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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sicherheitssysteme, insbesondere
zur Eigentumsüberwachung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Sensor,
der in solchen Sicherheitssystemen verwendbar ist.
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Wie
bekannt ist, bestand für
einige Zeit ein Bedarf zur Überwachung
von Eigentumsgrenzen und zum sofortigen Signalisieren einer Eindringung
durch einen Fremden in einen Bereich, der geschützt werden soll, oder auf ähnliche
Weise über
einen Versuch, aus demselben zu entkommen, durch die geeignete Ausgabe
von Warnungen.
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Sicherheitssysteme,
die als vergrabene Barrieresysteme bekannt sind, werden weit verbreitet verwendet;
diese Systeme verwenden Sensoren verschiedener Typen, die in der
Erde oder unter dem Boden oder dem Fußbodenbelag und entlang der
Grenze des Eigentums positioniert sein sollen, das geschützt werden
soll, um Schritte aufgrund der Überquerung
der Grenze zu erfassen.
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Unter
diesen Systemen sind Systeme, die auf Druck- oder seismischen Sensoren
basieren, z. B. sogenannten „Vergrabene-Röhre"-Systemen oder „Mikrophonkabel"-Installationen,
sehr verbreitet.
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Es
gibt ebenfalls komplexe und teure Installationen, die vergrabene
Koaxialkabel oder optische Fasern verwenden, um Schritte an der
Grenze zu erfassen, die den Bereich eingrenzt, der einer Beobachtung
unterliegt.
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Es
hat sich herausgestellt, dass Sicherheitssysteme basierend auf Sensoren,
die in der Erde angeordnet sind, einer Störung unterliegen können oder
deaktiviert werden können, durch
nachteilige Umgebungsbedingungen, so wie z. B. starken Regen, Schnee
oder das Vorhandensein von Eis. In anderen Fällen können Vibrationen der Erde,
verursacht durch vorbeifahrende Fahrzeuge in der Nähe der Bereiche,
die geschützt
werden sollen, eine fehlerhafte Aktivierung dieser Systeme verursachen, was
unangemessene Warnungen ergibt.
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Ferner
macht die Verwendung von vergrabenen Sensoren die Installations-,
Wartungs- und Reparatur-Operationen im Fall eines Schadens besonders
komplex und teuer.
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Unter
den Sicherheitssystemen, die gegenwärtig in Verwendung sind, gibt
es einige, die keine vergrabenen Sensoren verwenden, die aber Mikrowellen-
oder Infrarotstrahlen-Barrieren
verwenden. Diese Systeme sind nicht geeignet zur Überwachung in
offenen Räumen,
da sie besonders empfindlich gegenüber atmosphärischen Phänomenen sind, z. B. Nebel oder
das Vorbeibewegen auch von kleinen Tieren.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sicherheitssystem
zu schaffen, das nicht die Nachteile der oben beschriebenen Systeme
des Stands der Technik aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Sicherheitssystem gemäß dem ersten Anspruch erreicht.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor, der
in Sicherheitssystemen verwendbar ist, wie in Anspruch 12 beschrieben
ist.
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Weitere
Charakteristika und die Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele derselben besser
verständlich,
die durch ein nichteinschränkendes
Beispiels Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben
wird, in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht eines Eigentums ist, abgegrenzt durch eine
Grenzschutzstruktur,
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2 schematisch
ein bestimmtes Sicherheitssystem gemäß der Erfindung zeigt,
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3 ein
vergrößertes Detail
des Sicherheitssystems aus 2 zeigt,
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4 ein
bestimmtes Ausführungsbeispiel eines
Sensors gemäß der Erfindung
schematisch und im seitlichen Querschnitt zeigt, mit abgetrennten Teilen,
und
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5 schematisch
einige Schritte der Operation des Sensors aus 4 zeigt.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Sicherheitssystems SEC-ST gemäß der Erfindung wird Bezug
nehmend auf 1, 2 und 3 beschrieben.
Genauer gesagt wird dieses System für die Überwachung einer Schutzstruktur 1 eines
Bereichs 2 bereitgestellt, in dem ein Wohnsitz angeordnet
ist.
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Die
Schutzstruktur 1 ist z. B. ein Zaun im offenen Gelände, zusammengesetzt
aus einer Mehrzahl von Gittern 4, üblicherweise Metallgittern,
gestützt
durch Pfosten 5 oder andere geeignete Stütz- oder
Halte-Elemente. Die Stützelemente
haben die Funktion des Befestigens des Zauns fest an Mauerwerkstrukturen,
wie z. B. kleinen Wänden,
oder am Boden.
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In
dieser Verbindung wird betont, dass die Lehren der vorliegenden
Erfindung an Schutzstrukturen anderer Typen anwendbar sind als an
den bestimmten Zaun, auf den in der vorliegenden Beschreibung Bezug
genommen wird.
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Tatsächlich kann
das Sicherheitssystem der Erfindung für die Überwachung von nur einer Seite eines
Eigentums bereitgestellt sein, das geschützt werden soll, oder die Schutzstruktur 1 kann
einen geeigneten Drahtvernetzungs-Grenzzaun gestützt durch Pfähle oder
Schutzverkleidungen aufweisen, die aus einem geeigneten Material
hergestellt sind.
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In
einer anderen Variante kann die Schutzstruktur 1 eine oder
mehrere Stangen oder Gitter aufweisen, die in Öffnungen in den Wänden des
Wohnsitzes 3 installiert sind, z. B. in Türen oder
Fenstern.
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Das
Sicherheitssystem SEC-ST der Erfindung ist besonders geeignet zum
Erfassen und Signalisieren von Eindringungen oder versuchten Eindringungen
in das geschützte
Eigentum 2.
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Bei
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weist
das Sicherheitssystem SEC-ST einen oder mehrere Sensoren 6,
Steuerungs- und Versorgungs-Leitungen 7 für die Sensoren,
eine elektronische Verarbeitungseinrichtung 8 und eine
Warnungssignalisierungseinrichtung auf, wobei letztere von einem
herkömmlichen
Typ ist und in den Zeichnungen nicht gezeigt ist.
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Wie
in 3 gezeigt ist, sind die Sensoren 6 an
Pfosten 5 der Gitter 4 eingepasst, wobei die Pfosten 5 fest
an einer Basis B befestigt sind. Jeder der Sensoren 6 weist
einen entsprechenden plattenförmigen
piezoelektrischen Wandler auf und kann elektrische Signale erzeugen,
die an die Leitungen 7 verfügbar gemacht werden, um Ablenkungen
(oder anders ausgedrückt
Deformationen) der Pfosten 5 gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
aufgrund von versuchten Eindringungen zu erfassen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Sensoren 6 wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
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Wie
schematisch in 2 gezeigt ist, teilt das bestimmte
beschriebene Sicherheitssystem des Ausführungsbeispiels den Umfang
der Schutzstruktur 1 von einem logischen Standpunkt aus
in einen oder mehrere Abschnitte 9, wobei jeder derselben zumindest
einen Sensor 6 umfasst.
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Bei
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist
der Umfang des Zauns 1 in acht Abschnitte 9 unterteilt,
wobei jeder eine Region definiert, die einer Überwachung unterliegt, der
drei Sensoren 6 zugeordnet sind.
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Die
Sensoren 6 innerhalb des selben Abschnitts 9 sind
mit Hilfe der Leitungen 7 geeignet mit der elektronischen
Verarbeitungseinrichtung 8 verbunden, die z. B. durch eine
elektronische Analyse- und Steuerungs-Karte 8 von einem
herkömmlichen Typ
gebildet ist.
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Die
Leitungen 7 sind z. B. herkömmliche elektrische Drähte, die
ermöglichen,
dass die Signale, die durch die Sensoren 6 erzeugt werden,
hin zu der elektronischen Analysekarte 8 übertragen
werden.
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Die
elektronische Analysekarte 8, die vorzugsweise digital
ist, hat den Zweck des Empfangens der elektrischen Signale, die
durch die Sensoren 6 emittiert werden, und des Verarbeitens
derselben. Diese Karte 8 ist ferner mit geeigneten Stufen
zum Verstärken
und Filtern der empfangenen Signale versehen. Die Karte 8 ist
ferner angeordnet, um eine Warnsignalisierungseinrichtung zu aktivieren.
Die elektronische Karte 8 kann ferner vorteilhafterweise Funktionen
zum Steuern und Überwachen
des Zustands des Sicherheitssystems durchführen.
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Jeder,
der eine Eindringung in das Eigentum 2 unternimmt, durch
Versuchen, über
den Zaun 1 zu klettern, durch direktes Erklimmen oder mit
der Hilfe einer Leiter, wird gezwungen, einen physischen Kontakt
mit dem Zaun herzustellen.
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Die
Pfosten 5, die den Zaun stützen, unterliegen somit einer
Biegekraft (oder Belastung) aufgrund des Kontakts mit dem Eindringling
und seinem Gewicht, was Oszillationen verursacht. Die Ablenkungen
(d. h. die mechanischen Deformationen) des Zauns 1, oder
genauer gesagt der Pfosten 5, werden durch einen oder mehrere
Sensoren 6 von einem oder mehreren Abschnitten 9 erfasst,
die eines oder mehrere elektrische Erfassungssignale zu der Analysekarte 8 übertragen.
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Die
Karte 8 empfängt
diese Signale, und nach einem geeigneten Filtern und Verstärken derselben
bestimmt dieselbe auf der Basis ihrer Eigenschaft, wo eine versuchte
Eindringung stattfindet, wodurch folglich die Warneinrichtung aktiviert
wird.
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Diese
Warneinrichtung erzeugt ein lokales Warnsignal (z. B. ein Bild,
das auf einem Monitor einer Steuerungsstation angezeigt werden kann,
Sirenen oder Blinklichter) oder sendet das Warnsignal zu einer entfernten
Steuerungsstation, z. B. mit Hilfe einer Telefonwählvorrichtung
oder einer Funkbrücke. Die
logische Unterteilung in Abschnitte 9 ermöglicht der
Karte 8, eine Region des Zauns unter Beobachtung zu lokalisieren,
die durch die Eindringung betroffen ist.
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Es
wird betont, dass extreme atmosphärische Bedingungen, wie z.
B. starker Wind, Oszillationen oder Ablenkungen der Zaunstruktur 1 verursachen
können,
aber dass das elektrische Signal, das durch die Sensoren 6 in
diesen Situationen erzeugt wird, unterschiedliche Charakteristika
von jenen aufweisen kann, die sich auf eine Eindringung beziehen, und
daher korrekt durch die Steuerungsstation ignoriert werden können. Zum
Beispiel kann die Karte 8 die Frequenz der empfangenen
Signale analysieren und bewerten, ob sie zu einem Frequenzband gehört, das
für eine
Eindringung (üblicherweise
bis zu 20 Hz) oder für
einen Versuch eines Einbruchs typisch ist.
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Es
sollte darauf hingewiesen werden, dass der Sensor 6 Oszillationen
der Elemente der Schutzstruktur 1 bis zu sehr hohen Frequenzen
erfassen kann. Die Karte 8 hat vorteilhafterweise die Aufgabe des
Filterns der elektrischen Signale, die durch die Sensoren 6 erzeugt
werden, so dass nur die Signale mit Frequenzen, die für Eindringungsversuche üblich sind,
tatsächlich
verarbeitet/analysiert werden.
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In
dieser Verbindung macht die Struktur der Sensoren 6 und
der elektronischen Karte 8 das Sicherheitssystem SEC-ST
der Erfindung besonders geeignet zum Erfassen von Eindringungen,
für die die
entsprechenden Oszillationen eines Elements der Schutzstruktur 1,
wie z. B. des Pfostens 5, Frequenzen von weniger als 20
Hz aufweisen. Gemäß einem
besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist
das Sicherheitssystem SEC-ST geeignet zum Erfassen von Eindringungen,
die Oszillationen bei Frequenzen von weniger als 10 Hz verursachen.
Genauer gesagt ermöglicht
das Sicherheitssystem SEC-ST die Erfassung von Eindringungen, die
Oszillationen bei sehr niedrigen Frequenzen verursachen, d. h. bei weniger
als 5 Hz.
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Das
System gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorteilhafterweise ebenfalls Versuche zum Aufbrechen/Beschädigen der
Schutzstruktur 1 erfassen. Sogar wenn die Verwendung von
Werkzeugen verschiedener Art wie z. B. Bügelsägen oder Scheren, nicht die
eigentlichen Ablenkungen der Struktur 1 verursacht, verursacht
sie trotzdem Vibrationen, die durch den Sensor 6 erfasst
werden können.
Diese Vibrationen weisen üblicherweise
Frequenzen zwischen 500 Hz und 10 kHz auf. Aus diesem Grund analysiert
bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die elektronische Karte 8 die elektrischen Signale, die
durch die Sensoren 6 erzeugt werden, in einem Frequenzfenster,
das zum Erfassen von Einbruchversuchen geeignet ist (500 Hz–10 kHz),
sowie in dem Band, das für
Eindringungsversuche spezifiziert ist (Frequenzen unter 20 Hz).
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Um
einen Eindringungs-/Einbruch-Versuch von anderen Oszillationsursachen
der Schutzstruktur 1 zu unterscheiden, kann die elektronische
Karte 8 die elektrischen Signale, die von einem Sensor
oder von einem Abschnitt kommen, geeignet mit jenen korrelieren,
die von benachbarten Sensoren oder Abschnitten kommen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Sensors 6, der in dem Sicherheitssystem der Art verwendbar
ist, die oben beschrieben ist, wird nun Bezug nehmend auf 4 beschrieben.
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Der
Sensor 6 gemäß der vorliegenden
Erfindung weist einen geeigneten plattenförmigen piezoelektrischen Wandler 10 auf,
der in einem Behälter 40 angeordnet
ist, der eine Basis 12 und eine Abdeckung 11 aufweist.
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Der
plattenförmige
piezoelektrische Wandler 10 liegt z. B. in der Form einer
Scheibe vor und weist eine Platte 21 aus leitfähigem Material
auf, z. B. Messing oder Kupfer, abgedeckt durch eine dünne piezoelektrische
Keramikschicht 22. Bei dem Ausführungsbeispiel aus 4 weist
die Platte 21 einen größeren Durchmesser
und eine größere Dicke
auf als die abdeckende Keramikschicht 22.
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Jeweilige
leitfähige
Drähte 24, 23 erstrecken sich
von dem Wandler 10, genauer gesagt von der Platte 21 und
von der Schicht 22 und treten aus dem Behälter 40 des
Sensors 6 hervor. Diese leitfähigen Drähte 23 und 24 können geeignet
mit der Leitung 7 des oben beschriebenen Sicherheitssystems
verbunden sein.
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Aufgrund
der piezoelektrischen Eigenschaften der Keramikschicht 22 ermöglicht der
Wandler 10, dass Deformationen, Vibrationen und mechanische
Belastungen, denen derselbe unterliegt, in erfassbare elektrische
Signale (z. B. gepulste Signale) an den Drähten 23 und 24 umgewandelt
werden.
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Plattenförmige piezoelektrische
Wandler des Typs, der oben beschrieben wird, sind bekannt, und z.
B. wird ein Wandler dieses Typs erzeugt und vermarktet von Murata
Manufacturing Co., Ltd.
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Der
Behälter 40 des
Sensors 6 kann an dem Pfosten 5 der Schutzstruktur 1 befestigt
sein und verformt sich federnd als Ergebnis der Biegekräfte, denen
der Pfosten 5 ausgesetzt wird, um die Ablenkungen des Pfostens
zu dem Wandler 10 zu übertragen, so
dass die Ablenkungen elektrische Erfassungssignale erzeugen können.
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Genauer
gesagt sind die Basis 12 und die Abdeckung 11,
die an derselben befestigt sein kann, aus geeignetem Kunststoffmaterial
hergestellt, wie z. B. ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), Teflon, Plexiglas, Nylon
oder PVC (Polyvinyl-Chlorid).
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Die
Basis 12 weist einen ersten oberen Hohlraum oder eine Kammer 13 auf,
z. B. eine zylindrische Kammer zum Häusen des piezoelektrischen Wandlers 10.
Die Basis 12 weist ferner einen zweiten unteren Hohlraum
oder eine Kammer 14 auf, z. B. eine zylindrische Kammer,
die sich in die obere Kammer 13 öffnet. Bei dem bestimmten Ausführungsbeispiel
aus 4 ist die untere Kammer 14 koaxial zu der
oberen Kammer 13, weist aber einen geringeren Durchmesser
auf.
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Die
obere Kammer und die untere Kammer 14 definieren eine gestufte
Wand 15, die mit einem ringförmigen Anstoßrand 19 für den piezoelektrischen
Wandler 10 versehen ist.
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Bei
einer aufgebauten Konfiguration des Sensors 6 ist der piezoelektrische
Wandler 10 vorgesehen, um auf den ringförmigen Rand 19 zu
lagern, und in Abwesenheit von Biegekräften oder mechanischen Belastungen
liegt der Wandler 10 auf einer imaginären Ruheoberfläche.
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Ferner
weist der Sensor 6 einen starren hohlen Zylinder 18 auf,
der mit einem ringförmigen
Rand 19' versehen
ist. Der Zylinder 18 ist zwischen der Abdeckung 11 und
der Basis 12 positioniert. Der ringförmige Rand 19' ist vorgesehen,
um auf Umfangsregionen einer Fläche
des piezoelektrischen Wandlers 10 zu ruhen und zu lagern,
der der Abdeckung 11 zugewandt ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 4 ist
der Zylinder 18 vorgesehen, um auf Umfangsregionen der
Platte 21 des piezoelektrischen Wandlers 10 zu
lagern, um die Keramikschicht 22 nicht zu berühren.
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Sobald
die Abdeckung 11 an der Basis 12 befestigt wurde,
klemmt sie den hohlen Zylinder 18 so ein, dass der piezoelektrische
Wandler 10 fest und starr eingepasst ist, um seinen Umfang,
zwischen dem Anstoßrand 19 und
dem ringförmigen
Rand 19' des
Zylinders 18. Bei einem unterschiedlichen Ausführungsbeispiel
könnte
der Zylinder 18 z. B. Teil der Abdeckung 11 sein.
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Es
sollte darauf hingewiesen werden, dass der zylindrische Körper 18 und
der ringförmige
Rand 19 nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der starren
Klemmeinrichtung bilden, die verwendet werden kann, um den piezoelektrischen
Wandler 10 in dem oberen Hohlraum 13 des Behälters 40 zu
sichern. Die starre Klemmeinrichtung kann auf dem gesamten Umfang
des plattenförmigen
Wandlers 10 lagern oder nur auf einigen Regionen des Wandlers,
bevorzugt Umfangsregionen.
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Der
zylindrische Körper 18 und
der ringförmige
Rand 19 oder eine andere Klemmeinrichtung, die entsprechend
zu derselben ist, ermöglichen
vorteilhafterweise, dass der Wandler 10 an dem Behälter 40 auf
eine solche Weise befestigt wird, dass der Wandler in zwei entgegengesetzten
Richtungen relativ zu der Ruheoberfläche abgelenkt werden kann. Die
Fähigkeit,
in entgegengesetzten Richtungen relativ zu der Ruheoberfläche abgelenkt
zu werden, ist besonders vorteilhaft, da sie ermöglicht, dass der Wandler 20 Biegekräfte erfasst,
die aus einer Eindringung resultieren und entgegengesetzte Richtungen aufweisen,
um elektrische Erfassungssignale als Ergebnis der Ablenkungen des
Pfostens 5 in entgegengesetzten Richtungen zu erzeugen.
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Ferner
ist der Sensor 6 vorteilhafterweise mit einer Kontakteinrichtung
versehen, die zwischen dem Behälter 40 und
dem Wandler 10 positioniert ist, um eine Kraft auf zumindest
eine Region des Wandlers 10 während der Ausübung von
Biegekräften
auszuüben.
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Diese
Kontakteinrichtung kann vorzugsweise einen ersten Vorstand 17 aufweisen,
z. B. einen zylindrischen Vorstand, der von einer Wand der Abdeckung 11 erstreckt
und vorgesehen ist, um eine erste Fläche des plattenförmigen Wandlers 10 zu kontaktieren.
In 4 kontaktiert den ersten zylindrischen Vorstand 17 die
Keramikschicht 22 in einer mittleren Region derselben,
bei der aufgebauten Konfiguration des Sensors. Der Sensor 6 weist
vorteilhafterweise einen zweiten Vorstand 16 auf, z. B. einen
zylindrischen Vorstand, der sich von einer Basiswand der unteren
Kammer 14 erstreckt und vorgesehen ist, um in Kontakt mit
einer zweiten Fläche
des plattenförmigen
Wandlers 10 zu treten, entfernt von der ersten. In 4 kontaktiert
der zweite zylindrische Vorstand 16 die Platte 21 in
einer mittleren Region derselben.
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Gemäß einem
bestimmten Ausführungsbeispiel
weist der Sensor 6 ferner ein Schutzmaterial 20 auf,
das in der oberen Kammer 13 angeordnet ist. Genauer gesagt
ist dieses Material ein Harz 20, das fast vollständig die
obere Kammer 13 ausfüllt.
Zum Beispiel ist das Harz 20 ein zweiteiliges Epoxydharz eines
bekannten Typs. Ein bestimmtes Harz, das in dem Sensor 6 verwendbar
ist, wird z. B. durch CAFARELLI RESINS Co. S.n.c., Montescudaio,
Pisa, Italien, vermarktet.
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Dieses
Harz 20 führt
eine Abdichtungsaktion aus, wodurch die Bildung eines Oxids auf
einer Fläche
des piezoelektrischen Wandlers 10 verhindert wird, aufgrund
möglicher
Infiltrationen von Feuchtigkeit von außen oder von interner Kondensation,
die durch thermische Abweichungen verursacht wird.
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Das
Harz 20 weist vorteilhafterweise eine zusätzliche
Funktion auf, die aus der Übertragung
der Biegekräfte
besteht, die aus der Deformation des Behälters 40 zu dem Wandler 10 resultieren,
ohne dieselben zu absorbieren.
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Bei
dem oben beschriebenen Sicherheitssystem SEC-ST ist der Sensor 6 vorteilhafterweise im
Wesentlichen auf einer Region einer maximalen Deformierbarkeit des
Elements der Schutzstruktur 1 eingepasst, z. B. bei dem
beschriebenen Ausführungsbeispiel
in der Nähe
der Basis B des Pfostens 5. Der Sensor 6 kann
fest an dem Pfosten 5 befestigt sein, durch Befestigungseinrichtungen 25,
wie z. B. Schrauben.
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Die
Operation des Sensors 6, wenn er in dem Sicherheitssystem
SEC-ST verwendet wird, wird Bezug nehmend auf 5 beschrieben.
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Versuche
zum Klettern über
oder Demontieren der Schutzstruktur etc. erzeugen Biegekräfte, möglicherweise
in entgegengesetzten Richtungen, angezeigt durch Pfeile 27 und 28 in 5,
z. B., um eine Ablenkung und/oder Oszillation von einem oder mehreren
Pfosten 5 zu verursachen.
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Die
Linie der Ruheoberfläche 26 (in
dem spezifischen Fall eine Ruheebene), definiert durch den plattenförmigen Wandler 10 in
Abwesenheit von mechanischen Belastungen, ist in 5 gezeigt. Diese
Linie der Ruheebene 26 ist parallel zu einer Längsachse
V-V' des Pfostens 5,
der die Ebene aus 5 in eine rechte Halbebene R
und eine linke Halbebene L teilt.
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Als
Ergebnis der Ablenkungen des Pfostens 5 wird der Behälter 40 ebenfalls
deformiert und abgelenkt. Der Behälter 40 überträgt somit
die Ablenkungen des Pfostens 5 zu dem piezoelektrischen
Wandler 10, der seinerseits abgelenkt wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass aufgrund der Klemmaktion des Zylinders 18 und
des Anstoßrandes 19,
gezeigt in 4, der piezoelektrische Wandler 10 relativ
zu der Ruheebene 26 abgelenkt wird, sowohl unter der Wirkung
der Kraft 27 als auch unter der Wirkung der Kraft 28 in
entgegengesetzter Richtung.
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5 zeigt
den piezoelektrischen Wandler 10 schematisch in zwei unterschiedlichen
abgelenkten oder deformierten Konfigurationen (für größere Klarheit betont), angezeigt
als 10-R und 10-L, die jeweils den Wirkungen der Kräfte 27 bzw. 28 entsprechen.
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Unter
der Wirkung der Kraft 27 (die eine Ablenkung des Pfostens 5 hin
zu der Halbebene R verursacht), wird der piezoelektrische Wandler
abgelenkt, um eine Konkavität
aufzuweisen, die der rechten Halbebene R zugewandt ist (Konfiguration
10-R). Umgekehrt, unter der Wirkung der Belastung 28 (die verursacht,
dass sich der Pfosten 5 hin zu der Halbebene L biegt),
biegt sich der piezoelektrische Wandler, um eine Konkavität aufzuweisen,
die der linken Halbebene L zugewandt ist (Konfiguration 10-L).
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Ferner,
wenn der piezoelektrische Wandler in der Konfiguration 10-R (10-L)
vorliegt, übt
der zweite (erste) Vorstand 16 (17) eine Kraft
auf die mittlere Region der Platte (Keramikschicht) 21 (22)
aus.
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Diese
Kraft, die auf den piezoelektrischen Wandler 10 ausgeübt wird,
erhöht
bedeutend die Größe der mechanischen
Belastung, der der Wandler ausgesetzt wird, im Vergleich zu der
Deformation rein aufgrund der Ablenkung. Ferner erzeugt jeder Vorstand 16 oder 17 eine
verbesserte und gleichmäßigere Verteilung
der externen Biegekräfte
innerhalb des Wandlers 10, was die Deformation des piezoelektrischen
Wandlers 10 einheitlicher macht.
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Die
Ablenkung und/oder die Deformation insgesamt, der der Wandler 10 unterzogen
wird, führt durch
die piezoelektrische Wirkung zu der Erzeugung von einem oder mehreren
elektrischen Erfassungssignalen, die auf den leitfähigen Drähten 23 und 24 verfügbar gemacht
werden. Genauer gesagt erzeugt der piezoelektrische Wandler 10 Spannungspulse
von entgegengesetzten Polaritäten,
dementsprechend, ob die Ablenkung in einer Richtung oder in der
Anderen stattgefunden hat. Zum Beispiel erzeugt der piezoelektrische
Wandler 10 elektrische Spannungspulse nicht größer als
ungefähr
500 mV.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass es nicht strikt notwendig ist, dass
der piezoelektrische Wandler 10 an den Behälter 40 geklemmt
ist, um seinen gesamten Umfang, sondern dass es tatsächlich ausreichen
würde,
denselben an zumindest zwei Punkten zu klemmen, die im Wesentlichen
gegenüberliegend
zueinander im Hinblick auf die Mitte des plattenförmigen Wandlers 10 und
auf einem Durchmesser im Wesentlichen parallel zu der Längsachse
V-V' des Pfostens 5 vorliegen.
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Die
beschriebene Erfindung ermöglicht
die Herstellung von besonders zuverlässigen Sicherheitssystemen
zum Erfassen und Signalisieren von Eindringungsversuchen.
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Das
Sicherheitssystem der Erfindung ist fast unempfindlich gegen externe
Umgebungsbedingungen. Genauer gesagt hat sich herausgestellt, dass das
System vollständig
unempfindlich gegen Hagelstürme
ist, was einen kritischen Aspekt vieler bekannter Grenzschutzsysteme
darstellt.
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Ferner
kann die Einpassung dieser Systeme an Schutzstrukturen stattfinden,
die bereits installiert sind, und erfordert nicht, dass Sensoren
oder andere Erfassungsvorrichtungen vergraben werden. Ein Sensor
kann daher schnell und einfach ausgetauscht werden.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass das System der Erfindung abgesehen
vom Erfassen des Erkletterns von Zäunen ebenfalls wirksam ist
beim Signalisieren von Einbruch-, Ausbruch- oder der Demontage-Versuchen, die an
Schutzstrukturen in einem allgemeineren Sinn ausgeführt werden.
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Natürlich, um
Sicherheitsanforderungen und spezifische Anforderungen zu erfüllen, kann
ein Fachmann auf dem Gebiet an das oben beschriebene Sicherheitssystem
und den Sensor viele Modifikationen und Abänderungen anwenden, die jedoch
alle in dem Schutzbereich der Erfindung umfasst sind, wie er durch
die beiliegenden Ansprüche
definiert wird.