EP0208093A2 - Zaun mit über Sensoren an Pfosten befestigten Sicherungsdrähten - Google Patents

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EP0208093A2
EP0208093A2 EP86106644A EP86106644A EP0208093A2 EP 0208093 A2 EP0208093 A2 EP 0208093A2 EP 86106644 A EP86106644 A EP 86106644A EP 86106644 A EP86106644 A EP 86106644A EP 0208093 A2 EP0208093 A2 EP 0208093A2
Authority
EP
European Patent Office
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signal
output
input
circuit
register
Prior art date
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EP86106644A
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English (en)
French (fr)
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EP0208093B1 (de
EP0208093A3 (en
Inventor
Manfred Sticksel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shorrock Ltd
Original Assignee
KTV SICHERHEITSTECHNIK GmbH
KTV SYSTEMTECHNIK GmbH
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Publication date
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Publication of EP0208093A2 publication Critical patent/EP0208093A2/de
Publication of EP0208093A3 publication Critical patent/EP0208093A3/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/12—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires
    • G08B13/122—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires for a perimeter fence

Definitions

  • the invention relates to a fence with safety wires attached to posts by sensors and an electronic evaluation circuit connected to the sensors, which triggers an alarm signal when one of the sensors signals a touch of the security wire connected to it, each sensor being a housing connected to a post with a securing wire connected holding part and a transducer arranged between the housing and the holding part, which generates a signal which is approximately proportional to the position of the holding part.
  • Such a fence is described in DE-OS 25 42 544.
  • a piezo transducer acting as a transmitter and a receiver is connected to the ends of each security wire.
  • a power amplifier is interposed between the transmitter of a safety wire and the receiver of an adjacent safety wire.
  • An electronic evaluation circuit is connected between an amplifier and a receiver.
  • Each transmitter brings its associated fuse wire for swinging. This results in a resulting oscillation from all of the safety wires, the malfunction of which is detected by the electronic evaluation circuit.
  • Such a fault occurs, for example, when one of the safety wires is touched and its natural vibration is thus disturbed.
  • This known fence has a number of disadvantages. Since a power amplifier is arranged between the transmitters and receivers, a considerable amount of wiring is required to feed the power amplifiers. The main disadvantage is that the false alarm rate is relatively high. In gusty wind, for example, the frequency of the resulting vibration can change significantly, which leads to an alarm message. The same applies if, for example, fallen branches and branches of trees get caught in the fence and touch the safety wires. Extremely high and low temperatures cause further detuning of the oscillation loop, since this causes the fuse wires to change their length and thus their natural frequency.
  • the transducers 11, 12 ... 1 n all or a group of sensors of the fence are electrically connected on the one hand to a common line 2.
  • This common line 2 is formed by the fuse wires which are electrically connected to one another.
  • the respective other ends of the converter 1 are connected via separate lines 3 1, 3 2 ... 3 n to the evaluation circuit.
  • each line 3 is assigned a switch 4 1, 4 2 ... 4 n .
  • These are electronic switches which are successively closed and opened, which is controlled by a clock generator 5. From the clock generator, the switch 4 1, then the switch 4 2, etc., and finally the switch 4 n, and then the switch 4 1 is closed again.
  • One side of the switches 4 are connected to a common line 6. If the transducers 1 are strain gauges, then a current source 7 and a measuring circuit 8 are connected in series between the lines 2 and 6.
  • the transducers 1 are piezo-oxide transducers, then a high resistance 9 is connected between the lines 2 and 6 and a measuring circuit 10 is connected in parallel with them. In this case, the battery 7 and the measuring circuit 8 are then omitted.
  • the output of the measuring circuit 8 or 10 is connected to the input of an analog-digital converter 11. Its output is connected to the input of a shift register 12.
  • This shift register 12 has as much individual memory s 1 ... s n as converter 1 and the evaluation circuit are connected.
  • the output of the last memory s n of the shift register 12 is connected to a buffer 13.
  • This buffer 13 is in turn connected to a summer 14 which carries out the averaging.
  • the entrance memory s1 of the shift register and the mean value output of the summer 14 are connected to a comparator circuit 15.
  • the buffer store 13 can also be connected to this comparator circuit 15.
  • the output of the comparator 15 is connected to an identification circuit 16, to which the clock generator 5 is also connected.
  • Another output of the comparator circuit 15 can be connected to a decision circuit 17, to which pulses from the clock generator 5 are also fed. Its output is then also connected to the identification circuit 16.
  • the transducers 1 are strain gauges, their respective resistance value is determined by a current measurement in the measuring circuit 8. If it is a piezo-oxide converter, the respective voltage is determined by the measuring circuit 10.
  • Each determined signal amplitude is digitized and entered into the input register s 1 of the shift register 12. With the entry in the register s1, the value in the output register s n is output into the buffer 13. The value of the signal amplitude entered in the input register s 1 comes from the same converter 1 as the value d of the signal amplitude output from the output register s n , which was determined in the previous cycle of actuation of the switch 4.
  • the switch 42 is closed and thus the signal amplitude of the converter 12 is fed into the register s1
  • the value of the signal amplitude is output from the output register s n and inserted into the buffer 13 feeds, which was detected by the converter 12 during the previous sampling cycle when the switch 42 was actuated.
  • the signal amplitude value stored in the buffer 13 and output by the output register s n is subtracted from the sum ⁇ stored in the summer 14, while the signal amplitude value newly entered in the input register s 1 is added to the sum stored in the summer 14.
  • the initial sum, which is stored in the sum memory 14, is obtained after the evaluation circuit has been switched on during the first cycle of actuation of the switches 4, in which the signal amplitude values of all transducers 1 are successively input into the summer 14, while the connection between the output registers n and the accumulator 14 is interrupted.
  • the previously described method of operation ensures that the sum of all signal amplitude values of the transducers 1 stored in the sum memory 14 is up to date.
  • the buffer 13 is combined with an inverter, which converts the value output by the output register s n to a minus value.
  • the summer 14 has an upward and a downward input, then the buffer 13 is connected to the downward input and the input register s 1 is connected to the upward input.
  • the summer 14 is combined with a divider which divides the sum ⁇ of all signal amplitudes by the number n of all converters 1 1 ... 1 n .
  • a constantly updated mean value aller of all signal amplitudes is created, which is fed to the comparator circuit 15.
  • This comparator 15 will continue to be recorded and entered into the input register s 1 Signal amplitude value supplied.
  • This signal amplitude value is compared with the mean value. If this mean value is exceeded or undershot by a first threshold value, an alarm signal is generated which is fed into the identification circuit. Since this identification circuit is connected to the clock generator 5, it can determine which converter 1 and the actuation of the associated switch 4 have determined a signal amplitude that is too high or too low.
  • the identification circuit 16 can thus indicate the safety wire from which the alarm was triggered. It is possible that the transducer of a sensor has too high or too low a signal amplitude that exceeds or falls below the first threshold value range as a result of environmental influences (i.e. not by touching a safety wire), for example if the associated safety wire is exposed to full solar radiation while the remaining security wires are in the shade. For this reason, the preferred procedure is that the alarm signal generated by the comparator 15 is not forwarded directly to the identity circuit 16. Rather, this alarm signal causes the value stored in the buffer 13 to also be stored in the comparator 15 when the alarm signal occurs. This stored value is compared with the newly determined signal amplitude of the same converter 1 in the following sampling period and the result is fed to the decision circuit 17.
  • a corresponding procedure is used when snow accumulations falling from the fence hit a safety wire, as a result of which the transducer of the assigned sensor has an excessively high or too low signal amplitude.
  • the alarm signal is not fed directly to the identity circuit 16, but serves to store the value stored in the buffer 13, which is compared over the following two or three sampling periods with the newly determined signal amplitudes of the same converter. It is determined whether the difference between the stored value and the newly determined signal amplitude exceeds a third threshold value. The result of this comparison is also fed to the decision circuit 17, which forwards the alarm signal to the identity circuit 16 if, over these two or three sampling periods, the signal amplitude of this converter does not return to the original value retrieved from the buffer store 13 (see FIG. 4), provided the case described above (see FIG. 3) is not recorded.
  • the sensor shown in Fig. 2 has a cup-shaped cylindrical housing 20 which is made of plastic and which is fixedly mounted on a post of the fence.
  • the open end of the housing is slipped over by a likewise cylindrical, cup-shaped sleeve 21, which is made of a flexible material, such as rubber.
  • a bolt-shaped holding part 22, which has a flange-like head and an inner bore, is passed through this sleeve 21.
  • a screw 23, which is firmly connected to the safety wire 2 can be screwed into this inner bore.
  • This safety wire is stretched between two further posts with the interposition of a spring.
  • a nut can be screwed onto the inner shoulder 24 of the holding part.
  • the holding part On the inside, the holding part has a pin 25 which is provided with an incision.
  • a flat bronze spring 26 which carries a strain gauge 27.
  • the lower end of the strain gauge is inserted into the slot of a metal disk 28 and soldered to this metal disk, the outer diameter of which corresponds approximately to the inner diameter of the housing 20.
  • the ends of the strain gauge extend to a connecting plate 29, from which the connecting lines between the sleeve and the housing are guided to the outside.
  • One of the lines is connected to the safety wire 2, while the other line 3 leads to a switch 4 of the electronic evaluation circuit.
  • a piezo oxide converter or a Hall generator can also be provided, in which case a permanent magnet is additionally arranged in the housing 20.
  • FIGS. 3 and 4 show the comparisons of the signal amplitudes carried out by the comparator 13. These comparisons are carried out in successive sampling periods at the sampling times T1, T2..T m . These are signals from the same sensor 1, the signal A 1 detected at the time of sampling T 1 has an amplitude which exceeds the mean value ⁇ by the first threshold value ⁇ 1. Exceeding the upper threshold 31 represents the first test criterion. The following description of FIGS. 3 and 4 also applies analogously to the case that the signal A 1 detected at the sampling time T 1 falls below the lower threshold 32.
  • the procedure is as shown in FIG. 3, on the other hand, the difference is greater than the third threshold value ⁇ 3, then the procedure is as shown in Fig. 4 (second test criterion).
  • the signal amplitude obtained at this sampling time T is compared with the signal amplitude obtained in the previous sampling time T.
  • the signal amplitude A5 sampled at this time is compared with the signal amplitude A4 obtained at the time T4.
  • the difference D between the signal amplitude A m determined at this time and the previously determined signal amplitude A m-1 exceeds the second threshold value ⁇ 2 at a time T m , the alarm signal that was generated at the time T 1 is now fed to the identification circuit 16, and the alarm generated.
  • Fig. 3 occurs when, for example, the fuse wire connected to the sensor, the signals of which are shown in Fig. 3, is exposed to solar radiation, so that the signals of this sensor exceed the upper threshold 31 while the remaining safety wires are in the shade.
  • T m there is a sudden change between the signals of successive sampling times, which means that the safety wire has been touched.
  • the alarm system does not speak slowly to environmental reasons changes taking place in the signals, even if these signals exceed or fall below the upper or lower threshold value limits 31, 32, but a signal is triggered immediately if an unsteady change occurs, for example as a result of touching the safety wire.
  • Has been the second test criterion at time T1 found that the difference in signal amplitudes between the signals A1 and A0 exceeds the third threshold value ⁇ 3, then it is determined during the two following sampling times T2 and T3 whether this state is maintained at the sampling times T2 and T3. If this is the case, then an alarm signal from comparator 15 of identification circuit 16 is supplied at time T 3 and an alarm is triggered. On the other hand, if the amplitude of the signal A3 at the time T3 again approximates the amplitude of the signal A0, then it is prevented that the alarm signal generated at the time T1 is supplied to the identification circuit 16. The time between the times T1 and T3 is less than a second. This means that short-term signal changes caused by the environment, for example as a result of the drop in snow accumulations, do not trigger a signal, but touching a safety wire when the fence is crossed causes a signal.

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Abstract

Bei einem Sicherungszaun sind die gespannten Sicherungsdrähte (2) mit Dehnmeßstreifen (27) aufweisenden Sensoren verbunden, die einzeln über Schalter (4) an eine Auswertschaltung angeschlossen sind. Es werden aufeinanderfolgend die Signale der Sensoren ermittelt und ein Mittelwert der Signale gebildet, der fortlaufend auf den neuesten Stand gebracht wird. Die Signale der einzelnen Sensoren werden mit diesem Mittelwert verglichen. Weicht das Signal eines der Sensoren von diesem Mittelwert um einen Schwellwert ab, dann wird ein Alarmsignal erzeugt, das eine Berührung eines Sicherungsdrahtes (2) signalisiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zaun mit über Sensoren an Pfosten befestigten Sicherungsdrähten und einer mit den Sensoren verbundenen elektronischen Auswerteschaltung, die ein Alarmsignal auslöst, wenn eine der Sensoren eine Berührung des mit ihm verbundenen Sicherungsdrahts signalisiert, wobei jeder Sensor ein mit einem Pfosten verbundenes Gehäuse, ein mit einem Sicherungsdraht verbundenes Halteteil und einen zwischen Gehäuse und Halteteil angeordneten Wandler aufweist, der ein zur Stellung des Halteteils etwa proportionales Signal erzeugt.
  • Ein derartiger Zaun ist in der DE-OS 25 42 544 beschrieben. Bei diesem Zaun ist an den Enden jedes Sicherungsdrahtes jeweils ein als Sender und ein als Empfänger wirkender Piezo-Wandler angeschlossen. Zwischen dem Sender eines Sicherungsdrahtes und dem Empfänger eines benachbarten Sicherungsdrahtes ist jeweils ein Leistungsverstärker zwischen-geschaltet. Zwischen einem Verstärker und einem Empfänger ist eine elektronische Auswerteschaltung angeschlossen. Jeder Sender bringt seinen zugehörigen Sicherungs draht zum Schwingen. Hierdurch ergibt sich eine resultierende Schwingung aus allen Sicherungsdrähten, deren Störung von der elektronischen Auswerteschaltung erfasst wird. Eine solche Störung tritt beispielsweise auf, wenn einer der Sicherungsdrähte berührt wird und somit seine Eigenschwingung gestört wird.
  • Dieser bekannte Zaun weist eine Reihe von Nachteilen auf. Da zwischen den Sendern und Empfängern jeweils ein Leistungsverstärker angeordnet ist, ist ein erheblicher Verdrahtungsaufwand zur Speisung der Leistungsverstärker erforderlich. Der Hauptnachteil ist jedoch darin zu sehen, daß die Fehlalarmquote relativ hoch ist. Bei böigem Wind beispielsweise kann sich die Frequenz der resultierenden Schwingung stark ändern, was zu einer Alarmmeldung führt. Gleiches gilt, wenn beispielsweise herabgefallene Zweige und Äste von Bäumen im Zaun hängen bleiben und die Sicherungsdrähte berühren. Weitere Verstimmungen der Schwingungsschleife entstehen durch extrem hohe und tiefe Temperaturen, da die Sicherungsdrähte hierdurch ihre Länge und damit ihre Eigenfrequenz stark ändern.
  • Daneben sind Zaunsysteme bekannt, deren Sensoren aus Schaltern bestehen. Diese Schalter sind so aufgebaut, daß bei langsamen Bewegungen der Sicherungsdrähte keine Kontaktgabe erfolgt, diese jedoch auftritt, wenn der Sicherungsdraht rasch bewegt wird, was der Fall ist, wenn eine Person den Zaun zu übersteigen versucht und in Berührung mit einem Sicherungsdraht kommt. Hierbei ist nachteilig, daß die Größe der Bewegung des Sicherungsdrahtes, ab welchem eine Kontaktgabe eintritt,nur schwer einstellbar ist. Hier besteht dann die Gefahr, daß bei einem böigen Wind bei einigen der Sensoren eine Kontaktgabe auftritt und ein Fehlalarm ausgelöst wird. Auch ist es möglich, einen derartigen Zaun zu überwinden, wenn darauf geachtet wird, daß nur sehr langsame Bewegungen auf die Sicherungsdrähte ausgeübt werden.
  • Es besteht die Aufgabe, den Zaun so auszubilden, daß ein Alarmsignal bereits bei langsamen Bewegungen der Sicherungsdrähte erfolgt, soweit diese langsamen Bewegungen nur bei einem oder wenigen Sicherungsdrähten auftritt, solche langsamen Bewegungen jedoch ignoriert werden, soweit sie durch Umwelteinflüsse bedingt sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Unter Umwelteinflüssen sind hierbei z.B. Temperaturänderungen und Windbeanspruchungen zu verstehen. Hierbei ist zu beachten, daß solche Sicherungszäune teilweise über freies Feld und teilweise in Waldgebieten verlaufen können.
  • Solche Umwelt- bzw. Witterungseinflüsse wirken sich auf die Signalamplituden der Sensoren aus. Da die Signalamplituden der Sensoren zu einer Mittelwertbildung herang ezogen werden, wirken sich die Umwelteinflüsse auf die Größe des Mittelwertes aus. Vom Mittelwert stark abweichende Signalamplituden von Sensoren zeigen dagegen an, daß zusätzliche nicht durch Umwelteinflüsse bedingte Bewegungen ausgeführt werden, die dann zu einer Signalgabe und somit zum Auslösen eines Alarmsignals führen.
  • Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 das Blockschaltbild der Auswerteschaltung mit den daran angeschlossenen Sensoren und
    • Fig. 2 einen Schnitt durch einen Sensor, bei dem der Wandler aus einem Dehnmeßstreifen besteht.
  • Die Wandler 1₁, 1₂...1 n aller oder einer Gruppe von Sensoren des Zaunes sind elektrisch einerseits mit einer gemeinsamen Leitung 2 verbunden. Diese gemeinsame Leitung 2 wird gebildet durch die Sicherungsdrähte, die elektrisch miteinander verbunden sind. Die jeweils anderen Enden der Wandler 1 sind über getrennte Leitungen 3₁, 3₂...3 n mit der Auswerteschaltung verbunden. In der Auswerteschaltung ist jeder Leitung 3 ein Schalter 4₁, 4₂...4 n zugeordnet. Hierbei handelt es sich um elektronische Schalter, welche aufeinanderfolgend geschlossen und geöffnet werden, was durch einen Taktgenerator 5 gesteuert wird. Vom Taktgenerator wird also zuerst der Schalter 4₁, sodann der Schalter 4₂ usw. , letztlich der Schalter 4 n und sodann von neuem der Schalter 4₁ geschlossen. Die einen Seiten der Schalter 4 liegen an einer gemeinsamen Leitung 6. Handelt es sich bei den Wandlern 1 um Dehnmeßstreifen, dann sind zwischen den Leitungen 2 und 6 eine Stromquelle 7 und in Serie dazu eine Meßschaltung 8 geschaltet.
  • Handelt es sich bei den Wandlern 1 um Piezoxide-Wandler, dann ist zwischen den Leitungen 2 und 6 ein hoher Widerstand 9 und parallel dazu eine Maßschaltung 10 geschaltet. In diesem Fall entfallen dann die Batterie 7 und die Meßschaltung 8.
  • Der Ausgang der Meßschaltung 8 bzw. 10 ist mit dem Eingang eines Analog-Digitalwandlers 11 verbunden. Dessen Ausgang ist an den Eingang eines Schieberegisters 12 angeschlossen. Dieses Schieberegister 12 weist so viel Einzelspeicher s₁...s nauf, wie Wandler 1 and die Auswerteschaltung angeschlossen sind. Der Ausgang des letzten Speichers s n des Schieberegisters 12 ist verbunden mit einem Zwischenspeicher 13. Dieser Zwischenspeicher 13 ist seinerseits verbunden mit einem Summierer 14, der die Mittelwertbildung ausführt. Der Eingangs speicher s₁ des Schieberegisters und der den Mittelwert führende Ausgang des Summierers 14 sind an eine Vergleicherschaltung 15 angeschlossen. An diese Vergleicherschaltung 15 kann weiterhin der Zwischenspeicher 13 angeschlossen sein. Der Ausgang des Komparators 15 ist mit einer Identifikationsschaltung 16 verbunden, an welche weiterhin der Taktgenerator 5 angeschlossen ist. Ein weiterer Ausgang der Vergleicherschaltung 15 kann mit einer Entscheidungsschaltung 17 verbunden sein, der ebenfalls Impulse von Taktgenerator 5 zugeführt werden. Deren Ausgang ist dann ebenfalls mit der Identifikationsschaltung 16 verbunden.
  • Durch das aufeinanderfolgende Schließen und Öffnen der Schalter 4 werden deren Signale in der Meßschaltung 8 bzw. 10 gemessen. Handelt es sich bei den Wandlern 1 um Dehnmeßstreifen, dann wird deren jeweiliger Widerstandswert durch eine Strommessung in der Meßschaltung 8 ermittelt. Handelt es sich um Piezoxide-Wandler, dann wird durch die Meßschaltung 10 deren jeweilige Spannung ermittelt. Jede ermittelte Signalamplitude wird digitalisiert und in das Eingangsregister s₁ des Schieberegisters 12 eingegeben. Mit der Eingabe in das Register s₁ wird der Wert im Ausgangsregister s n in den Zwischenspeicher 13 ausgegeben. Der in das Eingangsregister s₁ eingegebene Wert der Signalamplitude stammt vom gleichen Wandler 1 wie der vom Ausgangsregister s n ausgegebene Wert d er Signalamplitude, der im vorhergehenden Zyklus der Betätigung der Schalter 4 ermittelt wurde. Wird also z.B. der Schalter 4₂ geschlossen und damit die Signalamplitude des Wandlers 1₂ in das Register s₁ eingespeist, dann wird vom Ausgangsregister s n der Wert der Signalamplitude ausgegeben und in den Zwischenspeicher 13 einge speist, welche beim vorhergehenden Abtastzyklus beim Betätigen des Schalters 4₂ vom Wandler 1₂ erfasst wurde.
  • Im Summierer 14 wird der im Zwischenspeicher 13 gespeicherte und vom Ausgangsregister s n ausgegebene Signalamplitudenwert von der im Summierer 14 gespeicherten Summe Σ subtrahiert, während der in das Eingangsregister s₁ neu eingegebene Signalamplitudenwert zu der im Summierer 14 gespeicherten Summe hinzuaddiert wird. Die Anfangssumme, die im Summenspeicher 14 gespeichert wird, wird nach Einschalten der Auswerteschaltung während des ersten Zyklusses der Betätigung der Schalter 4 erhalten, in dem die Signalamplitudenwerte aller Wandler 1 aufeinanderfolgend in den Summierer 14 eingegeben werden, während die Verbindung zwischen dem Ausgangsregister s n und dem Summenspeicher 14 unterbrochen ist. Durch die vorher beschriebene Arbeitsweise wird erreicht, daß die im Summenspeicher 14 gespeicherte Summe aller Signalamplitudenwerte der Wandler 1 sich auf dem neuesten Stand befindet. Weist der Summenspeicher 14 nur einen Eingang auf, dann ist der Zwischenspeicher 13 mit einem Inverter kombiniert, der den vom Ausgangsregister s n ausgegebenen Wert zu einem Minuswert umwandelt. Weist der Summierer 14 einen Aufwärts-und einen Abwärtseingang auf, dann ist der Zwischenspeicher 13 mit dem Abwärtseingang und das Eingangsregister s₁ mit dem Aufwärtseingang verbunden.
  • Der Summierer 14 ist mit einem Dividierer kombiniert, der die Summe Σ aller Signalamplituden durch die Anzahl n aller Wandler 1₁...1 n dividiert. Am Ausgang des Summenspeichers 14 entsteht dadurch ein stets aktualisierter Mittelwert Ø aller Signalamplituden, der der Vergleicherschaltung 15 zugeführt wird. Diesem Komparator 15 wird weiterhin der jeweils erfasste und in das Eingangsregister s₁ eingegebene Signalamplitudenwert zugeführt. Dieser Signalamplitudenwert wird mit dem Mittelwert verglichen. Wird dieser Mittelwert um einen ersten Schwellwert über- oder unterschritten, wird ein Alarmsignal erzeugt, das in der Identifikationsschaltung zugeführt wird. Da diese Identifikationsschaltung mit dem Taktgeber 5 verbunden ist, kann sie ermitteln, bei welchem Wandler 1 und der Betätigung des zugehörigen Schalters 4 eine zu hohe oder zu niedrige Signalamplitude ermittelt wurde. Die Identifikationsschaltung 16 kann somit anzeigen, von welchem Sicherungsdraht die Alarmgabe ausgelöst wurde. Hierbei ist es möglich, daß der Wandler eines Sensors eine zu hohe oder zu niedrige, den ersten Schwellwertbereich über- oder unterschreitende Signalamplitude infolge von Umwelteinflüssen (also nicht durch Berührung eines Sicherungsdrahtes) aufweist, wenn beispielsweise der zugehörige Sicherungsdraht der vollen Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, während sich die übrigen Sicherungsdrähte im Schatten befinden.Deshalb wird bevorzugt so vorgegangen, daß das vom Komparator 15 erzeugte Alarmsignal nicht direkt an die Identitätsschaltung 16 weitergeleitet wird. Vielmehr wird durch dieses Alarmsignal bewirkt, daß der im Zwischenspeicher 13 gespeicherte Wert bei Auftreten des Alarmsignals auch im Komparator 15 gespeichert wird. Dieser Speicherwert wird mit der neu ermittelten Signalamplitude des gleichen Wandlers 1 bei der folgenden Abtastperiode verglichen und das Ergebnis der Entscheidungsschaltung 17 zugeführt. Bei jedem Abtastzyklus wird also im Komparator 17 ein Vergleich durchgeführt zwischen der neu ermittelten Signalamplitude (von s₁ zugeführt) und der im vorhergehenden Abtastzyklus ermittelten Signalamplitude (von 13 zugeführt) des jeweils gleichen Sensors 1, solange diese Signalamplituden den Mittel wert um den ersten Schwellwert über- oder unterschreiten. Erst wenn diese Entscheidungsschaltung eine sprunghafte Veränderung der Differenz (zweiter Schwellwert) zwischen dem jeweiligen Speicherwert (von 13 zugeführt) und der jeweils neu ermittelten Signalamplitude (von s₁ zugeführt) feststellt, wird das Alarmsignal der Identitätsschaltung (16) zugeführt (siehe Fig. 3).
  • In entsprechender Weise wird vorgegangen, wenn vom Zaun herabfallende Schneeansammlungen auf einen Sicherungsdraht auftreffen, wodurch der Wandler des zugeordneten Sensors eine zu hohe oder zu niedrige Signalamplitude aufweist. Auch hier wird das Alarmsignal nicht direkt der Identitätsschaltung 16 zugeführt sondern dient zur Speicherung des im Zwischenspeicher 13 gespeicherten Werts, der über die folgenden zwei oder drei Abtastperioden hinweg mit den jeweils neu ermittelten Signalamplituden des gleichen Wandlers verglichen wird. Hierbei wird ermittelt, ob die Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und der jeweils neu ermittelten Signalamplitude einen dritten Schwellwert übersteigt. Das Ergebnis dieses Vergleiches wird ebenfalls der Entscheidungsschaltung 17 zugeführt, die das Alarmsignal an die Identitätsschaltung 16 weiterleitet, wenn über diese zwei oder drei Abtastperioden hinweg die Signalamplitude dieses Wandlers nicht auf den ursprünglichen und vom Zwischenspeicher 13 abgerufenen Wert zurückkehrt (siehe Fig. 4), vorausgesetzt, der zuvor beschriebene Fall (siehe Fig. 3) wird nicht erfasst.
  • Der in Fig. 2 dargestellte Sensor weist in topfförmiges zylindrisches Gehäuse 20 auf, das aus Kunststoff besteht und welches an einem Pfosten des Zaunes fest montiert ist. Das offene Ende des Gehäuses wird überstülpt durch eine ebenfalls zylindrische, topfförmige Manschette 21, die aus einem weichelastischen Material, wie beispielsweise Gummi besteht. Durch diese Manschette 21 ist hindurchgeführt ein bolzenförmiges Halteteil 22, das einen flanschartigen Kopf und eine Innenbohrung aufweist. In diese Innenbohrung ist einschraubbar eine Schraube 23, die mit dem Sicherungsdraht 2 fest verbunden ist. Dieser Sicherungsdraht ist unter Zwischenschaltung einer Feder zwischen zwei weiteren Pfosten gespannt. Auf den inneren Ansatz 24 des Halteteils ist eine Mutter aufschraubbar. Innenseitig weist das Halteteil einen Bolzen 25 auf, der mit einem Einschnitt versehen ist. In diesem Einschnitt eingesetzt und mit dem Bolzen 25 verlötet ist eine flache Bronzefeder 26, die einen Dehnmeßstreifen 27 trägt. Das untere Ende des Dehnmeßstreifens ist in den Schlitz einer Metallscheibe 28 eingesetzt und mit dieser Metallscheibe verlötet, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Gehäuses 20 entspricht. Die Enden des Dehnmeßstreifens verlaufen zu einer Anschlußplatte 29, von der die Anschlußleitungen zwischen Manschette und Gehäuse nach außen geführt sind. Eine der Leitungen ist mit dem Sicherungsdraht 2 verbunden, während die andere Leitung 3 zu einem Schalter 4 der elektronischen Auswerteschaltung führt.
  • Anstelle einer Feder 26 mit Dehnmeßstreifen 27 kann auch ein Piezoxide-Wandler oder ein Hallgenerator vorgesehen sein, wobei im letzteren Fall zusätzlich im Gehäuse 20 ein Permanentmagnet angeordnet ist.
  • In den Figuren 3 und 4 sind die vom Komparator 13 durchgeführten Vergleiche der Signalamplituden dargestellt. Diese Vergleiche werden in aufeinanderfolgenden Abtastperioden zu den Abtastzeitpunkten T₁, T₂..T m durchgeführt. Es handelt sich jeweils um Signale des gleichen Sensors 1 , dessen zum Abtastzeitpunkt T₁ erfasstes Signal A₁ eine Amplitude aufweist, die den Mittelwert Ø um den ersten Schwellwert Δ₁ übersteigt. Das Übersteigen der oberen Schwellwertgrenze 31 stellt das erste Prüfkriterium dar. Die nachfolgende Beschreibung der Figuren 3 und 4 gilt sinngemäß auch für den Fall, daß das zum Abtastzeitpunkt T₁ erfasste Signal A₁ die untere Schwellwertgrenze 32 unterschreitet.
  • Ist diese erste Prüfkriterium positiv, dann wird vom Speicher 13 das im vorhergehenden Abtastzeitpunkt erfasste Signal A₀ dem Komparator 15 zugeführt.
  • Ist die Differenz zwischen den Amplituden der Signale A₀ und A₁ kleiner als der dritte Schwellwert Δ₃ , dann wird nach Fig. 3 verfahren, ist dagegen die Differenz größer als der dritte Schwellwert Δ₃, dann wird nach Fig. 4 verfahren (zweites Prüfkriterium).
  • Gemäß Fig. 3 wird zu jedem Abtastzeitpunkt T die zu diesem Abtastzeitpunkt erhaltene Signalamplitude verglichen mit der im vorhergehenden abtastzeitpunkt erhaltenen Signalamplitude. Dies bedeutet also, daß zum Abtastzeitpunkt T₅ die zu diesem Zeitpunkt abgetastete Signalamplitude A₅ verglichen wird mit der zum Zeitpunkt T₄ erhaltenen Signalamplitude A₄. Sobald zu einem Zeitpunkt T m die Differenz D zwischen der zu diesem Zeitpunkt ermittelten Signalamplitude A m und der zuvor ermittelten Signalamplitude A m-1 den zweiten Schwellwert Δ₂ übersteigt, wird das Alarmsignal, das zum Zeitpunkt T₁ erzeugt wurde, nunmehr der Identifikationsschaltung 16 zugeführt, und der Alarm erzeugt.
  • Der in Fig. 3 dargestellte Fall tritt auf, wenn z.B. der Sicherungsdraht, der mit dem Sensor verbunden ist, dessen Signale in Fig. 3 dargestellt sind, der Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, so daß die Signale dieses Sensors die obere Schwellwertgrenze 31 überschreiten, während die übrigen Sicherungsdrähte im Schatten liegen. Zum Zeitpunkt T m tritt eine sprunghafte Änderung zwischen den Signalen aufeinanderfolgender Abtastzeitpunkte auf, was bedeutet, daß eine Berührung des Sicherungsdrahtes stattgefunden hat. Die Alarmanlage spricht also nicht auf Umweltbedingte, langsam sich vollziehende Änderungen der Signale an, selbst wenn diese Signale die obere oder untere Schwellwertgrenze 31, 32 über- bzw. unterschreiten, jedoch wird sofort ein Signal ausgelöst, wenn eine unstetige Änderung , beispielsweise infolge einer Berührung des Sicherungsdrahtes auftritt.
  • Wurde gem. dem zweiten Prüfkriterium zum Zeitpunkt T₁ festgestellt, daß die Differenz der Signalamplituden zwischen den Signalen A₁ und A₀ den dritten Schwellwert Δ₃ übersteigt, dann wird während der beiden folgenden Abtastzeitpunkte T₂ und T₃ festgestellt, ob dieser Zustand zu den Abtastzeitpunkten T₂ und T₃ beibehalten wird. Ist dies der Fall, dann wird zum Zeitpunkt T₃ ein Alarmsignal vom Komparator 15 der Identifikationsschaltung 16 zugeführt und ein Alarm ausgelöst. Nimmt dagegen die Amplitude des Signals A₃ zum Zeitpunkt T₃ wieder näherungsweise die Amplitude des Signals A₀ an, dann wird verhindert, daß das zum Zeitpunkt T₁ erzeugte Alarmsignal der Identifikationsschaltung 16 zugeführt wird. Die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten T₁ und T₃ liegt unter einer Sekunde. Dies bedeutet, daß umweltbedingte kurzzeitige Signaländerungen, beispielsweise infolge des Abfalls von Schneeansammlungen, kein Signal auslösen, die Berührung eines Sicherungsdrahtes beim Übersteigen des Zaunes jedoch eine Signalgabe bewirkt.

Claims (13)

1. Zaun mit über Sensoren an Pfosten befestigten Sicherungsdrähten und einer mit den Sensoren verbundenen elektronischen Auswerteschaltung, die ein Alarmsignal auslöst, wenn einer der Sensoren eine Berührung des mit ihm verbundenen Sicherungsdrahts signalisiert, wobei jeder Sensor ein mit einem Pfosten verbundenes Gehäuse, ein mit einem Sicherungsdraht verbundenes Halteteil und einen zwischen Gehäuse und Halteteil angeordneten Wandler aufweist, der ein zur Stellung des Halteteils etwa proportionales Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung umfasst eine Schalteranordnung (4, 5), welche die einzelnen Sensoren aufeinanderfolgend mit einer Meßschaltung (8, 10) verbindet, die Meßschaltung (8, 10) die Signalamplitude jedes Sensors mißt, die Signalamplituden einer einen Mittelwert (Ø) bildenden Schaltung (14) zugeführt werden und eine Vergleicherschaltung (15) vorgesehen ist, die die Signalamplitude jedes Sensors mit dem Mittelwert (Ø) vergleicht und ein Alarmsignal auslöst, wenn die Differenz zwischen Signalamplitude und Mittelwert (Ø) einen ersten Schwellwert (Δ₁) über- oder unterschreitet.
2. Zaun nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mittelwert bildende Schaltung (14) einen Summenspeicher aufweist, der die über einen Abtastzyklus der Schalteranordnung (4, 5) ermittelten Signalamplituden akkumuliert und die akkumulierte Signalamplitude (Σ) zur Bildung des Mittelwerts (Ø) durch die Anzahl (n) der während eines Abtastzyklus betätigten Schalter (4) dividiert.
3. Zaun nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß dem Summenspeicher (14) ein Schieberegister (12) vorgeschaltet ist, dessen mit der Meßschaltung (8, 10) verbundenes Eingangs- und dessen Ausgangsregister (s₁, s n) mit dem Summenspeicher (14) verbunden sind und dessen Anzahl (n) von Registern (s) der Anzahl (n) der während eines Abtastzyklus betätigten Schalter (4) entspricht, wobei zu jedem Abtastzeitpunkt (T) das vom Ausgangsregister (s n) ausgegebene Signal im Summenspeicher (14) die akkumulierte Signalamplitude (Σ) mindert und der in das Eingangsregister (s₁) eingegebene Wert die akkumlierte Signalamplitude erhöht.
4. Zaun nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgangsregister (s n) und dem Summenspeicher (14) ein Zwischenspeicher (13) gespeichert ist, der das vom Ausgangsregister (s n) ausgegebene Signal kurzfristig speichert und dem Summenspeicher (14) zuführt.
5. Zaun nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgangsregister (s n) und dem Summenspeicher (14) ein Inverter geschaltet ist, dessen Ausgang am gleichen Eingang des Summenspeichers (14) wie das Eingangsregister (s₁) anliegt und der eine Vorzeichenumkehr des vom Ausgangsregisters (s n) ausgegebenen und dem Summenspeicher (14) zugeführten Signals bewirkt.
6. Zaun nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter Teil des Zwischenspeichers (13) ist.
7. Zaun nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsspeicher (s₁) des Schieberegisters (12) mit der Vergleicherschaltung (15) verbunden ist und das dem Eingangsspeicher (s₁) zugeführte Signal gleichzeitig der Vergleicherschaltung (15) zugeführt wird.
8. Zaun nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten des Alarmsignals das zu diesem Zeitpunkt in das Eingangsregister (s₁) eingegebene Signal weiterhin in der Vergleicherschaltung (15) mit dem zu diesem Zeitpunkt aus dem Ausgangsregister (s n) ausgegebenen Signal verglichen wird.
9. Zaun nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Differenz zwischen dem eingegebenen und dem ausgegebenen Signal zum Zeitpunkt des Auftretens des Alarmsignals einen dritten Schwellwert (Δ₃) nicht überschreitet, in jeder folgenden Abtastperiode die in das Eingangsregister (s₁) eingegebenen Signale des Sensors, der das Alarmsignal ausgelöst hat, verglichen werden mit den aus dem Ausgangsregister (s n) ausgegebenen Signalen und die Vergleicherschaltung (15) das Alarmsignal zur Alarmauslösung weiterleitet, wenn zu einem Abtastzeitpunkt (T m) die Differenz zwischen dem verglichenen Signalen (A m, A m-1) einen zweiten Schwellwert (Δ₂) überschreitet.
10. Zaun nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Differenz zwischen dem eingegebenen und dem ausgegebenen Signal zum Zeitpunkt des Auftretens des Alarmsignals einen dritten Schwellwert (Δ₃) überschreitet, das aus dem Ausgangsregister (s n) ausgegebene Signal (A₀) bei einigen wenigen Abtastperioden mit den in das Eingangsregister (s₁) eingegebenen Signalen des Sensors, der das Alarmsignal ausgelöst hat, verglichen wird und die Vergleicherschaltung (15) das Alarmsignal zur Alarmauslösung weiterleitet, wenn die Differenz zwischen den verglichen Signalen (A₀, A₁ bis A₃) bei diesen Abtastperioden den dritten Schwellwert (Δ₃) überschreitet.
11. Zaun nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmsignale der Vergleicherschaltung (15) einer Identifikationsschaltung (16) zugeführt werden, die mit dem die Schalterbetätigung steuernden Taktgenerator (5) verbunden ist und die den Sensor identifiziert, der das Alarmsignal auslöst.
12. Zaun nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vergleicherschaltung (15) und einer Identifikationsschaltung (16), die den das Alarmsignal auslösenden Sensor identifiziert,eine Entscheidungsschaltung (17) geschaltet ist, die den Vergleich zwischen den Signalamplituden in den dem Auftreten des Alarmsignals folgenden Abtastperioden bewertet und die Speicherung und Weiterleitung des Alarmsignals zur Alarmauslösung steuert.
13. Zaun nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertbildung bei Gruppen von Sensoren des Zaunes erfolgt, wobei die Sensoren einer Gruppe solchen Sicherungsdrähten zugeordnet sind, die jeweils gleichen Umwelt- bzw. Witterungseinflüssen unterworfen sind.
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