FI70092B - Naerhetsdetektor - Google Patents

Description

ΠΠ^ΤΊ ΓΒ1 KUULUTUSjULKAISU ΊηΠη0

(11) UTLÄGGNINGSSKRIFT / U U 7 Z

C ti «ayom-.ctty (45) Pr 15 Λ ‘"c: !cl:it x~ 33 1330 ^ ^ 7 (51) Kv.lk.*/int.CI.* G 08 B 13/24 // B 66 B 13/26 pINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 800932 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 26.03 -80 (FI) (23) Alkupäivä — Glltlghetsdag 26.03.80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 29.09.80

Patentti- ja rekisterihallitus /44^ Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 31.01 86

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 28.03.79

Ranska-Frankrike(FR) 7908410 Toteennäytetty-Styrkt (71) Societe Logilift S.A.R.L., Hameau de la Becque, Avelin, 59710 Pont a Marcq, Ranska-Frankrike(FR) (72) Jean Evin, Pont a Marcq, Ranska-Frankrike(FR) (74) Berggren Oy Ab (54) Läheisyyden ilmaisin - Närhetsdetektor

Keksintö koskee läheisyyden ilmaisinta, jonka tarkoituksena on paljastaa jonkin kappaleen läsnäolo tietyn välimatkan päässä jostakin elimestä kuten esimerkiksi luvattoman tunkeilijan läsnäolo jonkin rakennuksen sisäänkäynnin läheisyydessä tai jonkin esteen läsnäolo jonkin liikkuvan elimen kuten puristimen puristuselimen liikeuralla.

Keksintö kohdistuu erityisesti joskaan ei poissulkevasti tämän ilmaisimen soveltamiseen automaattisesti sulkeutuvan oven pystysuoriin reunoihin, etenkin kerrostaso-oviin ja/tai henkilöjä tavarahissien korien oviin. Tässä erikoissovellutuksessa päämääränä tietenkin on se, että henkilön tai esineen, joka on alttiina törmäykselle oven sulkeutuessa, läsnäolo havaittaisiin silloin kun oven reuna vielä on tietyn matkan päässä, jotta tämän ilmaisimen lähettämän signaalin perusteella voitaisiin sitten ohjata oven sulkeutumista ja siis keskeyttää sen sulkeutuminen, jopa ohjata se avautumaan, jos signaalin taso ylittää tietyn kynnyksen.

2 70092 Tätä hissinovien uudelleenavautumissovellutusta varten on jo olemassa erilaisia laitteita, joilla pyritään rajoittamaan tai jopa välttämään vahingot, kuten etenkin: - jännityksen havaitsemia, jotka kuitenkaan eivät paljasta henkilön tai esineen läsnäoloa ennen kuin vasta niihin törmätessään, - pneumaattisia tunnustimia, jotka, vaikka ne ovatkin herkkiä, ovat valitettavasti myös varsin helposti särkyviä, - valosähkökennoja, joiden herkkyysvyöhyke kuitenkin on rajoitettu valonsäteen pyyhkimälle sektorille, - tutkia, joilla paitsi että ne ovat kalliita, on se varjopuoli, että ne eivät ole selektiivisiä.

Tunnettuja ovat myös läheisyyden ilmaisimet, joihin kuuluu (US-patenttijulkaisu 3 018 851): - taajuudeltaan erittäin pieni ja teholtaan heikko värähtelijä, jonka lähetyspiste on yhdistetty maahan, lähettämään siihen signaalin, jonka amplituudi ja taajuus ovat vakiot, - vähintään yksi vastaanottoantenni, joka on jaettu useiksi riippumattomiksi osiksi ja kiinnitetty sen elimen osaan, jonka läheisyyttä valvotaan, mutta sijaitsee tätä osaa ympäröivien elinten välittömän säteilykentän ulkopuolella, jotka on kytketty maahan, mutta jotka säilyttävät kiinteän välimatkan mainittuun osaan nähden, - piiri, jossa käsitellään kuhunkin vastaanottoantennin osiin indusoitua jännitettä sekä antennia ympäröivien kappaleiden heijastamilla että niiden säteilyttämillä aalloilla, lopullisen signaalin lähettämiseksi, jonka intensiteettiä modifioidaan funktiona vieraan kappaleen olemassaolosta mainitun antennin läheisyydessä.

Koska tämän tyyppiset ilmaisimet toimivat lukemalla antennin kunkin osan kapasitiivisen maahankytkennän eroja, ne sopivat hyvin ovien sulkemisen esteen ilmaisemisen probleeman ratkaisemiseen. Valitettavasti tähän mennessä tunnetuissa tämän tyyppisissä ilmaisimissa antenninpätkistä lähtevien signaalien käsittely tapahtuu tasapainottamalla siltapiirissä (US-patentti-julkaisut 3 018 851 ja 2 720 284) mistä seuraa, että järjestelmä on varsin epästabiili ja sen säätö monimutkaista. Tämän vuoksi esillä olevan keksinnön päämääränä onkin saada aikaan erittäin

II

3 70092 stabiili, yksinkertaisesti säädettävissä oleva ilmaisin, joka lisäksi on halpa, ja helppo sovittaa siihen elimeen, jonka läheisyydessä halutaan paljastaa minkä tahansa kappaleen lähestyminen ja esimerkiksi erityisesti suunniteltuihin tai olemassaoleviin oviin.

Tätä varten keksinnön kohteena on edellä selitettyä tyyppiä oleva ilmaisin, jonka tarkoituksena on paljastaa jonkin kappaleen läsnäolo tietyn matkan päässä elimestä ja johon kuuluu: värähtelijä, jonka taajuus on alhainen ja teho pieni ja jonka lähetyspiste on yhdistetty maahan josta se lähettää sinimuotoisen signaalin, jonka amplitudi ja taajuus ovat vakiot, vähintään yksi vastaanottoantenni, joka on jaettu useiksi riippumattomiksi osiksi ja on kiinnitetty sen elimen osaan, jonka lähestymistä valvotaan mutta joka sijaitsee maahan kytkettyjen elinten "välittömän" säteilykentän ulkopuolella, jotka elimet normaalisti ympäröivät tätä osaa ja sen tähden vaikuttavat ainoastaan epäsuorasti antennin eri osiin ja suhteissa jotka pysyvät vakioina, piiri, jossa käsitellään jokaiseen vastaanottoantennin-osaan indusoituja jännitteitä sekä niiden elementtien jotka normaalisti ympäröivät antennia että myös jokaisen vieraan kappaleen sekä heijastamilla että säteilyttämillä aalloilla, joka piiri alkaen mainituista indusoiduista jännitteistä ensin aikaansaa kaksi erilaista signaalia, joita kutsutaan ensimmäiseksi ja toiseksi signaaliksi, ja sitten lähettää nämä laitteeseen joka lähettää lopullisen signaalin, jonka intensiteetti modifioituu näiden kahden ensimmäisen ja toisen signaalin tunnusmerkeistä ja siten antennin läheisyydessä olevan vieraan kappaleen läsnäolon funktiona, ja laite signaalien analysoimiseksi.

4 70092 Tälle ilmaisimelle on tunnusmerkillistä se, että käsittelypiiri sisältää jokaiseen antenninosaan yhdistetyt laitteet, jotka tasa-suuntaavat vastaanottamansa vaihtelevan signaalin positiiviset ja negatiiviset puolijaksot ja toimittavat kumpikin erillisiin piireihin kaksi signaalia, joita nimitetään ensimmäiseksi ja toiseksi signaaliksi, ja että kaikki ensimmäisien signaalien piirit jotka signaalit perustuvat positiivisiin puolijaksoihin, on kytketty komparaattorin toiseen sisäänmenoon portin ohjaamina, joka portti lähettää tehokkaasti tähän sisäänmenoon vain ensimmäisen signaalin siitä antenninosasta jonka jännite on korkein, kun taas kaikki toisien signaalien piirit, jotka signaalit perustuvat negatiivisiin puolijaksoihin, on kytketty tämän komparaattorin toiseen sisäänmenoon rajoittimen ohjaamina niin, että tähän sisäänmenoon lähetetään vain toisten signaalien summa jaettuna antenninosien lukumäärällä.

Keksinnön kohteena ovat myös tällä ilmaisimella varustetut elimet.

Keksintö selviää paremmin seuraavasta keksintöä rajoittamattoman esimerkin selityksestä, joka annetaan oheisen piirustuksen yhteydessä, joka esittää keksinnön soveltamista hissin oveen, ja jossa:

Kuvio 1 on lohkodiagrammi signaaleja vastaanottavasta yhdistelmästä, kuvio 2 esittää symbolisena kuvantona antenneista lähtevien signaalien käsittelypiiriä, ja kuvio 3 esittää poikkileikkauksena ilmaisimella varustettujen ovien reunoja.

Niin kuin piirustuksesta näkyy, laitteeseen kuuluu värähtelijä 1 (kuvio 3) jonka taajuus on hyvin pieni, esimerkiksi 8 kilo- 5 70092 herziä ja teho pieni ja jonka lähetyspiste 2 on yhdistetty maahan 3, lähettämään siihen sinimuotoisen signaalin, jonka amplituudi ja lisäksi taajuus on vakio. Näin ollen, koska jokainen lähestyvä henkilö pakostakin on enemmän tai vähemmän maahan kytketty, häneen syöttyy energiaa, jonka hän säteilyttää välittömään ympäristöönsä sähkömagneettisten aaltojen muodossa.

Sama koskee jokaista maahan kytkettyä metallikappaletta, kuten tässä rajoittamattomassa esimerkissä hissin ovea 4, joka voi koostua kahdesta puolikkaasta 5, 6, koska ne on yhdistetty maahan kohdista 7 ja 8. Ovenpuolikkaiden reunat 11 ja 12 varustetaan tällöin, sovittaen väliin mitä tahansa tunnetuntyyp-pistä eristysainetta oleva tiiviste 9, 10, metallisella, esimerkiksi alumiinisella suojuksella 13, 14.

Nämä suojukset 13, 14 on johtimilla 15, 16 ja 17, yhdistetty kohdassa 18 lähettimen 1 vertauspotentiaaliin.

Kummankin suojuksen 13, 14 edessä ja siis ovenpuoliskojen 5, 6 välittömän säteilyn kentän ulkopuolella kumpikin oven reuna on varustettu antennilla 19, 20, joka on jaettu useiksi riippumattomiksi osiksi esimerkiksi kuudeksi osaksi 19a-19f (kuvio 2).

Antenninosat vastaanottavat ainoastaan eräiden kappaleiden heijastamia aaltoja ja lisäksi, enemmän tai vähemmän maahan kytkettyjen kappaleiden, jotka säilyttävät osan indusoidusta jännitteestään, säteilyttämiä aaltoja.

Ellei aaltokentässä ole läsnä käyttäjiä tai esineitä tai yleensä mitään vieraita kappaleita, pysyvästi kiinnitettyjen osien täten heijastamat ja/tai säteilyttämät aallot vaikuttavat antennin eri osiin suhteessa, jotka pysyvät vakioina.

Siitä lähtien kun vieras kappale on lähellä jotakin antennin osista, tämä vieras kappale säteilyttää tai heijastaa tähän antennin osaan arvoltaan suuremman kentän, mikä modifioi sitten tämän antennin osan ja sen lähtösignaalin vastaanotto-intensiteettiä, ja tekee tämän sitä voimakkaammin mitä lähempänä vieras kappale on.

6 70092 Käsittelemällä analysaattorissa 21, 22 antenninosien lähtö-signaalien suhteiden vaihteluita, voidaan havaita ja arvioida tämän vieraan kappaleen läheisyyden suurempi tai pienempi välittömyys .

Ennen analyysiä lähtösignaalit voidaan tietenkin säätää ennalta määrättyyn arvoon niin, että ne vieraiden kappaleiden puuttuessa ovat kaikki yhtä suuret.

Esineen välimatkan ja niin ollen asiaanpuuttumisen kiireellisyyden arvioimiseksi signaali viedään kahdelle loogiselle portille 23, 24 (kuvio 1) kuten eri korkeille portaille säädetylle laukaisimelle, joista ensimmäinen ohjaa hidastuspiirin 25 kautta ovien sulkurelettä 26, kun taas toinen hidastuspiiri 27 ohjaa ovien uudelleenavausrelettä 28.

Viivytetty piiri 29 havaitsee ylittääkö sulkemis- tai uudelleen-avausmääräysten kesto ennaltamäärätyn ajan, ja käynnistää hälytyksen .

Keksinnön erään tunnusmerkin mukaan antennin osat on yhdistetty laitteeseen, joka ottaa kaksi erillistä signaalia, joista toinen on suhteessa siihen antennin osaan, jonka jännite on korkein, indusoituneen jännitteen huippuarvoon, ja toinen on suhteessa kaikkien antenninpätkien jännitteiden keskiarvoon, sekä laitteeseen, joka vertaa näitä kahta signaalia.

Erään ensisijaisen sovellutusmuodon mukaan nämä signaalinotto-ja analyysilaitteet käsittävät laitteet 36, 37, kuten diodit, jotka tasasuuntaavat vastaanottamansa vaihtelevan signaalin positiiviset ja negatiiviset vaihtelut.

Nämä laitteet 36, 37 toimittavat erillisiin piireihin 38, 39 kaksi signaalia, nimittäin: - ensimmäisen signaalin "A"-"F", joka koskee positiivisia vaihteluita ,

- toisen signaalin "a"-"f", joka koskee negatiivisia vaihteluita, jolloin luonnollisesti vieraan kappaleen puuttuessa, alkuperäisen asettelun ansiosta a = A, b = B, c=C, d=D, e = E

ja f = F.

Il 7 70092

Kaikki piirit 38, jotka välittävät ensimmäisiä signaaleja, jotka siis koskevat positiivisia vaihteluita, on yhdistetty toiseen, 40, komparaattorin 21 kuten toiminnallisen vahvistimen 21 sisäänmenoista, ja tämä portin 30 ohjaamina (kuvio 2), niin, että ne tehokkaasti päästävät tähän sisäänmenoon ainoastaan ensimmäisen signaalin A tai B tai C tai D tai E tai F arvon, joka on peräisin siitä antenninosasta, jonka jännite on korkein.

Kaikki piirit 39, jotka välittävät niitä signaaleja, jotka ovat peräisin negatiivisista vaihteluista, on puolestaan yhdistetty komparaattorin 21 toiseen sisäänmenoon 41 rajoittimen 31 kuten vastuksen ohjaamina niin, että ne tehokkaasti päästävät tähän sisäänmenoon ainoastaan eri signaalien jännitteiden keskiarvon eli tässä esimerkissä ainoastaan kunkin signaalin a, b, c, d, e ja f kuudennen osan summan.

Komparaattori laskee sitten yhteen nämä kaksi erillistä signaalia, ja aikaisemmin mainitun alkuperäisen säädön aikana, joka suoritetaan vieraan kappaleen poissaollessa, jolloin antennin-pätkien signaalit A-F ja a-f asetellaan niin, että ne ovat kaikki yhtä suuret, positiivisia ja negatiivisia vaihteluita koskevat ilmaisut tasapainottavat toisensa ja lähtösignaali Y on nolla.

Itse asiassa jos ulkopuolisten olosuhteiden vaikutusta merkitään kirjaimella x, niin Y = x (A tai B tai C tai D tai E tai F + a/6 + b/6 + c/6 + d/6 + e/6 + f/6) tai Y = x (A tai B tai C tai D tai E tai F + (-A/6 - B/6 - C/6 - E/6 - F/6)) ja kaikki signaalit A-F ovat yhtä suuret, niin Y = x (A - 6A/6) = O.

Sen sijaan siitä lähtien kun vieras kappale lähestyy, eri an-tenninosien vastaanottamat signaalit ovat eri suuret, jolloin esimerkiksi saadaan: - toisaalta a = -2, b = -2, c = -2, d = -2, e = -1, f = -1 70092

Komparaattorin 21 ulostulossa signaali Y on tällöin yhtä suuri kuin Y = x (2 - 10/6) = ~ Tässä ensisijaisessa sovellutusmuodossa portin 30 muodostavat diodit 36, jotka tunnettuun tapaan päästävät lävitseen ainoastaan huippuarvon sikäli kuin ne eivät lisäksi ole kantojensa kytkennän kautta jostakin muusta diodista tulevan suuremman signaalin sulkemina.

Sen ansiosta, että antenni on jaettu useiksi osiksi ja signaaleja käsitellään tällä tavoin, komparaattorin 21 ulostulosignaalilla Y on se etu, että se on korostettu, ja lisäksi se, että silloin kun tasapaino on saavutettu, ulkopuoliset olosuhteet vaikuttavat toimintaan perin vähän, mistä seuraa suuri ilmaisun stabiliteetti.

Selitetyssä esimerkissä, jossa kyseessä on kahdesta liikkuvasta puolikkaasta koostuva ovi, käytetään useasta osasta koostuvaa antennia 19, 20, mutta luonnollisesti siinä tapauksessa, että kyseessä on ovi, joka koostuu vain yhdestä liikkuvasta osasta, käytetään vain yhtä antennia 19, mutta sen sijaan tällöin on metallisuojus kummallakin aukkoa rajoittavalla pystyreunalla eli oven liikkuvan osan reunalla ja kiinteän osan eli karmin reunalla, jotta karmi ei säteilisi suoraan antennia kohti silloin kun ovi on täysin tai melkein suljettuna.

Eräässä suositeltavassa sovellutusmuodossa metallinen suojus muodostaa U-profiilin, joka peittää oven liikkuvan osan tai karmin reunan ja joka ulkopuolellaan kannattaa ulokehahloa 32, 33, jonka sisään antenni on sovitettu ja joka sitten on etupuoleltaan suljettu aaltoja läpäisevällä laatalla 34, 35.

Keksinnön vielä erään tunnusmerkin mukaan oven molempien puolikkaiden antenneja suojaavat ulokehahlot 32, 33 ovat leveydeltään pienemmät kuin puolet metallisuojuksen leveydestä ja ne ovat siirtyneinä toisiinsa nähden: kumpikin niistä siis liittyy oven-puoliskon toiseen pintaan ja ne asettuvat vierekkäin oven ollessa suljettuna.

Claims (5)

1. 70092 9
2. 1. Läheisyyden ilmaisin, jonka tarkoituksena on paljastaa jonkin kappaleen läsnäolo tietyn matkan päässä elimestä (5, 6) ja johon kuuluu: värähtelijä (1), jonka taajuus on alhainen ja teho pieni ja jonka lähetyspiste (2) on yhdistetty maahan (3) josta se lähettää sinimuotoisen signaalin, jonka amplitudi ja taajuus ovat vakiot, vähintään yksi vastaanottoantenni (19, 20), joka on jaettu useiksi riippumattomiksi osiksi, jotka on kiinnitetty elimen (5, 6) siihen osaan (11, 12), jonka lähestymistä valvotaan mutta joka sijaitsee maahan kytkettyjen elinten "välittömän" säteilykentän ulkopuolella, jotka elimet tavanomaisesti ympäröivät tätä osaa ja sen tähden vaikuttavat ainoastaan epäsuorasti antennin eri osiin ja suhteissa jotka pysyvät vakioina, piiri, jossa käsitellään jokaiseen vastaanotto-antenninosaan indusoituja jännitteitä, jotka ovat peräisin sekä heijastetuista että normaalisti antennia ympäröivistä elementeistä samanaikaisesti lähetetyistä aalloista mutta myös kaikista vieraista kappaleista, joka piiri mainittujen indusoitujen jännitteiden lisäksi ensin aikaansaa kaksi erilaista signaalia, joita kutsutaan ensimmäiseksi ja toiseksi signaaliksi, ja sitten lähettää nämä laitteeseen joka lähettää lopullisen signaalin, jonka intensiteetti modifioituu näiden kahden ensimmäisen ja toisen signaalin tunnusmerkeistä ja siten antennin läheisyydessä olevan vieraan kappaleen läsnäolon funktiona, ja laite signaalien analysoimiseksi, tunnettu siitä, että käsittelypiiri sisältää jokaiseen antenninosaan yhdistetyt laitteet (36, 37), jotka tasasuun-taavat vastaanottamansa vaihtelevan signaalin positiiviset ja negatiiviset puolijaksot ja toimittavat kumpikin erillisiin piireihin (38, 39) kaksi signaalia, joita nimitetään ensimmäiseksi ja toiseksi signaaliksi, ja että kaikki ensimmäisien signaalien piirit (38) jotka signaalit perustuvat positiivisiin puolijaksoihin, on kytketty komparaattorin (21) toiseen sisäänmenoon (40) portin (30) ohjaamina, joka 10 70092 portti lähettää tehokkaasti tähän sisäänmenoon vain ensimmäisen signaalin siitä antenninosasta jonka jännite on korkein, kun taas kaikki toisien signaalien piirit (39), jotka signaalit perustuvat negatiivisiin puolijaksoihin, on kytketty tämän komparaattorin (21) toiseen sisäänmenoon (41) rajoittimen (31) ohjaamina niin, että tähän sisäänmenoon lähetetään vain toisten signaalien summa jaettuna antenninosien lukumäärällä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmaisin sovitettuna oveen (4), jonka kaksi pystysuuntaista reunaa (11, 12), jotka rajoittavat aukkoa, ovat: toisaalta muodostetut sekä kahden liikkuvan ovenosan (5, 6) reunoista että yhden liikkuvan ovenosan ja yhden kiinteän ovenosan, kuten pystysuuntaisen ovikarmin, reunoista ja peitetyt metallisella suojuksella (13, 14), jonka alle mahdollisesti on sovitettu eristävää ainetta oleva tiiviste (10), tunnettu siitä, että suojus (.13, 14) on muodostettu U-muotoisesta profiilinosasta, joka on limittäin vastaavan ovenosan kanssa ja jonka ulkopuolella on hahlo (32, 33), jonka syvennykseen antenni on tarkoitettu sovitettavaksi.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ilmaisin, tunnettu siitä, että antennin vastaanottavan hahlon (32, 33) leveys on korkeintaan puolet profiilinosan (13, 14) leveydestä ja että ovella, jossa on kaksi liikkuvaa ovenosaa, molemmat hahlot sijaitsevat kummallakin puolella ovea, lähellä sitä. li 11 70092
5. 1. Närhetsdetektor för detektering av närvaro av en kropp pä ett bestämt avständ frän ett element (5, 6), innefattande: en oscillator (1) med lag frekvens och ringa effekt, vars utsändningspunkt (2) är förbunden med jord (3) för att där sända ut en sinusformig signal med konstant amplitud och frekvens, minst en mottagarantenn (19, 20), som är uppdelad i flera oberoende stycken, vilka är fästa vid det parti (11, 12) hos elementet (5, 6) vars närmande övervakas men placerat utanför det "direkta" strälningsfältet frän de med jord förbundna elementen, vilka pä vanligt sätt omger detta parti och säledes endast päverkar de oi ikä antennstyckena indirekt och dä i proportioner som förblir konstanta, en krets för bearbetning av spänningar, som induceras i varje mottagar-antennstycke av säväl reflekterade som frän elementen, vilka pä vanligt sätt omger antennen, samtidigt utsträlade vägor men ocksä av alla främmande kroppar, varvid kretsen, förutom de inducerade spänningarna, först bearbetar tvä oi ikä signaler, vilka benämnes första och andra signal, och därefter sänder dessa tili en anordning, som sänder ut en slutlig signal, vars intensitet ändras i beroende av egenskaperna hos den första och den andra signalen och säledes som en funktion av en främmande kropp i närheten av antennstyckena, och en anordning för analysering av dessa signaler, kännetecknad av att bearbetningskretsen har med vart och ett av antennstyckena förbundna organ (36, 37) för likrikting av positiva och negativa halvperioder hos den alternerande signal som dessa organ mottar, varvid vart och ett av dessa organ avger tvä signaler, vilka benämnes första och andra signal, till skilda kretsar (38, 39), att alla kretsarna (38) för de frän de positiva halvperioderna härrörande första signalerna är anslutna tili en av ingängarna (40) hos en komparator (21) under styr-ning av en port (30), vilken tili denna ingäng i själva ver-ket endast sänder den första signalen frän stycket med den