EP0303913A1 - Eindringdetektor - Google Patents

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EP0303913A1
EP0303913A1 EP88112765A EP88112765A EP0303913A1 EP 0303913 A1 EP0303913 A1 EP 0303913A1 EP 88112765 A EP88112765 A EP 88112765A EP 88112765 A EP88112765 A EP 88112765A EP 0303913 A1 EP0303913 A1 EP 0303913A1
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EP
European Patent Office
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reflectors
sensor
support surface
detector according
distance
Prior art date
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EP88112765A
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French (fr)
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EP0303913B1 (de
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Kurt Müller
Hansjürg Mahler
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Cerberus AG
Original Assignee
Cerberus AG
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/19—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems
    • G08B13/193—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems using focusing means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S250/00—Radiant energy
    • Y10S250/01—Passive intrusion detectors

Definitions

  • the invention relates to an intrusion detector with a sensor with at least one infrared-sensitive sensor element and a plurality of infrared reflectors arranged on at least one support surface, which bundle infrared radiation arriving from a plurality of separate reception areas onto the common sensor.
  • Such detectors are used to detect objects or unauthorized persons, for example an intruder or burglar into a protected and monitored room or area by detecting the typical infrared radiation emanating from the object or person.
  • each movement of a person when crossing the reception areas causes a characteristic modulation of the infrared radiation received by the sensor.
  • This modulation can be carried out by means of appropriate sensors which are matched to the body radiation of a person and which can also have a plurality of sensor elements in a specific interconnection, such as dual sensors, and by means of suitable evaluation circuits which are matched to the typical modulation by a person moving through reception areas Indication of an intruder and evaluated for alarm signaling.
  • Such intrusion detectors are required to reliably detect and signal a person entering the monitored area, not to be tricked and sabotaged by a certain behavior, and on the other hand not to trigger a false alarm.
  • the invention sets itself the task of eliminating the disadvantages of the prior art, and in particular to provide an intrusion detector of the type mentioned at the outset, which has improved detection sensitivity and detection reliability with a simplified structure, and with which in particular a predetermined space or area to be monitored is better and more uniformly covered with reception areas, so that the detector is more difficult to outwit, the reception area pattern is adapted to the shape and dimensions of the protected space or area, and the detection sensitivity of the detector for a person in the individual reception areas is approximately independent of the detection distance from the detector.
  • this object is achieved in that the reflectors are offset on at least one support surface both in the horizontal and in the vertical direction, the support surface being shaped in this way and the individual reflectors being curved and aligned in such a way that their focal points, regardless of the Arrangement of the individual reflectors on the support surface and their horizontal and vertical displacement, approximately correspond to the common sensor, and their focal lengths are at least approximately proportional to a given detection distance in the reception areas assigned to the relevant reflectors.
  • the support surface is a hyperboloid surface, which can be approximated by a spherical or paraboloid surface, in the axis of which the sensor is arranged such that the surface points have a continuously decreasing distance with increasing inclination of the direction of radiation incidence on the sensor from the sensor. Since the focal lengths of the reflectors provided at the respective surface points also decrease in accordance with their distance from the sensor, the focal length becomes smaller with increasing angle of incidence against the horizontal, that is to say with a shorter detection distance, and thus the imaging scale.
  • the reflectors so that, viewed from the sensor, they have such a solid angle, e.g. include solid angles increasing with the angle of incidence, so that the detection sensitivity in the individual reception areas is almost independent of the detection distance, and thus the sensor sensitivity, which decreases in the event of oblique incidence, is compensated for.
  • the number of reflectors for a certain distance range varies with the distance, for example increases continuously with the distance when the detector is mounted on the corner, or decreases with wall mounting in order to achieve a uniform room coverage with reception areas.
  • a plurality of groups A - D of reflectors are arranged on two support surfaces T1 and T2.
  • the reflectors have a reflective coating which bundles at least the body radiation of a person in the infrared spectral range onto the sensor S common to all reflectors.
  • the reflector groups A, B lying below the horizontal H formed by the common sensor S are provided on a lower support surface T1, and the reflector groups C, D above the horizontal H are provided on an upper support surface T2.
  • the reflectors A1-A7 of the lowermost zone A of the support surface T1 are designed and aligned in such a way that their reception area is least inclined to the horizontal, that is to say that an intruder can be detected and reported at a greater distance, ie in distant zones.
  • the reflectors B1 - B5 of the next higher zone B are slightly more inclined so that their reception areas correspond to an average detection distance.
  • the reflectors C1 - C3 of group C lying on the upper support surface T2 serve for detection in the near zone, while the only reflector D1 of the uppermost zone D of the upper support surface T2 monitors the area immediately below the detector ("look-down zone" ).
  • the shape, in particular the curvature, and the arrangement of the support surfaces T1 and T2 to the sensor S is now selected such that the distance from the sensor S to the points of the support surfaces or the reflectors provided there increases with the angle of incidence of radiation against the horizontal, i.e. decreases with decreasing detection distance.
  • the aim is to choose the distance between the individual reflectors so that their focal length is at least approximately proportional to the detection distance.
  • the imaging scale of an object imaged by the various reflectors on the sensor is independent of the distance of the object from the detector, i.e. a more distant person is imaged in the same size as a close person, so that the detection sensitivity is almost the same in the near and far range.
  • the support surfaces For example, proven the formation of the support surfaces as hyperboloid surfaces or paraboloid surfaces with a horizontal axis. This automatically increases the distance between the carrier surface and the sensor as the inclination of the reception area decreases, as required. At times, however, compromises can be expedient with regard to a simple construction and a compact arrangement.
  • the reflector groups A, B corresponding to the remote reception areas are arranged on a paraboloid-shaped support surface T1.
  • the reflector group C, D assigned to the near reception zones is provided on an approximately spherical support surface T2, which is possible since here the detection distance for all these reflectors is almost equal to the mounting height of the detector.
  • the individual reflectors can advantageously be shaped as off-axis paraboloid segments, the axis of which is parallel to the direction of the assigned reception area, in order to ensure good optical imaging even in the case of oblique radiation.
  • an approximation by means of spherical mirrors may be possible, especially when the incident radiation is slightly inclined.
  • FIG. 3 shows a coverage pattern of the reception areas of a detector according to FIGS. 1 and 2 when installed in the corner of a protected room with a base area of 12 ⁇ 12 m at a height of 2 m.
  • the particularly good and uniform coverage of the rectangular or square base area of the room is achieved by the horizontal and vertical displacement of the reflectors on the support surfaces, that is, by the toothed arrangement of the reflectors, which was not possible with known reflector arrangements with simple rows of adjacent reflectors.
  • the number of reflectors for the different distance zones A - D is different.
  • the number of reflectors A1 - A7 for the far zone A is seven, for the middle zone B there are five reflectors B1 - B5, while the near zone C is equipped with three reflectors C1 - C3.
  • a single reflector D1 is sufficient for the look-down zone D.
  • a larger number of reception areas are therefore provided for the distance zones with a greater detection distance, so that the reception area density is almost the same in the entire monitored space.
  • the middle reflectors of the individual zones are offset horizontally against the side reflectors.
  • the middle reflectors A4 and B3 have a lower center than the neighboring reflectors A3 and A6, or B2 and B4, and these in turn lie lower than the outer reflectors A1 and A7, or B1 and B5.
  • the reception areas A4, B3 assigned to the middle reflectors thus have a greater range than that of the side reflectors, so that such a detector can be adapted particularly well to a rectangular or square space.
  • the special shape of the support surface T1 ensures that the imaging scale remains independent of the distance, since the lower arrangement of the central reflectors with a somewhat larger detection distance automatically ensures a greater distance from the sensor and thus a larger focal length. It is noted that when the detector is installed in the center of a wall instead of in a corner of the room, inverse conditions are appropriate for adaptation to a rectangular room.
  • the surface of the individual reflectors so that, viewed from sensor S, they include a solid angle that increases with the angle of incidence in such a way that the sensor sensitivity, which decreases when the radiation is at an angle, is compensated for.
  • the lateral reflectors with a larger area than the middle ones, and the lower reflectors assigned to the remote reception zones to be larger than those for the middle areas, and these in turn to be larger than those for the near reception areas.
  • a somewhat larger focal length of the central reflector C2 can be achieved by slightly displacing it relative to the adjacent lateral reflectors C1, C3, and thus adapting it to the slightly larger detection distance.
  • the senor can be designed as a dual sensor with two sensor elements located in a differential circuit, so that the reception areas are split into two adjacent areas, whereby the detection reliability can be further improved in a manner known per se with a special evaluation circuit.
  • the invention is not limited to the example of an intrusion detector for protecting a square space in corner installation, but rather is adapted to other room shapes and types of installation using the inventive idea by appropriate selection of the reflectors in terms of shape, curvature, orientation and attachment can be achieved so that the same technical advantages are achieved.

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Abstract

Bei einem Infrarot-Eindringdetektor mit einer Vielzahl von Reflektoren (A - D), die Infrarotstrahlung aus einer entsprechenden Anzahl von Empfangsbereichen auf einen gemeinsamen Sensor (S) bündeln, wird eine gleichförmige Ueberdeckung eines rechteckigen geschützten Bereiches mit Empfangsbereichen und eine entfernungsunabhängige Nachweisempfindlichkeit mittels einer Reflektoranordnung erreicht, bei der die Reflektoren auf Trägerflächen (T1,T2) vorgesehen sind, bei denen der Abstand vom Sensor (S) und damit die Brennweite der Reflektoren (A - D ) etwa proportional der Nachweisentfernung ist, und wobei die Reflektoren (A - D) auf den Trägerflächen gegeneinander sowohl horizontal und vertikal versetzt sind, und zwar in unregelmässiger Weise, so dass die mittleren Reflektoren (A4, B3) tiefer angebracht sind und eine andere Gestalt besitzen als die seitlichen Reflektoren, und wobei die Anzahl der Reflektoren mit der Höhe, d.h. mit kleiner werdender Nachweisentfernung so abnimmt, dass die Dichte der Empfangsbereiche im gesamten rechteckigen geschützten Raum gleichmässig ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Eindringdetektor mit einem Sensor mit wenigstens einem infrarot empfindlichen Sensor­element und mehreren auf wenigstens einer Trägerfläche angeordneten Infrarot-Reflektoren, welche aus mehreren getrennten Empfangsbereichen eintreffende Infrarotstrahlung auf den gemeinsamen Sensor bündeln.
  • Solche Detektoren dienen zur Feststellung von Objekten oder unbefugten Personen, beispielsweise eines Eindringlings oder Einbrechers in einen geschützten und überwachten Raum oder Bereich durch Nachweis der vom Objekt oder der Person ausgehenden typischen Infrarotstrahlung. Infolge der Auf­teilung des überwachten Bereiches in mehrere getrennte Empfangsbereiche mit dazwischenliegenden Dunkelfeldern bewirkt jede Bewegung einer Person bei Durchquerung der Empfangsbereiche eine charakteristische Modulation der vom Sensor empfangenen Infrarotstrahlung. Diese Modulation kann mittels entsprechender, auf die Körperstrahlung einer Person abgestimmter Sensoren, die auch mehrere Sensorelemente in bestimmter Zusammenschaltung aufweisen können, wie z.B. Dual-Sensoren, und mittels geeigneter, auf die typische Modulation durch eine sich durch Empfangs-bereiche bewegende Person abgestimmter Auswerteschaltungen zur Anzeige eines Eindringlings und zur Alarmsignalgabe ausgewertet werden. Von solchen Eindringdetektoren wird verlangt, dass sie eine in den überwachten Bereich eindringende Person einer­seits mit Sicherheit nachweisen und signalisieren, und sich nicht durch ein bestimmtes Verhalten überlisten und sabotieren lassen, andrerseits keinen falschen Alarm auslösen.
  • Zur Schaffung der erforderlichen getrennten Empfangsbereiche ist es aus US 3 703 718 bekannt, die Reflektoren auf einem gemeinsamen Träger in zwei übereinander angeordneten Reihen nebeneinanderliegender Reflektoren anzubringen. Da nur zwei entsprechende Reihen von Empfangsbereichen vorgesehen sind, ist die Ueberdeckung des geschützten Raumes mit Empfangs­bereichen jedoch ungenügend, so dass ein Eindringling bei einigem Geschick den Raum durchschreiten kann, ohne bemerkt und signalisiert zu werden.
  • Zur besseren Ueberdeckung des geschützten Bereiches mit Empfangsbereichen ist es aus CH 591 733 oder DE 26 53 111 bekannt, die Reflektoren so auszubilden und anzuordnen, dass eine Anzahl von streifenförmigen Empfangsbereichen entsteht, so dass sich mit der gleichen Reflektoranzahl ein grösserer und ausgedehnterer Schutzbereich überwachen lässt. Aus EP 50 751, DE 27 19 191 oder US 3 923 383 ist es weiterhin bekannt, eine Vielzahl von Reflektoren auf einem gemeinsamen Träger in der Form eines Multifacetten­spiegels anzuordnen. Hiermit lässt sich zwar ein überwachter Bereich mit einer entsprechenden Vielzahl von Empfangs­bereichen relativ dicht überdecken, jedoch sind solche vorbekannten Anordnungen nicht an eine vorgegebene Form und die Abmessungen eines geschützten Raumes angepasst.
  • Nachteilig ist bei den vorstehend erwähnten Reflektor­anordnungen jedoch, dass die Brennweiten aller Reflektoren gleich sind, so dass eine weiter entfernte Person kleiner auf den Sensor abgebildet wird als eine Person in der Nähe des Detektors. Dies führt zu einer unterschiedlichen Nach­weisempfindlichkeit des Detektors für Personen in Empfangs­bereichen, die auf Zonen mit verschiedenem Abstand vom Detektor ausgerichtet sind. Bei der üblichen Anordnung solcher Detektoren unterhalb der Raumdecke ist also die Empfindlichkeit von der Neigung der Empfangsbereiche gegen die Horizontalebene abhängig, so dass z.B. in Empfangs­bereichen grösserer Neigung, die auf eine nahe Raumzone ausgerichtet sind, die Nachweisempfindlichkeit vermindert ist, was in der Praxis in der Regel unerwünscht ist.
  • Aus EP 191 155 oder US 4 339 748 ist es bekannt, drei übereinander angeordnete Reihen von nebeneinanderliegenden Reflektoren vorzusehen. Die Brennweiten der einzelnen Reflektorreihen sind dabei unterschiedlich und an die jeweilige Nachweisentfernung angepasst, innerhalb der einzelnen Reihen jedoch gleich. Die Reflektorreihen müssen dazu auf mehreren verschiedenen Trägerflächen angeordnet werden, so dass die gesamte Reflektoranordnung ein kompli­ziertes Gebilde darstellt. Die Anordnung der Reflektoren in wenigen Reihen erlaubt zudem keine hinreichend dichte Raumüberdeckung, so dass auch ein solcher Detektor noch nicht völlig sabotagesicher ist. Da die Brennweiten inner­halb einer Reflektorreihe gleich sind, ist zudem eine exakte Anpassung des Empfangsbereichs-Musters an eine be­stimmte Form und gegebene Abmessungen eines zu überwachenden Raumes oder Bereiches in der Regel nicht gegeben.
  • Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die angegebenen Nach­teile des Standes der Technik zu beseitigen, und insbesondere einen Eindringdetektor der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, der eine verbesserte Nachweisempfindlichkeit und Nachweissicherheit bei vereinfachtem Aufbau aufweist, und mit dem insbesondere ein vorgegebener zu überwachender Raum oder Bereich besser und gleichmässiger mit Empfangsbereichen überdeckt wird, so dass der Detektor schwieriger überlistbar ist, das Empfangsbereich-Muster an die Form und Abmessungen des geschützten Raumes oder Bereiches angepasst ist, und die Nachweisempfindlichkeit des Detektors für eine Person in den einzelnen Empfangsbereichen angenähert unabhängig von der Nachweisentfernung vom Detektor ist.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Reflektoren auf wenigstens einer Trägerfläche sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung versetzt angeordnet sind, wobei die Trägerfläche derart geformt ist, und die einzelnen Reflektoren derart gekrümmt und ausgerich­tet sind, dass deren Brennpunkte, unabhängig von der Anord­nung der einzelnen Reflektoren auf der Trägerfläche und deren horizontaler und vertikaler Versetzung, angenähert dem gemeinsamen Sensor entsprechen, und deren Brennweiten wenigstens angenähert proportional zu einer gegebenen Nach­weisentfernung in den betreffenden Reflektoren zugeordneten Empfangsbereichen sind.
  • Von Vorteil ist dabei die Ausbildung der Trägerfläche als Hyperboloid-Fläche, die durch eine Kugel- oder Paraboloid-­Fläche angenähert sein kann, in deren Achse der Sensor so angeordnet ist, dass die Flächenpunkte mit zunehmender Neigung der Strahlungseinfallrichtung auf den Sensor einen kontinuierlich abnehmenden Abstand vom Sensor aufweisen. Da damit auch die Brennweiten der an den betreffenden Flächen­punkten vorgesehenen Reflektoren entsprechend ihrem Abstand vom Sensor abnehmen, wird die Brennweite mit zunehmendem Einfallwinkel gegen die Horizontale, also mit kürzerer Nachweisentfernung kleiner, und somit der Abbildungsmassstab.
  • Vorteilhaft ist es, die Reflektoren so auszubilden und zu bemessen, dass sie, vom Sensor aus betrachtet, einen solchen Raumwinkel, z.B. mit dem Einfallwinkel zunehmende Raumwinkel umfassen, so dass die Nachweisempfindlichkeit in den einzelnen Empfangsbereichen nahezu unabhängig von der Nachweisentfernung ist, und damit die bei Schrägeinfall abnehmende Sensor­empfindlichkeit kompensiert wird.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn die Anzahl von Reflektoren für einen bestimmten Abstandsbereich mit dem Abstand variiert, z.B. bei Eckmontage des Detektors mit dem Abstand kontinuier­lich zunimmt, bzw. bei Wandmontage abnimmt, um eine gleich­mässige Raumüberdeckung mit Empfangsbereichen zu erreichen.
  • Die Erfindung wird anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine horizontale Aufsicht auf die Reflektoranord­nung eines Eindringdetektors,
    • Figur 2 einen Vertikalschnitt durch die Reflektoranordnung nach Figur 1, und
    • Figur 3 ein Muster der von dieser Reflektoranordnung erzeugten Strahlungsempfangsbereiche.
  • Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Reflektor­anordnung sind auf zwei Trägerflächen T1 und T2 mehrere Gruppen A - D von Reflektoren angeordnet. Die Reflektoren besitzen einen reflektierenden Belag, welcher zumindest die Körperstrahlung einer Person im infraroten Spektral­bereich auf den für alle Reflektoren gemeinsamen Sensor S bündelt. Die unterhalb der durch den gemeinsamen Sensor S gebildeten Horizontalen H liegenden Reflektorgruppen A, B sind dabei auf einer unteren Trägerfläche T1, und die oberhalb der Horizontalen H liegenden Reflektorgruppen C, D auf einer oberen Trägerfläche T2 vorgesehen. Dabei sind die Reflektoren A1 - A7 der untersten ZoneAder Trägerfläche T1 so ausgebildet und ausgerichtet, dass deren Empfangsbereich am wenigsten gegen die Horizontale geneigt ist, d.h. dass hiermit ein Eindringling in grösserer Distanz, d.h. in Fernzonen detektiert und gemeldet werden kann. Die Reflek­toren B1 - B5 der nächsthöheren Zone B sind etwas stärker geneigt, so dass deren Empfangsbereiche einer mittleren Nachweisentfernung entsprechen. Die darüber auf der oberen Trägerfläche T2 liegenden Reflektoren C1 - C3 der Gruppe C dienen der Detektion in der Nahzone, während der einzige Reflektor D1 der obersten Zone D der oberen Trägerfläche T2 den Bereich unmittelber unterhalb des Detektors überwacht ("Look-down-Zone").
  • Die Form, insbesondere die Krümmung, sowie die Anordnung der Trägerflächen T1 und T2 zum Sensor S ist nun so gewählt, dass der Abstand vom Sensor S zu den Punkten der Trägerflä­chen bzw. den dort vorgesehenen Reflektoren mit zunehmendem Strahlungseinfallwinkel gegen die Horizontale, d.h. mit abnehmender Nachweisentfernung abnimmt. Im Idealfall wird dabei angestrebt, den Abstand der einzelnen Reflektoren so zu wählen, dass deren Brennweite wenigstens angenähert proportional der Nachweisentfernung ist. Damit wird der Abbildungsmassstab eines durch die verschiedenen Reflektoren auf den Sensor abgebildeten Objektes von der Entfernung des Objektes vom Detektor unabhängig, d.h. eine weiter entfernte Person wird in der gleichen Grösse abgebildet, wie eine nahe Person, so dass im Nah- und im Fernbereich die Nachweisempfindlichkeit nahezu gleich ist.
  • Als besonders geeignet hat sich z.B. die Ausbildung der Trägerflächen als Hyperboloidflächen oder Paraboloidflä­chen mit horizontaler Achse erwiesen. Damit wird automatisch der Abstand der Trägerfläche vom Sensor mit abnehmender Neigung des Empfangsbereiches grösser, wie gefordert. Zuweilen können jedoch Kompromisse im Hinblick auf eine einfache Konstruktion und eine kompakte Anordnung zweck­mässig sein.
  • So sind bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nur die den Fernempfangsbereichen entsprechenden Reflektor­gruppen A, B auf einer paraboloidförmigen Trägerfläche T1 angeordnet. Die den Nahempfangszonen zugeordneten Reflektor­gruppe C, D ist dagegen auf einer angenähert sphärischen Trägerfläche T2 vorgesehen, was möglich ist, da hier für alle diese Reflektoren die Nachweisdistanz nahezu gleich der Anbringungshöhe des Detektors ist.
  • Obwohl es, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt, zweckmässig sein kann , die oberhalb der durch den Sensor gebildeten Horizontalebene vorgesehehen Reflektoren und die unter der Horizontalen befindlichen Reflektoren auf ver­schiedenen Trägerflächen anzuordnen, die natürlich zu einer mechanischen Einheit verbunden sein können, ist es selbst­verständlich auch möglich, für alle Reflektoren eine einzige Trägerfläche vorzusehen, deren Scheitelquerschnitt dann zweckmässigerweise die Form einer geeigneten Spirale aufweist.
  • Die einzelnen Reflektoren können mit Vorteil als ausser­axiale Paraboloidsegmente geformt sein, deren Achse der Richtung des zugeordneten Empfangsbereiches parallel ist, un eine gute optische Abbildung auch bei schrägem Strahlungs­einfall zu gewährleisten. Auch hier kann eine Näherung durch sphärische Spiegel möglich sein, speziell bei geringer Neigung der einfallenden Strahlung.
  • Wie in Figur 3 gezeigt, weist ein Detektor mit der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Reflektoranordnung ausser dem Vorteil der nahezu entfernungsunabhängigen Nachweis­empfindlichkeit noch den weiteren Vorteil auf, dass sich damit ein überwachter Raum mit vorgegebenen Abmessungen gleichmässiger und vollständiger mit Empfangsbereichen überdecken lässt. Figur 3 zeigt ein Ueberdeckungsmuster der Empfangsbereiche eines Detektors nach Figur 1 und 2 bei Montage in der Ecke eines geschützten Raumes mit 12 x 12 m Grundfläche in 2 m Höhe. Die besonders gute und gleichmässige Ueberdeckung der rechteckigen oder quadratischen Grundfläche des Raumes wird durch die hori­zontale und vertikale Versetzung der Reflektoren auf den Trägerflächen, d.h. durch die verzahnte Anordnung der Reflektoren erreicht, was mit vorbekannten Reflektoranord­nungen mit einfachen Reihen von nebeneinanderliegenden Reflektoren nicht möglich war.
  • Von besonderem Vorteil ist bei der erfindungsgemässen Reflektoranordnung, dass die Anzahl der Reflektoren für die verschiedenen Distanzzonen A - D unterschiedlich ist. Beispielsweise ist bei dem beschriebenen, für Eckmontage vorgesehenen Beispiel die Anzahl von Reflektoren A1 - A7 für die Fernzone A sieben, für die mittlere Zone B sind fünf Reflektoren B1 - B5 vorgesehen, während die Nahzone C mit drei Reflektoren C1 - C3 ausgerüstet ist. Für die Look-down-Zone D genügt ein einziger Reflektor D1. Für die Distanzzonen mit grösserer Nachweisentfernung sind daher eine grössere Anzahl von Empfangsbereichen vorgesehen, so dass die Empfangsbereichdichte im gesamten überwachten Raum nahezu gleich ist.
  • Speziell bei Eckmontage eines Detektors ist es von Vorteil, wenn die mittleren Reflektoren der einzelnen Zonen, im Gegensatz zu vorbekannten Anordnungen mit parallelen Reihen, horizontal gegen die seitlichen Reflektoren versetzt sind. Wie in Figur 1 gezeigt,haben die mittleren Reflektoren A4 und B3 einen tieferen Mittelpunkt als die benachbarten Reflektoren A3 und A6, bzw. B2 und B4, und diese liegen wiederum tiefer als die äusseren Reflektoren A1 und A7, bzw. B1 und B5. Damit erhalten die den mittleren Reflektoren zugeordneten Empfangsbereiche A4, B3 eine grössere Reich­weite als die der seitlichen Reflektoren, so dass sich ein derartiger Detektor besonders gut an einen rechteckigen oder quadratischen Raum anpassen lässt. Die spezielle Form der Trägerfläche T1 sorgt dabei dafür, dass der Abbildungs­massstab entfernungsunabhängig bleibt, da die tiefere Anordnung der mittleren Reflektoren mit etwas grösserer Nachweisdistanz automatisch für einen grösseren Abstand vom Sensor und damit für eine grössere Brennweite sorgt. Es wird bemerkt, dass bei Detektormontage in einer Wand­mitte anstatt in einer Raumecke umgekehrte Verhältnisse zur Anpassung an einen rechteckigen Raum zweckmässig sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es noch, die Fläche der einzelnen Reflektoren so zu wählen, dass sie vom Sensor S aus betrach­tet einen mit dem Einfallwinkel in der Weise zunehmenden Raumwinkel umfassen, dass dadurch die bei Schrägeinfall der Strahlung abnehmende Sensorempfindlichkeit kompensiert wird. Dazu ist es zweckmässig, die seitlichen Reflektoren mit einer grösseren Fläche zu versehen als die mittleren, und die unteren, den Fernempfangszonen zugeordneten Reflek­toren grösser als diejenigen für die mittleren Bereiche, und diese wiederum grösser als die für die Nahempfangs­bereiche zu wählen.
  • Bei Anbringung der Reflektoren für die Nahempfangszonen C auf einem sphärischen Träger T2 kann eine etwas grössere Brennweite des mittleren Reflektors C2 dadurch erreicht werden, dass dieser gegenüber den benachbarten seitlichen Reflektoren C1, C3 einwenig zurückversetzt wird, und somit an die geringfügig grössere Nachweisdistanz angepasst wird.
  • Der Sensor kann, wie im Ausführungsbeispiel, als Dualsensor mit zwei in Differenzschaltung liegenden Sensorelementen ausgeführt sein, so dass die Empfangsbereiche in zwei benachbarte Bereiche aufgespalten werden, wodurch sich mit einer speziellen Auswerteschaltung in an sich bekannter Weise die Nachweissicherheit weiter verbessern lässt.
  • Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Beispiel eines Eindringdetektors zum Schutz eines quadratischen Raumes bei Eckmontage beschränkt ist, sondern an andere Raumformen und Montagearten unter Benützung der Erfindungsgedanken durch entsprechende Auswahl der Reflektoren bezüglich Gestalt, Krümmung, Ausrichtung und Anbringung angepasst werden kann, so dass die gleichen technischen Vorteile erreicht werden.

Claims (12)

1. Eindringdetektor mit einem Sensor (S) mit wenigstens einem infrarotempfindlichen Sensorelement und mehreren auf wenigstens einer Trägerfläche (T1, T2) angeordneten Infrarot-Reflektoren (A - D), welche die aus mehreren getrennten Empfangsbereichen eintreffende Infrarotstrahlung auf den gemeinsamen Sensor (S) bündeln, dadurch gekennzeich­net, dass die Reflektoren (A - D) auf wenigstens einer Trägerfläche (T1, T2) sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung versetzt angeordnet sind, wobei die Trägerfläche (T1, T2) derart geformt ist, und die einzelnen Reflektoren (A - D) derart gekrümmt und ausgerichtet sind, dass deren Brennpunkte, unabhängig von der Anordnung der einzelnen Reflektoren (A - D) auf der Trägerfläche (T1, T2) und deren horizontaler und vertikaler Versetzung, angenähert dem gemeinsamen Sensor (S) entsprechen, und deren Brenn­weiten wenigstens angenähert proportional zu einer gegebenen Nachweisentfernung in den den betreffenden Reflektoren zugeordneten Empfangsbereichen sind.
2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren (A - D) so ausgerichtet sind, dass sie mit dem Sensor (S) ein Muster von Empfangsbereichen bilden, das eine rechteckförmige geschützte Fläche wenigstens angenähert gleichmässig überdeckt.
3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnelnen Reflektoren (A - D) so bemessen sind, dass sie vom Sensor (S) aus gesehen einen Raumwinkel einer solchen Abmessung umschliessen, dass die vom Sensor empfangene Strahlungsmenge vom Einfallwinkel angenähert unabhängig ist.
4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren zu wenigstens einer Gruppe (A, B) mit horizontal und vertikal gegeneinander versetzten Reflektoren zusammengefasst sind, wobei wenig­stens in einer Gruppe die mittleren Reflektoren (A4, B3) gegenüber den seitlichen Reflektoren (A1-A3, A5-A7, B1, B2, B4, B5) in vertikaler Richtung versetzt sind.
5. Detektor nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittleren Reflektoren (A4, B3) wenigstens einer Gruppe am tiefsten, und die seitlichen Reflektoren (A1-A3, A4-A7, B1, B2, B4, B5) mit zunehmendem Abstand von der Mitte zunehmend höher angeordnet sind.
6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein mittlerer Refektor (c2) einen anderen Abstand vom Sensor (S) besitzt als die seitlichen Reflektoren (C1, C3).
7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Detektoren in Detektorgruppen (A - D) für unterschiedliche Nachweis­entfernungszonen verschieden ist.
8. Detektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektor-Anzahl in den Detektorgruppen (A - D) mit der Nachweisentfernung zunimmt.
9. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Trägerfläche (T1) wenigstens angenähert die Form eines Hyperboloides oder Paraboloides besitzt, wobei der Abstand der Flächenpunkte vom Sensor (S) mit zunehmender Neigung der Verbindungslinie gegen die Horizontale (H) zunimmt.
10. Detektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der hyperboloid- oder paraboloidförmigen Träger­fläche (T1)wenigstens diejenigen Reflektoren (A1-A7, B1-B5) vorgesehen sind, denen die Empfangsbereiche mit der grössten Nachweisentfernung zugeordnet sind.
11. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfläche für die Reflektoren aus je einer Fläche (T1) unterhalb der durch den Sensor (S) gehenden Horizontalebene (H) und einer Fläche oberhalb der Horizontalebene (H) gebildet ist.
12. Detektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Trägerfläche (T1) wenigstens angenähert Hyperboloid- oder Paraboloidform besitzt und diejenigen Reflektoren (A1 - A7, B1 - B5) trägt, die Empfangsbereiche mit grosser Nachweisentfernung bilden, und dass die obere Trägerfläche (T2) wenigstens angenähert sphärisch ausge­bildet ist und die Reflektoren (C1 - C3, D1) für kürzere Nachweisentfernungen trägt.
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