SE441551B - Passiv infrarodintrangsdetekteringsanordning - Google Patents

Description

I2G0120-7 10 15 20 25 30 35 o 2 behandlas elektroniskt för att såsom utsignaler indikera en intrângsgörares närvaro.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare under hänvis- ning till bifogade ritningar.

Pig l är en perspektivvy och visar en spegelenhet enligt uppfinningen.

Fig 2 är en vertikalprojektion och visar spegel- enheten enligt fig l.

Fig 3 är en planvy och visar spegelenheten enligt fig l.

Fig 4 är en perspektivvy och visar en för åstadkomman- de av två synfält avsedd, alternativ utföringsform av en spegelenhet enligt uppfinningen.

Pig 5 är en vertikalprojektion och visar spegel- enheten enligt fig 4. k Pig 6 är en planvy och visar spegelenheten enligt fi9 4.

Fig 7 som kan utnyttjas vid uppfinningen.

Pig 8 är en perspektivvy och visar en ytterligare utföringsform av en spegelenhet enligt uppfinningen.

Fig 9 är en vertikalprojektion och visar spegel- enheten enligt fig 8.

Fig 10 är en perspektivvy och visar en för åstad- kommande av fyra synfält avsedd utföringsform av en är en schematisk vy och visar en dubbeldetektor, spegelenhet enligt uppfinningen.

Pig ll är en planvy och visar spegelenheten enligt fig 10.

Pig 12 är en perspektivvy och visar en vid utförings- formen enligt fig 10 användbar detektorenhet.

Pig 13 är en schematisk vy och visar den elektriska förbindningen av detektorer.

Pig 14 är en planvy och visar en för åstadkommande av åtta synfält avsedd, alternativ utföringsform.

Pig 15 är ett blockschema och visar en signalbehand- lingskrets, som kan användas vid uppfinningen.

Pig 16 är en vertikalprojektion och visar en för åstadkommande av ett relativt långt synfält avsedd, alternativ ñtföringsform. ' I0 15 20 25 30 35 8260120-'7 3 Pig 17 är en vertikalprojektion och visar en variant av utföringsformen enligt fig 16.

Fig 18 visar de av utföringsformen enligt fig 16 âstadkomna vertikala synfälten.

Fig l9 visar de av utföringsformen enligt fig 16 âstadkomna horisontella synfälten.

Fig 20 är en perspektivvy och visar ett typiskt hölje.

I fig 1 och 2 visas en spegnlenhet för en passiv infrarödintrångsdetektor, vilken enhet innefattar en fokuseringsspegel 10, en infraröddetektor 12, som är anordnad längs spegelns 10 optiska axel och i dess fokus, och en cylindrisk spegel 15, som är orienterad för att ge ett'förutbestämt synfält och för att samverka med spegeln 10 för att rikta infraröd strålning inom tillhörande synfält till spegelns 10 samverkande parti och därifrån till detektorn 12. Spegelns 15 cylinderaxel är företrädesvis vinkelrät mot spegelns l0 optiska axel.

Detektorn 12 är anordnad att såsom gensvar på mottagen infraröd strålning alstra elektriska signaler, som behandlas elektroniskt för att såsom utsignaler indikera en intrångsgörares närvaro.

I en typisk användning är spegelenheten så orienterad, att spegelns 10 optiska axel är vertikal och spegelns l5 axel är horisontell. Den cylindriska spegeln medger att synfältet är relativt stort i vertikalplanet, såsom visas i fig 1, och relativt smalt i horisontalplanet, såsom visas i fig 3. Det horisontella synfältet eller horisontaldivergensvinkeln B regleras av fokuserings- spegelns 10 brännvidd. Den cylindriska spegelns krökning bestämmas i relation till fokuseringsspegelns krökning för att ge det avsedda vertikala synfältet eller vertikal- divergensvinkeln A. Den cylindriska spegelns fram- och bakkanter bestämmer gränserna eller utsträckningen för det vertikala synfältet. Framkanten bestämmer den nedre gränsen för synfältet, medan bakkanten bestämmer den övre gränsen för synfältet. Vid den visade utföringsformen är vertíkaldivergensvinkeln A typiskt ca 80°, medan 8290120-7 - 10 15 20 25 30 35 4 horisontaldivergensvinkeln B typiskt är ca 50; Det verti- kala synfältet sträcker sig vid den visade utföringsformen -50 till ca -850 under horísontalplanet. Spegel- kan vridas på sådant sätt, att det vertikala syn- nedre gräns sträcker sig längs detekteringsanord- monteringsvägg. Härigenom skyddas monteringsväggen och det är osannolikt att en intrångs- från ca enheten fäišets ningens mer fullständigt, görare kan smyga bakom det skyddade området vid monterings- väggen.

Detektorn 12 kan vara en infrarödstrålningsdetektor av vilken som helst typ, såsom av termostapeltyp eller pyroelektrisk typ, och kan vara en dubbelelementdetektor, såsom visas i fig 7, där infrarödavkänningselementen l8a-och l8b är kopplade i elektrisk motfas för att fungera balanserad dubbeldetektor. Detektorelementen ger såsom visas i fig 3. som en var sitt synfält i horisontalplanet, Detektorelementen är typiskt 4 mm långa och 0,6 mm breda och belägna på ett inbördes avstånd av 1,2 mm. Strål- ningen infaller längs elementens längdaxel.

En av det ena detektorelementet åstadkommen intrångs- detektering ger en första övergång i signalnivå, medan en av det andra detektorelementet åstadkommen intrångs- detektering ger en motsatt signalnivåövergång. Signal- nivåförändringarna behandlas av en elektronisk krets, som visas i ett typiskt utförande i fig 15, för att ge en utsignallarmindikering. Detektorutsignalen anslutes till en förstärkare 50 (fig 15), vars utgång är ansluten till en tvåpolig tröskelkrets 52 och till en bakgrunds- störningsindikatorkrets 54. Tröskelkretsens 52 utgång är ansluten tïllen integrator 56, vars utgång är ansluten till en tröskelkrets 58. Kretsens 58 utgång är ansluten till en larmlogikkrets 60, vid vars utgång erhålles en larmutsígnal, som kan utnyttjas för drivning av en larm- -anordning 62. Larmlogikkretsen 60 avger också en utsignal till en lysdiod eller annan indikator 64. Denna indikator mottar också en signal från bakgrundsstörningsindikator- kretsen 54.

,Under detektorns användning åstadkommer en synfälten 10 15 20 25 30 35 8290120-7 5 passerande intrångsgörare utsignalpulser från detektorn, vilka efter förstärkning anslutes till den tvåpoliga tröskelkretsen, vilken ger utsignalpulser, som motsvarar de mottagna pulser som överskrider antingen den positiva_ eller den negativa tröskelnivân. Utsignalpulserna från tröskelkretsen 52 integreras av integratorn 56. Då den 'integrerade signalen överskrider tröskelkretsens 58 tröskelnivå, avges en signal till larmlogikkretsen 60, som avger en larmutsignal. Larmlogikkretsen avger en pulsad signal till lysdioden 64 för att åstadkomma en blinkande visuell indikering av intrångsdetektering.

Lysdioden kan också verksamgöras på ett kontinuerligt sätt för att ange förekomst av en av kretsen 54 avkänd bakgrundsstörning. Som bekant avkänner bakgrundsstörnings- indikatorn relativt långsamma variationer i bakgrunds- infrarödstrålning i synfälten, och då nivån för en sådan bakgrundsstrålning överskrider en förutbestämd nivå, anger kretsen 54 detta tillstånd genom verksamgöring av.lysdioden. _ Detektorn 12 kan också vara en enelementdetektor, som reagerar för storleken av mottagen energi för att avge en motsvarande elektrisk utsignal. Den elektriska utsignalen behandlas för att ge en larmutsignal såsom gensvar på en förutbestämd förändring i mottagen strålning.

Den cylindriska spegelns form kan varieras för att reglera anordningens öppning för att variera anordningens känslighet över synfältet. Den cylindriska spegeln kan ekempelvis konstrueras eller utformas för att ge lägre känslighet för föremål i närheten av detektorn och högre känslighet för föremål på längre avstånd från detektorn.

En mindre,cylindrisk ytarea ger en mindre öppning och därmed lägre känslighet. Den cylindriska spegeln 15 kan exempelvis ha en trapetsformig omkrets, såsom visas med streckade linjer 20, för att ge en mindre öppning och därmed lägre känslighet för föremål närmare spegelenheten.

Bilden vid detektorn förvränges av den cylindriska spegeln, men en sådan förvrängning inverkar inte menligt på anord- ningens funktion, eftersom intrångsdetekteringen baseras azaoflzo-7[ 10 15 20 25 30 35 6 på en av en rörlig intrångsgörare, som inträder i eller lämnar synfältet, âstadkommen förändring i mottagen strålning snarare än en exakt avbildning av intrångs- göraren i detektorn.

Fokuseringsspegeln kan vara antingen sfärisk eller parabolisk och har företrädesvis tillräcklig storlek 'för att täcka den cylindriska spegelns hela öppning utan att bryta synfältet. Fokuseringspegeln kan ha cirkulär omkrets, såsom visas, eller kan ha kvadratisk eller rektangulär omkrets för att anpassas till den cylindriska spegelns omkrets.

'En för åstadkommande av två synfält avsedd, alter- nativ utföringsform visas i fig 4-6. Denna utförings- form har en fokuseringsspegel 10, en infraröddetektor l2, som är anordnad längs spegelns 10 optiska axel vid dess fokus, samt en första och en andra konkav, cylindrisk spegel 14 och l6, vilka är orienterade för att ge ett förutbestämt synfält och för att samverka med spegeln 10 för att rikta mottagen strålning inom tillhörande synfält till spegeln 10 för reflektion till detektorn 12. Denna utföringsform åstadkommer två synfält, varvid varje synfält är relativt stort i vertikalplanet, såsom visas i fig 5, och relativt smalt i horisontalplanet, såsom visas i fig 6. Synfälten regleras på ovan beskrivna sätt. Det horisontella synfältet regleras således av spegelns 10 brännvidd, och det vertikala synfältet regleras således av de cylindriska speglarna. Vid ut- föringsformen enligt fig 4-6 visas de två synfälten belägna längs en gemensam axel. De två fälten behöver inte vara belägna på en gemensam axel utan kan vara belägna längs var sin axel, varvid dessa axlar bildar avsedd vinkel för avsedd orientering av de två synfälten.

Vid den i fig 4-6 visade utföringsformen åstadkommas typiskt en vertikaldivergensvinkel A av ca 800 och en horisontaldivergensvinkel B av ca 5°. Det vertikala synfältet sträcker sig vid denna utföringsform från ca -50 till -850 under horisontalplanet.

I fig 8 och 9 visas en alternativ utföringsform, vid 10 15 20 25 30 35 _82Ü0120~? 7 vilken ett par konvexa, cylindriska speglar 22 och 24 är anordnade i stället för de konkava speglarna 14 och ln vid den just beskrivna utföringsformen. Dessa konvexa, cylindriska speglar ger, såsom visas, vida vertikaldiver- gensvinklar, men "nedsynvinkeln", dvs vinkelutsträck- ningen för synfältet närmast fokuseringsspegelns 10 kant, är inte så stor som vid de konkava, cylindriska speglarna 14 och 16 vid den föregående utföringsformen.

Utföringsformen enligt fig 8 och 9 fungerar på samma sätt som ovan beskrivna utföringsform.

I fig 10 och ll visas en ytterligare utföringsform, vid-vilken ett korsmönster av fyra synfält âstadkommes av fyra konkava, cylindriska speglar 26, 28, 30 och 32. vid denna utföringsform åstadkommas fyra smala synfält i horisontalplanet, såsom visas i fig ll,och fyra relativt breda synfält i vertikalplanet för åstadkommande av en effektiv korsridå i det skyddade omrâdet. Två par motfas- dubbeldetektorer utnyttjas, varvid de enskilda detektor- elementen 23 avskärmas av en korsformig skärm 34, som visas i fig 12. Varje par av detektorelement har var sitt fält, vilka fält visas med pilar i fig 12, och skärmen 34 hindrar strålning från det motstående fältmönstret att träffa detta par av detektorelement.

Detektorelementen är seriemotfaskopplade, såsom visas i fig 13. Vid ett typiskt utförande är varje element 23 2 och har elementen ett inbördes avstånd av 2 mm. l'mm Då en dubbeldetektor utnyttjas, begränsar detektor- geometrin antalet synfält som kan åstadkommas, eftersom dubbeldetektorns båda detektorelement måste exponeras för synfältet. vid en obalanserad detektor eller singel- detektor ger detektorgeometrin ingen begränsning vad avser antalet synfält och kan många olika synfält åstad- kommas i enlighet med uppfinningen genom utnyttjande av ett flertal cylindriska speglar, som samverkar med en fokuseringsspegel för att ge ett avsett mönster av skyddsridåer. Som ett exempel visas i fig 14 ett eker- liknande asimutmönster av åtta fält, som åstadkommes av en spegelenhet, innefattande en fokuseringsspegel 10 82601209? 10 15 20 25 30 35 8 och åtta cylindriska speglar 25, som är belägna på samma förhållande till fokuseringsspegeln. Varje på ovan beskrivna sätt smalt i horisontal- avstånd i synfält är och brett i vertikalplanet. för åstadkommande av ett relativt långt synfält utföringsform, som exempelvis kan användas för planet En avsedd skydd av en lång korridor eller hall, visas i fig l6.

Denna utföringsform har en fokuseringsspegel 10, en cylindrisk spegel 31 och en på visat sätt anordnad, plan spegel 33. Den cylindriska spegeln och den plana spegeln kan utgöra en del av samma reflekterande element.

Alternativt kan separata spegelelement utnyttjas. Den plana spegeln ger i samverkan med fokuseringsspegeln ett långt, smalt synfält både i vertikalplanet och horisontalplanet, såsom visas i fig l8 och 19. Den cylindriska spegeln ger i samverkan med fokuserings- spegeln ett brett synfält i vertikalplanet, såsom visas i fig l8, och ett smalt synfält i horisontalplanet, såsom visas i fig 19. Vid denna utföringsform ger spegelenheten således ett långt synfält och ett närmare detektorn beläget synfält, som är väsentligen solitt iæfififlflma,%afienmwàßfimæ,ämom han skulle kunna kringgå detektering genom att undvika det långa synfältet, svårligen eller omöjligen skulle kunna kringgå det breda mönstret till följd av att det vertikala synfältet väsentligen omfattar det skyddade området. Flera plana speglar 33a och 33b kan utnyttjas vid en variant av denna utföringsform (fig 17) för att ge flera längre synfält.

Intrångsdetektorn är vanligtvis inrymd i ett litet hölje, såsom visas i fig 20 för utföringsformen enligt fig 1-3, vilken ger ett enda synfält. Höljet 35 är anord- nat för montering i en öppning i en vägg på ett högt ställe i närheten av taket. Höljet har en frontpanel 37, i vilken ett smalt, horisontellt fönster 39 är utformat.

Detta fönster släpper igenom strålning inom det intressanta frekvensbandet och medger överföring av infallande strål- ning från synfältet till detektorn. Eftersom endast ett 10 15 e2@o12o+v 9 smalt fönsteromrâde erfordras för upptagning av syn- fältet, kan höljet ha många olika estetiska utformningar.

Uppfinningen ger således en passiv infrarödintrångs- detekteringsanordning, som ger en eller flera solida skyddaridâer för att åstadkomma ett skyddsområde, som e inte på enkelt sätt kan kringgàs av en intrângsgörare, som kryper under eller hoppar över skyddsutrymmet. Den optiska öppningen kan regleras på enkelt sätt genom att de cylindriska spegelytorna formas för att ge enhet- lig detekteringskänslighet oberoende av läget för en intrångsgörare. Uppfinningen har beskrivits med avseende på horisontella och vertikala synfält, men det torde inses, att uppfinningen lika väl kan utnyttjas för åstad- kommande av ett brett mönster i vilket som helst plan och ett smalt mönster i ett tvärplan. Uppfinningen är Sålêdëâ inte begränsad till det som särskilt visats och beskrivits -

Claims (21)

m 15 20 25 30 s2ao12o-7 10 PATENTKRAV

1. Passiv infrarödintràngsdetekteringsanordning, k ä n n e t e c k n a d av en eller flera första speglar (l5; 14, 16; 22, 24; 25; 26, 28, 30, 32; 31), vilka var och en har en tvådimensionell yta med en krökning längs endast en av sina dimensioner och vilka är anordnade att mottaga strålning från var sitt synfält; en fokuse- ringsspegel (10), vilken är anordnad 1 strålningsmotta- gande förhållande till den eller de första speglarna; varvid den eller de första speglarna är anordnade att samverka med fokuseringsspegeln för att ge ett relativt smalt synfält i var sitt första plan och ett relativt stort synfält i var sitt andra plan, som sträcker sig tvärs respektive första plan; samt en detektor (12), vilken är belägen i fokuseringsspegelns (10) fokus och anordnad att såsom gensvar på strålning, som mottages från synfälten, alstra elektriska signaler, som repre- senterar denna strålning.

2. Anordning enligt patentkravet l, t e c k n a d därav, att fokuseringsspegeln (10) är k ä n n e - en parabolisk spegel.

3. Anordning enligt patentkravet l, t e c k n a d därav, att fokuseringsspegeln (10) är en sfärisk spegel. k ä n n e - enligt något av patentkraven l-3, därav, att varje första spegel spegel (lS; 14, 16; 26, 28,

4. Anordning k-ä n n e t e c k n a d är en cylindrisk, konkav 30, 32; 31).

5. Anordning något av patentkraven l-3, därav, att varje första spegel spegel (22, 24). patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k därav, att varje första spegel (l5; 14, 16; 22, 24; 25; 26, 28, 30, 32; 31), är så orienterad, att dess cylinderaxel sträcker sig vinkel- enligt k ä n n e t e c k n a d är en cylindrisk, konvex

6. Anordning enligt n a d 10 15 20 25 30 35 fc2eø12o-1 ll rätt mot fokuseringsspegelns (10) optiska axel.

7. Anordning enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e't e c k n a d därav, att varje första plan och respektive andra plan är vinkelräta mot varandra.

8. Anordning enligt patentkravet 7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att varje första plan är väsentli- gen horisontellt och att varje andra plan är väsent- ligen vertikalt, _

9. Anordning enligt patentkravet 8, t e c k n a d därav, att det horisontella synfältet är ca 5° och att det vertikala synfaitct är ca so°.

10. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att fokuseringsspegelns (10) bränn- vidd bestämmer divergensvinkeln för synfältet i varje första plan och att varje första spegels (l5; 14, 16; 22,24; 25, 26, 28, 30, 32; 31) krökning i förhållande till fokuseringsspegelns brännvidd bestämmer divergens- vinkeln för synfältet i respektive andra plan.

ll. Anordning enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje första spegels (l5; 14, 16; 22, 24; 25, 26, 28, 30, 32;3l) med cylin- deraxeln parallella kanter bestämmer utsträckningen för synfältet i respektive andra plan.

l2. Anordning enligt patentkravet ll, k ä n n e - t e c k n a d därav, att varje första spegels (l5; 14, 16; 22, 24; 25, 26, 28, 30, 32; 31) med cylinder- axeln parallella framkant bestämmer den nedre gränsen för synfältet, medan dess med cylinderaxeln parallella bakkant bestämmer den övre gränsen för synfältet i res- pektive andra plan.

13. Anordning enligt patentkravet l, t e c k n a d av tvâ första speglar (14, 16; 22, 24), vilka är anordnade att samverka med fokuseringsspegeln (10) för att ge synfält, som är relativt stora i res- k ä n n e - k ä n n e - pektive andra plan.

l4. Anordning enligt patentkravet 13, t e c k n a d därav, att de bàda första speglarna (14, 16; 22, 24) är anordnade att ge motsatt riktade synfält. k ä n n e - 82001204 _ 12 _

15. Anordning enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d av en signalbehandlings- krets (50-64), som är anordnad att såsom gensvar pá elektriska signaler från detektorn (12) alstra en in- 5 trångsdetekteringslarmindikering. ' i 16. Anordning enligt patentkravet l, k än n e - t e c k n a d därav, att varje första spegel (lS; 14,

16; 22, 24; 25, 26, 28, 30, 32; 31) har en omkrets, som är formad för att definiera anordningens optiska io öppning och känslighet.

' 17. Anordning enligt patentkravet 16, k ä n n e - t e c k n a d därav, att varje första spegel (15; 14, ' is; 22, 24; zs, 26, 28, so, 32; 31) nar an omkrets av trapetsform för att ge mindre öppning och känslighet 15 för föremål, som är belägna närmare spegelenheten i synfältet.

18. Anordning enligt patentkravet 1,. k ä_n n e - t e c k n a d av åtminstone en plan spegel (33; 33a, 33b), som är belägen intill den eller de första speglarna zo (31, sia) för att mottaga strålning från att område, som övervakas, och anordnad att samverka med fokuserings- spegeln (10) för att ge ett relativt långt, smalt syn- fält i det första och det andra planet.

19. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - ,2É t e c k n a d därav, att detektorn (12) har en dubbel- elementdetektor för respektive synfält.

20. Anordning enligt patentkravet 19, k ä n n e - t e c k n a d därav, att detektorn (12) innefattar en skärm (34), som är anordnad mellan dubbelelementde- 30 tektorns detektorelement (23) för att förhindra att strålning från ett motstående synfält träffar ett par av detektorelement.

21. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av ett flertal första speglar (25), som 35 är anordnade på omkretsvis kring fokuseringsspegelns (10) optiska axel för att ge ett omkretsmönster av syn- fält, vilka är smala i de första planen och stora i de andra planen,