DE19848272A1 - Passiver Infrarot-Detektor - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen passiven Infrarot (IR)-
Detektor, der in einer Alarmanlage zur Einbruchserfassung zum
Einsatz kommt.
Ein passiver IR-Detektor erfaßt ein bewegliches Objekt,
das Infrarot-Strahlen abstrahlt. Der passive IR-Detektor hat
ein optisches System, z. B. einen Reflexspiegel oder eine
Linse, zum Bestimmen eines Bereichs zur Erfassung eines be
weglichen Objekts. Außerdem hat der passive IR-Detektor ein
pyroelektrisches Element, das an der Fokusposition des opti
schen Systems angeordnet ist, sowie eine Signalverarbeitungs
schaltung. Übersteigt der Ausgangspegel des pyroelektrischen
Elements einen Schwellwert, gibt die Signalverarbeitungs
schaltung ein Alarmsignal als Anzeige für die Erfassung eines
beweglichen Objekts aus.
Die JP-U-1-46890 offenbart z. B. ein optisches System
eines passiven IR-Detektors, mit dem das Feld eine Umfangs
ausdehnung von 360 Grad haben kann. Jedoch hat das herkömmli
che System einen sehr komplizierten Aufbau und benötigt zudem
einen schwer zu gestaltenden Reflexspiegel. Soll die Überwa
chungszone aufgrund des Einbauorts außerdem in bestimmter
Richtung verengt werden, muß das herkömmliche System eine als
Spiegelabdeckung bekannte Technik verwenden, bei der ein der
bestimmten Richtung entsprechender Abschnitt des Reflexspie
gels abgedeckt wird. Dadurch erfordert das herkömmliche Sy
stem einen mühsamen Betrieb und ist aus Sicht einer effekti
ven Nutzung des Reflexspiegels ungünstig.
Zur Lösung dieser Probleme schlug der Anmelder in der
JP-A-9-54401 einen passiven IR-Detektor mit Sensoreinheiten
vor, die mehrere, Überwachungszonen bildende Reflexspiegel
sowie Fühlerelemente aufweisen, die an den jeweiligen Fokus
positionen der Reflexspiegel angeordnet sind. Durch den pas
siven IR-Detektor kann die Umfangsausdehnung des Felds etwa
360 Grad mit einer einfachen Anordnung betragen, und ferner
läßt sich der Feldbereich in vertikaler Richtung teilweise
einstellen.
Allerdings ist dieser passive IR-Detektor mit einigen zu
lösenden Problemen im Hinblick auf spezifische Aufbauten zur
Einstellung des Feldbereichs in vertikaler Richtung und zur
teilweisen Einstellung des Feldbereichs in vertikaler Rich
tung behaftet.
Die Erfindung kam angesichts der dargestellten Probleme
zustande, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen
passiven IR-Detektor bereitzustellen, durch den das Feld eine
Umfangsausdehnung von etwa 360 Grad mit einer einfachen An
ordnung haben kann und zudem der Feldbereich in vertikaler
Richtung ganz oder teilweise eingestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung einen
passiven IR-Detektor bereit, der mehrere Sensoreinheiten mit
Reflexspiegeln und an den jeweiligen Fokuspositionen der Re
flexspiegel angeordneten Fühlerelementen aufweist. An einer
Sensoranordnungsplatte sind die Sensoreinheiten in Umfangs
richtung angeordnet. Jede Sensoreinheit ist in vertikaler
Richtung drehbar. In der Sensoranordnungsplatte ist ein
Schlitz gegenüber jeder der Sensoreinheiten radial ausgebil
det. Eine Drehplatte ist drehbar an der Sensoranordnungsplat
te angeordnet. Ein Umfangsspalt ist in der Drehplatte über
den Umfang so ausgebildet, daß der Abstand von der Mitte der
Drehplatte zum Umfangsspalt allmählich abnimmt. Eine Ein
stellstange ist an einem Ende mit jeder Sensoreinheit verbun
den. Das andere Ende der Einstellstange erstreckt sich durch
den Schlitz und den Umfangsspalt. Eine durch Drehung der
Drehplatte bewirkte Bewegung des Umfangsspalts wird auf die
Einstellstange übertragen, was die Einstellstange veranlaßt,
sich im Spalt zu bewegen, wodurch der vertikale Winkel jeder
Sensoreinheit eingestellt werden kann.
Vorzugsweise ist ein Anzeigevorsprung am Außenumfang der
Drehplatte vorgesehen, und eine Deckenhöhe ist auf der Sen
soranordnungsplatte gegenüber dem Anzeigevorsprung angegeben.
Vorzugsweise weist der passive IR-Detektor ferner einen
Radialspalt auf, der mit dem Umfangsspalt in Verbindung steht
und sich gerade in Radialrichtung der Drehplatte erstreckt,
damit der vertikale Winkel jeder Sensoreinheit individuell
eingestellt werden kann.
Im vorstehend beschriebenen passiven IR-Detektor ist ein
Zeichen bzw. Buchstabe zur Einstellung des Überwachungsab
stands vorzugsweise auf einer Seite des Radialspalts angege
ben.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich
für den Fachmann aus der Beschreibung.
Somit weist die Erfindung die Merkmale des Aufbaus, der
Kombinationen von Elementen und der Anordnung von Teilen auf,
die als Beispiel im nachfolgenden Aufbau dargestellt sind.
Fig. 1 ist eine Darstellung einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen passiven IR-Detektors, wobei Teil (A) eine
Schnittansicht und Teil (B) eine Draufsicht auf die Ausfüh
rungsform von Teil (A) mit einem davon abgenommenen Basisteil
ist.
Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer
Drehplatte und einer sensoranordnungsplatte, die in Fig. 1
gezeigt sind.
Fig. 3 ist eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung, die den Zu
stand der Sensoreinheit bei Drehung der Drehplatte zeigt.
Fig. 4 ist eine Darstellung zur Beschreibung der Decken
höhe und der Winkeleinstellung der Sensoreinheit.
Fig. 5 zeigt eine Tabelle zur Einstellung des längsten
Überwachungsabstands.
Fig. 6 ist eine Draufsicht zur Skizzierung eines erfin
dungsgemäßen passiven IR-Detektors.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht zur Beschreibung der Win
keleinstellung in vertikaler Richtung für jede Sensoreinheit
des passiven IR-Detektors von Fig. 6.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung an
hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 6 und 7
sind Darstellungen zur Skizzierung eines erfindungsgemäßen
passiven IR-Detektors. In den Darstellungen bezeichnen M1, M2
und M3 Reflexspiegel, und P1, P2 und P3 bezeichnen pyroelek
trische Elemente, die Fühlerelemente sind.
Der Reflexspiegel M1 hat mehrere Teilspiegel. Jeder
Teilspiegel bildet eine Überwachungszone. Die Brennpunkte der
Teilspiegel liegen an der gleichen Position, und das pyro
elektrische Element P1 ist an der Fokusposition angeordnet.
Anders gesagt bilden der Reflexspiegel M1 und das pyro
elektrische Element P1 eine Sensoreinheit S1. Die Ausdehnung
des Felds der Überwachungszonen, die durch die Spiegelab
schnitte an beiden Enden des Reflexspiegels M1 gebildet sind,
d. h. die Ausdehnung eines Bereichs zwischen der Überwa
chungszone Z1 und der Überwachungszone Z1' in Fig. 6, ist auf
etwa 120 Grad eingestellt.
Außerdem kann die Sensoreinheit S1, die den Reflexspie
gel M1 und das pyroelektrische Element P1 aufweist, den Win
kel in vertikaler Richtung (nach oben und unten) gemäß Fig. 7
einstellen. In Fig. 7 kann der Winkel in vertikaler Richtung
um die Drehmitte O in dem durch die Voll- und Strichlinien
gezeigten Bereich eingestellt werden. Zu beachten ist, daß
ein solcher Einstellmechanismus für den vertikalen Winkel
breiten Einsatz in herkömmlichen passiven IR-Detektoren fin
det; auf seine nähere Beschreibung wird daher verzichtet.
Angesichts der vorstehenden Beschreibung kann die Sen
soreinheit S1, die den Reflexspiegel M1 und das pyroelektri
sche Element P1 aufweist, als normaler passiver IR-Detektor
bezeichnet werden, bei dem die Umfangsausdehnung des Felds
etwa 120 Grad beträgt und der einen Einstellmechanismus für
den vertikalen Winkel hat.
Gleiches gilt für eine Sensoreinheit S2, die den Reflex
spiegel M2 und das pyroelektrische Element P2 aufweist, sowie
eine Sensoreinheit S3 mit dem Reflexspiegel M3 und dem pyro
elektrischen Element P3. Die Ausdehnung des Bereichs zwischen
der Überwachungszone Z2 und Überwachungszone Z2' ist auf etwa
120 Grad eingestellt, und die Ausdehnung des Bereichs zwi
schen der Überwachungszone Z3 und Überwachungszone Z3' ist
auf etwa 120 Grad eingestellt. Die Sensoreinheiten S2 und S3,
die die Reflexspiegel M2 und M3 sowie die pyroelektrischen
Elemente P2 und P3 aufweisen, können ebenfalls den Winkel in
vertikaler Richtung gemäß Fig. 7 einstellen.
Die beschriebenen drei Sensoreinheiten S1 bis S3 sind so
angeordnet, daß die Reflexspiegel M1 bis M3 Rücken an Rücken
plaziert sind. Deutlich ist, daß durch die beschriebene An
ordnung die Umfangsausdehnung des Felds 360 Grad betragen
kann. Da zudem jede Sensoreinheit den Winkel in vertikaler
Richtung einstellen kann, kann bei erwünschter Verengung der
Überwachungszone in einer bestimmten Richtung aufgrund der
Bedingungen am Einbauort die Forderung erfüllt werden, indem
eine Einstellung so vorgenommen wird, daß man den vertikalen
Winkel einer Sensoreinheit mit einer Überwachungszone in die
ser Richtung erhöht.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des erfindungs
gemäßen passiven IR-Detektors. Teil (A) von Fig. 1 ist eine
Schnittansicht, und Teil (B) von Fig. 1 ist eine Draufsicht
auf die Ausführungsform von Teil (A) in Fig. 1 mit einem da
von abgenommenen Basisteil. Fig. 2 ist eine explodierte Per
spektivansicht einer Drehplatte und einer Sensoranordnungs
platte, die in Fig. 1 gezeigt sind.
Ein passiver IR-Detektor 1 hat ein Basisteil 2 in Form
eines Zylinders, bei dem ein Ende geschlossen ist. Das Basi
steil 2 ist an einer Deckenoberfläche befestigt. Ein zylin
drisches Gehäuseteil 3 ist in das Basisteil 2 eingeschraubt.
Eine Sensoranordnungsplatte 5 ist so befestigt, daß sie die
Oberseite des Gehäuseteils 3 abdeckt. Ein Abdeckteil 6 ist
abnehmbar so angeordnet, daß es die Unterseite des Gehäuse
teils 3 abdeckt.
Gemäß Fig. 2 ist die sensoranordnungsplatte 5 mit drei
Sätzen von Tragstützen 7 zum Anordnen der beschriebenen drei
Sensoreinheiten S1 bis S3 in Umfangsrichtung versehen. In
Teil (A) von Fig. 1 ist nur die Sensoreinheit S1 gezeigt, die
den Reflexspiegel M1 und das pyroelektrische Element P1 auf
weist. Die Sensoreinheit S1 wird drehbar durch eine Welle 7a
getragen, die an der zugehörigen Tragstütze 7 vorgesehen ist,
wodurch der Winkel in vertikaler Richtung eingestellt werden
kann. Die Sensoranordnungsplatte 5 ist mit drei Schlitzen 8
ausgebildet, die jeweils gegenüber den drei Sensoreinheiten
S1 bis S3 liegen. Zu beachten ist, daß die Bezugszahl 4 eine
Leiterplatte zum Anordnen des pyroelektrischen Elements P1
bezeichnet.
Eine Festwelle 9 ist in der Mitte der Sensoranordnungs
platte 5 mit einem Befestigungsteil 9a befestigt. Auf die
Festwelle 9 ist eine Drehplatte 10 drehbar aufgepaßt. Die
Drehplatte 10 ist mit drei Einstellschlitzen 11 zum Einstel
len der Winkel der drei Sensoreinheiten S1 bis S3 ausgebil
det. Jeder Schlitz 11 hat einen Umfangsspalt 11a, der in Um
fangsrichtung der Drehplatte 10 so ausgebildet ist, daß der
Abstand von der Mitte der Drehplatte 10 zum Umfangsspalt 11a
allmählich abnimmt. Ferner hat jeder Schlitz 11 einen Radial
spalt 11b, der mit einem Ende des Umfangsspalts 11a in Ver
bindung steht und sich in geradliniger Form zur Radialaußen
seite der Drehplatte 10 erstreckt. Zu beachten ist, daß sich
die Stelle des Radialspalts 11b an jeder gewünschten Position
am Umfangsspalt 11a befinden kann. Kurz gesagt ist es nur er
forderlich, daß jeder Radialspalt 11b an einer bestimmten Po
sition (Position "Frei") zum zugehörigen Schlitz 8 ausgerich
tet ist, wenn die Drehplatte 10 gedreht wird. Somit ist der
Radialspalt 11b mit der gleichen Konfiguration wie der
Schlitz 8 ausgebildet.
Ein Ende einer Einstellstange 12 ist mit der Oberseite
jeder der drei Sensoreinheiten S1 bis S3 verbunden und daran
befestigt. Das andere Ende der Einstellstange 12 erstreckt
sich durch den zugehörigen Schlitz 8 der Sensoranordnungs
platte 5 und weiter durch den zugehörigen Schlitz 11 der
Drehplatte 10 und ragt von der Oberseite der Drehplatte 10
vor. Ein Anzeigevorsprung 13 ist am Außenumfang der Drehplat
te 10 vorgesehen. Deckenhöhen 14 (5 m, 4,5 m, 4 m, 3,5 m,
3 m, 2,5 m und Frei) sind auf der Sensoranordnungsplatte 5
gegenüber dem Anzeigevorsprung 13 angegeben. Zusätzlich sind
Zeichen bzw. Buchstaben 15 (A bis F) zur Einstellung des
Überwachungsabstands auf einer Seite jedes Radialspalts 11b
der Drehplatte 10 angegeben.
Im folgenden wird die Winkeleinstellung des erfindungs
gemäßen passiven IR-Detektors mit der zuvor beschriebenen An
ordnung erläutert. Fig. 3 ist eine Fig. 1 ähnelnde Darstel
lung, die den Zustand der Sensoreinheit S1 zeigt, wenn die
Drehplatte 10 gedreht wird.
Fig. 1 zeigt einen Zustand, in dem die Deckenhöhe auf 5
Meter eingestellt ist. Wird in diesem Zustand die Drehplatte
10 im Uhrzeigersinn mit Blick auf die Zeichnung gedreht, be
wegt sich die Einstellstange 12 im Umfangsspalt 11a des
Schlitzes 11. Dadurch wird die Einstellstange 12 veranlaßt,
sich nach rechts im Schlitz 8 mit Blick auf die Zeichnung
durch die Bewegung des Umfangsspalts 11a zu bewegen. Ist der
Anzeigevorsprung 13 an der Deckenhöhenposition von 3,5 Metern
eingestellt, wird der Zustand gemäß Fig. 3 erreicht. Folglich
wird die Sensoreinheit S1 im Uhrzeigersinn um die Welle 7a
gedreht und dadurch so eingestellt, daß der Winkel zur
Deckenoberfläche verringert ist.
Fig. 4 ist eine Darstellung zur Beschreibung der Decken
höhe und Winkeleinstellung der Sensoreinheit. Fig. 4 zeigt,
daß eine Überwachungszone je nach Deckenhöhe einzustellen
ist, indem der Winkel der Sensoreinheit so verstellt wird,
daß sich mit zunehmender Deckenhöhe von 2,5 Meter über 3,5
Meter bis 5 Meter der Winkel der Sensoreinheit von 9 Grad
über 15 Grad bis 23 Grad erhöht, d. h. die Sensoreinheit all
mählich nach unten gerichtet wird.
Als nächstes wird ein Betrieb beschrieben, der bei Ein
stellung des Anzeigevorsprungs in der Position "Frei" durch
laufen wird. In diesem Fall ist die Einstellstange 12 im Ra
dialspalt 11b des Schlitzes 11 beweglich. Daher lassen sich
die vertikalen Winkel der drei Sensoreinheiten S1 bis S3
durch direktes Drehen der drei Sensoreinheiten S1 bis S3 in
dividuell einstellen. Befindet sich eine Wärmequelle im- Er
fassungsbereich der Sensoreinheiten S1 bis S3, kann dadurch
die Wärmequelle umgangen werden. Hierbei ist es möglich, den
längsten Überwachungsabstand anhand der Buchstaben 15 (A bis F)
zur Einstellung des Überwachungsabstands und einer Tabelle
zur Abstandseinstellung gemäß Fig. 5 festzustellen. Betragen
z. B. die Deckenhöhe 3 Meter und der längste gewünschte Über
wachungsabstand 8 Meter, sollte die Einstellstange 12 auf die
Position "D" eingestellt werden.
Obwohl vorstehend eine Ausführungsform der Erfindung be
schrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die beschriebene
Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf vielfältige Wei
se abgewandelt werden. Während z. B. die vorstehende Ausfüh
rungsform drei Sensoreinheiten verwendet, bei denen die Um
fangsausdehnung des Felds jeweils etwa 120 Grad beträgt und
der Winkel in vertikaler Richtung einstellbar ist, können
auch vier Sensoreinheiten zum Einsatz kommen, bei denen die
Umfangsausdehnung des Felds jeweils etwa 90 Grad beträgt und
der Winkel in vertikaler Richtung einstellbar ist.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann
durch die Erfindung mit einer einfachen Anordnung die Um
fangsausdehnung des Felds 360 Grad betragen, und zudem läßt
sich der Feldbereich in vertikaler Richtung ganz oder beil
weise einstellen.
Claims (4)
1. Passiver Infrarot-Detektor mit:
mehreren Sensoreinheiten, die jeweils einen Reflexspie gel und ein Fühlerelement aufweisen, das an einer Posi tion eines Brennpunkts des Reflexspiegels angeordnet ist;
einer Sensoranordnungsplatte, an der die Sensoreinheiten in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei jede Sensor einheit in vertikaler Richtung drehbar ist;
einem Schlitz, der in der Sensoranordnungsplatte gegen über jeder der Sensoreinheiten radial ausgebildet ist;
einer Drehplatte, die an der Sensoranordnungsplatte drehbar angeordnet ist;
einem Umfangsspalt, der in der Drehplatte über den Um fang so ausgebildet ist, daß ein Abstand von einer Mitte der Drehplatte zu dem Umfangsspalt allmählich abnimmt; und
einer Einstellstange, die an einem Ende mit jeder Sen soreinheit verbunden ist, wobei sich das andere Ende der Einstellstange durch den Schlitz und den Umfangsspalt erstreckt;
wobei eine durch Drehung der Drehplatte bewirkte Bewe gung des Umfangsspalts auf die Einstellstange übertragen wird, um die Einstellstange zu veranlassen, sich in dem Schlitz zu bewegen, wodurch ein vertikaler Winkel jeder Sensoreinheit eingestellt werden kann.
mehreren Sensoreinheiten, die jeweils einen Reflexspie gel und ein Fühlerelement aufweisen, das an einer Posi tion eines Brennpunkts des Reflexspiegels angeordnet ist;
einer Sensoranordnungsplatte, an der die Sensoreinheiten in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei jede Sensor einheit in vertikaler Richtung drehbar ist;
einem Schlitz, der in der Sensoranordnungsplatte gegen über jeder der Sensoreinheiten radial ausgebildet ist;
einer Drehplatte, die an der Sensoranordnungsplatte drehbar angeordnet ist;
einem Umfangsspalt, der in der Drehplatte über den Um fang so ausgebildet ist, daß ein Abstand von einer Mitte der Drehplatte zu dem Umfangsspalt allmählich abnimmt; und
einer Einstellstange, die an einem Ende mit jeder Sen soreinheit verbunden ist, wobei sich das andere Ende der Einstellstange durch den Schlitz und den Umfangsspalt erstreckt;
wobei eine durch Drehung der Drehplatte bewirkte Bewe gung des Umfangsspalts auf die Einstellstange übertragen wird, um die Einstellstange zu veranlassen, sich in dem Schlitz zu bewegen, wodurch ein vertikaler Winkel jeder Sensoreinheit eingestellt werden kann.
2. Detektor nach Anspruch 1, wobei ein Anzeigevorsprung an
einem Außenumfang der Drehplatte vorgesehen und eine
Deckenhöhe auf der Sensoranordnungsplatte gegenüber dem
Anzeigevorsprung angegeben ist.
3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem Radi
alspalt, der mit dem Umfangsspalt in Verbindung steht
und sich gerade in Radialrichtung der Drehplatte er
streckt, damit der vertikale Winkel jeder Sensoreinheit
individuell eingestellt werden kann.
4. Detektor nach Anspruch 3, wobei ein Zeichen zur Einstel
lung des Überwachungsabstands auf einer Seite des Radi
alspalts angegeben ist.
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