EP0476397B2 - Intrusionsdetektor - Google Patents

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EP0476397B2
EP0476397B2 EP91114646A EP91114646A EP0476397B2 EP 0476397 B2 EP0476397 B2 EP 0476397B2 EP 91114646 A EP91114646 A EP 91114646A EP 91114646 A EP91114646 A EP 91114646A EP 0476397 B2 EP0476397 B2 EP 0476397B2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ultrasonic
window
ultrasound
intrusion detector
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91114646A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0476397A1 (de
EP0476397B1 (de
Inventor
Peter Steiner
David Siegwart
Markus Rechsteiner
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.)
Siemens Building Technologies AG
Original Assignee
Siemens Building Technologies AG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4243258&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0476397(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens Building Technologies AG filed Critical Siemens Building Technologies AG
Priority to AT91114646T priority Critical patent/ATE98390T1/de
Publication of EP0476397A1 publication Critical patent/EP0476397A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0476397B1 publication Critical patent/EP0476397B1/de
Publication of EP0476397B2 publication Critical patent/EP0476397B2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/02—Monitoring continuously signalling or alarm systems
    • G08B29/04—Monitoring of the detection circuits
    • G08B29/046—Monitoring of the detection circuits prevention of tampering with detection circuits

Definitions

  • the invention relates to an intrusion detector according to the preamble of patent claim 1.
  • intrusion detectors are known for example from DE-A-22'16'236. They consist of one Combination of a passive infrared detector and an ultrasound detector, which are combined in an AND circuit are connected. The infrared part reacts to the body radiation of a person in the infrared Spectral range and the ultrasound part on the frequency shift caused by the Doppler effect of ultrasound reflected from a moving intruder. By combining both principles prevents an unwanted intrusion of a person into a protected area with greater security and detect selectivity as using only a single detection method. A faulty one In this way, alarm signaling can be avoided with greater certainty.
  • Passive infrared intrusion detectors are known for example from EP-A1-0'189'536. You serve an object that has entered a monitored area, e.g. an intruder, by means of this Detect emitted infrared radiation and trigger an alarm signal via an evaluation circuit.
  • a corresponding number of spatially distributed sensitivity areas is formed, when they are penetrated by an intruder, a change in radiation of the sensor and thus a Alarm signal is generated.
  • the sensor can have a single sensor element, or it can be a Multiple or dual sensors can be designed with two or more separate sensor elements or flakes, whereby the number of sensitivity ranges is at least doubled.
  • the housing of the detector is closed in the direction of irradiation by a window, that for the infrared radiation to be detected, e.g. for the body radiation of a person in the area from about 5 to 15 ⁇ m, preferably between 7 to 12 ⁇ m, permeable, but for shorter-wave radiation is largely impermeable.
  • This window can in turn be optically bundled, e.g. as a Fresnel lens, which generates the desired sensitivity ranges, so that, if necessary, on mirror segments can be dispensed with.
  • ultrasonic intrusion detectors e.g. from CH-A-556'070 or EP-A1-0'158'022, known. These have an ultrasound emitter that emits ultrasound at a frequency of over 20 kHz monitored area in front of the detector, as well as an ultrasound receiver, which from the room records reflected ultrasound and feeds it to an evaluation circuit. While fixed objects only ultrasound reflect with the transmit frequency, a moving intruder causes a frequency shift after the Doppler effect. The evaluation circuit triggers an alarm signal when this frequency shift corresponds to values that are typical of a moving person and if so at the same time an infrared radiation is received, which is characteristic of human intruders.
  • the window is transparent to infrared radiation through an infrared radiation source attached to the outside of the housing, which passes through the window radiates on the sensor to monitor. If this radiation is absent or reduced, a Fault signals. In this way, however, only a radiopaque one lying directly on the window can Layer can be detected, but no objects just in front of the detector or at a certain distance of this.
  • infrared intrusion detector known from EP-A2-0'274'889 is an infrared sensor combined with a microwave system in a logic circuit that only triggers an alarm signal, when both systems emit a signal at the same time.
  • the infrared sensor between the microwave transmitter and receivers arranged immediately adjacent to them behind the entrance window.
  • One try, to cover the window or to provide it with a spray layer or to install a shield in front of the window, can be detected by the microwave part.
  • this can only be used to identify objects reflect or absorb the microwaves, i.e. preferably metallic conductive materials, but straight not many films that are opaque to infrared radiation and often used for sabotage attempts or paints.
  • the object of the invention is to overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art eliminate and in particular to create a combined intrusion detector of the type specified at the outset, an attempt to sabotage or reduce functionality by using a shield Can detect and signal with greater security and with less effort.
  • Such a temporal change in the ultrasound field exists e.g. in a change in sound pressure or the duration of the ultrasound reflected by objects in the monitored room. As soon as such a measurand changed compared to an earlier point in time or to an average from previous measurements is an indication that a change has been made in the room, e.g. a shield in the room was placed.
  • a temporal parameter change of the sound field can easily be done by the Doppler frequency evaluation processed separately.
  • Ultrasonic emitters and receivers are preferably arranged on different sides of the entrance window, so that the ultrasonic field covers the window area. Instead, it can be beneficial Ultrasound emitter and receiver to be placed adjacent to the same side of the window and the ultrasound by means of reflectors, which are arranged on one or different sides of the window, over the window to lead.
  • the exit surface of the ultrasonic emitter and the entry surface of the ultrasonic receiver are particularly advantageous on both sides of a plane formed by the front wall of the housing at the location of the window arranged so that at least one acoustically effective surface of the ultrasonic components, e.g. Emitter, Receiver or a reflector lies within the recess. It is of particular advantage, for example in the Level the front wall in front of the window with fine openings, at least for the most part cover that is permeable to infrared radiation and ultrasound, e.g.
  • a fine-mesh grid or a perforated one Foil to be provided and arranged in such a way that the front surfaces of the ultrasound emitter and receiver lie on different sides of the cover and thus the cover from the ultrasound generated is irradiated. This will result in an attempt at impermeability, e.g. by spraying, supervised
  • the intrusion detector according to the invention has both an infrared part and an ultrasound part anyway it can advantageously be carried out without a significantly increased effort by means of a temporal ultrasound field evaluation, as well as an infrared window monitoring device known in principle, which optimizes security against sabotage and reduces the susceptibility to false alarms.
  • the infrared intrusion detector shown in Figure 1 has a housing 1, preferably made of plastic, on. Inside the housing 1 there is infrared radiation in the evaluated spectral range from 5 to 15 ⁇ m, in particular from 7 to 12 ⁇ m, highly reflective, preferably made of metal, mirror or reflector 2 arranged, for example, as described in EP-A1-0'189'536 or in another suitable manner can be designed as a segment mirror to cover a number of spatial sensitivity ranges form.
  • the part 3 adjoining the mirror segments is used to shield electromagnetic fields from the circuit board 4 arranged in front with the components of the evaluation circuit mounted thereon. This is set up so that one moves an intruder through a range of sensitivity generated radiation change of the sensor, i.e.
  • the infrared sensor 5 On the lower part of the board 4 is the infrared sensor 5 is attached, which is designed, for example, as a pyroelectric sensor and at least in the spectral range is sensitive to human body radiation This sensor 5 can be a single radiation-sensitive Have element or as a multiple or dual sensor with at least two neighboring Sensor elements are designed.
  • Shield 6 In front of the circuit board 4 there is another electromagnetic one Shield 6, e.g. from a suitable metal sheet.
  • an entry window 9 is provided in a recess 8 through which infrared radiation incident on the detector and pass through the reflector 2 onto the sensor 5 can reach.
  • the window 9 is off made of a material that is preferably for human body radiation, i.e. in the wavelength range of 5 to 15 ⁇ m, especially 7 to 12 ⁇ m, is permeable, e.g. from a suitable plastic such as polyethylene, Special glass or silicon.
  • the window also protects the inside of the detector, especially the optical one Reflectors 2 and the sensor 5 from damage and dust.
  • the window can also be used as an optical effective element, e.g. as a Fresnel lens in order to concentrate and generate radiation from separate sensitivity areas.
  • the detector is equipped with a device for detecting and signaling such a function-reducing Shield equipped
  • this consists of one provided on one side of the radiation entrance window 9 Ultrasound emitter 10 and an ultrasound receiver lying on the opposite side of the window 9 11.
  • the emitter 10 sends ultrasound in the frequency range slightly above the hearing range off, for example in the frequency range around 25 kHz.
  • An ultrasound field US1 is thus formed in front of the detector, which is present during the attachment a sound-shielding wall in front of the detector changes
  • the receiver 11 is connected to a suitable one Evaluation circuit connected, which triggers a fault signal when the one registered by the receiver 11 Ultrasound changes in a predetermined manner, as is the case for applying a shield in front of the detector is characteristic.
  • the intensity of the received ultrasound and its time course with the measurement results obtained at an earlier point in time or formed from previous measurements Averages were compared and deviations identified for changes in the monitored room are typical of the detector.
  • the intrusion detector contains an ultrasound device anyway, this can be surprising Advantages and without special additional effort for function monitoring of the infrared part of the intrusion detector be used. It is only necessary to do this on the front side 7 of the housing, as in Figure 2 and 3a shown to arrange the ultrasonic emitter 10, 12 so that the in the room in front of the detector emitted ultrasound forms an ultrasound field in front of the infrared window 9.
  • the evaluation circuit is then trained so that it triggers an alarm signal when the ultrasound reflected from a moving object a predetermined frequency shift corresponding to the moving speed of the object shows and at the same time the infrared part emits an output signal and a fault signal when the received Ultrasound shows a certain change compared to earlier times
  • the required for this Circuit can be integrated easily and without great effort into the existing evaluation circuit.
  • the described device is capable of providing an infrared shield in front of the detector in one determine large distance range with great certainty, a shield applied directly to the window 9 cannot be grasped easily.
  • a shield applied directly to the window 9 cannot be grasped easily.
  • the window could still be reached with a spray.
  • a fine mesh Act as it is used to protect screens or as an insect screen, or a film with fine holes, e.g. made of polyethylene.
  • the openings should be one size have at most in the range of tenths of a millimeter, so that they are closed by spraying and this makes the cover impermeable. If now, as shown in Figure 3b, the sound exit surface of the Ultrasonic emitter 10 is mounted inside the recess 8 behind the cover 14, the surface of the receiver 11, however, on the front 7 outside the cover 14, the ultrasound normally penetrates the cover 14 through the openings. However, it is sprayed on when the openings are closed Paint blocked so that a sabotage attempt is recognized and reported here too.
  • an infrared radiation source 15 can be provided, which through the window 9 through an optical Reflector 16 irradiates the sensor 5. If this radiation is absent or reduced, in itself generates a disturbance signal in a known manner.
  • Two ultrasound emitters and receivers can be provided However, as shown in FIG. 4, there can also be only a single ultrasound emitter 17 and a receiver 18 be attached to the same side of the window 9.
  • the ultrasound is here from the emitter 17 via one or several acoustic reflectors 19, e.g. Sheet metal strips, fed through the window 9 to the receiver 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Intrusionsdetektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Solche Intrusionsdetektoren sind beispielsweise aus der DE-A-22'16'236 bekannt. Sie bestehen aus einer Kombination eines passiven Infrarotdetektors und eines Ultraschalldetektors, die miteinander in einer UND-Schaltung verbunden sind. Der Infrarotteil reagiert hierbei auf die Körperstrahlung eines Menschen im infraroten Spektralbereich und der Ultraschallteil auf die durch den Doppler-Effekt verursachte Frequenzverschiebung des von einem sich bewegenden Eindringling reflektierten Ultraschalls. Durch Kombination beider Prinzipien läßt sich ein unerwünschtes Eindringen einer Person in einen geschützten Bereich mit größerer Sicherheit und Selektivität erkennen als durch Verwendung nur eines einzigen Detektionsverfahrens. Eine fehlerhafte Alarmsignalgabe kann auf diese Weise mit größerer Sicherheit vermieden werden.
Passive Infrarot-Intrusionsdetektoren sind beispielsweise aus der EP-A1-0'189'536 bekannt. Sie dienen dazu, ein in einen überwachten Bereich eingedrungenes Objekt, z.B. einen Eindringling, mittels der von diesem ausgesandten Infrarotstrahlung zu detektieren und über eine Auswerteschaltung ein Alarmsignal auszulösen. Hierbei wird durch eine Anzahl von Reflektor- oder Spiegelsegmenten, über die die eintreffende Strahlung zum Sensor geleitet wird, eine entsprechende Anzahl von räumlich verteilten Empfindlichkeitsbereichen gebildet, bei deren Durchschreitung durch einen Eindringling eine Bestrahlungsänderung des Sensors und damit ein Alarmsignal erzeugt wird. Der Sensor kann dabei ein einziges Sensorelement aufweisen, oder er kann als Mehrfach- oder Dualsensor mit zwei oder mehr getrennten Sensorelementen oder Flakes ausgebildet sein, wodurch die Anzahl der Empfindlichkeitsbereiche mindestens verdoppelt wird.
Zum Schutz des Sensors und der optischen Reflektoren vor Beschädigung und Verstaubung, sowie zur Tarnung des Detektors ist das Gehäuse des Detektors in Einstrahlungsrichtung durch ein Fenster abgeschlossen, das für die nachzuweisende Infrarotstrahlung, z.B. für die Körperstrahlung eines Menschen im Bereich von etwa 5 bis 15 µm, vorzugsweise zwischen 7 bis 12 µm, durchlässig, für kürzerwellige Strahlung jedoch weitgehend undurchlässig ist. Dieses Fenster kann selbst wiederum optisch bündelnd ausgeführt sein, z.B. als Fresnellinse, welche die gewünschten Empfindlichkeitsbereiche erzeugt, so daß gegebenenfalls auf Spiegelsegmente verzichtet werden kann.
Andererseits sind Ultraschall-Intrusionsdetektoren, z.B. aus der CH-A-556'070 oderder EP-A1-0'158'022, bekannt. Diese weisen einen Ultraschall-Emitter auf, der Ultraschall mit einer Frequenz von über 20 kHz in den überwachten Bereich vor dem Detektor abstrahlt, sowie einen Ultraschallempfänger, der den aus dem Raum reflektierten Ultraschall aufnimmt und einer Auswerteschaltung zuführt. Während ortsfeste Objekte nur Ultraschall mit der Sendefrequenz reflektieren, verursacht ein sich bewegender Eindringling eine Frequenzverschiebung nach dem Doppler-Effekt. Die Auswerteschaltung löst ein Alarmsignal aus, wenn diese Frequenzverschiebung solchen Werten entspricht, wie sie für einen sich bewegenden Menschen typisch sind und wenn gleichzeitig eine Infrarotstrahlung empfangen wird, wie sie für menschliche Eindringlinge charakteristisch ist.
Es liegt in der Natur der Sache, daß von Eindringlingen häufig versucht wird, solche Intrusionsdetektoren funktionsunfähig zu machen. Dazu würde es genügen, nur einen der beiden Detektionsteile unwirksam zu machen, da diese durch eine UND-Schaltung miteinader verbunden sind. Zur Außerbetriebsetzung des Ultraschallteils müßte jedoch der gesamte Detektor abgedeckt werden, was sofort sichtbar wäre. Daher wird zur Überlistung des Intrusionsdetektors meist die Anbringung einer Strahlungsabschirmung vor dem Detektor oder auf dem Fenster selbst versucht, welche die auftreffende Strahlung vom Sensor fernhält. Es ist relativ einfach, solche Eingriffe fast unsichtbar zu machen, da die meisten im sichtbaren Spektralbereich transparenten Materialien, wie Glas, Haushaltfolien, Haarlack-Spray, transparente Schutzlacke etc., langwellige Infrarotstrahlung absorbieren. Für Einbruch- und Intrusionsschutzanlagen für Objekte mit großen Risiken ist es daherwünschenswert, derartige Überlistungsversuche an den einzelnen Detektoren festzustellen und zu signalisieren.
Aus EP-A1-0'189'536 oder aus GB-A-2'141'228 ist es bekannt, die Durchlässigkeit des Fensters für Infrarot-Strahlung durch eine außen am Gehäuse angebrachte Infrarot-Strahlungsquelle, die durch das Fenster hindurch auf den Sensor strahlt, zu überwachen. Bei Ausbleiben oder Verminderung dieser Strahlung wird eine Störung signalisiert. Auf diese Weise kann jedoch nur eine direkt auf dem Fenster aufliegende strählungsundurchlässige Schicht erkannt werden, jedoch keine Objekte kurz vor dem Detketor oder in einer gewissen Entfernung von diesem.
Dieser Nachteil kann, wie z.B. in US-A-4,752,768 gezeigt, durch Verwendung einer Reflex-Lichtschranke mit einem entfernt vom Detektor angeordneten Reflektor beseitigt werden, mit welcher der Zwischenraum zwischen Detektor und Reflektor auf das Anbringen von Strahlungsabschirmungen überwacht wird. Nachteilig ist hierbei, daß Reflektor und Detektor genau zueinander justiert sein müssen, was die Anlage kompliziert, kostspielig, schwer montierbar und störanfällig macht Zudem kann mit einem Zusatzreflektor nur jeweils ein Sichtfeld überwacht werden. Außerdem wird bei solchen bekannten Anlagen aus verschiedenen Gründen kürzerwellige Strahlung verwendet, so daß nur Objekte erkannt werden können, die auch im kurzwelligen Infrarot bei etwa 0,9 µm Strahlung absorbieren.
Bei einem weiteren, z.B. aus EP-A2-0'274'889 bekannten, Infrarot-Intrusionsdetektor ist ein Infrarotsensor mit einem Mikrowellensystem in einer logischen Schaltung kombiniert, die ein Alarmsignal nur dann auslöst, wenn gleichzeitig beide Systeme ein Signal abgeben. Hierbei ist der Infrarotsensor zwischen dem Mikrowellen-Sender und -Empfänger unmittelbar benachbart zu diesen hinter dem Eintrittsfenster angeordnet. Ein Versuch, das Fenster abzudecken oder mit einer Sprayschicht zu versehen oder eine Abschirmung vor dem Fenster anzubringen, kann vom Mikrowellenteil detektiert werden. Damit können jedoch nur Objekte festgestellt werde, die Mikrowellen reflektieren oder absorbieren, d.h. vorzugsweise metallisch leitende Materialien, jedoch gerade nicht zahlreiche für Infrarotstrahlung undurchlässige und häufig zu Sabotageversuchen verwendete Folien oder Lacke.
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend angeführten Nachteile des Standes der Technik zu eliminieren und insbesondere einen kombinierten Intrusionsdetektor der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der einen Versuch der Sabotage oder Verminderung der Funktionsfähigkeit durch eine Abschirmung mit größerer Sicherheit und mit geringerem Aufwand festzustellen und zu signalisieren vermag.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
Eine solche zeitliche Änderung des Ultraschallfeldes besteht z.B. in einer Änderung des Schalldrucks oder der Laufzeit des von Objekten im überwachten Raum reflektierten Ultraschalls. Sobald sich eine solche Meßgröße im Vergleich zu einem früheren Zeitpunkt oder zu einem Mittelwert aus früheren Messungen geändert hat, ist dies ein Anzeichen, daß im Raum eine Änderung vorgenommen wurde, z.B. eine Abschirmung im Raum plaziert wurde. Eine solche zeitliche Parameteränderung des Schallfeldes kann leicht von der Doppler-Frequenzauswertung getrennt verarbeitet werden.
Hierbei wird die bisher offenbar nicht erkannte oder berücksichtigte Analogie von fernem Infrarot im Frequenzbereich der menschlichen Körperstrahlung und des nahen zum Hörbereich benachbarten Ultraschalls bezüglich ihrer Ausbreitung ausgenützt, insbesondere der Umstand, daß sich dieser Ultraschall in Luft nahezu ungehindert ausbreitet, von praktisch allen festen Oberflächen jedoch reflektiert oder absorbiert wird. Somit können mittels Ultraschall auch Abschirmungen erkannt werden, die Strahlung im fernen Infrarot absorbieren, die für Mikrowellen oder Licht und für Strahlung im benachbarten Infrarot jedoch durchlässig sind.
Vorzugsweise sind Ultraschall-Emitter und -Empfänger auf verschiedenen seiten des Eintrittsfensters angeordnet, so daß das Ultraschallfeld die Fensterfläche überdeckt. Stattdessen kann es jedoch vorteilhaft sein, Ultraschall-Emitter und -Empfänger benachbart auf derselben Fensterseite anzuordnen und den Ultraschall mittels Reflektoren, die auf einer oder verschiedenen Seiten des Fensters angeordnet sind, über das Fenster zu leiten.
Mit besonderem Vorteil sind die Austrittsfläche des Ultraschall-Emilters und die Eintrittsfläche des Ultraschall-Empfängers beidseits einer durch die Vorderwand des Gehäuses am Ort des Fensters gebildeten Ebene angeordnet, so daß wenigstens eine akustisch wirksame Fläche der Ultraschall-Komponenten, z.B. Emitter, Empfänger oder ein Reflektor innerhalb der Vertiefung liegt. Dabei ist es von besonderem Vorteil, etwa in der Ebene der Vorderwand vor dem Fenster eine mit feinen Öffnungen versehene, wenigstens zum großen Teil für Infrarotstrahlung und Ultraschall durchlässige Abdeckung, z.B. ein feinmaschiges Gitter oder eine perforierte Folie, vorzusehen und derartig anzuordnen, daß die Vorderflächen des Ultraschall-Emitters und -Empfängers auf verschiedenen Seiten der Abdeckung liegen und die Abdeckung somit vom erzeugten Ultraschall durchstrahlt wird. Dadurch wird diese auf einen Versuch der Undurchlässigmachung, z.B. durch Besprühen, überwacht
Da der erfindungsgemäße Intrusionsdetektor ohnehin sowohl einen Infrarotteil als auch einen Ultraschallteil aufweist, läßt er sich in vorteilhafter Weise ohne wesentlich erhöhten Aufwand durch eine zeitliche Ultraschallfeldauswertung, sowie eine im Prinzip bekannte Infrarot-Fensterüberwachungsvorrichtung ergänzen, wodurch die Sabotagesicherheit optimiert und die Fehlalarmanfälligkeit vermindert wird.
Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele nähererläutert. Es zeigen:
Figur 1
einen erfindungsgemäßen Intrusionsdetektor im Vertikalschnitt entlang der Symmetrieebene S-S (Figur 2),
Figur 2
einen erfindunasqemäßen Intrusionsdetektor in Frontansicht,
Figur 3a
einen Horizontalschnitt entlang der Ebene A-A.
Figur 3b
einen Diagonalschnitt entlang der Ebene B-B und
Figur 4
einen weiteren Intrusionsdetektor in Frontansicht.
Der in Figur 1 dargestellte Infrarot-Intrusionsdetektor weist ein Gehäuse 1, vorzugsweise aus Kunststoff, auf. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Infrarotstrahlung im ausgewerteten Spektralbereich von 5 bis 15 µm, insbesondere von 7 bis 12 µm, gut reflektierender, vorzugsweise aus Metall bestehender, Spiegel oder Reflektor 2 angeordnet, der beispielsweise, wie in EP-A1-0'189'536 beschrieben oder in anderer geeigneter Weise als Segmentspiegel ausgebildet sein kann, um eine Anzahl von räumlichen Empfindlichkeitsbereichen zu bilden. Deroben an die Spiegelsegmente anschließende Teil 3 dient zur Abschirmung elektromagnetischer Felder von der davor angeordneten Schaltungsplatine 4 mit den darauf angebrachten Komponenten der Auswerteschaltung. Diese ist, so eingerichtet, daß eine durch Bewegung eines Eindringlings durch einen Empfindlichkeitsbereich erzeugte Bestrahlungsänderung des Sensors, d.h bei einer vorbestimmten Änderung der auf den Sensor auftreffenden Infrarotstrahlung, ein Ausgangssignal auslöst. Auf dem unteren Teil der Platine 4 ist der Infrarotsensor 5 angebracht, der z.B.als pyroelektrischer Sensor ausgebildet ist und mindestens im Spektralbereich der menschlichen Körperstrahlung empfindlich ist Dieser Sensor 5 kann ein einziges strahlungsempfindliches Element aufweisen oder als Mehrfachoder Dual-Sensor mit wenigstens zwei benachbarten Sensorelementen ausgeführt sein. Vor der Schaltungsplatine 4 befindet sich eine weitere elektromagnetische Abschirmung 6, z.B. aus einem geeigneten metallischen Blech.
An der Vorderwand des Gehäuses 1 ist in einer Vertiefung 8 ein Eintrittsfenster 9 vorgesehen, durch welches auf den Detektor auftreffende Infrarotstrahlung hindurchtreten und über den Reflektor 2 auf den Sensor 5 gelangen kann. Um Störstrahlung anderer Wellenlängen vom Sensor 5 fernzuhalten, ist das Fenster 9 aus einem Material gefertigt, das vorzugsweise für menschliche Körperstrahlung, d.h. im Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm, insbesondere 7 bis 12 µm, durchlässig ist, z.B. aus einem geeigneten Kunststoff wie Polyethylen, Spezialglas oder Silizium. Außerdem schützt das Fenster das Innere des Detektors, insbesondere die optischen Reflektoren 2 und den Sensor 5 vor Beschädigungen und Verstaubung. Das Fenster kann auch als optisch wirksames Element ausgeführt sein, z.B. als Fresnellinse, um bei der Strahlungsbündelung und Erzeugung von separaten Empfindlichkeitsbereichen mitzuwirken.
Um zu verhindern, daß der Detektor dadurch unwirksam wird, daß vor dem Detektorgehäuse eine strahlungsabsorbierende Abschirmung angebracht wird, welche eintreffende Infrarotstrahlung vom Eintrittsfenster 9 fernhält, ist der Detektor mit einer Vorrichtung zum Erkennen und Signalisieren einer solchen funktionsmindernden Abschirmung ausgerüstet
Diese besteht, wie in Figur 2 dargestellt, aus einem an einer Seite des Strahlungseintrittsfensters 9 vorgesehenen Ultraschall-Emitter 10 und einem an der gegenüberliegenden Seite des Fensters 9 liegenden Ultraschall-Empfänger 11. Der Emitter 10 sendet Ultraschall im Frequenzbereich etwas oberhalb des Hörbereichs aus, beispielsweise im Frequenzbereich um etwa 25 kHz. Unmittelbar vor dem Fenster 9 und im gesamten:Raumbereich vordem Detektor wird dadurch ein Ultraschallfeld US1 gebildet, welches sich bei derAnbringung einer schallabschirmenden Wand vor dem Detektor ändert Der Empfänger 11 ist an eine geeignete Auswerteschaltung angeschlossen, die ein Störungssignal auslöst, wenn sich der vom Empfänger 11 registrierte Ultraschall in vorbestimmter Weise ändert, wie es für die Anbringung einer Abschirmung vor dem Detektor charakteristisch ist. Insbesondere wird die Intensität des empfangenen Ultraschalls und dessen Zeitverlauf mit den zu einem früheren Zeitpunkt gewonnenen Meßergebnissen oder aus frühren Messungen gebildeten Mittelwerten verglichen und Abweichungen festgestellt, die für Veränderungen im überwachten Raum vor dem Detektor typisch sind.
Da ein Ultraschallfeld im genannten Frequenzbereich praktisch von allen festen Grenzflächen, also allen Oberflächen beeinflußt wird, sich in Luft jedoch fast ungehindert ausbreitet, werden auf diese Weise mittels Ultraschall auch solche Abschirmmaterialien erfaßt und gemeldet, die zwar Strahlung im fernen Infrarot absorbieren, jedoch für Licht und Mikrowellen praktisch durchlässig sind, was bisher bei Infrarot-Intrusionsdetektoren mit auf Infrarot- oder Mikrowellenbasis arbeitenden Sabotageschutzvorrichtungen nicht möglich war.
Da der Intrusionsdetektor ohnehin eine Ultrasschallvorrichtung enthält, kann diese mit überraschenden Vorteilen und ohne besonderen zusätzlichen Aufwand zur Funktionsüberwachung des Infrarotteiles des Intrusionsdetektors herangezogen werden. Dazu ist es lediglich erforderlich, an der Gehäusevorderseite 7, wie in Figur 2 und 3a gezeigt, die Ultraschall-Emitter 10, 12 so anzuordnen, daß der in den Raum vor dem Detektor ausgestrahlte Ultraschall vor dem Infrarotfenster 9 ein Ultraschallfeld bildet. Die Auswerteschaltung ist dann so auszubilden, daß sie ein Alarmsignal auslöst, wenn der von einem sich bewegenden Objekt reflektierte Ultraschall eine vorbestimmte Frequenzverschiebung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts zeigt und gleichzeitig der Infrarotteil ein Ausgangssignal abgibt, sowie ein Störungssignal, wenn der empfangene Ultraschall eine bestimmte Änderung gegenüber früheren Zeitpunkten aufweist Die dafür erforderliche Schaltung läßt sich mühelos und ohne großen Aufwand in die bereits vorhandene Auswerteschaltung integrieren.
Die beschriebene Vorrichtung ist zwar in der Lage, eine Infrarot-Abschirmung vor dem Detektor in einem großen Distanzbereich mit großer Sicherheit festzustellen, eine direkt auf das Fenster 9 aufgebrachte Abschirmung kann damit aber nicht ohne weiteres erfaßt werden. Um einen solchen Sabotageversuch zu erschweren, ist das Eintrittsfenster 9 in einer Vertiefung 8 der Gehäusevorderwand 7 angebracht, was die Anbringung einer passenden Abschirmfolie behindert. Mit einem Spraymittel könnte das Fenstertrotzdem noch erreicht werden. Zum Schutz vor einem derartigen Versuch ist es von Vorteil, etwa in der Ebene der Vorderwand 7 des Gehäuses 1 vor dem Fenster 9 eine mit feinen Öffnungen versehene Abdeckung 14 vorzusehen, die wenigstens zum großen Teil für Ultraschall und Infrarotstrahlung durchlässig ist. Hierbei kann es sich z.B. um ein feinmaschiges Gitter handeln, wie es für den Schutz von Bildschirmen oder als Insektengitter verwendet wird, oder um eine mit feinen Löchern versehene Folie, z.B aus Polyethylen. Die Öffnungen sollten dabei eine Größe höchstens im Bereich von Zehntelmillimetern haben, so daß sie durch Besprühen geschlossen werden und die Abdeckung dadurch undurchlässig wird. Wenn nun, wie in Figur 3b dargestellt, die Schallaustrittsfläche des Ultraschall-Emitters 10 innerhalb der Vertiefung 8 hinter der Abdeckung 14 angebracht ist, die Fläche des Empfängers 11 jedoch an der Vorderseite 7 außerhalb der Abdeckung 14, so durchsetzt der Ultraschall im Normalfall die Abdeckung 14 durch die Öffnungen. Er wird jedoch bei Schließung der Öffnungen durch aufgesprühten Lack blockiert, so daß auch hier ein Sabotageversuch erkannt und gemeldet wird.
Zur Erzielung einer noch größeren Sicherheit kann, wie in Figur 2 zu erkennen ist, in der Schulter der Vertiefung 8 eine Infrarotstrahlungsquelle 15 vorgesehen sein, die durch das Fenster 9 hindurch über einen optischen Reflektor 16 den Sensor 5 bestrahlt. Bei Ausbleiben oder Verminderung dieser Strahlung wird in an sich bekannter Weise ein Störungssignal erzeugt.
Verschiedene Varianten der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind möglich, ohne den Rahmen des Erfindungsgedankens zu verlassen. Zwar können jeweils zwei Ultraschall-Emitter und -Empfänger vorgesehen sein, jedoch kann auch, wie in Figur 4 gezeigt, nur ein einziger Ultraschall-Emitter 17 und ein Empfänger 18 an derselben Seite des Fensters 9 angebracht sein. Der Ultraschall wird hier vom Emitter 17 über einen oder mehrere akustische Reflektoren 19, z.B. Blechstreifen, über das Fenster 9 hinweg dem Empfänger 9 zugeleitet.
Von Vorteil ist es, den Ultraschall-Empfänger 11, 18 so zu schalten, daß er abwechselnd im Normalbetrieb während bestimmter Raumüberwachungsphasen, etwa von mehreren Sekunden Dauer, das Auftreten von nach dem Doppler-Effekt verschobenen Frequenzen feststellt, dazwischen während der periodischen Kontrollphasen von einigen Zehntelsekunden Dauer jedoch die Prüfung mittels kurzer Ultraschallimpulse oder Modulationen der Ultraschallsender 10, 12, 17 erfolgt, wobei markante Schallfeldänderungen gegenübervorhergehenden Kontrollphasen als Anzeichen eines Sabotageversuches gewertet werden.
Es ist sogar möglich, nur ein einziges Ultraschall-Emitter/Empfänger-Element zu verwenden. Das Element emittiert periodisch abwechselnd kurze Kontrollimpulse und wird unmittelbar anschließend auf normalen Empfangsbetrieb umgestellt Auf der gegenüberliegenden Fensterseite sorgen akustische Reflektoren dafür, daß im ungestörten Fall ein genau bekannter Echoimpuls zum Empfänger zurückgelangt, der sich jedoch bei jeder Veränderung infolge geänderter Reflexionen im Raum vor dem Detektor in seiner Amplitude und im zeitlichen Verlauf ändert.

Claims (9)

  1. Intrusionsdetektor mit einem für Infrarotstrahlung empfindlichen Sensor (5), auf welchen Strahlung aus wenigstens einem räumlichen Empfindlichkeitsbereich auftrifft, mit wenigstens einem Ultraschall-Emitter (10, 12, 17) und wenigstens einem Ultraschall-Empfänger (11, 18) sowie mit einer Auswerteschaltung (4) zur Alarmsignalabgabe bei einer gleichzeitigen vorbestimmten Änderung der auf den Sensor (5) auftreffenden Infrarotstrahlung und einer vorbestimmten Änderung des vom Ultraschall-Empfänger (11, 18) empfangenen Ultraschalls, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Gehäuse (1) mit einem Eintrittsfenster (9) aufweist, welches in einer Vertiefung (8) des Gehäuses (1) angebracht ist, dass Ultraschall-Emitter (10, 12, 17) und Ultraschall-Empfänger (11, 18) seitlich des Fensters so angeordnet sind, dass vor dem Fenster ein Ultraschallfeld gebildet wird, dass die Auswerteschaltung (4) so ausgebildet ist, dass sie bei einer vorbestimmten zeitlichen Änderung des Ultraschallfelds ein Störungssignal auslöst, welches einen Sabotageversuch am Eintrittsfenster (9) anzeigt, und dass vor dem Fenster (9) etwa in der Ebene der Vorderwand (7) eine mit feinen Öffnungen versehene wenigstens zum grossen Teil für Ultraschall und Infrarotstrahlung durchlässige Abdeckung vorgesehen ist, welche vom ultraschallfeld durchsetzt ist
  2. Intrusionsdetektor gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Emitter (10) und der Ultraschall-Empfänger (11) auf gegenüberliegenden Seiten des Fensters (9) angeordnet sind.
  3. Intrusionsdetektor gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Emitter (17) und der Ultraschall-Empfänger (18) auf derselben Seite des Fensters (9) angeordnet sind und daß wenigstens ein akustischer Reflektor (19) auf der anderen Seite des Fensters (9), vorgesehen ist, um den Ultraschall vom Ultraschall-Emitter (17) zum Ultraschall-Empfänger zu leiten.
  4. Intrusionsdetektor gemäß Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Empfänger (18) gleichzeitig als Ultraschall-Emitter dient und periodisch abwechselnd als Ultraschall-Emitter und als Ultraschall-Empfänger geschaltet ist.
  5. Intrusionsdetektor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der aus Emitter (10, 12, 17), Empfänger (11, 18) und Reflektor (19) bestehenden Ultraschall-Komponenten mit seiner akustisch wirksamen Fläche innerhalb der Vertiefung (8) hinter der durch die Vorderwand (7) gebildeten Ebene und wenigstens eine andere Ultraschall-Komponente mit seiner akustisch wirksamen Fläche außerhalb der Vertiefung (8) liegt.
  6. Intrusionsdetektor gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Öffnungen der Abdeckung (14) höchstens im Bereich von Zehntelmillimetern liegt.
  7. Intrusionsdetektor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (4), mit welcher der Ultraschall-Emitter (10, 12, 17) und der Ultraschallempfänger (11,17) verbunden sind, bei einer vorbestimmten Änderung des Schalldrucks und/oder bei einer vorbestimmten Laufzeitänderung des Ultraschalls gegenüber einem frühreren Zeitpunkt ein Störungssignal auslöst.
  8. Intrusionsdetektor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (4) eingerichtet ist, periodisch abwechselnd eine Frequenzverschiebung des empfangenen reflektierten Ultraschalls und eine zeitliche Änderung der Amplitude und/oder des Zeitverlaufs des empfangenen reflektierten Ultraschalls zur Signalgabe auszuwerten.
  9. Intrusionsdetektor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintrittsfenster (9) eine Infrarotstrahlungsquelle (15) vorgesehen ist, welche durch das Fenster (9) hindurch auf den Infrarotsensor (15) strahlt.
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