirmblech SB2 auf der zu unterXsuchenden Elektrode E EM sehr geringe Länge haben und die Spannungsteilerveränderung durch die Ankopplung ist annähernd null, d.h., das Potential der zu untersuchenden Elektrode E EM2 ändert sich praktisch nicht. Handelt es sich nun um eine nicht angeschlossene Elektrode, so gibt die nachfolgende Auswerteeinrichtung keinen Alarm, handelt es sich um eine angeschlossene Empfängerelektrode, so gibt die nachfolgende Auswerteeinrichtung Alarm.This means that the shield plate SB2 can be placed on the electrode to be examined E EM have a very short length and the voltage divider change due to the coupling is almost zero, i.e. the potential of the electrode to be examined E EM2 changes practically not. If the electrode is not connected, so there subsequent evaluation device no alarm, acts If the receiver electrode is connected, then the following evaluation device gives Alarm.

10 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite10 claims 4 figures Blank page

Claims

Method for functional testing of electrodes, both the transmitting and receiving electrodes, a capacitive protective fence, its downstream evaluation device the partial capacities and / or the earth capacities of the electrodes, and derives an alarm signal from the change in capacitance, since denoted that a section of each electrode (E) with One shield plate each (SB1 to SBn) covered and each shield plate (SB1 to SBn) one after the other with a selection device (53, RR, K) on a voltmeter (MI) and connected to earth (EA) via an earthing resistor (R4) (K1 to KN) that the voltage between the shield plate (SB) and earth is measured, and that by the grounding of the shield plates attached to the receiving electrodes (E EM) (SB) an alarm is triggered.

2. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the tapped via the shield plate (SB1) of a transmitting electrode (E SE) Transmission voltage (US) for triggering an alarm via a shield plate (SB2) of a defined length Each is coupled to a receiving electrode (E EM).

3. Apparatus for performing the method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that several shield plates (SB1 to SBn), a voltmeter (MI) and a selection device (SB, RR1 to RRn, K1 to KN) are provided with which a shield plate (SB) can optionally be connected to the voltmeter (MI) and an earth resistor (R4) is placed in parallel with the voltmeter (MI) is.

+) Device according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c n e t that the shield plates (SB) at different heights with one measuring mast (MM) made of insulating material are connected.

5. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the shield plates (SB) are bent into a U-shape and have different lengths have, the shield plates (SB) for the transmitter electrodes (E SE) of the same length are.

6. The device according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the measuring mast (MM) consists of several single tubes that can be plugged onto one another Made of plastic.

7. The device according to claim 3, d a d u r c h g e -.

it is not noted that the selection device has a selector switch (S3) and connection relays (RR1 to RRn), which are connected via control lines (SL1 to SLn) are connected to the outputs (1 to n) of the selector switch (S3).

8. Device according to one of the preceding claims, d a d u r It is noted that in the measuring mast (MM) for each shield plate (SB1 to SBn) a connection relay (RR1 to RRn) is arranged with which the respective Shield plate (SB1 to SBn) can be connected to the voltmeter (MI) via a measuring line (ML) (K1 to KN).

9. Device according to one of the preceding claims, d a d u r it is noted that the measuring mast (MM) has an earth resistance (R4) has earth connection (EA) connected to the measuring line (ML).

10. Device according to one of the preceding claims, d a d u r It is noted that the voltmeter (MI) and the selector switch (Sh) in one via control and signaling lines (SML) to the measuring mast (MM) connected measuring device (ME) are arranged, in addition to its own power supply (UB) with on switch (S1) has an operating mode switch (S2).