DE4238425C1 - Glasbruchmelderanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Glasbruchmelderanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Glasbruchmelderanordnung mit wenigstens einem Piezoele­ ment, das die bei einem Glasbruch auftretenden mechani­ schen Schwingungen in eine Wechselspannung umsetzt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Glasbruchmelderanord­ nung mit einem auf dem auf Bruch zu überwachenden Glas angebrachten Piezoelement.

Ein Verfahren dieser Art mit einem Piezoelement zur Er­ zeugung einer Wechselspannung bei Glasbruch ist aus der auf denselben Erfinder und dieselbe Anmelderin zurück­ gehende DE-A-41 05 632 bekannt. Das Piezoelement ist da­ bei in einem gewissen Abstand vom Rahmen eines Fensters oder einer Tür auf der Glasscheibe angebracht und Teil einer Hochfrequenzschaltung, die mit dem Piezoelement verbunden ist und das vom Piezoelement bereitgestellte Signal verstärkt, um es an eine Auswerteschaltung weiter­ zuleiten. Zur Verstärkung des Piezoelement-Ausgangssig­ nals ist Energie erforderlich, die über eine Leitung oder, wie dies in der DE-A-41 05 632 beschrieben ist, über einen kontaktlosen induktiven Übertrager von einer Zentral- oder Auswerteeinheit bereitgestellt wird. Die Übertragung der Energie für die dem Piezoelement nachge­ schaltete Hochfrequenzschaltung über einen kontaktlosen induktiven Übertrager stellt insofern einen Vorteil ge­ genüber einer Kabelverbindung dar, als gerade diese Ka­ belverbindung zwischen der Glasbruchmeldereinheit und dem Glasscheibenrahmen vermieden und dadurch die Sabotagesi­ cherheit erhöht wird. Dennoch ist immer noch eine Über­ tragung von Energie für die Verarbeitung des Ausgangs­ signals des Piezoelements im Glasbruchmelder selbst er­ forderlich. Der Energieaufwand zum Betreiben derartiger Glasbruchmelder insbesondere dann, wenn sich in einem Ge­ bäude viele Glasbruchmelder befinden, kann sich stark aufsummieren und die bei derartigen Alarmanlagen erfor­ derlichen Batterien oder Akkumulatoren stark belasten, so daß deren Einsatzdauer gering ist oder größere Einheiten erforderlich wären. Darüber hinaus können sich die auf nahezu gleicher Frequenz arbeitenden Energieübertragungs­ signale gegenseitig und auch die gegebenenfalls ausge­ lösten Alarmsignale nachteilig beeinflussen.

Die Möglichkeit, eine eigenständige Stromversorgung im Glasbruchmelder selbst vorzusehen, widerspräche den Vor­ schriften für Alarmanlagen und kann daher nicht einge­ setzt werden. Auch eine Energieübertragung nur im Alarm­ fall ist nicht möglich, da er für die energieliefernde Seite nicht bekannt ist.

Der DE-C-33 03 404 ist ein Verfahren zur Erzeugung der für den Betrieb von eine Strahlung emittierenden Halb­ leiterdioden erforderlichen Stromimpulse bekannt, bei dem ein piezoelektrischer Wandler kurzzeitig einer mechani­ schen Druck- oder Zugspannung unterworfen wird und die durch Umwandlung der mechanischen Energie gewonnene elek­ trische Energie transformatorisch in den Stromkreis der die Strahlung emittierenden Halbleiterdiode eingekoppelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Glasbruchmelderanordnung sowie eine Glasbruchmelderanordnung anzugeben bzw. zu schaffen, bei der eine Energieübertragung zum Glasbruchmelder nicht erforderlich ist, so daß die zuvor genannten Nachteile herkömmlicher Verfahren und Anlagen vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die bei einem Glasbruch vom Piezoelement abge­ gebene Wechselspannung unmittelbar in einem ersten Schwingkreis zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes herangezogen wird.

Beim Brechen des auf Bruch zu überwachenden Glases tritt eine nicht unerhebliche mechanische Schwingungsenergie auf, die vom Piezoelement in elektrische Energie umge­ setzt wird. Ohne die Ausgangsspannung des Piezoelements zu verstärken, wird diese elektrische Energie in Form ei­ ner Wechselspannung zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds in einem ersten Schwingkreis ausgenutzt. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, der Glasbruchmel­ derschaltung selbst Energie für die Verstärkung des Pie­ zoelement-Ausgangssignals zuzuleiten, wie dies bei der herkömmlichen Anordnung erforderlich ist. Dadurch ist es möglich, sowohl den glasbruchmelderseitigen Teil der An­ ordnung als auch den rahmen- bzw. auswerteseitigen Teil schaltungsmäßig einfach und kostengünstig auszubilden, und relativ aufwendige Schaltungsanordnungen für diesen Zweck, wie sie beispielsweise in der EP-A-316 872, der DE-A-40 11 941 oder der DE-A-40 23 412 beschrieben sind, zu vermeiden. Da keine Hilfsenergie für die Alarmübertragung erforderlich ist, werden auch die Spannungsquellen für die Alarmanlage insofern nicht belastet. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß Störungen der Alarmsignale oder der Glasbruchmelder untereinander durch Übertragung von Energie zu den Glasbruchmeldern nicht auftreten können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also ein voll­ ständig passiver Glasbruchmelder bzw. -sensor möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in­ duziert das magnetische Wechselfeld, welches durch die Piezoenergie im ersten Schwingkreis erzeugt wurde, eine Spannung in einem zweiten Schwingkreis. Der zweite Schwingkreis ist zwar vom ersten Schwingkreis entfernt, wird jedoch noch vom Magnetfeld des ersten Schwingkreises durchdrungen. In bekannter Weise umfassen die Schwing­ kreise jeweils wenigstens eine Spule, die das Magnetfeld erzeugt bzw. aus dem Magnetfeld in ihr eine Spannung in­ duziert. Die induzierte Spannung im zweiten Schwingkreis wird nach entsprechender Verstärkung zur Auslösung des Alarmsignals herangezogen. Durch die beiden Schwing­ kreise ist wiederum eine kontaktlose Übertragung von Sig­ nalen zwischen dem auf der Glasscheibe angeordneten Glas­ bruchmelder und dem Rahmen oder der fensterfernen Aus­ werteschaltung möglich, ohne daß eine Kabelverbindung auf der Glasscheibe erforderlich ist.

Auf Grund des rein passiven Glasbruchmelders ergibt sich also ein wesentlich stromsparenderes kabelloses Überwa­ hungssystem, bei dem - abgesehen vom Alarmfall - kein elektromagnetisches Feld auftritt. Das System ist auf Grund der einfacheren Schaltungsanordnungen wesentlich kostengünstiger zu fertigen und auf Grund der Tatsache, daß im Glasbruchmelder selbst nur ein geringer schal­ tungsmäßiger Aufwand betrieben werden muß, weist das Glasbruchmeldergehäuse kleine Abmessungen auf, was im Hinblick auf die Kundenwünsche und die Unauffälligkeit derartiger Glasbruchmelder an Scheiben angestrebt wird.

Die gestellte Aufgabe wird auch durch eine Glasbruchmel­ deranordnung mit einem Piezoelement dadurch gelöst, daß das Piezoelement unmittelbar mit einem ersten Schwing­ kreis verbunden ist, und daß der erste Schwingkreis mit einem zweiten Schwingkreis induktiv gekoppelt ist. Wie­ derum ist für die den ersten Schwingkreis umfassende Glasbruchmeldereinheit keine Energie zu deren Betreiben erforderlich, so daß ein rein passiver Glasbruchsensor mit den bereits erläuterten Vorteilen geschaffen ist. Vorzugsweise ist dem zweiten Schwingkreis ein hochselek­ tiver Verstärker nachgeschaltet, dem eine Signalauswer­ tung folgt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung ist die Spule des ersten Schwingkreises in einem Sensorgehäuse auf einer Glasscheibe gegenüber einer Spule des zweiten Schwingkreises angeordnet. Die magnetische Komponente der elektromagnetischen Schwingung im ersten Schwingkreis wird daher von der Spule des ersten Schwing­ kreises auf die Spule des zweiten Schwingkreises über­ tragen, in der sie eine Spannung induziert, die als Alarmsignal ausgewertet wird.

Die gestellte Aufgabe wird auch mit einem Glasbruchmelder gelöst, bei dem das Piezoelement als Spannungsquelle zur Versorgung einer Schaltungsanordnung vorgesehen ist. Bei der Fertigung von integrierten Bausteinen und Halbleiter­ chips mit sehr geringem Leistungsbedarf sind heutzutage große Fortschritte gemacht worden und es ist für die Zu­ kunft zu erwarten, daß sich in dieser Hinsicht weitere wesentliche Fortschritte ergeben. Es ist daher bei elek­ tronischen Halbleiterbausteinen mit geringem Energiebe­ darf möglich, das Piezoelement selbst als Spannungsquelle zur Versorgung einer weiteren Schaltungsanordnung, bei­ spielsweise eines Oszillators vorzusehen. Vorzugsweise wird dabei die von Piezoelement abgegebene Wechselspan­ nung gleichgerichtet und die dann bereit stehende Gleich­ spannung zur Versorgung des Oszillators herangezogen. Der Oszillator selbst kann dann ein codiertes Ausgangssignal bereitstellen bzw. das Ausgangssignal des Oszillators wird entsprechend codiert, so daß dann, wenn diese Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, eine Codierung des übertragenden Alarmsignals und damit eine weitere Sicherheit für die Alarmgabe möglich ist. Um Wiederholungen zu vermeiden wird hinsichtlich der Codier­ ung der zu übertragenden Alarmsignale auf die DE-A-40 11 941 verwiesen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausfüh­ rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige Zeichnung erläutert.

Ein Piezoelement 1 ist direkt mit einem ersten Schwing­ kreis 2 verbunden, der aus der Parallelschaltung eines Kondensators 3 und einer Spule 4 besteht. Das Piezoele­ ment 1 und der erste Schwingkreis 2 stellen den glas­ bruchmelderseitigen Teil 5 der Glasbruchmelderanordnung dar. Das Piezoelement 1 und der Kondensator 3 können in einem Glasbruchmeldergehäuse als Sensor integriert sein, das über Leitungen mit der Spule 4 verbunden ist. Über eine Übertragungsstrecke 6 beabstandet liegt der Spule 4 des ersten Schwingkreises 2 eine Spule 7 eines zweiten Schwingkreises 8 gegenüber, der aus der Spule 7 und einem ihr parallel geschalteten Kondensator 9 besteht. Durch das in der Spule 4 des ersten Schwingkreises 2 erzeugte Magnetfeld wird in der Spule 7 des zweiten Schwingkreises 8 eine Spannung induziert, die einem selektiven Verstär­ ker 10 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des selektiven Verstärkers 10 gelangt an eine Auswerteschaltung 11, die bei Auftreten eines Ausgangssignals des selektiven Ver­ stärkers 10 ein Alarmsignal am Alarmausgang 12 bereit­ stellt. Der selektive Verstärker 10 und die Auswerte­ schaltung 11 werden von einer Versorgungsquelle über die Klemmen 13, 14 mit elektrischer Energie versorgt.

Der glasbruchmelderseitige Teil 5 der Anordnung erhält keine Versorgungsenergie zugeleitet. Die Energie zur Übertragung eines Alarmsignals im Falle eines Glasbruchs wird durch die dabei auftretenden mechanischen Schwin­ gungen im Piezoelement 1 erzeugt, das den ersten Schwing­ kreis 2 anregt und dessen magnetische Komponente in der Spule 4 eine Spannung auf der auswerteseitigen Anordnung in der Spule 7 induziert, die dann zur Alarmauslösung herangezogen wird.

Vorzugsweise weist der erste Schwingkreis die gleiche Resonanzfrequenz wie der zweite Schwingkreis auf.

Claims (13)

1. Verfahren zum Betreiben einer Glasbruchmelderan­ ordnung mit wenigstens einem Piezoelement, das die bei einem Glasbruch auftretenden mechanischen Schwingungen in eine Wechselspannung umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einem Glasbruch vom Piezoelement abgegebene Wech­ selspannung unmittelbar in einem ersten Schwingkreis zur Erzeugung einem magnetischen Wechselfeldes herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Wechselfeld in einem zweiten Schwingkreis eine Spannung für die Alarmgabe indu­ ziert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste und zweite Schwingkreis Teil eines kontaktlosen, induktiven Übertragers ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des zweiten Schwingkreises verstärkt und als Alarmsignal verwendet wird.

5. Glasbruchmelderanordnung mit einem auf dem auf Bruch zu überwachenden Glas angebrachten Piezoelement (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Piezoelement (1) unmittelbar mit einem ersten Schwingkreis (2) ver­ bunden ist, und daß der erste Schwingkreis (2) mit einem zweiten Schwingkreis (8) induktiv gekoppelt ist.

6. Glasbruchmelderanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Schwingkreis (8) ein hochselektiver Verstärker nachgeschaltet ist.

7. Glasbruchmelderanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Schwingkreis (8) eine Signalauswerteschaltung nachgeschaltet ist.

8. Glasbruchmelderanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (4) des ersten Schwingkreises (2) gegenüber einer Spule (7) des zweiten Schwingkreises (8) angeordnet ist.

9. Glasbruchmelderanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (4) des ersten Schwingkreises (2) zusammen mit dem Piezo­ element (1) auf einer Glasscheibe, und die Spule (7) des zweiten Schwingkreises (8) am Rahmen der Glas­ scheibe angeordnet ist.

10. Glasbruchmelderanordnung mit einem auf dem auf Bruch zu überwachenden Glas angebrachten Piezoelement (1) dadurch gekennzeichnet, daß das Piezoelement (1) als Spannungsquelle zur Versorgung einer Schaltungsan­ ordnung vorgesehen ist.

11. Glasbruchmelder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Piezoelement (1) abge­ gebene Wechselspannung gleichgerichtet wird.

12. Glasbruchmelder nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Piezoelement (1) abgegebene Versorgungsspannung einen Oszillator ver­ sorgt.

13. Glasbruchmelder nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Oszil­ lators codiert ist bzw. wird.