NL7906198A - Verbetering voor elementen van signaleerinrichtingen voor het binnendringen in een gesloten vlak. - Google Patents

Description

* i ¥ % VO 8251

Italcontrol S.R.L.

Mentalto Dora (Turijn)

Italië

Verbetering voor elementen van signaleer- inrichtingen voor net binnendringen in een gesloten vlak.

De uitvinding betreft elementen van signaleerinrichtingen voor het binnendringen in een gesloten vlak .

Er zijn inrichtingen van deze soort bekend,bestaande uit een tweetal onder de grond naast elkaar aangebrachte, met vloeistof ge-5 vulde slangen,welke zich langs de volle omvang van het te bestrij ken vlak uitstrekken0 De slangen zijn aan het einde van evenzo vele ontvanger-gevers voorzien.

Wanneer derhalve de in één van de beide slangen aanwezige vloeistof een,bijvoorbeeld door een over de grond lopende persoon 10 veroorzaakte, impuls van buiten af ontvangt, worden aan beide ge vers verschillende signalen gezonden, welke tot het geven van een alarmsignaal leiden.

Dit beginsel is op zichzelf zeer bruikbaar,aangezien hierdoor ook zeer zwakke signalen, zoals bijvoorbeeld veroorzaakt door over 15 de grond kruipende personen, opgehomen kunnen worden.

Bovendien is hiermee een volledig aan het zicht onttrokken signaleertoestel verkregen, dat uitsluitend van het inwendige van het beschermde bereik uit onwerkzaam kan worden gemaakt.

Een dergelijke inrichting is echter behept met een aantal 4 20 aanmerkelijke nadelen ï Het alarm moet immers - uiteraard - bij zeer kleine impulsveranderingen gegeven worden,aangezien de door i een persoon op de grond uitgeoefende druk slechts een uiterst lichte impuls op de vloeistof in één van de beide slangen teweegbrengt.

25 Het alarmsignaal moet derhalve worden afgegeven, zodra de van de beide gevers afkomstige signalen slechts in zeer geringe mate,in de orde van grootte van enkele millivolts, van elkaar verschillen. Dernalve kunnen milieuomstandigheden,zoals wind, regen of verkeer over de weg dan wel over, zich in de nabijheid van het 30-^5. beschermde gebied bevindende, spoorwegtrajecten dikwijls kleine

My 79 0 6 1 9 § \ 2 6 % * impulsveramderingen in de vloeistof van dé beide slangen veroorzaken, waardoor op elk ogenblik alarm kan worden gegeven.

Eén en al betekent, dat de inrichting niet meer betrouwbaar is,aangezien de beide gevers in dit geval signalen in de orde van 5 grootte van enkele volts afgeven,zodat het gemakkelijk kan voor komen, dat het signaal dat door de éne slang wordt afgegeven van het signaal van de daarnaast liggende slang enkele millivolts afwijkt, hetgeen voldoende is, om alarm te geven dat immers,zoals hierboven uiteengezet, gegeven moet worden zodra tussen beide 10 signalen zeer geringe verschillen bestaan.

Dit geschiedt,wanneer de, van de in de beide slangen aanwezige vloeistof uitgaande impuls dat alarm teweegbrengt door twee tastorganen, die elk met een aan het uiteinde van elke slang, in rechtstreekse aanraking met de vloeistof, aangebracht membraan 15 verbonden zijp.

Het gedrag van het membraan is niet steeds bepaald en in elk geval niet lineair s het is derhalve onmogelijk, nuttige sig-naalniveau's boven een bepaalde grens waar te nemen en tegen eventuele ongewenste storingen doelmatig werkzaam te zijn, welke 20 - zoals gezegd - hun oorzaak kunnen vinden in atmosferische of milieuomstandigheden.

Overeenkomstig de uitvinding wordt nu voorgesteld deze bezwaren van de tot dusverre bekende inrichting te ondervangen door een inrichting,welke slechts één membraan bevat,dat met de einden 25 van beide slangen in aanraking verkeert.

Zo zal het membraan aan de éne of aan de andere zijde slechts vervormen,wanneer de éne van de beide slangen door een, als gevolg van druk op de grond ontstane, vervorming meer dan de andere getroffen wordt.

30 Wanneer daarentegen precies dezelfde impuls beide slangen bereikt, beweegt het membraan in het geheel niet en levert aan de beide tastorganen een nul-signaal. Daardoor wordt geen electro-nisch - zoals bij de bekende inrichtingen - doch een mechanisch differentiaalsysteem tot stand gebracht,waarbij de toepassing 35 van twee identieke membranen overbodig is, hetgeen vooral bij sig- 790619?

Vj x\ \: \V^ « * 3 * nalen van hoge itensiteit practisch onmogelijk is, doch kan er daarentegen mee worden volstaan twee gelijke slangen uit te voeren, om er voor te zorgen, dat hun gedifferentieerde vervormingen zo nauwkeurig mogelijk zijn, 5 Om deze en verdere,hieronder nog nader toe te lichten, doel einden te bereiken, wordt volgens de uitvinding de uitvoering van een element voor een signaleerinrichtingen met druktastorganen voorgesteld, in het bijzonder voor het waarnemen van het binnendringen in een gesloten vlak, gekenmerkt doordat het een, langs 10 de omtrek van dat vlak onder de grond aangelegde en met vloeistof gevulde slang omvat,welke door een vervormbaar diafragma in twee gedeelten is onderverdeeld,waarop tastmiddelen voor het leveren van een, van de vervorming van dat diafragma afhankelijk signaal aangesloten zijn,teneinde signaleermiddelen in werking te stel-15 len,wanneer het diafragma vervormd wordt,

De uitvinding zal thans, onder verwijzing naar een in de tekening, uitsluitend bij wijze van voorbeeld voor de uitvinding, weergegeven voorkeursuitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding, nog nader worden toegelicht, 20 Fig. 1 is een algemene, schematische afbeelding van de in richting; fig. 2 is een aanzicht met uiteengenomen delen van een de-tal uit de inrichting volgens fig. 1 ; en fig, 3 toont, algemeen, eveneens schematisch een tweede uit-25 voeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

Een, in twee van elkaar af reikende, even lange en onderling evenwijdige slanggedeelten 10 en 11 onderverdeelde slang is op een diepte ingegraven, afhankelijk van het signaal, dat er door moet worden opgenomen, wanneer een indringer de grond in de nabij-30 heid betreedt.

Ter vereenvoudiging van de bescnrijving zal in hetgeen thans volgt, worden gesproken van twee slangen 10 en 11 en niet van twee slanggedeelten. De slangen 10 en 11 bestaan bij voorkeur uit buigzaam materiaal en zijn gevuld met vloeistof en - voor het 35 geval het de toepassing betreft in een koud klimaat of met sterke \ .

\ 7906198 4 temperatuurschommelingen - met voor het verlagen van het stollings-punt geschikte bijmengsels. De slangen zijn goed luchtdicht afgesloten en de daarin aanwezige vloeistof wordt onder een druk gehouden, welke een zodanige v<5<5rspanning teweegbrengt, dat de door 5 de elastische eigenschappen van de slang zelf ontstane signaalver- liezen daardoor zoveel mogelijk beperkt blijven en de spanning in de beide slangen er door wordt vereffend.

Wanneer namelijk in de vloeistof luchtdruk zou heersen, dan zouden de beide slangen een verschillende verslappingsgraad heb-10 ben en zou dit afbreuk doen aan de nauwkeurigheid van het signaal , waardoor dit bij onderling verschillend slappe slangen langs die slangen zou uitsterven en het tastorgaan nauwelijks zou bereiken.

Eén einde van elke slang 10 en 11 is door een vulventiel 12 verbonden met het einde van de naburige slang. De taak van het 15 ventiel 12 bestaat voorts in het tot stand brengen van een capil laire verbinding tussen de, zich in de beide slangen 10 en 11 bevindende vloeistoffen,teneinde geleidelijke vereffening van de druk in beide slangen mogelijk te maken ,

Dit is noodzakelijk, wanneer men bijvoorbeeld een voertuig 20 gedurende lange tijd op de,één van de beide slangen omgevende grond laat staan, waardoor de normale verhouding tussen beide slangen beïnvloed wordt.

Een derde ingang van het ventiel 12 doet dienst voor het in de slangen 10 en 11 vullen van de vloeistof en zorgt,door een apar-25 te eenheid IJ, voor de vereiste druk.

Het ten opzichte van het ventiel 12 tegengestelde einde van de beide slangen 10 en 11 draagt de tasteenheid 14» die het onderwerp van de uitvinding vormt en in fig. 2 beter te zien is. Deze eenheid 14 bestaat in hoofdzaak uit een aansluiting 15» welke 50 met elk einde van de beide slangen verbonden is, axiaal hol uitge voerd is en aan de zijden is voorzien van doorgangsgaten 16 voor het aan elkaar monteren, door middel van schroeven 17·

Tussen beide aansluitingen 15 bevinden zich afdichtringen 18, isolatiemembranen 19 en een middelste membraan 20, dat de 35 tastorganen 21 draagt, en voorts de kabels 22 voor aansluiting A 7906198 5 aan de eenheid voor de ontvangst van het door de tastorganen opgevangen signaal en voor omzetting daarvan in een alarmsignaal*

De isolatiemembranen 19 hebben tot speciale doel, de vloeistof 23 van de slangen gescheiden te houden van de tastorganen 21 en wel 5 zonder aan de gewenste werking van de inrichting afbreuk te doen.

Twee ontluchtingsstoppen 24 sluiten de aansluitingen 15 en doen dienst voor het verwijderen van eventueel bij het leggen en het vullen of tijdens de werking van de inrichting optredende luchtbellen,welke afbreuk zouden doen aan de gevoeligheid van het 10 systeem.

De tastorganen 21 zijn bij voorkeur piëzoëlectrisch, terwijl de er door ontvangen signalen worden overgebracht op een sommeer-voorversterker 25, vervolgens op een versterker 26, op een filter en tenslotte op een drempel comparator 28, teneinde een alarmsig-15 naai 29 van willekeurig soort teweeg te brengen.

De werking van de bovenbeschreven inrichting is nu als volgt:

Wanneer iemand het gebied, waarin de slangen 10 en 11 ondergronds aangebracht zijn, betreedt, ondervindt de vloeistof 23, welke zich bevindt in de het dichtst bij de betrokken persoon ge-20 legen slang een impuls,waardoor het membraan 20 belast wordt0 Dit membraan is gevoelig voor twee wijzen van belasting en wel voor buig- en voor drukspanning.

Het spreekt vanzelf, dat de hoogste waarde van de drukspanning veel kleiner is, dan de hoogste waarde van de buigspanning, 25 die het membraan belasten kan. De tastorganen 21 aan elke zijde van het membraan 20 zijn practisch twee gevers, welke de mechanische belastingen van het membraan in spanningssignalen dienen om te zetten en aan het membraan in dezelfde richting bevestigd zijn, om er voor te zorgen, dat dezelfde belasting, die tegelij-30 kertijd beide slangen betreft, een electrisch spanningssignaal met hetzelfde teken veroorzaakt (bij andere,voor druk ongevoelige tastorganen kan worden volstaan met één enkel, aan slechts één memhraanzijde aangebracht tast orgaan).

Wanneer dernalve iemand de grond in de nabijheid van beide 35 slangen betreedt, worden die slangen beide belast en veroorzaken buiging van het membraan 20 eerst naar de éne en vervolgens naar -, 79 0 6 1 9 8

X

6 de andere zijde.

Aldus leveren de beide tastorganen twee spanningssignalen van tegengesteld teken, zij het ook niet met dezelfde absolute waarde.

De sommeer-voorversterker 25, welke het verschil tussen de beide 5 signalen bepaalt, wordt derhalve door de som van de beide signalen beïnvloed en zal een spanningswaarde bereiken,welke vervolgens bij 26 wordt versterkt, bij 27 wordt gefiltreerd, en bij 28 met een bepaalde basiswaarde wordt vergeleken en derhalve beslist voldoende zal zijn, om het alarm 29 in werking te stellen,welke alarm naar 10 keus een lichtsignaal,of een hoorbaar of ander signaal, kan zijn.

Wanneer daarentegen de uitwendige storing door het weer (bijvoorbeeld wind of regen) of milieu-omstandigheden wordt veroorzaakt, vervormen beide slagen tegelijkertijd,waarbij het membraan 20 niet vervormt, dat wil zeggen niet naar de éne of andere zijde buigt.

15 De tastorganen 21 worden derhalve door slechts één, als gevolg van in de slangen wervelende vloeistof optredende drukcopponent,beïnvloed.

De door de druk op de tastorganen 21 uitgeoefende spanning heeft echter ten opzichte van de door de buiging teweeggebrachte spanning zeer geringe waarden en heeft bovendien hetzelfde teken, 20 zodat de sommeer-versterker 25 het verschil bepaalt en aan de uit gang een signaal vormt,dat practisch gelijk is aan nul, dat wil zeggen in elk geval een zó lage waarde heeft,dat het de comparator 28 voor het in werking stellen van het alarip 29 niet bereikt.

Fig. 3 toont een verdere uitvoeringsvorm van de uitgevonden 25 inrichting, welke speciaal geschikt is voor toepassing op zeer door het milieu gestoorde plaatsen,zoals luchthavens, machinebouwindus-triën of dergelijke.

Deze uitvoeringsvorm bevat een aantal paarsgewijze in reeksen opgestelde inrichtingen volgens fig, 1, waarbij telkens paren, 30 welke een 22 tot 300 meter lang traject bestrijken,op elkaar vol gen, tot de hele, te beschermen omvang is bedekt.

Fig. 3 laat een dergelijk tweetal inrichtingen zien, waarbij de tweetallen steeds volledig aan elkaar gelijk zijn.

De door elk tastorgaan 21 ontvangen impulsen worden - zoals 35 hierboven reeds uiteengezet - verder geleid, door twee vóórver- (Τ';. 7 9 0 6 1 9 8 rr / sterkers behandeld en bij het verwijzingscijfer 31 gefiltreerd, teneinde twee van elkaar gescheiden spanningssignalen teweeg te verkrijgen.

Van deze signalen wordt nu het verschil door één enkele som-5 meerinrichting 32 bepaald, de aldus verkregen waarde bij het ver- wijzingscijfer 33 versterkt en bij het verwijzingscijfer 34 met instelbare tijden op doelmatige wijze geïntegreerd.

Het hieruit ontstaande signaal kan bijvoorbeeld door middel van een aanwijsinrichting 35 met eaa gemiddelde nulwaarde zicht-10 baar worden gemaakt, om aldus zowel een signaal met plusteken als een signaal met minusteken te kunnen vastellen,teneinde door instelling van de winsten van de voorversterkers 30 en van de versterker 33 het systeem te kunnen vereffenen .

Een onafhankelijk,voor beide kanalen toegepaste opslaginrich-15 ting 36 informeert betreffende een eventueel op systematische, doch toevallige en asymmetrische geruisbronnen te herleiden wanverhouding en stelt daardoor in staat,de vereffening ook later te stellen.

Het signaal van de integrator 34 komt naar een drempelcompara-20 tor 37 met instelbare drempel en, in aansluiting hierop, naar het alarm 38· Dit signaal is derhalve een signaal van de logica "0" "1” en daardoor in staat,elk willekeurig alarmsysteem 38 in werking te stellen.

Deze uitvoeringsvorm verhoogt de gevoeligheid van de inrich-25 ting, zoals gewenst,wanneer de te beschermen plaats te groot is en zou leiden tot toepassing van te lange slangen,waarbij in elk geval signaalverliezen zouden optreden.

Bovendien stelt deze toepassing - zoals reeds uiteengezet -bij wegens de milieuomstandigheden bijzonder lawaaiige gebieden, 50 in staat, om het op elk ogenblik van de levensduur van de inrich ting mogelijke risico van loos alarm uit te sluiten.

In het voorgaande is slechts een voorkeursuitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding, uitsluitend bij wijze van niet beperkend voorbeeld voor de uitvinding, beschreven, ten opzichte waarvan 35 ecnter uiteraard, zowel wat betreft de vorm als wat betreft de 7906198 8 opbpuw tal van varianten mogelijk zijn,zonder daardoor te treden buiten het, in het bijzonder nader door de conclusies omschreven gebied van de voor de uitvinding gevraagde, uitsluitende rechten® - 7906198 ' **v.

Ό s

Claims (6)

1, Element van een signaleerinrichting met druktastorganen, in het bijzonder voor het waarnemen van het binnendringen in een gesloten vlak, met het kenmerk, dat het element een langs de omtrek van het vlak ondergronds aangelegde en met vloeistof gevulde slang 5 omvat, welke slang door een vervormbaar diafragma is onderverdeeld in een tweetal onderafdelingen,waarop tastmiddelen voor het leveren van een, van de vervorming van dat diafragma afhankelijke signaal aangesloten zijn,teneinde hierdoor,wanneer het diafragma vervormd wordt, signaleermiddelen in werking te stellen, 10 2, Element van een signaleerinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de slang tweemaal zo lang is, als de omtrek van het oppervlak en dusdanig is ingegraven,dat het een dubbel-traject vormt,waarbij beide slanggedeelten steeds naast elkaar en op afstand uiteen langs de volledige omtrek lopen. 15 5, Element volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het vervormbare diafragma bestaat uit een membraan,waarvan één zijde of beide tegenover elkaar gelegen en tegenover de slanggedeelten gelegen zijden tastmiddelen dragen, welke de druk omzetten en uit piëzoëlectrische kristallen bestaan,

4. Element volgens conclusie 1 en 3, met het kenmerk, dat tussen de vloeistof van elk slanggedeelte en het middelste diafragma een tweetal isolatiemembranen aangebracht zijn.

5, Element volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tastorganen zodanig op het diafragma aangebracht zijn,dat het er, 25 bij drukspanning van het diafragma door teweeggebrachte signaal hetzelfde teken heeft,

6, Element volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de signalen van de beide tastorganen naar een sommeer-vóórversterker worden geleid, welke het verschil bepaalt, terwijl het hieruit 30 ontstane signaal versterkt, gefiltreerd en verder geleid wordt naar een drempel-comparetor en van hier uit naar de signaleer-middelen.

7, Element volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting bestaat uit een aantal op elkaar volgende slangen, 55 welke het gehele vlak bestrijken en paarsgewijs zijn aangesloten, 0906198 \ v > zodat de signalen van elke slang worden gesommeerd met de signalen van de naburige slang, teneinde de signaleermiddelen in werking te stellen.,

8. Element volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de slang 5 is gevuld met onder druk staande vloeistof. 3 7906198 \ %