WO1985004744A1 - Method and device for the security of closed rooms - Google Patents

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WO1985004744A1
WO1985004744A1 PCT/EP1985/000145 EP8500145W WO8504744A1 WO 1985004744 A1 WO1985004744 A1 WO 1985004744A1 EP 8500145 W EP8500145 W EP 8500145W WO 8504744 A1 WO8504744 A1 WO 8504744A1
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Gerhard Baumann
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Base Electronic Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/20—Actuation by change of fluid pressure
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
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    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/16—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid
    • G08B13/1654—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid using passive vibration detection systems
    • G08B13/1681—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid using passive vibration detection systems using infrasonic detecting means, e.g. a microphone operating below the audible frequency range

Definitions

  • the invention relates to a method for securing closed rooms against burglary, unauthorized entry and / or unwanted opening of windows and doors and a device for performing the method.
  • the object of the invention is to provide a method and a device of the type mentioned by which the opening of doors and windows is reported in a simple and effective manner.
  • the solution according to the invention consists in measuring the air pressure in the interior of the room, filtering out low-frequency changes from the frequency spectrum of changes in air pressure and generating a signal when such changes are detected.
  • the invention is based on the surprising finding that the opening of doors and windows is accompanied by changes in air pressure, that is to say pressure waves of very characteristic low frequencies. These frequencies in the air pressure change spectrum only occur when windows and doors are opened, but not when normal use is also made of occupied rooms.
  • infrasound events are measured and evaluated, in a particularly advantageous embodiment, infrasound events with a duration of 100 msec to 1 sec, preferably approximately 400 msec, are filtered out.
  • the alarm can be reported within and with the aid of a relatively small closed device. No complex installation lines are required.
  • the device could be operated with batteries, for example, so that it can easily be moved to another location in a house. If you want to park it in a room that you want to leave afterwards, known devices can be provided by which the device can be armed with a time delay so that the person switching on the device can still leave the room without that an alarm is reported. Corresponding time delays can be provided for triggering the alarm so that it is possible to switch off the device after entering the room and before triggering the alarm.
  • a frequency range at approximately 2.5 Hz has proven to be particularly suitable for the detection and simultaneous avoidance of false alarms.
  • a device for carrying out the method is distinguished by the fact that it has a sound pickup, which is provided with an airtight space sealed by a membrane, and an electronic evaluation circuit.
  • This sound absorber acts like a barometer, so it also absorbs extremely slow air pressure fluctuations, since when the air pressure increases, the membrane is pressed further towards the closed cavity and bends further away from the closed cavity when the external air pressure is lowered. The deflection of the membrane can then be detected, e.g. mechanically, and converted into an electrical measured variable, which is then subjected to frequency filtering.
  • the air pressure fluctuation can be measured more precisely and better if the device has devices for measuring changes in capacitance when the membrane moves.
  • the capacity changes e.g. from an electrode attached to the membrane to a fixed electrode, e.g. can be attached to the cavity.
  • the two electrodes can be the entire membrane, if it is made of metal, and the cavity wall, in which case only the membrane has to be insulated from the cavity wall and must be airtight.
  • the capacitance of the measuring device is namely the resonant circuit capacitance of a parallel resonant circuit
  • the oscillation frequency changes when it is determined by the corresponding resonant circuit.
  • These frequency changes can then be detected and further processed electronically.
  • impedance changes in the capacitance alone or in a parallel or series resonance circuit which occur because of the capacitance changes.
  • FIG. 1 is a block diagram of a device according to the invention.
  • Fig. 2 shows a section through a sound pickup, as it can be used in the invention.
  • the 1 shows a sound pickup 1, which is connected to an electronic evaluation circuit 2.
  • the evaluation circuit 2 is then connected to a switching unit 3, by means of which the characteristics of the alarm can be set and changed, such as, for example, the delay between detection of an alarm state and triggering the alarm or different duration of the alarm after an event has occurred.
  • a setting device 4 is also connected to the evaluation circuit 2, on which the sensitivity of the device can be adjusted.
  • the unit 3, in which the time delay, alarm duration and the like can be set, is then still connected to the alarm device 5, by means of which an alarm is given, for example a siren, a flashing light and the like.
  • the housing 6 has a housing 6, on the inner wall of which an electrode 7 is fastened. Opposite the electrode 7, the housing 6 has an opening which is closed with a membrane 8, so that a cavity 9 is enclosed between the electrode 7 and the membrane 8.
  • the electrode 7 is connected to an electrical line 10, the membrane 8 to an electrical line 11.
  • the air pressure changes, also the changes für ⁇ deflection of the diaphragm 8, thereby changing the capacitance of the Konden ⁇ crystallizer, v formed by electrode 7 and the diaphragm. 8

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung von geschlossenen Räumen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung von geschlossenen Räumen gegen Einbruch, unbefugtes Betreten und/oder unerwünschtes Öffnen von Fenstern und Türen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es wird immer wichtiger, geschlossene Räume gegen Einbruch, unbefugtes Betreten und dergleichen zu sichern, da gerade Einbruchdiebstähle eine stark steigende Tendenz haben, wie sich aus der Statistik solcher Delikte ergibt und was auch durch die stetig steigenden.Versicherungsprämien für Einbruchdiebstähle dokumentiert wird.
Zur Sicherung von Räumen sind verschiedene Systeme bekannt, die aber verschiedene Nachteile haben.
Man kann in den Räumen Bewegungsmelder anbringen, die aber verhältnismäßig teuer sind und nur dann zur Auslösung von Alarm genutzt werden können, wenn sich in den Räumen niemand aufhält. Befinden sich nämlich in den Räumen Personen, so können die Bewegungsmelder nicht zwischen unbefugter und befugter Benutzung dieser Räume unterscheiden.
Wenn die Räume auch dann geschützt werden sollen, wenn man sich selbst in den Räumen befindet, müssen alle Öffnungen wie Fenster und Türen, durch die ein Unbefugter eindringen könnte, durch Öffnungsmelder abgesichert werden. Dies er¬ fordert nun bei sehr vielen Fenstern und Türen eine große Anzahl solcher Öffnungsmelder sowie komplizierte Verdrah- __
tungen, die mit hohen Kosten für Material und Arbeitslohn verbunden sind. Außerdem wird bei nachträglicher Anbringung dieser Sicherungseinrichtungen das Gebäude durch die über¬ all angebrachten Kabel verunziert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die auf einfache und wirksame Weise das ffnen von Türen und Fenstern gemeldet wird.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß im Innern des Raumes der Luftdruck gemessen, aus dem festgestellten Frequenzspektrum von Luftdruckänderungen niedrigfrequente Änderungen ausgefiltert und bei Detektion solcher Änderun¬ gen ein Signal erzeugt wird.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß das ffnen, von Türen und Fenstern von Luftdruckänderungen, das heißt Druckwellen ganz charakteristischer niedriger Frequenzen begleitet wird. Diese Frequenzen im Luftdruck- änderungsspektrum treten nur beim Öffnen von Fenstern und Türen auf, nicht aber bei der normalen Benutzung auch bewohnter Räume.
Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung erstaunlicherweise möglich, durch eine solche Luftdruckmessung an einer Stelle auch eines bewohnten Raumes festzustellen, ob Fenster oder Türen geöffnet werden. Es hat sich gezeigt, daß ein entsprechendes Gerät sogar in einem Raum aufgestellt werden kann, in dem sich viele Menschen befinden, die sich laut unterhalten oder Musikdar¬ bietungen genießen. Das Gerät spricht in diesem Falle nicht an. Erst dann, wenn ein Fenster oder eine Tür geöffnet wird, meldet es diesdurch Lichtzeichen, akustische Zeichen, Mel¬ dungen an eine Alarmzentrale oder ähnliche Alarmmeldungen, wie sie von üblichen Alarmsystemen bekannt sind. Selbst wenn in einem ganz anderen Raum eines Hauses ein Fenster oder eine Tür geöffnet wird, meldet die erfindungsgemäße Vorrichtung dies. Bedingung ist lediglich, daß sich zwischen dem Gerät und dem Fenster oder der Tür, das bzw. die geöff¬ net wird, keine luftdicht verschlossene Tür befindet. Selbst wenn ein zu sicherndes Objekt durch geschlossene Türen in mehrere Teilräume aufgeteilt ist, kommt man immer noch mit einer verhältnismäßig kleinen zusätzlichen Anzahl erfin¬ dungsgemäßer Vorrichtungen zur Sicherung dieser Räume aus.
Wenn im Rahmen dieser Anmeldung von Luftdruckänderungen die Rede ist, so ist dabei keinesfalls nur an gewöhnliche Luftdruckänderungen gedacht, die man zum Beispiel mit einem Barometer mißt. Vielmehr ist auch an Luftdruck¬ änderungen oder -Schwankungen gedacht, die man normaler¬ weise als Schall bezeichnet. Schall mit sehr niedrigen Frequenzen wird allgemein als Infraschall bezeichnet. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß Infraschall¬ ereignisse gemessen und ausgewertet werden, wobei bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform Infra¬ schallereignisse mit einer Zeitdauer von 100 msec bis 1 sec, vorzugsweise ungefähr 400 msec, ausgefiltert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden Änderungen des Resonanzverhaltens des Raums detektiert. k
Die erwähnte Messung bzw. Detektion der charakteristischen Ereignisse unc3. das Melden des Alarms kann inner¬ halb und mit Hilfe eines verhältnismäßig kleinen geschlosse¬ nen Gerätes erfolgen. Es sind keine aufwendigen Installa¬ tionsleitungen erforderlich. Das Gerät könnte z.B. mit Batterien betrieben werden, so daß man es leicht auch an einen anderen Ort in einem Hause bringen kann. Wenn man es in einem Raum abstellen will, den man nachher verlassen will, so können an sich bekannte Einrichtungen vorgesehen werden, durch die das Gerät mit Zeitverzögerung scharf ge¬ schaltet werden kann, damit die das Gerät einschaltende Person den Raum noch verlassen kann, ohne daß ein Alarm gemeldet wird. Entsprechende Zeitverzögerungen können für die Alarmauslösung vorgesehen sein, damit man die Möglich¬ keit hat, nach Betreten des Raums und vor Auslösen des Alarms das Gerät abzuschalten.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, Er¬ eignisse mit Frequenzen von weniger als ca.5 jϊz auszufiltern. Als untere Grenze für die detektierten Luftdruckänderungs- frequenzen wird vorteilhafterweise eine Frequenz von ca. 0,5 Hz
vorgesehen. Als besonders geeignet für die Detektion und gleichzeitiges Vermeiden von Fehlalarmen hat sich ein Frequenzbereich bei ungefähr 2,5 Hz erwiesen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich da¬ durch aus, daß sie einen Schallaufnehmer, der mit einem luftdicht von einer Membran verschlossenen Hohlraum versehen ist, und eine elektronische Auswerteschaltung aufweist.
Dieser Schallauf ehmer wirkt in der Art eines Barometers, nimmt also auch extrem langsame Luftdruckschwankungen auf, da bei einer Erhöhung des Luftdrucks die Membran weiter in Richtung auf den verschlossenen Hohlraum gedrückt wird und sich bei einer Erniedrigung des äußeren Luftdrucks weiter von dem verschlossenen Hohlraum wegbiegt. Die Durchbiegung der Membran kann dann detektiert werden, z.B. mechanisch, und in eine elektrische Meßgröße umge¬ wandelt werden, die dann einer Frequenzfilterung ausge¬ setzt wird.
Genauer und besser kann die Luftdruckschwankung aber ge¬ messen werden, wenn die Vorrichtung Einrichtungen zur Mes¬ sung von Kapazitätsänderungen bei Bewegung der Membran aufweist. Bei Änderung der Durchbiegung der Membran ändert sich nämlich die Kapazität z.B. von einer auf der Membran angebrachten Elektrode zu einer feststehenden Elektrode, die z.B. am Hohlraum befestigt sein kann. Selbstverständ¬ lich können die beiden Elektroden die gesamte Membran, wenn diese aus Metall besteht, sowie die Hohlraumwandung sein, wobei dann lediglich die Membran gegen die Hohlraumwandung isoliert und luf dicht anliegen muß.
Als besonders geeignete, genaue, zuverlässige und kosten¬ günstige Meßeinrichtung für Kapazitätsänderungen hat sich eine Hochfrequenzmeßeinrichtung erwiesen. Ist die Kapazität der Meßeinrichtung nämlich die Schwingkreiskapazität eines Parallelresonanzkreises, so ändert sich die Schwingungs¬ frequenz, wenn diese durch den entsprechenden Schwingkreis festgelegt wird. Diese Frequenzänderungen können dann detek- tiert und elektronisch weiterverarbeitet werden. Man könnte aber auch Impedanzänderungen der Kapazität alleine oder eines Parallel- oder Reihenresonanzkreises messen, die wegen der Kapazitätsänderungen auftreten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigenr
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung, und
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Schallaufnehmer, wie er bei der Erfindung verwendet werden kann.
In Fig. 1 ist ein Schallaufnehmer 1 dargestellt, der mit einer elektronischen Auswerteschaltung 2 verbunden ist. Die AuswerteSchaltung 2 ist dann mit einer Schalteinheit 3 verbunden, durch die Charakteristiken des Alarms einge¬ stellt und geändert werden können, wie zum Beispiel die Verzögerung zwischen Detektion eines Alarmzustandes und Auslösung des Alarms oder unterschiedliche Dauer des Alarms nach Auftreten eines Ereignisses.
Mit der AuswerteSchaltung 2 ist auch noch eine Einsteil¬ einrichtung 4 verbunden, an der die Empfindlichkeit der Vorrichtung eingestellt werden kann. Die Einheit 3, in der Zeitverzögerung, Alarmdauer und dergleichen eingestellt werden können, ist dann noch mit der Alarmeinrichtung 5 verbunden, durch die Alarm gegeben wird, zum Beispiel eine Sirene, ein Blinklicht und der¬ gleichen.
Der Schallaufnehmer der Fig. 2 weist ein Gehäuse 6 auf, an dessen einer Innenwand eine Elektrode 7 befestigt ist. Gegenüber von der Elektrode 7 weist das Gehäuse 6 eine Öffnung auf, die mit einer Membran 8 verschlossen ist, so daß zwischen Elektrode 7 und Membran 8 ein Hohlraum 9 eingeschlossen ist. Die Elektrode 7 ist mit einer elek¬ trischen Leitung 10, die Membran 8 mit einer elektrischen Leitung 11 verbunden.
Ändert sich der Luftdruck, so ändert sich auch die Durch¬ biegung der Membran 8, wodurch die Kapazität des Konden¬ sators geändert wird,v der durch Elektrode 7 und Membran 8 gebildet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Sicherung von geschlossenen Räumen gegen Einbruch, unbefugtes Betreten und/oder unerwünschtes Öffnen von Fenster und Türen, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Raumes der Luftdruck gemessen, aus dem festgestellten Frequenzspektrum von Luftdruckände¬ rungen niedrigfrequente Änderungen ausgefiltert und bei Detektion solcher Änderungen ein Signal erzeugt wird,
2. Verfahren zur Sicherung von geschlossenen Räumen gegen Einbruch, unbefugtes Betreten und/oder unerwünschtes Öffnen von Fenster und Türen, dadurch gekennzeichnet, daß Infraschallereignisse mit einer Zeitdauer von
100 msec bis 1 sec, vorzugszweise ungefähr 400 msec, ausgefiltert werden.
3. Verfahren zur Sicherung von geschlossenen Räumen gegen Einbruch, unbefugtes Betreten und/oder unerwünschtes Öffnen von Fenster und Türen, dadurch gekennzeichnet. daß Änderungen des Resonanzverhaltens des Raumes detektiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet „ daß Ereignisse mit Frequenzen von weniger als 5 Hz ausgefiltert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ereignisse mit Frequenzen von im wesentlichen mehr als 0,5 Hz und weniger als 5 Hz ausgefiltert werden.
6. Verfahren nach Anspruch- 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ereignisse mit Frequenzen von ungefähr 2,5 Hz ausgefiltert werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schallaufnehmer (1), der mit einem luftdicht von einer Membran verschlossenen Hohlraum' (9) versehen ist, und eine elektronische Auswerteschaltung (2) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen (2) zur Messung von Kapazitätsände¬ rungen bei Bewegung der Membran (8) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (2) zur Messung der Kapazitätsänderungen eine Hochfrequenzmeßeinrichtung aufweisen.
PCT/EP1985/000145 1984-04-05 1985-04-02 Method and device for the security of closed rooms WO1985004744A1 (en)

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