DE3622827A1

DE3622827A1 - Ultraschall-impuls-echo-geraet mit kombinierter, alternierend und/oder paralell arbeitender echo- bzw. dopplereffekt-auswertung

Info

Publication number: DE3622827A1
Application number: DE19863622827
Authority: DE
Inventors: Hanns Rump; Wolfgang Voss; Udo Kloss
Original assignee: Individual
Current assignee: Etr Elektronik und Technologie Rump 4600 GmbH
Priority date: 1986-07-08
Filing date: 1986-07-08
Publication date: 1988-01-21

Description

Zum Zwecke der Raumüberwachung und/oder Alarmgebung sind verschiedene Möglichkeiten des Einsatzes von Ultraschallgeräten bekannt. Insbesondere wird nach der Ultraschall-Impuls-Echo-Methode gearbeitet, wobei entweder das Vorhandensein von Echoimpulsen überhaupt oder aber die Verteilung der Echoimpulse auf der Zeitachse, insbesondere die Veränderung derselben beurteilt wird. Ein anderes bekanntes Verfahren dient dem Nachweis sich bewegender Objekte, wobei in der Regel Ultraschallsignale gesendet werden, die empfangenen Signalen dagegen in einer geeigneten Schaltung auf Frequenzverschiebungen untersucht werden.

Das letztere Verfahren verfügt zwar über eine hohe Sensibilität gegenüber sich bewegenden Zielen, hat dagegen den Nachteil, daß die zu überwachenden Räume nicht definiert werden können.

Weiter können bei Anwendungen, die der Raumüberwachung zum Zwecke des Diebstahlschutzes dienen, Doppler-Geräte dadurch unwirksam gemacht werden, indem etwa eine Stellwand so zwischen Raum und Gerät gestellt wird, daß hinter der Stellwand ein "toter" Raum entsteht, der nicht mehr überwacht wird. Das reine Echo-Auswerteverfahren dagegen ist bei mittleren und größeren Distanzen und bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit in der Regel äußerst anfällig gegen Fehlalarme, die von zufälligen Geräuschen verursacht werden oder von Nebenzielen stammen.

Die Erfindung beschreibt eine Anordnung, die diese Nachteile umgeht. Es wird vorteilhafterweise vorgeschlagen, die beiden bekannten Verfahren insofern zu kombinieren, als sowohl nach der Echomethode als auch nach der Dopplermethode gearbeitet wird. Dabei wird von einem Sender (2) ein Ultra schallsignal ausgesendet, dessen Länge von einem Mikroprozessor (10) so ge steuert wird, daß sich kurze und lange Sendeimpulse jeweils abwechseln. Die Sendefrequenz wird durch Teilung aus einem Generator (12) gewonnen, der gleichzeitig die CPU (10) und einen PLL-Schaltkreis (7) steuert. Der Empfänger (1) wird von der CPU in seiner Empfindlichkeit über die Zeit über einen Anschluß (3) gesteuert. Das digitalisierte Ausgangssignal (4) dient dem Nachweis von Echo-Impulsen, die in der CPU (10) verarbeitet werden.

Sogenannte Zeittore, die frei wählbar sind, erlauben die Ausblendung von Zielen außerhalb dieser Tore. Aus dem Empfänger wird ein HF-Signal ausge koppelt, in einem Regelverstärker (6) auf eine konstante Amplitude gebracht und einem vorzugsweise PLL-Schaltkreis (7) zugeführt, der das empfangene Echosignal auf Frequenzverschiebungen untersucht. Das Ausgangssignal (9) des PLL-Schaltkreises wird von der CPU (10) ausgewertet, wobei Koinzidenz zu dem Impuls (3) bestehen muß, der sich bekanntlich in einem definierten Zeittor befinden muß.

In einem Ausgangsinterface (4) werden alle Signale erzeugt, die für die Alarmgebung und Kontrolle des Apparates notwendig sind.

Insofern löst die Erfindung vorteilhaft das Problem, einerseits die Vorteile der relativen Störsicherheit des Doppelverfahrens nutzen zu können, andererseits Räume exakt definieren zu können.

Der vorstehende Text beschreibt eine der möglichen Ausformungen des erfindungsgemäßen Gedankens, denenzufolge Echoimpulse einer Frequenz analyse zugeführt werden.

Es sind weitere Möglichkeiten vorstellbar, die durch die Ansprüche der Erfindung abgedeckt sind.

Die Skizze (Fig. 1) zeigt das Blockschaltbild eines Apparates, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist.

Claims

1. Apparat und Verfahren zum Zwecke der berührungslosen Überwachung definierbarer Raumsegmente oder von Räumen mit Hilfe des Ultraschall- Impuls-Echo-Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Echo-Impulse sowohl nach ihrem Auftreten auf der Zeitachse beurteilt werden als auch gleichzeitig oder sequentiell auf Frequenzverschiebungen zum Zwecke des Nachweises des Dopplereffektes untersucht werden.

2. App. und Verf. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume durch Zeittore derart aufgeteilt sind, daß in der Nahentfernung vorzugs weise das Auftreten von Echos auf der Zeitachse bewertet wird und in der mittleren und weiten Distanz insbesondere Frequenzverschiebungen innerhalb der auftretenden Echos bewertet werden.

3. App. und Verf. nach Anspr. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der ausgesendeten Schwingungen periodisch umgeschaltet wird, wobei die kurzen Impulse der Echoauswertung dienen und die längeren Impulse vorzugsweise der Dopplerauswertung dienen.

4. App. und Verf. nach Anspr. 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeittor, in dem das Auftreten von Dopplerverschiebungen untersucht wird, frei definierbar ist.

5. App. und Verf. nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzverschiebung vorzugsweise in einem PLL-Schaltkreis vorge nommen wird, wobei das empfangene Echo-Signal aus dem Empfänger ausge koppelt wird, in einem Regelverstärker auf konstante Amplitude gebracht wird und dann dem PLL-Schaltkreis zugeführt wird.

6. App. und Verf. nach mind. einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Taktgenerator (12) sowohl die Sendefrequenz als auch die Referenzfrequenz des PLL-Schaltkreises abgeleitet wird, ferner auch die Clock-Frequenz des vorzugsweise eingesetzten Mikrocomputers.

7. App. und Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung aller Funktionen, insbesondere die Umtastung der Sendeimpulslänge, die Steuerung des Empfängerver stärkers, die Auswertung der PLL-Signale und die Steuerung der Ausgangs-Schnittstellen einem Mikroprozessor übertragen ist.