DE4121110C1

DE4121110C1 -

Info

Publication number: DE4121110C1
Application number: DE19914121110
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Phys. Dr. 8000 Muenchen De Hering; Konrad 8011 Grasbrunn De Kraus; Harald Dipl.-Ing. 8081 Unterschweinbach De Schermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1992-11-05
Anticipated expiration: 2011-06-27
Also published as: EP0520222A3; EP0520222A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Feldänderungs melder zum Sichern von Objekten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher kapazitiver Feldänderungsmelder ist z. B. aus der US 42 93 852 bekannt.The invention relates to a capacitive field change detector for securing objects according to the generic term of Claim 1. Such a capacitive field change detector e.g. B. from US 42 93 852 known.

Immer häufiger, z. B. auch bei Ausstellungen, müssen wertvolle Gegenstände, insbesondere kleinere Objekte, zuverlässig gegen Diebstahl geschützt werden. Dabei sollen die verwendeten Sicherungseinrichtungen möglichst unauffällig, störsicher und zuverlässig sein. Es ist bekannt, für diesen Zweck Mikro schalter, Druck- oder Erschütterungssensoren oder auch kapazitive Feldänderungsmelder zu benutzen.More and more often, e.g. B. also at exhibitions, must be valuable Objects, especially smaller objects, reliably against Theft to be protected. The used Security devices as inconspicuous, interference-free and to be reliable. It is known to micro for this purpose switches, pressure or vibration sensors or also to use capacitive field change detectors.

Bei den bekannten kapazitiven Feldänderungsmeldern wird der Wertgegenstand auf eine spezielle Unterlage gestellt, die mit flächigen Elektroden versehen ist, z. B. DE-OS 28 39 806. Dabei können die flächigen Elektroden von einem Kondensator gebildet sein, der als Isolierplatte mit elektrisch leitenden Drähten (Elektroden) ausgebildet ist. Der zu sichernde Gegensand ist beispielsweise auf einem Sockel gestellt, wobei zwischen dem Gegenstand und dem Sockel die Isolierplatte angeordnet ist. Die Kapazität zwischen den Elektroden hängt von der elektrischen Eigenschaft des Materials in unmittel barer Nähe der Unterlage ab. Entfernt man z. B. einen metallischen Körper aus diesem Bereich, so verändert sich die Kapazität zwischen den Elektroden. Dieser Effekt wird bei den kapazitiven Feldänderungsmeldern zur Alarmgabe ausgenutzt.In the known capacitive field change detectors Valuable item placed on a special base, the with flat electrodes is provided, for. B. DE-OS 28 39 806. The flat electrodes can be from a capacitor be formed as an insulating plate with electrically conductive Wires (electrodes) is formed. The one to be secured Opposite is placed on a base, for example the insulating plate between the object and the base is arranged. The capacitance between the electrodes depends of the electrical property of the material immediately close to the pad. If you remove z. B. one metallic body from this area, so the changes Capacitance between the electrodes. This effect is in the capacitive field change detectors used for alarm.

Üblicherweise weisen derartige Melder eine Auswerteeinheit auf, die über ein Koaxialkabel mit den Elektroden der Unter lage verbunden ist, z. B. US-PS 42 93 852. Bei dieser bekann ten Anordnung sind an der Auswerteeinheit bzw. Melderschal tung eine Arbeits- und eine Erdelektrode angeschlossen. Am Objekt ist eine z. B. als metallisierter Aufkleber ausgebildete Objektelektrode angeordnet.Such detectors usually have an evaluation unit on that via a coaxial cable with the electrodes of the sub location is connected, for. B. US-PS 42 93 852. In this known The arrangement is on the evaluation unit or detector scarf a working and an earth electrode connected. At the Object is z. B. trained as a metallized sticker Object electrode arranged.

Es wird die Kapazität gemessen, indem man ein elektrisches Wechselfeld zwischen den Unterlagen der Elektroden erzeugt. Dazu ist im allgemeinen in der Auswerteeinheit ein frei laufender Oszillator vorhanden, für den die äußere Kapazität ein Teil seiner frequenzbestimmenden Kapazität ist. Bei Weg nahme des Wertgegenstandes ändert sich die Oszillatorfrequenz, diese momentane Änderung wird ausgewertet und zur Alarmgabe herangezogen.The capacity is measured by using an electrical Alternating field generated between the pads of the electrodes. For this purpose, a is generally free in the evaluation unit running oscillator available for which the external capacitance is part of its frequency-determining capacity. By way taking the object of value changes the oscillator frequency, this current change is evaluated and for alarming used.

Diese bekannten kapazitiven Feldänderungsmelder haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Die Aufbautechnik ist insofern schon aufwendig, als zu jedem Wertgegenstand ein Koaxialkabel von der Auswerteeinheit hin verlegt werden muß (US-PS 42 93 852). Darüber hinaus ist keine absolute Aussage möglich, ob der Wertgegenstand tatsächlich da ist, denn die frequenzbe stimmende Kapazität des Oszillators setzt sich aus der meist sehr kleinen Wertgegenstand- bzw. Unterlagenkapazität, einer großen eingebauten Basiskapazität und der aufbauabhängigen Kapazität zusammen. Die relativen Änderungen der Gesamt kapazität bei der Wegnahme des Wertgegenstandes liegen dabei typischerweise im Promillebereich. Eine Auswertung des Absolutwertes zur Alarmgabe ist daher nicht möglich, so daß lediglich die relativen Kapazitätsänderungen während der Weg nahme des Wertgegenstandes zur Alarmbildung verwendet werden können. Beim Scharfschalten einer derartigen Anlage kann der Melder nicht feststellen, ob der Wertgegenstand tatsächlich vorhanden ist. However, these known capacitive field change detectors have a number of disadvantages. The construction technology is so far already complex, as a coaxial cable for every valuable item must be relocated from the evaluation unit (US-PS 42 93 852). In addition, no absolute statement is possible as to whether the Object of value is actually there, because the frequency tuning capacity of the oscillator is made up of the most very small valuables or document capacity, one large built-in base capacity and the body-dependent Capacity together. The relative changes in the total there is capacity to take away the valuables typically in the alcohol range. An evaluation of the Absolute values for alarming are therefore not possible, so that only the relative capacity changes along the way the valuable object can be used to generate an alarm can. When arming such a system, the Notifier does not determine whether the valuable item is actually is available.

Ein weiterer Nachteil ist dadurch gegeben, daß aufgrund von temperaturbedingten Änderungen der Basiskapazität und der Kabelkapazität ein Störsignal in der Größenordnung des Nutz signals entstehen kann, welches zu erhöhten Fehlalarmraten führen kann. Wenn man solche langsamen, temperaturbedingten Änderungen durch die Auswerteschaltung automatisch unter drückt, so erkauft man sich damit den Nachteil, daß durch ein sehr langsames Wegnehmen des Wertgegenstandes der Melder überlistet werden kann. Ferner ist bei derartigen kapazitiven Feldänderungsmeldern die Inbetriebnahme der Meldeanlage schwierig. Die richtige Einstellung der Melderempfindlichkeit ist immer ein Kompromiß zwischen der Nachweisempfindlichkeit und der Anfälligkeit für Fehlalarme. Eine optimale Einstel lung hängt von der jeweiligen Konstellation, d. h. Kabellänge, Form des Wertgegenstandes, erwartete Temperaturschwankungen und wechselnder Kontrollzeit, ab und muß individuell vor Ort eingestellt werden.Another disadvantage is that due to temperature-related changes in base capacity and Cable capacity an interference signal in the order of the useful signals can arise, which leads to increased false alarm rates can lead. If you have such slow, temperature-related Changes automatically by the evaluation circuit under presses, so you buy the disadvantage that by a very slow removal of the valuables of the detectors can be outwitted. Furthermore, such capacitive Field change detectors commissioning the signaling system difficult. The correct setting of the detector sensitivity is always a compromise between detection sensitivity and susceptibility to false alarms. An optimal setting lung depends on the respective constellation, d. H. Cable length, Form of the object of value, expected temperature fluctuations and changing inspection time, from and must be individually on site can be set.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen kapazitiven Feldänderungsmelder der eingangs beschriebenen Art zur Sicherung wertvoller Gegenstände zu verbessern und die geschilderten Nachteile zu vermeiden.The object of the invention is therefore a capacitive Field change detectors of the type described at the outset for Securing valuable items and improving them to avoid the disadvantages described.

Diese Aufgabe wird bei einem oben beschriebenen kapazitiven Feldänderungsmelder mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Melder ist als Sockelmelder mit einer Melderschaltung in einem Sockel ausgebildet, mit einer metallisierten Folie, die am Wertgegenstand bzw. Objekt angebracht ist und in ihrer Formgebung der Sockel-Elektrode entspricht. Der Sockel weist eine weitere Elektrode, eine Schutz-Elektrode auf. Die Melderschaltung ist mittels einer unauffälligen Zwei-Draht-Leitung mit einer Auswerteeinheit verbunden. This task is done with a capacitive described above Field change detector with the characteristic features of the Claim 1 solved. The detector is a base detector with one Detector circuit formed in a base, with a metallized foil attached to the object of value is attached and the shape of the base electrode corresponds. The base has a further electrode, a Protection electrode on. The detector circuit is by means of a inconspicuous two-wire cable with an evaluation unit connected.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des kapazitiven Sockel-Melders wird einerseits erreicht, daß auf der Sockel oberfläche aktive flächige Elektroden vorhanden sind, denen eine passive Objekt-Elektrode gegenübersteht, wobei die Melderschaltung erfindungsgemäß unmittelbar im Sockel untergebracht ist, so daß lediglich mit einer unauffälligen Zwei-Draht-Leitung der Melder mit einer Auswerteeinheit in Verbindung steht. Mit dem erfindungsgemäßen Sockel-Melder ist auch eine absolute Meldung möglich, so daß erkannt werden kann, ob der Wertgegenstand vorhanden ist. Das große statische Nutzsignal erlaubt somit eine absolute und zuverlässige Aussage hierüber, so daß beim Scharfschalten das Fehlen des Wertgegenstandes sofort bemerkt wird. Damit ist auch ein sehr langsames Wegnehmen des Wertgegenstandes nicht möglich. Es ist auch keine Empfindlichkeitseinstellung vor Ort nötig, weil in vorteilhafter Weise die Empfindlichkeit des Sensors aufgrund des starken Nutzsignals herstellungsmäßig bereits eingestellt werden kann. Darüber hinaus hat die Kapazität der Zuleitung keinen Einfluß auf die Melderfunktion, so daß zwei sehr dünne, unauffällige Drähte für die Anschlußleitung verwendet werden können. With the inventive design of the capacitive Pedestal detector is achieved on the one hand that on the pedestal Surface active flat electrodes are present, which faces a passive object electrode, the Detector circuit according to the invention directly in the base is housed, so that only with an inconspicuous Two-wire line of the detectors with an evaluation unit in Connection is established. With the base detector according to the invention an absolute message is also possible so that it can be recognized can determine whether the object of value is present. The big static The useful signal thus allows an absolute and reliable Statement about this, so that the lack of the Object of value is noticed immediately. So that's a very slow removal of the valuables not possible. It is also no sensitivity adjustment necessary on site because in advantageously due to the sensitivity of the sensor the strong useful signal has already been set in terms of production can be. It also has the capacity of the supply line has no influence on the detector function, so that two very thin, inconspicuous wires can be used for the connecting cable can.

Zweckmäßigerweise weist die Melderschaltung einen Oszillator, eine Vergleichsstufe und eine Ausgangsstufe auf, an der die Anschlußleitung angeschlossen ist und die Verbindung zur Auswerteeinheit herstellt. An der Vergleichsstufe sind die aktiven Arbeits- und Schutzelektroden angeschlossen.The detector circuit expediently has an oscillator, a comparison stage and an output stage at which the connecting cable is connected and the connection to Manufactures evaluation unit. At the comparison level are the active working and protective electrodes connected.

In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung ist die Erd- Elektrode als innere Elektrode ausgebildet und kreisförmig gestaltet, die Arbeits-Elektrode als mittlere Elektrode ringförmig darum angeordnet und die Schutz-Elektrode als äußere Elektrode ebenfalls ringförmig ausgebildet. Entsprechend ist die Objekt-Elektrode kreisförmig ausgebildet und so ausgestaltet, daß sie die Erd- und Arbeits-Elektrode überdeckt, wenn der Gegenstand auf dem Sockel aufgesetzt ist.In a very advantageous embodiment, the earth Electrode designed as an inner electrode and circular designed, the working electrode as the middle electrode arranged in a ring around it and the protective electrode as outer electrode is also ring-shaped. Accordingly, the object electrode is circular and designed to be the ground and working electrode covered when the object is placed on the base.

In einer weiteren Ausgestaltung können die Elektroden auch anders ausgebildet sein, nämlich asymmetrisch mit bestimmten Formen, die jedoch auch eine bestimmte Ausrichtung der Objekt-Elektrode auf den Sockel-Elektroden erfordern.In a further embodiment, the electrodes can also be designed differently, namely asymmetrically with certain Forms, however, which also have a certain orientation of the Require object electrode on the base electrodes.

Die Auswerteeinheit kann von einer mikroprozessorgesteuerten Minizentrale gebildet sein, die entweder als eigenständige Einheit arbeitet und eine Anzeigeeinrichtung und einen Alarm geber aufweist, oder aber mit einer übergeordneten Gefahren melderzentrale verbunden ist. In vorteilhafter Weise können an die Auswerteeinheit mehrere, z. B. acht, Sockel-Melder ange schlossen sein, die in jedem Fall getrennt auswertbar sind, wobei die Auswerteeinheit sowohl die Anschlußleitungen als auch die Sockel-Melder regelmäßig überwacht. Das hat den Vorteil, daß eben die Anschlußleitung auf Kurzschluß, Unter brechung und andere Störungen überwacht werden kann.The evaluation unit can be controlled by a microprocessor Mini headquarters should be formed, either as a standalone Unit operates and a display device and an alarm encoders, or with a higher risk alarm center is connected. Advantageously, can the evaluation unit several, for. B. eight, base detector be closed, which can be evaluated separately in each case, wherein the evaluation unit both the connecting lines the base detectors are also regularly monitored. That has the Advantage that the connecting line for short circuit, sub refraction and other faults can be monitored.

Im folgenden wird anhand einer schematischen Zeichnung die Erfindung kurz erläutert. Dabei zeigen The following is a schematic drawing Invention briefly explained. Show

Fig. 1 und 2 schematisch den erfindungsgemäßen Melder- Sockel, teilweise im Schnitt, Fig. 1 and 2 schematically shows the DETECTOR socket according to the invention, partly in section,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer möglichen Melderschaltung und Fig. 3 is a schematic diagram of a possible detector circuit and

Fig. 4 eine Auswerteeinheit mit mehreren Sockel-Meldern. Fig. 4 shows an evaluation unit with several base detectors.

In Fig. 1 und 2 ist die prinzipielle Ausgestaltung des Sockel- Melders SM dargestellt. Im Sockel S ist unterhalb einer Platine PL die Melderschaltung MS angeordnet. Auf der Ober seite der Platine PL ist in der Mitte die kreisförmige Erd- Elektrode EE, ringförmig dazu die Arbeits-Elektrode AE als mittlere Elektrode und als äußere Elektrode die Schutz- Elektrode SE angeordnet. Zweckmäßigerweise ist die Schutz- Elektrode SE gegen den seitlichen Rand des Sockels isoliert (IS). Der Wertgegenstand bzw. das Objekt OB ist über dem Sockel S angeordnet und weist als Objekt-Elektrode, die beispielsweise auch eine selbstklebende Kupferfolie sein kann, die Elektrode OE auf.In Fig. 1 and 2, the basic structure of the skirting detector SM is shown. The detector circuit MS is arranged in the base S below a circuit board PL. On the upper side of the circuit board PL, the circular earth electrode EE is arranged in the middle, the working electrode AE in the form of a ring as the middle electrode and the protective electrode SE as the outer electrode. The protective electrode SE is expediently insulated from the lateral edge of the base (IS). The object of value or the object OB is arranged above the base S and has the electrode OE as the object electrode, which can also be a self-adhesive copper foil, for example.

Die Prinzipschaltung für eine mögliche Melderschaltung ist in Fig. 3 skizziert. Dem Oszillator OSZ ist eine Vergleichs stufe VG nachgeschaltet, an der die beiden Ringelektroden, nämlich die Arbeits-Elektrode AE und die Schutz-Elektrode SE angeschlossen sind. Der Ausgang der Vergleichsstufe VG führt über eine Ausgangsstufe AUS an die Anschlußleitung AL, die wiederum zur Auswerteeinheit AWE geführt ist.The basic circuit for a possible detector circuit is outlined in FIG. 3. The oscillator OSZ is a comparison stage VG connected to which the two ring electrodes, namely the working electrode AE and the protective electrode SE are connected. The output of the comparison stage VG leads via an output stage AUS to the connecting line AL, which in turn is led to the evaluation unit AWE.

In Fig. 4 ist noch dargestellt, daß an eine Auswerteeinheit AWE mehrere, in diesem Fall acht, Sockel-Melder SM1 bis SM8 über die Anschlußleitung AL an der Anschlußvorrichtung AN der Auswerteeinheit AWE angeschlossen sind. Die Auswerteein heit AWE weist u. a. eine Anzeigevorrichtung ANZ und einen Alarmsignalgeber AG auf, der entweder optisch oder akustisch ausgelegt ist. Die Auswerteeinheit AWE ist dabei vom Netz her versorgt und kann zum Anschluß an eine übergeordnete Gefahren meldezentrale auch eine Schnittstelle SS aufweisen.In FIG. 4 is also shown that a plurality of, in this case eight, pedestal detector SM 1 to SM are connected 8 via the connection line AL of the terminal device on the evaluation unit to an evaluation unit AWE AWE. The evaluation unit AWE has, inter alia, a display device ANZ and an alarm signal generator AG, which is designed either optically or acoustically. The evaluation unit AWE is supplied from the network and can also have an interface SS for connection to a higher-level hazard control center.

Mit dem erfindungsgemäßen Sockel-Melder ist eine kosten günstige Installation bei größtmöglicher Flexibilität möglich. Der Sockel-Melder kann auch als Einzelsensor an markgängige Zentralen von Gefahrenmeldeanlagen, die eine Widerstandslinie überwachen, direkt angeschlossen werden. Die besondere Ausgestaltung und Anordnung der Elektroden, d. h. eine intelli gente, abgestimmte Formgebung der aktiven und der passiven Elektroden, verhindert ein Überlisten, beispielsweise durch Zwischenschieben einer Metallfolie, weil auch diese Manipulation zuverlässig detektiert wird.With the base detector according to the invention is a cost inexpensive installation with the greatest possible flexibility possible. The base detector can also be used as a single sensor on marketable Central alarm systems that have a resistance line monitor, be connected directly. The special one Design and arrangement of the electrodes, d. H. an intelli Gentle, coordinated design of the active and passive Electrodes, prevents tricking, for example by Interpose a metal foil because this too Manipulation is reliably detected.

Claims

1. capacitive field change detector for saving objects,

- with at least one detector circuit
with electrodes connected to the detector circuit and comprising at least one earth electrode and one working electrode,
with an object electrode which is formed from a metallized film which is attached to the object,

characterized in that a base (S) is provided for each object to be secured, that a detector circuit (MS) is provided in each base (S), that each base (S) has a protective electrode (SE), and that each detector circuit ( MS) is connected to an evaluation unit (AWE) by means of a two-wire line (AL).

2. Capacitive field change detector according to claim 1, characterized in that the detectors circuit (MS) an oscillator (OSZ), a comparison stage (VG) to which the working and protective electrodes (AE, SE) are connected, and has an output stage (AUS).

3. Capacitive field change detector according to claim 1 or 2, characterized in that the earth Electrode (EE) as an internal electrode circular, the working Electrode (AE) as a central electrode and the ring Protection electrode (SE) as an outer electrode in a ring shape are formed, and that the object electrode (OE) is circular trained and the earth and working electrode (EE, AE) covered.

4. Capacitive field change detector according to claim 1 or 2, characterized in that the electrodes are not rotationally symmetrical, but are specified bare asymmetrical shapes that have a certain out require direction to each other.

5. Capacitive field change detector according to one of the previously outgoing claims, characterized, that the evaluation unit (AWE) is a microprocessor-controlled Mini center with a display device (ANZ) and one Alarm generator (AG) is.

6. Capacitive field change detector according to one of the previously outgoing claims, characterized, that the evaluation unit (AWE) as an independent unit is formed.

7. Capacitive field change detector according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the evaluation unit (AR) with a hazard Central is connected.

8. Capacitive field change detector according to one of the preceding claims, characterized in that at the evaluation unit (AWE) several, separately evaluable base detectors (SM 1 , 2 ,..) Are connected (AN).

9. Capacitive field change detector according to one of the previously outgoing claims, characterized, that the evaluation unit (AWE) the connecting lines (AL) and the base detector (SM) monitors.