FI58765C - Elektronisk saekerhetslist - Google Patents

Description

t~z=rx Γλ1 kuulutusjulkaisu c:ä7 6 5

Wa w (11) utläggninosskrift bö/OD

C Patentti myonnilty 10 04 1931 ra tent meddelat ^ (51) K».ik?/iiit.ci.3 B 66 B 13/26

SUOMI — FINLAND (11) pM",ttlh*k»mu* — Ι**·η«η·0ΐ«ιΙη| 7922TT

(22) Htkemltpllvi — AnaSknlnpdtg 20.07-79 (23) Alkupllvt —GHtlghaadag 20.07-79 (41) Tullut |ulklMkH — BHvtC offantlif

Ntmttl· ja raki>t«rihallitu· .... .

_ * . (44) Nlhttviktlpanofi ja kuuLjulkaltun pvm. —

Patent- och raglstarstyralaan ' AnttUun utiigd och utUkrifttn pubiiund 31.12.80 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkuui—Bujlrd priority (71) Elevator GmbH, Poststrasse 9» CH-6300 Zug, Sveitsi-6chveiz(CH) (72) Pekka Torenius, Hyvinkää, Seppo Suur-Askola, Hyvinkää., Suomi-Finland(FI) (7*0 Oy Heinänen Ab (5M Elektroninen turvalista - Elektronisk säkerhetslist Tämän keksinnön kohteena on elektroninen turvalista liikkuvan esineen törmäämisen estämiseksi, joka ohjaa ohjainlaitetta kuten relettä, ja johon kuuluu ainakin yksi antenni, joka ympäristössään olevan alustan kanssa muodostaa kondensaattorin, jännitelähde kuten generaattori, josta on johdettu vaihtojännite mainittuun antenniin, vahvistin, johon ohjainlaite ja antenni on kytketty siten, että kapasitiivisesta häiriöstä antennissa johtuva jännitemuutos on johdettu ohjainlaitteeseen. Tässä tarkoitetaan liikkuvalla esineellä esimerkiksi hissin automaattiovia, ohjattavia asennusalustoja tai kuljetus- ja siirtolaitteita.

Esimerkiksi automaattioviin rakennetaan yleisesti suojalaitteita estämään ovien käyttäjiä jäämästä ovien väliin, sekä myös ovia törmäämästä ihmisiin. Samoin tällaisia suojalaitteita voidaan rakentaa muihin tarkoituksiin, kuten estämään ohjattavien asennusalustojen sekä kuljetus- ja siirtolaitteiden törmääminen toisiinsa tai muuta estettä vasten. Tällaisina laitteina käytetään mekaanisesti toimivia tunnustelijalistoja, valokennoja, ultraäänilaitteita ja kapasitiiviseen mittaukseen perustuvia tunnustelijoita. Mainituista laitteista kapasitiivisellä periaatteella toimivat ovat edullisimpia. Etuna voidaan mainita arkkitehtonisesti sopiva ulkonäkö, koska laitteiston kaikki osat 2 58765 voidaan sijoittaa näkymättömiin. Toisena etuna kapasitiivisilla tunnustelijoilla on hyvä luotettavuus, koska laite saadaan toimimaan ilman mekaanisesti liikkuvia ja kuluvia osia.

Tämän tapaisia kapasitiivisia tunnustelijoita tunnetaan mm. seu-raavista julkaisuista: US-patentti 3.370.677, US-patentti 3.743.058, brittiläinen patentti 1.108.884 ja suomalainen kuulutus julkaisu 5329 4.

Mainitun amerikkalaisen patentin 3.370.677 mukaisen laitteiston heikkoutena on laitteiston ominaisuuksien muuttumisen aiheuttamat vaikeudet. Tämä ilmenee siten, että esimerkiksi hissin kui-luovien aiheuttamat maakapasitanssit ovat erilaisia eri kerroksissa mekaanisista toleransseista johtuen. Tällöin laitteiston herkkyyttä ei voida asettaa kovin suureksi, koska voidaan saada väärä signaali ovien ohjaamiseksi. Myös kosteus sekä ovien reunoissa olevien antennien saamat kolhaisut muuttavat kapasitans-siolosuhteita ja rajoittavat herkkyyttä. Laitteiston toisena heikkoutena on herkkyys suojalevyn ja tunnustelijalevyn väliselle kapasitanssille. Tämän kapasitanssin on oltava mahdollisimman pieni verrattuna mitattavaan maakapasitanssiin, jotta mitattava signaali olisi riittävä. Pienen kapasitanssin vaatimus johtaa mekaanisesti kalliiseen ja siten epäedulliseen antennirakentee-seen.

Toisena mainitun amerikkalaisen patentin 3.743.058 mukaisessa kapasitiivisessä tunnustelijassa on heikkoutena virittymisen tapahtuminen oven aukiliikkeen alussa. Tällöin oven reunaan sijoitetuissa antenneissa aukiliikkeen alun jälkeen tapahtuva ka-pasitiivisten olosuhteiden muutos häiritsee ohjainlaitteen ja siten oven toimintaa.

Brittiläisen patentin 1.108.884 mukaisessa tunnustelijassa on samat, yllä mainitut epäkohdat. Ts. laitteisto on herkkä itse mekaanisissa laitteissa tapahtuvien muutosten ja kapasitanssi-olosuhteiden aiheuttamiin häiriöihin. Edelleen ko. brittiläisessä laitteessa on heikkoutena suojajännitteen ja mittausanten-nin potentiaaliero. Vaikkakin suojajännitteellä voidaan estää häiritsevien maakapasitanssien vaikutus, niin suojajännitteellis-ten osien kapasitanssi ei saa olla suuri mittausantennien suhteen, koska tämä kapasitanssi vaimentaa saatavaa mittaussignaalia. Tämän vuoksi suojajännitteellisten koaksiaalijohtojen 3 58765 käyttö mittaussignaalin siirrossa antennista vahvistimeen on rajoitettua. Herkkyyden lisäämiseksi vahvistin joudutaan asentamaan mekaanisesti vaikeaan paikkaan, kuten aivan tunnustelija-listan läheisyyteen liikkuvaan oveen kiinnitettynä. Jos käytetään kahta liikkuvaa oven puoliskoa, tarvitaan kahdet erilliset vahvistinlaitteet.

Suomalaisen kuulutusjulkaisun 53294 mukaisessa laitteessa on osa em. epäkohdista poistettu. Laitteessa on viritysyksikkö kytketty siten, että asetus-pitopiiri virittyy oven sulkuliikkeen alkaessa niin, että vain sulkuliikkeen aikana suuruudeltaan muuttuvan kapasitiivisen häiriön aiheuttama jännite-ero pääsee asetus-pito-piirin ja vahvistimen lävitse ohjauslaitteeseen. Mainitussa laitteessa ei ovia voida sulkea aivan kiinni ilman erillistä ylikyt-kentää, jolla kapasitanssin mittaus lopetetaan. Heikkoutena on juuri ko. kytkin, joka tekee laitteiston vika-alttiimmaksi ja kalliimmaksi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat ja aikaansaada uudentyyppinen yksinkertainen ja toimintavarma turvalista.

Keksinnön mukaiselle turvalistalle on tunnusomaista se, että vahvistimesta tuleva jännite on tasasuuntaajan kautta joh dettu vahvistimeen , joka on kytketty siten, että sen tasa-jännitevahvistus on + 1, mutta joka vahvistaa sisääntulevan tasa-jännitteessä tapahtuvan jännitemuutoksen moninkertaiseksi ja joka edelleen ohjaa komparaattorin kautta ohjainlaitetta . Kek sinnön avulla voidaan mitata kapasitanssin muutosta jatkuvasti erittäin laaja-alaisesti, jolloin hyvinkin erikokoiset esteet voivat vaikuttaa laitteeseen tullessaan havaintokenttään tietyn ennalta säädetyn nopeuden ylittävällä nopeudella. Kun este tulee laitteen havaintokenttään, kasvaa laitteen mittaama kapasitanssi ja kapasitanssin nousuun verrannollinen jännitteen nousu pääsee vahvistimen lävitse ohjainlaitteeseen.

Eräänä sovellutusmuotona on hissin automaattiovi, jossa vastakkaisten ovien reunaan sijoitetut antennit ovat samassa potentiaalissa keskenään. Tämä mahdollistaa ovien kiinniajon ilman erillistä ylikytkentää, koska ovien lähestyessä toisiaan, mitattava kapasitanssi pienenee, sillä vastakkaisen ovipinnan vaikutus kasvaa.

4 58765

Eräänä toisena sovellutusmuotona ovat ohjattavat asennusalustat, sekä kuljetus- ja siirtolaitteet, joissa laitteiden reunaan on sijoitettu antenni. Kun laite lähestyy esinettä kasvaa antennin ja ko. esineen välinen kapasitanssi, jolloin ohjainlaite reagoi ja törmäys estyy.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti esimerkin avulla viitaten oheisiin piirustuksiin:

Kuvio 1 esittää turvalistan kokonaissijoitusta hissin automaatti-oviin kytkettynä,

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen turvalistan yhden toimintalohkon sähköistä toteutusta yleisesti tunnettujen komponenttien avulla ja

Kuvio 3 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaista turvalistaa kiinnitettynä hissin automaattioviin.

Turvalistan toiminta perustuu korin oven otsapintaan sijoitetun antennin 1 ja sen ympäristön 2 välisen kapasitanssin mittaukseen. Mittausperiaatetta esittää kuvio 2. Mitattava kapasitanssi on Co. Kun Co kytketään vastuksella R generaattorin 3 tuottamaan vaihtojännitteeseen, muodostuu Co:n yli jännite Uc jonka arvo on verrannollinen Co:n suuruuteen. R:n ja Co:n suurien impedanssitaso-jen vuoksi on mitattava jännite Uc liitettävä mittauspiiriin vahvistimen 4 avulla. Vahvistimen 4 jälkeen jännite tasasuunnataan ja suodatetaan pisteeseen P.

Vahvistin 5 mittaa jännitettä pisteessä P. Jos jännite on vakio (= Co vakio) toimii vahvistin 5 kuten vahvistin 4. Sen lähtöjän-nite on sama kuin pisteen P jännite. Tällöin komparaattorin 6 lähtöjännite on positiivinen ja rele 7 on päästäneenä. Oven reunan lähestyessä henkilöä tai esinettä suurenee Co:n arvo, jolloin jännitteet Uc ja P pienenevät. Vahvistin 5 vahvistaa pisteen P jännitteenmuutoksen moninkertaiseksi. Koska jännitteen P itseisarvo pieneni, muuttuu vahvistimen 5 lähtöjännite negatiivisemmaksi. Muutos negatiiviseen on sitä suurempi mitä suurempi oli jännitemuutos pisteessä P. Jos vahvistimen 5 lähtöjännite alittaa komparaattorin 6 toimintakynnyksen, muuttuu komparaattorin lähtöjännite negatiiviseksi. Transistori T1saa kantavirtaa ja rele 7 vetää.

5 58765

Koska vahvistin 5 on kytketty AC-vahvistimeksi, alkaa sen lähtö-jännite nousta kohti positiivista välittömästi sen jälkeen, kun Corn arvo ei enää kasva. Kun vahvistimen 5 lähtöjännite ylittää komparaattorin 6 toimintakynnyksen päästää rele 7. Eli rele 7 voi vetää vain, jos Co:n arvo suurenee ja pysyy vetäneenä vain hetken jos Co:n arvo jää vakioksi ja palaa ennalleen. Mittaus-piirin toimintaherkkyyttä säätää trimmeri 8, joka määrää komparaattorin toimintakynnyksen.

Käytännössä on ovien otsapinnat peitetty sähköä johtavalla materiaalilla 9. Mittausherkkyyden parantamiseksi on ovipuoliskon otsapinta jaettu kahteen yhtäsuureen lohkoon. Kapasitanssin Co toisen navan muodostaa sähköä johtava pinta 1 toinen napa on maa 2. Jokaisen lohkon kapasitanssia mitataan omalla kanavalla. Kanavat ohjaavat itsenäisesti komparaattorin 6 avulla relettä 7.

Ovien kiinnimenovaiheessa pienenee Co:n arvo voimakkaasti, sillä antennin 1 ja maan 2 välinen pinta-ala pienenee ja vastakkaisen, samassa potentiaalissa olevan ovipinnan vaikutus kasvaa. Koska vain Co:n arvon suureneminen voi aiheuttaa releen 7 vedon voivat ovet mennä kiinni vastakkaisen ovilehden lähestymisestä huolimatta.

Mittauksen herkkyyttä parantaa huomattavasti, kun antennilohko 1 rakennetaan ja kytketään kuvion 3 osoittamalla tavalla. Antenni-levyn 1,9 muodostaa kaksi sähköä johtavaa pintaa, joiden välissä on eriste 10. Kun vahvistimen 4 lähtöjännite kytketään sähköä johtavaan pintaan 9, ei ovilehden aiheuttama kapasitanssi kytkeydy Co:n rinnalle, koska pinnan 9 jännite on aina samassa potentiaalissa kuin pinta 1. Tästä seuraa, että Corn arvo on pieni, ja pienikin häiriö ( = Kapasitanssin muutos) aiheuttaa suuren muutoksen Corn lepoarvoon.

Vahvistimen 5 ja komparaattorin 6 väliin jokaiseen kanavaan erikseen on kytketty diodi 12, jotta mahdollistettaisiin useamman antennin rinnakkaistoiminta. Käytännön syistä on edullista kytkeä usea antenni rinnakkain, sillä siten saadaan vielä parannetuksi mittausherkkyyttä.

Claims (3)

6 58765

1. Elektroninen turvalista liikkuvan esineen törmäämisen estämiseksi, joka ohjaa ohjainlaitetta kuten relettä (7), ja johon kuuluu ainakin yksi antenni (1), joka ympäristössään olevan alustan (2) kanssa muodostaa kondensaattorin, jännitelähde kuten generaattori (3), josta on johdettu vaihtojännite mainittuun antenniin, vahvistin (4), johon ohjainlaite ja antenni on kytketty siten, että kapasitiivisesta häiriöstä antennissa johtuva jännitemuutos on johdettu ohjainlaitteeseen (7), tunnettu siitä, että vahvistimesta (4) tuleva jännite on tasasuuntaajan (11) kautta johdettu vahvistimeen (5), joka on kytketty siten, että sen tasajännitevahvistus on + 1, mutta joka vahvistaa sisään-tulevan tasajännitteessä tapahtuvan jännitemuutoksen moninkertaiseksi ja joka edelleen ohjaa komparaattorin (6) kautta ohjainlaitetta (7) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen turvalista, tunnettu siitä, että komparaattoriin (6) on kytketty trimmeri-potentiometri (8) toimintaherkkyyden säätämistä varten.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen turvalista, tunnettu siitä, että vahvistimen (5) ja komparaattorin (6) väliin on kytketty diodi (12).