NO884904L - Anordning for grenseoverskridelse-lokalisering av en bevegelig gjenstand. - Google Patents

Description

ANORDNING FOR GRENSEOVERSKRIDELSE-LOKALISERING AV EN BEVEGELIG GJENSTAND.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for lokalisering av en bevegelig gjenstands overskridelse av et grensepunkt.

Der finnes allerede en flerhet av systemer som tillater detektering av en inntrengers overskridelse av en sone, hvor adkomsten er kontrollert. Selv om visse av disse systemer gir tilfredsstillende deteksjon av inntrengeren, tillater de ikke en lokalisering, enn si spesielt bestemmelse av det punkt hvor grensen ble overskredet relatert til den sone hvis adkomst er kontrollert.

Den foreliggende oppfinnelse har som hensikt å gi anvis-ning på en anordning som tillater en slik lokalisering.

I den forbindelse har oppfinnelsen som hovedformål å fremskaffe en anordning for grenseoverskridelse-lokalisering av en bevegelig gjenstand,karakterisert vedat anordningen omfatter en piezoelektrisk kabel som er innrettet til å være plassert langs denne grense, organer til å detektere en puls ved hver av kabelens ender, organer til å måle forskjell i tid som det tar for en puls å ankomme kabelens ene ende, og ankomsten av puls-

en til den annen ende av kabelen, samt organer til å beregne dette overskridelsespunkt avhengig av tidene.

En piezoelektrisk kabel kan, på en generell måte, om-fatte et konsentrisk bæreorgan, en første elektrode, et dekke av piezoelektrisk materiale, en annen elektrode, samt en beskyttende isolasjon som sikrer kabelens stabi-litet.

En slik kabel kan ha en lengde på flere titalls meter,

og en diameter på noen millimeter.

Dersom denne kabel påføres en sammentrykning på et gitt sted, vil den oppføre seg som en spenningsgenerator på stedet for sammentrykningen. De statiske ladninger som utvikler seg på dette sted, vil forskyve seg langs kabelen i de to retninger med en hastighet som er proporsjonal med kabelens tidskonstant, lik produktet av kabelens kapa-sitet og den elektriske motstand fordelt over kabelens utstrekning.

I det tilfelle hvor et sjokk meddeles kabelen, vil de elektriske ladninger som blir fremskaffet, være tilstrek-kelige til å generere en spenning på noen millivolt for et sjokk av størrelsesorden noen gram, inntil flere volt i forbindelse med sjokk av større intensitet.

Det innebærer at dersom et kjøretøy passerer en slik kabel, vil denne kunne signalisere kjøretøyets nærvær ved de elektriske pulser som opptrer ved de to ender.

Pulsens vandringstid vil være en konstant langs kabelens utstrekning, idet de to pulser vil ankomme de to ender ved forskjellige tidspunkter som er en funksjon av for-skjellen i avstand mellom slagpunktet og de to ender.

Dersom man dessuten kjenner kabelens lengde, og også

den ende ved hvilken den første puls ankommer, er det så-ledes mulig å beregne stedet for sjokkpåvirkningen.

Det er f.eks. mulig å påtrykke spenningen mellom de to ledere ved de to ender av kabelen på de to innganger til et oscilloskop, og lese direkte av på skjermen avviket mellom de to pulser.

Man kan i virkeligheten vise hvordan A og B utgjør de to ender av kabelen, og hvordan C utgjør påvirkningsstedet, nemlig: CA = (L - vT)/2 dersom den første puls ankommer ved A, og

CA = (L + vT) dersom den annen puls ankommer ved B idet

L utgjør lengden av kabelen,

v utgjør pulsens utbredelseshastighet langs kabelen, og,

T er forskjell i tidspunkter mellom ankomsten av de to pulser ved henholdsvis punktene A og B.

Man vil vanligvis foretrekke å huske den ende av kabelen som den første puls ankommer ved, enten ved å anvende de to formler like overfor det som måtte være anvendelig, enten ved hjelp av tallberegninger ved bruk av en kal-kulator, eller ved hjelp av telegrafisk overføring.

I sistnevnte tilfelle kunne man f.eks. benytte en oscillator med en frekvens som er representativ for tidskonstanten for den piezoelektriske kabel, en regneenhet som er tilkoblet denne oscillator, en monostabil enhet som er forbundet med hver av kabelendene og omfattende en tidskonstant som representerer gangtiden for en puls fra den ene ende av kabelen til den annen, og ved hjelp av organer for å beregne oscillatorens pulser, det hele avhengig av hvorvidt de to monostabile enheter har verdien 1, eller hvorvidt den ene eller minst den ene monostabile enhet har verdien 1, hvoretter den første puls blir detektert ved den ene eller den annen ende av kabelen.

På denne måte kan man vise innholdet i regneenheten som representerer direkte avstanden fra påvirkningspunktet til en forhåndsbestemt ende av kabelen, under reserva-sjon av passende valg av oscillatorens frekvens og tidskonstanten hos de monostabile enheter.

Man vil i det følgende som et ikke-begrensende eksempel beskrive en realisasjonsmåte som er spesiell for oppfinnelsen, under henvisning til de vedføyde skjematiske tegningsfigurer. Figur 1 er et skjematisk riss som viser prinsippet ved anordningen ifølge oppfinnelsen. Figur 2 er et elektronikk-kretsskjerna for anordningen iføl-ge figur 1. Figurene 3 og 4 representerer de signaler som fremkommer ved kretsen ifølge figur 2 når der påføres et slag på den piezoelektriske kabel, henholdsvis ved et sted i nærheten av A eller i nærheten av B.

Ved den utførelsesform som er vist på figur 1, omfatter denne en piezoelektrisk kabel 1 som er skjematisk frem-stilt ved to kabler 2 og 3 som er adskilt ved hjelp av et piezoelektrisk materiale 4. Lederne 2 og 3 er forbundet med hver sin ende via en elektronisk enhet 5, f.eks. av den type som er vist på figur 2.

Kabelen 1 kan være åpen, slik den er vist på figur 1, eller være lagt sammen under tildannelse av en buktning med sine to ender ved nivået for enheten 5.

Endene for den ene av lederne er representert på figur 2. Hver av disse ender er innrettet til å føres inn i en OG-port, henholdsvis 6a og 6b, hvis utganger blir benyttet til å initiere vippene R/S, 7a og 7b. Utgangen fra vippen 7a blir etter invertering tilkoblet inngangen til porten 6b, og på lignende måte blir utgangen fra vippen 7b tilkoblet, etter invertering, til inngangen til porten 6a.

Signalene A og B blir på lignende måte tilkoblet inngangen til henholdsvis den monostabile enhet 8a og 8b. Dersom L betegner lengden av kabelen, og v utgjør ut-bredelseshastigheten av en puls langs denne kabel, kan man som tidskonstant for den monostabile enhet angi verdien 7"= L/v.

Utgangene fra de monostabile elementer 8a og 8b blir på den ene side tilført inngangen til en OG-port 9, og på den annen side til inngangen til ELLER-port 10.

Utgangen fra porten 9 på lignende måte som utgangen fra vippen 7a blir tilført inngangen til en OG-port 11, mens utgangen fra porten 10 på lignende måte som utgangen fra vippen 7b blir tilkoblet inngangen til en OG-port 12.

Utgangen fra portene 11 og 12 er tilkoblet inngangen til en ELLER-port 13, hvorfra utgangen er tilkoblet inngangen til ELLER-port 14, mens den annen inngang mottar utgangen fra en oscillator 15 med frekvens f = v/2.

Sluttelig blir utgangen fra porten 14 benyttet til å initiere en teller 16.

Dersom man nå antar at et sjokk blir påført kabelen 1 ved punktet som ligger nærmere A enn B, vil pulsene opptre suksessivt ved A og ved B, hvilket er representert på figur 3, og da med en tidsdifferanse T.

Den puls som ankommer ved A, fremskaffer en vippefunksjon hos vippen 7a som forhindrer på sin side enhver ytre vippefunksjon av vippen 7b ved hjelp av porten 6b.

Som et resultat vil utgangen fra porten 13 innta den samme verdi som utgangen fra porten 11, dvs. MA.MB eller MA og MB utgjør utgangene fra henholdsvis de monostabile elementer 8a og 8b.

Figur 3 anskueliggjør signalene MA, MB og MA.MB. Man konstanterer at telleren 16 vil telle N]_ pulser som fremkommer fra oscillatoren med:

Nx= f (T-T)

på den annen side

Man kan nå slutte seg til:

= CjA

På samme måte som ved tilfellet hvor et sjokk finner sted ved punktet C2som ligger nærmere B enn A, vil de pulser som ankommer linjene A og B, være av den art som er representert på figur 4, og er adskilt ved tidsinterval-let:

I dette tilfelle vil bare vippen 7b stille seg i tilstand 1 på lignende måte som utgangen fra porten 13 vile ha samme verdi som utgangen fra porten 12, dvs MA + MB.

Telleren 16 vil følgelig telle N2pulser som fremskaffes av oscillatoren 15, nemlig

N2= f Ct + T)

det vil si:

N2= C2A

Man kan følgelig konstatere at når et sjokk blir påtrykt kabelen 1, vil telleren 16 alltid telle et antall pulser som er lik avstanden mellom sjokkpunktet og punktet A.

Diverse varianter og modifikasjoner vil umiddelbart for-ståes utover den foreliggende beskrivelse, og disse modifikasjoner er ikke ment å fravike den foreliggende opp-finnelses omfang.

Claims (3)

1. Anordning for grenseoverskridelses-punktlokalisering av en bevegelig gjenstand, karakterisert ved at anordningen omfatter en piezoelektrisk kabel (1), som er innrettet til å være plassert langs nevnte grense, organer (8a, 8b) for detektering av en puls ved hver ende av kabelen, organer (9, 10) for måling av tiden som ligger mellom ankomsten av pulser ved den ene ende av kabelen, ankomsten av pulser ved den annen ende av kabelen, samt organer (15, 16) for å utlede dette overskridelsespunkt på grunnlag av tidsdiffe-ransen.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at anordningen omfatter organer (7a, 7b) til å huske den ende av kabelen ved hvilken den første puls ankommer.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at anordningen omfatter en oscillator (15) med en frekvens som representerer tidskonstanten for den piezoelektriske kabel, en teller (16) som er forbundet med oscillatoren (15), en monostabil enhet (8a, 8b) som er forbundet med hver ende av kabelen, og omfatter en tidskonstant som er representativ for utbredelsestiden for en puls fra den ene ende av kabelen til den annen, samt organer (7a, 7b, 9-13) for telling av oscillatorpulsene, idet derunder de to monostabile enheter inntar verdien 1, eller under hvilken telling minst den ene av de to monostabile enheter har verdien 1, ifølge hvilket den første puls blir detektert ved den ene eller den annen ende av kabelen.