WO2022053091A1 - Alarmglasanordnung - Google Patents

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WO2022053091A1
WO2022053091A1 PCT/DE2021/000150 DE2021000150W WO2022053091A1 WO 2022053091 A1 WO2022053091 A1 WO 2022053091A1 DE 2021000150 W DE2021000150 W DE 2021000150W WO 2022053091 A1 WO2022053091 A1 WO 2022053091A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass
sensor
glass pane
pane
alarm
Prior art date
Application number
PCT/DE2021/000150
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Witte
Rainer Adebahr
Thomas Schmidt
Original Assignee
FLACHGLAS Sülzfeld GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FLACHGLAS Sülzfeld GmbH filed Critical FLACHGLAS Sülzfeld GmbH
Priority to DE112021004763.9T priority Critical patent/DE112021004763A5/de
Publication of WO2022053091A1 publication Critical patent/WO2022053091A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/04—Mechanical actuation by breaking of glass
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation

Definitions

  • the invention relates to an alarm glass arrangement which is designed to detect damage or destruction of a glass pane, in particular to detect a break-in or attempted break-in.
  • a further possibility is the arrangement of a microphone in the immediate vicinity of the glass pane. If a reference noise of the shattering pane of glass is recorded, an evaluation unit triggers an alarm signal.
  • the disadvantage of this variant is the fault-prone sensor arrangement and evaluation of the reference noise as well as the low sabotage security.
  • a background noise can have a negative effect on the noise evaluation.
  • the alarm glass arrangement has a glass pane, a textile fabric sensor and an evaluation unit.
  • the glass pane of the alarm glass arrangement according to the invention can be used in particular as non-tempered glass, as tempered glass, here in particular as a Pane safety glass (ESG) or as partially toughened glass (TVG) and also as laminated safety glass (VSG).
  • ESG Pane safety glass
  • TVG partially toughened glass
  • VSG laminated safety glass
  • the textile fabric sensor has an electrically conductive structural section.
  • This is characterized by an electrically conductive fabric with a defined electrical resistance.
  • the electrically conductive structural section preferably has an electrically insulating flat carrier and a conductor strand which is arranged on the flat carrier.
  • the flat carrier can be designed as a fabric, such as a fleece, but also, for example, as a film.
  • the conductor strand is formed by a textile, electrically non-conductive base thread and an electrically conductive resistance wire. The base thread and/or the resistance wire can each also be present multiple times in a parallel arrangement.
  • the one-part or multi-part base thread and the one-part or multi-part resistance wire are connected to the conductor strand, for example by wrapping, twisting in the manner of a rope or by braiding.
  • the conductor strand is, for example, glued onto the flat carrier or sewn into it.
  • the strand of conductors can be arranged in a meandering manner, with the main longitudinal extent of the meandering arms being aligned in the dimension of the glass pane to be detected.
  • the meandering arms lying parallel increase the effective overall length and improve the measurement accuracy, so that the electrically conductive structural section can be designed to be compact and have small dimensions, as a particular advantage.
  • the textile fabric sensor is further designed to have a vibration-dependent sensor resistance change when the glass pane vibrates.
  • the textile fabric sensor is placed outside the neutral bending zone of the glass pane in order to detect a bending of the pane due to a change in geometry of the glass pane present as a change in length.
  • the fabric sensor is preferably laminated into the security film on the outside.
  • the textile fabric sensor can be arranged on an external surface of the glass pane. If there is laminated safety glass with different glass pane thicknesses, the textile fabric sensor can also be laminated into the safety film. In both variants, an arrangement outside the neutral bending zone of the glass pane is guaranteed.
  • the sensor resistance change preferably describes not only a linear resistance value, but a resistance field over two dimensions, the height and the width of the glass pane. This makes it possible to determine multi-dimensional modes of vibration of the glass pane, which can be used to detect the state of the glass pane and optionally also the structure in which the glass pane is installed.
  • the database that can be provided in this way goes far beyond a simple glass break detection.
  • the textile fabric sensor has a contact field. This serves to connect the textile fabric sensor to a sensor connection with which a connection to the evaluation unit is provided.
  • the contact field is preferably a soldered connection for reliable electrical contacting of the resistance wire, so that a sensor circuit is closed via it.
  • the alarm glass arrangement has the evaluation unit, which is electrically connected to the contact panel by means of a sensor connection.
  • the sensor connection is designed as a bus connection, for example, so that the electrical parameters can be transmitted to several individual threads of the textile fabric sensor or also from several textile fabric sensors and subsequently evaluated. This enables a particularly precise resolution of the vibration profile based on the vibration-related changes in the geometry of the glass pane.
  • the evaluation unit can in particular be an electronic circuit, a microcontroller or a computer.
  • the evaluation unit is designed to detect the sensor resistance change and thus to detect a vibration state of the glass pane by means of the sensor resistance change.
  • a reference value corridor for the sensor resistance change is stored in the evaluation unit.
  • the reference values can be simple electrical parameters such as maximum or minimum resistance, but they can also be complex values such as vibration patterns.
  • the reference value corridor can be stored by an electronic circuit, by a simple read-only memory or also by data sets in a data memory.
  • the evaluation unit is designed to output a signal if the sensor resistance change deviates from the stored reference value corridor.
  • the diagnostic and alarm logic is provided by the evaluation unit.
  • the signal can be output directly, for example as an optical or acoustic signal, so that an alarm tone is output if the glass pane breaks.
  • the signal is also possible for the signal to be output only as an electrical signal, with which further assemblies are controlled, so that information about a burglary occurs, for example, at a remote monitoring point.
  • the reference value corridor is the digital vibration model of the connected pane of glass as a reference.
  • the vibration model as a reference is stored as a parameterized model in the logic modules during production, but is specified in the installation state by a teach-in process.
  • a first advantage of the invention is that no means are required for active mechanical stimulation of the glass pane.
  • the vibrations of the glass pane can represent certain states of a building structure and operating states, since these influence the way in which the glass pane is excited to vibrate. For example, it is possible to see whether there are people walking or speaking in a building or whether electrical systems that cause vibrations, such as ventilation or the like, are active. Furthermore, static load conditions of a building structure can also be detected in this way in special cases.
  • a solution was thus advantageously found as to how a detection of different states, including the structural integrity of a glass pane, can be provided with only one means and at the same time a structurally simple and tamper-proof means.
  • the reference value corridor that can be stored has reference amplitude values of the change in vibration resistance.
  • calculated amplitude values can be stored in a simple manner, which then serve as a reference.
  • the reference value corridor to the pane of glass to be detected by teaching the evaluation unit.
  • the glass mechanically stimulated to vibrate under defined conditions.
  • the then measured amplitude values of the change in vibration resistance can then be stored, optionally modified by a correction factor.
  • the evaluation unit is designed to compare the amplitude values present on the contact field with the reference amplitude values and to output the signal if the deviation is greater. This is based on the fact that when a break-in is attempted, the glass pane breaks or is damaged in certain areas and that the measured amplitude values of the sensor resistance change either as a result of the mechanical vibration excitation as a result of the impact leading to the breakage or directly as a result of the energy dissipation of the breakage event or as a result of the changed structure of the glass pane, such as a crack.
  • the evaluation unit emits a signal to an alarm signal transmitter or a remote transmission unit. A signal is thus issued so that safety measures can be triggered.
  • the reference value corridor has at least one course of the change in reference value resistance, which is generated by a reference vibration pattern of the undamaged pane of glass.
  • the evaluation unit is designed to compare a sensor resistance change present at the contact pad with the at least one reference sensor resistance change profile of the reference value corridor and to output the signal if there is a deviation.
  • the possible characteristic vibration modes of the glass pane are determined by its geometry and material properties. shafts are determined and that the vibration modes can be expressed by the sensor resistance changes as a pattern of a resistance course. It is also based on the fact that a change in geometry, for example as a result of an area breaking out of the glass pane or a change in the material properties, for example as a result of a crack, causes a change in the possible characteristic vibration modes. The changed possible characteristic oscillation modes then lead to a likewise changed pattern of the sensor resistance changes.
  • the course of the reference sensor resistance change is particularly preferably stored by teaching, as described above.
  • the pattern of the possible characteristic vibration modes of the glass pane in an undamaged, normative initial state is stored as a reference, specifically as a reference sensor resistance change profile, and thus defines the reference value corridor, preferably in connection with tolerance ranges.
  • the evaluation unit uses the detected sensor resistance changes to determine an actual pattern and compares this with the pattern stored as the reference sensor resistance change profile. If there is a deviation, the signal is output, including a tolerance.
  • a particular advantage of this development lies in the high level of security against manipulation. Even if the textile fabric sensor is protected from a direct impact and also from a high vibration amplitude, an alarm cannot be prevented because the vibration modes and thus the pattern of the sensor resistance changes are nevertheless changed.
  • the glass pane is designed as non-tempered glass.
  • the glass pane is designed as laminated safety glass.
  • the alarm glass arrangement can also be used for areas with an increased security standard.
  • the textile fabric sensor can be arranged on the one hand, in particular on surface 1 - this is the outside surface of the outer glass pane - and on surface 4 - this is the inside surface of the inner glass pane - since this is where the highest expansions occur and compressions are present. Due to the possible small design, the textile fabric sensor can be arranged concealed under the window frame.
  • the textile fabric sensor is preferably laminated in together with the film in an asymmetric laminated safety glass. This ensures a firm connection with the glass.
  • asymmetrical laminated safety glass there are different glass pane thicknesses, so that the foil and the textile fabric sensor are not in a neutral zone.
  • the arrangement of the textile fabric sensor is therefore on surface 2--this is the inside surface of the outer single pane--or on surface 3--this is the surface of the inner single pane facing the outer single pane. The expansion and compression of the inside of the single pane are transmitted directly to the textile fabric sensor.
  • the textile fabric sensor can be arranged under glass in a particularly protected and access-safe manner.
  • the textile fabric sensor is arranged in an edge zone of the glass pane.
  • a concealed arrangement under the window frame can be implemented.
  • the multi-dimensional recording of the vibration pattern is nevertheless guaranteed by the flat application of the textile fabric sensor under the frame.
  • the alarm glass arrangement can also be used in visible areas with high optical requirements.
  • Fig. 1 schematic oblique representation of the alarm glass arrangement
  • Fig. 2 Diagram of vibration patterns (schematic)
  • Fig. 3 Diagrams of the vibration patterns explained in more detail in a comparison.
  • Figure 1 shows the alarm glass arrangement in a schematic oblique view with a glass pane 1 as laminated safety glass, consisting of two individual panes 1.1, 1.2.
  • a glass pane 1 as laminated safety glass, consisting of two individual panes 1.1, 1.2.
  • the textile fabric sensor 2 On at least one individual pane 1.1, 1.2 is the textile fabric sensor 2 with a carrier fiber mat on the first glass pane laminated or glued on.
  • the textile fabric sensor 2 is concealed in a corner of the glass pane 1 and attached under the frame.
  • the individual panes 1.1 and 1.2 have different thicknesses, so that the textile fabric sensor 2 is on the inside surface before the single pane 1.2 could be applied without being arranged in a bending-neutral zone.
  • the textile fabric sensor 2 is applied to the outside surface of one of the two individual letters 1.1, 1.2. It is directly accessible there, so that the sensor connection 5 can be connected to the contact field 3 without any problems; at the same time, however, it is optically concealed by the frame and at the same time protected from unauthorized access.
  • the textile fabric sensor 2 is also formed by four individual sensors in order to enable the most complex possible detection of vibrational states of the glass pane 1 .
  • the textile fabric sensor 2 is only formed by a single sensor.
  • the textile fabric sensor 2 has a conductor strand which is woven into the carrier fiber mat.
  • the conductor strand consists of a non-conductive base thread, which absorbs mechanical loads, and an electrically conductive resistance wire wound around the base thread, which changes its resistance as a result of the change in its geometry when the glass pane 1 is stretched in length as a result of bending.
  • the textile fabric sensor 2 is applied to one of the glass panes 1 in such a way that it lies outside the bending-neutral zone of the laminated safety glass 11 .
  • the resistance wire of the textile fabric sensor 2 is connected to the sensor connection 5 via the contact field 3 .
  • Figure 2 diagrammatically shows the vibration pattern as a scheme. The course over time is plotted on the abscissa axis and the ordinate axis the amplitudes of the vibration.
  • the reference value corridor 6 is located between the two dashed lines. This area marks the taught-in vibration of the respective alarm glass arrangement in the normal state.
  • the reference amplitude values 8 and a reference sensor resistance profile 9 are listed within this corridor.
  • This curve corresponds to the vibration model of the alarm glass arrangement stored in the evaluation unit and is precalculated or learned.
  • the second curve shows the amplitude values 7 that actually occur on the glass pane as a sensor resistance change profile 10. If these values exceed the reference value corridor 6, this indicates an attempted break-in.
  • the signal for an alarm is output by the evaluation unit 4 .
  • FIG. 3 shows comparatively real oscillation patterns in a diagram. Analogously to FIG. 2, the time is shown on the abscissa axis and the resistance is shown on the ordinate axis.
  • the graph shown on the left shows the vibration pattern of an undamaged pane of glass 1, which is stored as reference amplitude values 8 and reference sensor resistance profile 9 in the evaluation unit 4 by teaching.
  • the reference value corridor 6 is defined here by the area between the ordinate zero line and the dashed line.
  • the graph shown on the right shows the amplitude values 7 actually occurring on the glass pane as a sensor resistance change curve 10. If these values exceed the reference value corridor 6, this is recognized by the evaluation unit 4 and a signal is output. Reference signs used

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Alarmglasanordnung, aufweisend eine Glasscheibe (1), einen textilen Gewebesensor (2) und eine Auswertungseinheit (4), wobei der textiler Gewebesensor (2) einen elektrisch leitfähigen Strukturabschnitt und ein Kontaktfeld (3) aufweist und ausgebildet ist, bei einer Schwingung der Glasscheibe (1) einen schwingungsabhängigen Sensorwiderstand aufzuweisen, und wobei die Auswertungseinheit (4) mittels einer Sensorverbindung (5) mit dem Kontaktfeld (3) elektrisch verbunden und ausgebildet ist, eine Sensorwiderstandsänderung zu erfassen, mittels der Sensorwiderstandsänderung einen Schwingungszustand der Glasscheibe (1) zu erfassen und bei einer Abweichung der Sensorwiderstandsänderung von einem hinterlegbaren Referenzwertkorridor (6) ein Signal auszugeben.

Description

Alarmglasanordnung
Die Erfindung betrifft eine Alarmglasanordnung die ausgebildet ist zur Erkennung von Beschädigungen oder Zerstörungen einer Glasscheibe, insbesondere zur Erkennung eines Einbruchs oder Einbruchsversuchs.
Der Stand der Technik beschreibt verschiedene Möglichkeiten einer Alarmglasanordnung. Als eine Variante ist das Aufbringen eines einfachen elektrischen Leiters bekannt, der bei einem Bruch der Scheibe durchtrennt wird. Die elektrische Leitung wird durchbrochen und eine Schalt- oder Auswertungseinheit gibt ein Alarmsignal aus. Ein Nachteil dieser Variante ist, dass für eine sichere Brucherkennung Einscheibensicherheitsglas verwendet werden muss, das teuer und mit optischen Verzerrungen verbunden ist.
Eine weitere Möglichkeit bildet das Anordnen eines Mikrofones in der unmittelbaren Nähe der Glasscheibe. Wird ein Referenzgeräusch der splitternden Glasscheibe aufgenommen, löst eine Auswertungseinheit ein Alarmsignal aus. Der Nachteil dieser Variante ist die störanfällige Sensoranordnung und Auswertung des Referenzgeräusches sowie die geringe Sabotagesicherheit. So kann ein Störgeräusch die Geräuschauswertung negativ beeinflussen.
Eine weitere Lösung mit höherer Sabotagesicherheit ist die Anordnung eines Pie- zoelements auf der Glasscheibe. Hier sind verschiedene Varianten als Stand der Technik beschrieben.
DE 31 48 601 A1 beschreibt eine Lösung, bei der Einzelsensoren oder Mehrfachsensoren als passive Sensoren angebracht sind. Diese nehmen die Schwingungen der Glasscheibe auf. In Piezoelementen werden die Amplituden der Glasschwingung in Spannungswerte umgewandelt. Übersteigt der Spannungswert einen bestimmten Referenzwert, wird ein Alarmsignal ausgegeben.
Bestätigungskopiel DE 10 2006 043486 B4 beschreibt eine Weiterbildung mit einer Mehrfachsensoranordnung aus aktiven und passiven Sensoren. Hierbei sendet ein Piezoelement ein bestimmtes Schwingungsmuster aus und ein weiteres Piezoelement empfängt dieses. Werden die Schwingungen außerhalb eines Referenzmusters oder gar nicht empfangen, weist dies ebenso auf einen Glasbruch hin und ein Alarm wird ausgelöst.
Eine weitere im Stand der Technik durch DE 24 61 367 C3 bekannte Lösung ist das Aufbringen von Dehnmesstreifen auf einer Glasscheibe. Diese detektieren eine Biegung der Scheibe und daraus resultierend eine Schwingung. Der Nachteil der Lösung mit Piezoelement oder Dehnmessstreifen ist, dass die Sensoren undurchsichtig sind und so nicht im Sichtbereich einer Glasscheibe angebracht werden können. Die Montage im Randbereich beeinträchtigt allerdings die Detektion von Schwingungen, da in den fest eingespannten Randbereichen eine hohe Dämpfung vorherrscht. Dadurch besteht der weitere Nachteil, dass bei einem partiellem Glasbruch im Randbereich kein Bruch erkannt und kein Alarmsignal ausgegeben wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik eine Lösung für eine zuverlässige Erkennung eines Einbruchversuchs oder einer sonstigen Beschädigung einer Glasscheibe aufzuzeigen, die eine geringe Anfälligkeit für Fehlalarme aufweist, die manipulationssicher ist, die optischen Eigenschaften der Glasscheibe nicht beeinträchtigt und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Alarmglasanordnung weist eine Glasscheibe, einen textilen Gewebesensor und eine Auswertungseinheit auf.
Die Glasscheibe der erfindungsgemäßen Alarmglasanordnung kann insbesondere als nicht vorgespanntes Glas, als vorgespanntes Glas, hier insbesondere als Ein- Scheibensicherheitsglas (ESG) oder als teilvorgespanntes Glas (TVG) sowie ferner als Verbundsicherheitsglas (VSG) vorliegen.
Der textile Gewebesensor weist erfindungsgemäß einen elektrisch leitfähigen Strukturabschnitt auf. Dieser ist durch ein elektrisch leitfähiges Gewebe mit einem definierten elektrischen Widerstand gekennzeichnet. Der elektrisch leitfähige Strukturabschnitt weist vorzugsweise einen elektrisch isolierenden flächigen Träger sowie einen Leiterstrang auf, der an dem flächigen Träger angeordnet ist. Der flächige Träger kann als ein Gewebe, wie beispielsweise ein Vlies, aber beispielsweise auch als eine Folie ausgebildet sein. Der Leiterstrang wird durch einen textilen, elektrisch nicht leitenden Basisfaden sowie durch einen elektrisch leitenden Widerstandsdraht gebildet. Der Basisfaden und/oder der Widerstandsdraht können jeweils auch mehrfach in paralleler Anordnung vorliegen. Der ein- oder mehrteilige Basisfaden sowie der ein- oder mehrteilige Widerstandsdraht sind zu dem Leiterstrang beispielsweise durch Umwicklung, Verdrillung in der Art eines Seiles oder durch Verflechtung verbunden. Der Leiterstrang ist beispielsweise auf den flächigen Träger aufgeklebt oder in diesen vernäht. Insbesondere kann der Leiterstrang mäanderförmig angeordnet sein, wobei die Hauptlängserstreckung der Mäanderarme in der zu detektierende Dimension der Glasscheibe ausgerichtet sind. Durch die parallel liegenden Mäanderarme wird die wirksame Gesamtlänge erhöht und die Messgenauigkeit verbessert, so dass als besonderer Vorteil der elektrisch leitfähige Strukturabschnitt kompakt und mit kleinen Abmessungen ausgebildet werden kann.
Der textile Gewebesensor ist weiter ausgebildet, bei einer Schwingung der Glasscheibe eine schwingungsabhängige Sensorwiderstandsänderung aufzuweisen. Der textile Gewebesensor ist außerhalb der neutralen Biegezone der Glasscheibe platziert, um eine Biegung der Scheibe aufgrund einer als Längenveränderung vorliegenden Geometrieänderung der Glasscheibe zu erkennen.
Bei einem Einscheibensicherheitsglas ergibt sich die Positionierung außerhalb der neutralen Biegezone unmittelbar durch eine Anordnung an der Glasscheibenober- fläche auf einer der beiden Seiten. Hierzu ist der Gewebesensor vorzugsweise auf der Außenseite in die Sicherheitsfolie einlaminiert.
Bei Verbundsicherheitsglas mit einer Sicherheitsfolie kann der textile Gewebesensor auf einer außenliegenden Glasscheibenoberfläche angeordnet werden. Liegt ein Verbundsicherheitsglas mit unterschiedlichen Glasscheibendicken vor, kann der textile Gewebesensor auch in die Sicherheitsfolie einlaminiert werden. In beiden Varianten ist eine Anordnung außerhalb der neutralen Biegezone der Glasscheibe gewährleistet.
Die Sensorwiderstandsänderung beschreibt bevorzugt nicht nur einen linearen Widerstandswert, sondern ein Widerstandsfeld über zwei Dimensionen, die Höhe und die Breite der Glasscheibe. Dadurch lassen sich mehrdimensionale Schwingungsformen der Glasscheibe ermitteln, welche zur Detektion des Zustandes der Glasscheibe sowie optional auch der Struktur, in der die Glasscheibe eingebaut ist, verwertbar sind. Die so bereitstellbare Datenbasis geht weit über eine einfache Glasbruchfeststellung hinaus.
Weiterhin weist der textile Gewebesensor ein Kontaktfeld auf. Dieses dient zum Anschließen des textilen Gewebesensors an eine Sensorverbindung, mit der eine Verbindung zu der Auswertungseinheit bereitgestellt wird. Bei dem Kontaktfeld handelt es sich vorzugsweise um eine Lötverbindung zur sicheren elektrischen Kontaktierung des Widerstandsdrahts, so dass über diesen ein Sensorstromkreis geschlossen ist.
Ferner weist die Alarmglasanordnung die Auswertungseinheit auf, welche mittels einer Sensorverbindung mit dem Kontaktfeld elektrisch verbunden ist. Die Sensorverbindung ist beispielweise als Busverbindung ausgelegt, so dass die elektrischen Kenngrößen mehrere Einzelfäden des textilen Gewebesensors oder auch mehrere textile Gewebesensoren übertragen und nachfolgend ausgewertet werden können. Dies ermöglicht eine besonders genaue Auflösung des Schwingungsverlaufs anhand der schwingungsbedingten Veränderungen der Geometrie der Glasscheibe. Bei der Auswertungseinheit kann es sich insbesondere um eine elektronische Schaltung, einen Mikrocontroller oder einen Computer handeln.
Die Auswertungseinheit ist ausgebildet, die Sensorwiderstandsänderung zu erfassen, und somit mittels der Sensorwiderstandsänderung einen Schwingungszustand der Glasscheibe zu erkennen.
Ferner ist in der Auswertungseinheit ein Referenzwertkorridor für die Sensorwiderstandsänderung hinterlegt. Die Referenzwerte können als einfache elektrische Kenngrößen wie ein maximaler oder minimaler Widerstand, aber auch komplexe Werte wie Schwingungsmuster vorliegen. Das Hinterlegen des Referenzwertkorridors kann durch eine elektronische Schaltung, durch einfache Nur-Lese-Speicher oder auch durch Datensätze in einem Datenspeicher erfolgen.
Die Auswertungseinheit ist ausgebildet, bei einer Abweichung der Sensorwiderstandsänderung von dem hinterlegten Referenzwertkorridor ein Signal auszugeben. Durch die Auswertungseinheit wird hierbei die Diagnose- und Alarmlogik bereitgestellt.
Die Signalausgabe kann beispielsweise unmittelbar beispielsweise als optisches oder akustisches Signal erfolgen, so dass bei einem Bruch der Glasscheibe ein Alarmton ausgegeben wird.
Optional ist es auch möglich, dass die Signalausgabe lediglich als ein elektrisches Signal erfolgt, mit dem weitere Baugruppen gesteuert werden, so dass beispielsweise an einer räumlich entfernten Überwachungsstelle eine Information über einen Einbruch aufläuft.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Referenzwertkorridor um das digitale Schwingungsmodell der angeschlossenen Glasscheibe als Referenz. Das Schwingungsmodell als Referenz ist zum einen bei der Herstellung als parametrisiertes Modell in den Logikbausteinen hinterlegt, wird aber im Einbauzustand durch einen Einlernvorgang spezifiziert. Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es keiner Mittel für eine aktive mechanische Anregung der Glasscheibe bedarf.
Als weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich nicht nur ein Glasbruch detektieren, sondern es können mittels der Schwingung der Glasscheibe auch bereits im unbeschädigten Zustand zusätzliche Informationen erkannt werden. Diese können dann zur Beurteilung nicht nur des Glaszustands, sondern auch eines Zustand einer Baustruktur sowie von Betriebszuständen herangezogen werden. Da die Glasscheibe durch die Baustruktur und die dort vorliegenden Betriebszustände passiv angeregt und so in Schwingungen versetzt wird, können die Schwingungen der Glasscheibe bestimmte Zustände einer Baustruktur sowie Betriebszustände repräsentieren, da diese beeinflussen, in welcher Weise die Glasscheibe zu Schwingungen angeregt wird. So ist es beispielsweise möglich zu erkennen, ob sich in einem Gebäude laufende oder sprechende Personen befinden oder ob beispielsweise Vibrationen verursachende elektrische Anlagen wie Lüftungen oder Ähnliches aktiv sind. Ferner können so in Sonderfällen auch statische Belastungszustände einer Baustruktur detektiert werden.
Somit wurde vorteilhaft eine Lösung gefunden, wie mit nur einem Mittel und zugleich einem konstruktiv einfachen und manipulationssicheren Mittel eine Detektion unterschiedlicher Zustände einschließlich der strukturellen Integrität einer Glasscheibe bereitgestellt werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der hinterlegbare Referenzwertkorridor Referenzamplitudenwerte der Schwingungswiderstandsänderung auf.
Beispielsweise können in einfacher Weise errechnete Amplitudenwerte eingespeichert werden, die dann als Referenz dienen.
Ferner ist es möglich, durch ein Einlernen der Auswertungseinheit an die zu detek- tierende Glasscheibe den Referenzwertkorridor anzupassen. Hierfür kann die Glas- scheibe unter definierten Bedingungen mechanisch zum Schwingen angeregt werden. Die dann gemessenen Amplitudenwerte der Schwingungswiderstandsänderung können dann, gegebenenfalls modifiziert durch einen Korrekturfaktor, eingespeichert werden.
Zudem ist die Auswertungseinheit ausgebildet, an dem Kontaktfeld anliegende Amplitudenwerte mit den Referenzamplitudenwerten zu vergleichen und bei einer übersteigenden Abweichung das Signal auszugeben. Dem liegt zu Grunde, dass bei einem Einbruchsversuch die Glasscheibe zu Bruch geht oder bereichsweise beschädigt wird und dass sich dadurch die gemessenen Amplitudenwerte des Sensorwiderstands entweder durch die mechanische Schwingungsanregung infolge der zum Bruch führenden Einwirkung oder unmittelbar durch die Energiedissipation des Bruchereignisses oder infolge der veränderten Struktur der Glasscheibe, wie beispielsweise durch einen Riss, ändern.
Sobald, insbesondere bei einem Bruch, die gemessenen Amplitudenwerte die Referenzamplitudenwerte übersteigen, gibt die Auswertungseinheit ein Signal an einen Alarmsignalgeber oder eine Fernübertragungseinheit aus. So wird ein Signal ausgegeben, so dass Sicherheitsmaßnahmen ausgelöst werden können.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Alarmglasanordnung weist der Referenzwertkorridor mindestens einen Referenzwertwiderstandsänderungs- verlauf auf, der durch ein Referenzschwingungsmuster der unbeschädigten Glasscheibe erzeugt wird.
Weiterhin ist die Auswertungseinheit ausgebildet, eine an dem Kontaktfeld anliegende Sensorwiderstandsänderung mit dem mindestens einen Referenzsensorwi- derstandsänderungsverlauf des Referenzwertekorridors zu vergleichen und bei einer Abweichung das Signal auszugeben.
Dieser Weiterbildung liegt zu Grunde, dass die möglichen charakteristischen Schwingungsmodi der Glasscheibe durch deren Geometrie und Materialeigen- schäften bestimmt sind und dass sich die Schwingungsmodi durch die Sensorwiderstandänderungen als ein Muster eines Widerstandverlaufs ausdrücken lassen. Weiter liegt zu Grunde, dass eine Änderung der Geometrie, beispielsweise durch einen Ausbruch eines Bereichs aus der Glasscheibe oder eine Änderung der Materialeigenschaften, beispielsweise durch einen Riss, eine Veränderung der möglichen charakteristischen Schwingungsmodi bewirkt. Die veränderten möglichen charakteristischen Schwingungsmodi führen dann zu einem ebenfalls veränderten Muster der Sensorwiderstandveränderungen.
In dieser vorteilhaften Weiterbildung wird besonders bevorzugt der Referenzsen- sorwiderstandsänderungsverlauf durch ein Einlernen, wie oben beschrieben, hinterlegt.
Das Muster der möglichen charakteristischen Schwingungsmodi der Glasscheibe in einem unbeschädigten normativen Ausgangszustand wird als Referenz, konkret als Referenzsensorwiderstandsänderungsverlauf abgelegt und definiert so, vorzugsweise in Verbindung mit Toleranzbereichen, den Referenzwertekorridor.
Gemäß dieser Weiterbildung ermittelt die Auswertungseinheit anhand der erfassten Sensorwiderstandsänderungen ein tatsächliches Muster und vergleicht dieses mit dem als Referenzsensorwiderstandsänderungsverlauf abgelegten Muster. Bei einer Abweichung wird unter Einbeziehung einer Toleranz das Signal ausgegeben.
Ein besonderer Vorteil dieser Weiterbildung liegt in der hohen Manipulationssicherheit. Selbst wenn der textile Gewebesensor vor einer direkten Einwirkung und auch vor einer hohen Schwingungsamplitude geschützt wird, kann eine Alarmausgabe nicht verhindert werden, weil trotzdem die Schwingungsmodi und somit das Muster der Sensorwiderstandsänderungen verändert wird.
Zudem können bereits Vorbereitungshandlungen für einen Einbruchsversuch de- tektiert werden. Wenn beispielsweise ein Glasheber angesetzt wird, wirkt dieser als Massekörper und verändert so die Schwingungsmodi. In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Glasscheibe als nicht vorgespanntes Glas ausgebildet.
Gemäß dieser Weiterbildung ist vorteilhaft auch ein kostengünstigeres einfaches Glas mit vorteilhaften optischen Eigenschaften verwendbar, da es nicht auf die hohe Energiedissipation bei einem Bruch ankommt. Vielmehr kann bereits die Erkennung von Schwingungsmustern die Ausgabe eines Alarms ermöglichen.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Glasscheibe als Verbundsicherheitsglas ausgebildet. So kann die Alarmglasanordnung auch für Bereiche mit erhöhtem Sicherheitsstandard angewendet werden.
Die Anordnung des textilen Gewebesensors kann einerseits insbesondere an der Oberfläche 1 - hierbei handelt es sich um die außenseitige Oberfläche der äußere Glasscheibe - und an der Oberfläche 4 - hierbei handelt es sich um die innenseitige Oberfläche der inneren Glasscheibe - erfolgen, da hier die höchsten Dehnungen und Stauchungen vorliegen. Durch die mögliche kleine Bauweise kann der textile Gewebesensor verdeckt unter dem Fensterrahmen angeordnet werden.
Der textile Gewebesensor ist andererseits bei einem asymmetrischen Verbundsicherheitsglas bevorzugt zusammen mit der Folie einlaminiert. So wird eine feste Verbindung mit dem Glas sichergestellt. Bei einem asymmetrischen Verbundsicherheitsglas liegen unterschiedliche Glasscheibendicken vor, so dass sich die Folie und der textile Gewebesensor nicht in einer neutralen Zone befinden. Die Anordnung des textilen Gewebesensors liegt somit an der Oberfläche 2 - hierbei handelt es sich um die innenseitige Oberfläche der äußere Einzelscheibe - oder an der Oberfläche 3 - hierbei handelt es sich um die der äußeren Einzelscheibe zugewandte Oberfläche der inneren Einzelscheibe - vor. Die Dehnungen und Stauchungen der Innenseite der Einzelscheibe werden direkt an den textilen Gewebesensor übertragen. Die Amplituden der Widerstandänderungen sind bei einer Anordnung an den Oberflächen 2 oder 3 zwar geringerer als bei einer Anordnung an den Oberflächen 1 oder 4, was jedoch insbesondere bei einem Vergleich mit einem Referenzschwingungsmuster weniger relevant ist. Somit kann insbesondere bei einem asymmetrischen Verbundsicherheitsglas der textile Gewebesensor besonders geschützt und zugriffssicher unter Glas angeordnet werden.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der textile Gewebesensor in einer Randzone der Glasscheibe angeordnet. So lässt sich eine verdeckte Anordnung unter dem Fensterrahmen realisieren. Die mehrdimensionale Aufnahme der Schwingungsmuster ist durch die flächige Aufbringung des textilen Gewebesensors unter dem Rahmen dennoch gewährleistet. Die Alarmglasanordnung ist so auch in Sichtbereichen mit hohen optischen Anforderungen anwendbar.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
Fig. 1 schematische Schrägbilddarstellung der Alarmglasanordnung
Fig. 2 Diagramm der Schwingungsmuster (schematisch)
Fig. 3 Diagramme der Schwingungsmuster in einem Vergleich näher erläutert.
Die Figur 1 stellt die Alarmglasanordnung in einer schematischen Schrägansicht mit einer Glasscheibe 1 als Verbund-Sicherheitsglas, bestehend aus zwei Einzelscheiben 1.1 , 1.2, dar. Auf mindestens einer Einzelscheibe 1.1 , 1.2 ist der textile Gewebesensor 2 mit einer Träger-Fasermatte auf der ersten Glasscheibe auflaminiert oder aufgeklebt. Der textile Gewebesensor 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einer Ecke der Glasscheibe 1 verdeckt unter dem Rahmen aufgebracht.
In dem Ausführungsbeispiel weisen die Einzelscheiben 1.1 und 1.2 unterschiedliche Dicken auf, so dass der textile Gewebesensor 2 auf der innenseitigen Oberflä- ehe der Einzelscheibe 1.2 aufgebracht werden konnte, ohne in einer biegeneutralen Zone angeordnet zu sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel - hier nicht dargestellt - ist der textile Gewebesensor 2 auf der außenseitigen Oberfläche einer der beiden Einzelschreiben 1.1 , 1.2 aufgebracht. Er ist dort unmittelbar zugänglich, so dass an das Kontaktfeld 3 ohne Probleme die Sensorverbindung 5 angeschlossen werden kann; zugleich ist er aber durch den Rahmen optisch verdeckt und zugleich vor fremden Zugriff geschützt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der textile Gewebesensor 2 zudem durch vier Einzelsensoren ausgebildet, um eine möglichst komplexe Erfassung von Schwingungszuständen der Glasscheibe 1 zu ermöglichen. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der textile Gewebesensor 2 lediglich durch einen Einzelsensor ausgebildet.
Der textile Gewebesensor 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Leiterstrang auf, der in der Träger-Fasermatte eingewebt ist.
Der Leiterstrang besteht aus einem nicht leitenden Basisfaden, der mechanische Belastungen aufnimmt, und einem um den Basisfaden gewickelten elektrisch leitenden Widerstandsdraht, der durch die Veränderung seiner Geometrie bei einer Längendehnung infolge einer Biegung der Glasscheibe 1 seinen Widerstand verändert. Der textile Gewebesensor 2 ist in jedem Fall so auf einer der Glasscheiben 1 aufgebracht, dass er außerhalb der biegeneutralen Zone des Verbund-Sicherheitsglases 11 liegt. Der Widerstandsdraht des textilen Gewebesensors 2 ist über das Kontaktfeld 3 an die Sensorverbindung 5 angeschlossen. Diese führt zur Auswertungseinheit 4, in der die Signale aufgenommen, verarbeitet und ausgewertet werden. Im Interesse der Übersichtlichkeit ist die Sensorverbindung zu den weiteren Einzelsensoren nicht eingezeichnet und die Auswertungseinheit 4 lediglich schematisch dargestellt.
Die Figur 2 zeigt als Diagramm die Schwingungsmuster als ein Schema. Aufgetragen sind auf der Abszissenachse der zeitliche Verlauf und auf der Ordinatenachse die Amplituden der Schwingung. Zwischen den beiden gestrichelten Linien befindet sich der Referenzwertkorridor 6. Dieser Bereich markiert die eingelernte Schwingung der jeweiligen Alarmglasanordnung im normalen Zustand. Innerhalb dieses Korridors sind die Referenzamplitudenwerte 8 und ein Referenzsensorwiderstandsverlauf 9 aufgeführt. Diese Kurve entspricht dem in der Auswertungseinheit hinterlegten Schwingungsmodell der Alarmglasanordnung und wird vorausberechnet oder eingelernt. Die zweite Kurve zeigt die tatsächlich an der Glasscheibe auftretenden Amplitudenwerte 7 als Sensorwiderstandsänderungsverlauf 10. Übersteigen diese Werte den Referenzwertkorridor 6 deutet dies auf einen Einbruchsversuch hin. Es wird durch die Auswertungseinheit 4 das Signal für einen Alarm ausgegeben.
Figur 3 zeigt in einem Diagramm vergleichend reale Schwingungsmuster. Analog zu Fig. 2 ist auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse der Widerstand dargestellt.
Der links dargestellte Graph zeigt das Schwingungsmuster einer unbeschädigten Glasscheibe 1 , welches als Referenzamplitudenwerte 8 und Referenzsensorwiderstandverlauf 9 in der Auswertungseinheit 4 durch ein Einlernen hinterlegt wird. Der Referenzwertkorridor 6 wird hier durch den Bereich zwischen der Ordinaten- Nulllinie und der gestichelten Linie definiert.
Der rechts dargestellte Graph zeigt die tatsächlich an der Glasscheibe auftretenden Amplitudenwerte 7 als Sensorwiderstandsänderungsverlauf 10. Übersteigen diese Werte den Referenzwertkorridor 6, wird dies von der Auswertungseinheit 4 erkannt und ein Signal ausgegeben. Verwendete Bezugszeichen
1 Glasscheibe
1.1 erste Einzelscheibe
1.2 zweite Einzelscheibe
2 textiler Gewebesensor
3 Kontaktfeld
4 Auswertungseinheit
5 Sensorverbindung
6 Referenzwertkorridor
7 Amplitudenwerte
8 Referenzamplitudenwerte
9 Referenzsensorwiderstandsänderungsverlauf
10 Sensorwiderstandsänderungsverlauf

Claims

Patentansprüche
1. Alarmglasanordnung, aufweisend eine Glasscheibe (1), einen textilen Gewebesensor (2) und eine Auswertungseinheit (4), wobei der textiler Gewebesensor (2) einen elektrisch leitfähigen Strukturabschnitt und ein Kontaktfeld (3) aufweist und ausgebildet ist, bei einer Schwingung der Glasscheibe (1) einen schwingungsabhängigen Sensorwiderstand aufzuweisen, und wobei die Auswertungseinheit (4) mittels einer Sensorverbindung (5) mit dem Kontaktfeld (3) elektrisch verbunden und ausgebildet ist, eine Sensorwiderstandsänderung zu erfassen, mittels der Sensorwiderstandsänderung einen Schwingungszustand der Glasscheibe (1) zu erfassen und bei einer Abweichung der Sensorwiderstandsänderung von einem hinterlegbaren Referenzwertkorridor (6) ein Signal auszugeben.
2. Alarmglasanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der hinterlegbare Referenzwertkorridor (6) Referenzamplitudenwerte
(8) der Sensorwiderstandsänderung aufweist und die Auswertungseinheit ausgebildet ist, an dem Kontaktfeld (3) anliegenden Amplitudenwerte (7) mit den Referenzamplitudenwerten (8) zu vergleichen und bei einer übersteigenden Abweichung das Signal auszugeben.
3. Alarmglasanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwertkorridor (6) mindestens einen Referenzsensorwider- standsänderungsverlauf (9) aufweist, der durch ein Referenzschwingungsmuster der unbeschädigten Glasscheibe (1) festgelegt ist, wobei die Auswertungseinheit (4) ausgebildet ist, einen an dem Kontaktfeld (3) anliegenden Sensorwiderstandsänderungsverlauf mit dem mindestens einen Referenzsensorwiderstandsänderungsverlauf (10) des Referenzwertekorridors zu vergleichen und bei einer Abweichung das Signal auszugeben. . Alarmglasanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (1) als nicht vorgespanntes Glas ausgebildet ist.
5. Alarmglasanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (1) als Verbundsicherheitsglas (11) ausgebildet und der textile Gewebesensor (2) in eine Folienebene des Verbundsicherheitsglases (11) einlaminiert ist.
6. Alarmglasanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der textile Gewebesensor (2) in einer Randzone der Glasscheibe (1) angeordnet ist.
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