DE2600798C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Funktionsprüfung von Geophonen, die in Überwachungsanlagen angeordnet sind, bzw. zur Funktionsprüfung der Überwachungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsprüfung von einem oder mehreren Geophonen, die in Überwachungsanlagen zum Schutz von Objekten, insbesondere Gebäuden, Industrieanlagen oder dergleichen, angeordnet sind und denen mindestens ein Verstärker mit symmetriertem Übertrager im Eingang und eine Auswerteeinrichtung nachgeschaltet sind, bzw. zur Funktionsprüfung der Überwachungsanlagen und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Automatische Überwachungsanlagen, bei denen Geophone als Sensoren verwandt werden, sind allgemein bekannt. Bei Auftreten von Erschütterungen in der Nähe der Geophone liefern diese im mV-Bereich liegende Signale, die über abgeschirmte Leitungen einem oder mehreren Eingangsverstärkern eines Auswertegerätes zugeführt werden. So ist z. B. in der DT-OS 21 45 331 eine automatische Überwachungsanlage mit einer Mehrzahl von im Umkreis um ein gegen Eindringen unbefugter Personen zu schützendes Objekt angeordneten Geophonen beschrieben. Bei dieser Anlage ist ein zweipoliger Meßstellenumschalter zur zyklischen Abfrage der Geophone vorgesehen, der jeweils zwei im Abstand nebeneinanderliegende Geophone auf eine Auswerteeinheit schaltet. In der Auswerteeinheit wird eine elektronische Differenzbildung der von den Geophonen kommenden Signale durchgeführt. Bei Vorliegen einer positiven oder negativen Signaldifferenz wird ein Alarmgeber beaufschlagt. Die Auswerteeinheit kann aus einer Gleichrichtereinheit, einem nachgeschalteten Differenzbildner und einem von diesem über ein Tiefpaßfilter angesteuerten Trigger bestehen, der bei Überschreiten eines vorgegebenen Ansprechpegels den Alarmgeber beaufschlagt.

Zwischen den Sensoren und dem Auswertegerät sind im allgemeinen größere Entfernungen mit Hilfe von Signalleitungen zu überprüfen. Durch auf die Signalleitungen einwirkende Störimpulse können leicht Fehlalarme ausgelöst werden. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, den Eingangsverstärker des Auswertegerätes durch einen vorgeschalteten Übertrager zu symmetrieren, so daß die Störimpulse unterdrückt werden. Nachteilig ist es jedoch, daß sich bei diesen Anlagen eine Funktionsprüfung der Anlage, insbesondere der Sensoren, nicht durchführen läßt, da die Primärspule des Übertragers parallel zur Spule des bzw. der zu prüfenden Geophone geschaltet ist. Beim Abschalten einer auf die Spule eines Geophons gegebenen Testspannung würde die Primärwicklung des Übertragers eine Spannung induzieren, die gleichzeitig mit einem von dem geprüften Geophon ausgesandten Rückimpuls dem Auswertegerät zugeführt werden würde, so daß eine Auswertung des Rückimpulses nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Funktionsprüfung von Überwachungsanlagen bzw. von in Überwachungsanlagen angeordneten Geophonen zu schaffen, mit der eine einwandfreie Funktionsprüfung in vorgegebenen Zeitabständen durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:

a) die elektrischen Verbindungen zwischen den Geophonen und dem bzw. den symmetrierten Übertragern werden unterbrochen,

b) zur Auslenkung der Geophonmagnete wird e^;ne Prüfspannung an jedes Geophon ungelegt,

c) mich dem Abschalten der Prüfspannung werden die Geophone wiede~ an ihre symmetrierten Übertrager angeschlossen und

d) die durch das Zurückschwingen der Geophonmagnete induzierten Spannungen werden in der Auswerteeinrichtung ausgewertet

Zur Durchführung des Verfahrens wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen jedem Geophon und dem bzw. den nachgeschalteten symmetrierten Übertragern ein von einem Testgenerator angesteuerter elektronischer Umschalter angeordnet it und daß der Testgenerator gleichzeitig eine der Auswerteeini ichtung vorgeschaltete Umschalteinrichtung und eine Gleichspannungsquelle ansteuert, die mit den Eingangsklemmen der Geophone elektrisch leitend verbunden ist.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Vorteil der Erfindung ist durch die Verwendung von elektronischen Schaltelementen in der Möglichkeit der Trennung von sehr schnell aufeinanderfolgenden Vorgängen zu sehen, so daß ein schnelles Umschalten von Überwachungsbetrieb auf Funktionsprüfungsbetrieb sichergestellt ist. Die Funktionsprüfung kann somit mit einer schnellen Folge von Testimpulsen durchgeführt werden. Weitere Vorteile liegen in der preiswerten Ausführung und in wirtschaftlichen Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die verwendeten Bauelemente besitzen eine hohe Lebensdauer, so daß eine Vielzahl von Testimpulsen zur Funktionsprüfung herangezogen werden kann, ohne daß ein Bauelement ausgewechselt zu werden braucht. Hierdurch wird auch die Wahrscheinlichkeit erhöht, ein richtiges Prüf- bzw. Überwachungsergebnis zu erhalten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Zweiges einer Überwachungsanlage mit Bauelementen zur Funktionsprüfung des verwendeten Geophons und

Fig.2 eine Schaltungsanordnung der in Fig. 1 dargestellten Bauelemente.

In F i g. 1 sind die Ausgangsklemmen eines Geophons 1 über einen elektronischen Umschalter 2 und einen symmetrierten Übertrager 3 an einen Eingangsverstärker 4 angeschlossen, dem eine Umschalteinrichtung 5 und eine Auswerfeinrichtung 6 nach^eschaltet sind. An die Eingangsklernmen des Geophons 1 sind auch die Ausgangsklemmen einer Gleichspannungsquelle 7 angeschlossen, die ebenso wie der elektronische Umschalter 2 und die Umschaltiinrichtung 5 von einem Testgenerator 8 angesteuert wird.

Aus Fig. 2 sind die Bauelemente des elektronischen Umschalters 2, des symmetrierten Übertragers 3 und der Gleichspannungsquelle 7, die gestrichelt gezeichnet sind, sowie deren Schaltung untereinander und zu den übrigen Teilen der Überwachungsanlage ersichtlich. Alle Bauelemente sind mit den in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen versehen, soweit diese dargestellt sind.

Der elektronische Umschalter 2 weist einen Transistor 21 auf, dessen Basis von dem Testgenerator 8 angesteuert wird und dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zu zwei nicht näher bezeichneten in Reihe liegenden lichtemittierenden Dioden zweier Opto-Koppler 22 und 23 liegt. An dem Kollektor des Transistors 21, der über eine Diode 24 an die Diode des Opto-Kopplers .23 angeschlossen ist, ist über einen μ Widerstand 25 die positive Klemme der Versorgungsspannung + (/angeschlossen, Hie gleichzeitig über einen weiteren Widerstand 26 und die in Reihe liegenden Kollektor-Emitter-Strecken der nicht bezeichneten Fototransistoren der beiden Opto-Koppler 22 und 23 mit der negativen Klemme der Versorgungsspannung — U in Verbindung steht. Die elektrische Verbindungsleitung zwischen dem Kollektor des Fototransistors des Opto-Kopplers 22 und dem Emitter des Fototransistors des Opto-Kopplers 23 ist an die Verbindungsleitung zweier in Reihe liegender Widerstände 11 und 12 geführt, die parallel zur Spule des Geophons 1 angeordnet sind. Die Ausgangsklemmen des Geophons 1 liegen über jeweils eine Schaltdiode 13 bzw. 14 an der Primärwicklung des symmetrierten Übertragers 3. Die an die Ausgangsklemmen des Geophons 1 ebenfalls angeschlossene Gleichspannungsquelle 7 weist einen Transistor 71 auf, dessen Basis von dem Testgenerator 8 angesteuert wird und dessen Kollektor über einen Widerstand 72 an die Verbindungsleitung zwischen der Diode 14 und dem Widerstand 12 angeschlossen ist Der Emitter des Transistors 71, die Mittelzapfung des Übertragers 3 sowie die direkte Verbindungsleitung zwischen den lichtemittierenden Dioden der Opto-Koppler 22 und 23 sind geerdet.

Im Überwachungsbetrieb ist der Testgenerator 8 ausgeschaltet, so daß weder dem Transistor 21 des elektronischen Umschalters 2 und dem Transistor 71 der Gleichspannungsquelle 7 noch der Umschalteeinrichtung 5 ein Steuersignal zugeführt wird. Das Geophon 1 ist somit über den elektronischen Umschatler 2, die Schaltdioden 13 und 14, die im Überwachungsbetrieb vorgespannt und daher leitend sind, den Übertrager 3, den Eingangsverstärker 4 und die Umschalteinrichtung 5 an die Auswerteeinrichtung 6 angeschlossen. Wird der Spulenkern des Geophons ausgelenkt und wieder in seine Ruhestellung gebracht, z. B. durch eine Erschütterung einer in der Nähe des Geophons anwesenden unbefugten Person, so gibt das Geophon ein Spannungssignal ab, das mit Hilfe der Auswerteeinrichtung erfaßt wird.

Eine Funktionsprüfung des Geophons 1 bzw. der Überwachungsanlage erfolgt nun dadurch, daß der Tesigenerator 8 eingeschaltet wird, der dann einen Spannungsimpuls an den elektronischen Umschalter 2, an die Umschalteinrichtung 5 und die Gleichspannungsquelle 7 abgibt. Die Verbindungen zwischen dem Geophon 1 und dem Übertrager 3 werden unterbrochen. Dies geschieht durch Sperrung der Schaltdioden 13 und 14, an deren Anoden mit Hilfe der Optokoppler 22 und 23 eine negative Spannung angelegt wird. Gleichzeitig erfolgt eine Ansteuerung des Transistors 71, der den Widerstand 72 an Masse legt. Durch diese Unsymmetrie entsteht ein Spannungsabfall, der an der Spule des Geophons 1 anliegt und den Spulenmagneten auslenkt. Beim Abschalten des Testgenerators 8 wird die Spannung an der Spule Null, der Spulmagnet schnellt in seine Ruhelage zurück und induziert hierbei in der Geophonspule einen als Testsignal dienenden Spannungsimpuls. Dieser Impuls gelangt über die Schaltdioden 13 und 14, die beim Abschalten des Testgenerators 8 wieder leitend werden, den Übertrager 3, den Verstärker 4 und die Umschalteinrichtung 5 an die Auswerteeinrichtung 6, wo das Ankommen des Impulses ein Anzeichen für die einwandfreie Funktion des Cieophons 1 bzw. der Überwachungsanlage darstellt. Hierbei ist zu beachten, daß die Umschalteinrichtung 5, die lediglich eine Unterscheidung zwischen Test- und Alarmsignalen vornimmt, verzögert arbeitet, da während der Übertragung oe«· Testsignals der Testgenerator 8 ausgeschalte t ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Schaltungsanordnung kann laufend eine Funktionsprüfung vorgenommen werden. Eis ist lediglich erforderlich, daß der Testgenerator 8 eine beliebige Impulsfolge abgibt, so daß an der Auswerteeinrichtung 6 laufend ein Vergleich »Alarm/ Test« durchgeführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Funktionsprüfung von einem oder mehreren Geophonen, die in Überwachiingsan- b lagen zum Schutz von Objekten, insbesondere Gebäuden, Industrieanlagen oder dergleichen, angeordnet sind und denen mindestens ein Verstärker mit symmetriertem Übertrager im Eingang und eine Auswerteeinrichtung nachgeschaltet sind, bzw. zur Funktionsprüfung der Überwachungsanlagen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) die elektrischen Verbindungen zwischen den Geophonen (1) und dem bzw. den symmetrierten Übertragern (3) werden unterbrochen, is

b) zur Auslenkung der Geophonmagnete wird eine Prüfspannung an jedes Geophon (1) angelegt,

c) nach dem Abschalten der Prüfspannung werden die Geophone (1) wieder an ihre symmetrierten Übertrager (3) angeschlossen und

d) die durch das Zurückschwingen der Geophonmagnete induzierten Spannungen werden in der Auswerteeinrichtung (6) ausgewertet.

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2. Schaltungsanordnung zur Durchfühmng des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Geophon (1) und dem bzw. den nachgeschalteten symmetrierten Übertragern (3) ein von einem Testgenerator (8) angesteuerter elektronischer Umschalter (2) angeordnet ist und daß der Testgenerator (8) gleichzeitig eine der Auswerteeinrichtung (6) vorgeschaltete Umschalteinrichtung (5) und eine Gleichspannungsquelle (7) ansteuert, die mit den Eingangsklemmen der 1$ Geophone(I) elektrisch leitend verbunden ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Testgenerator (8) den elektronischen Umschalter (2), die Umschalteinrichtung (5) und die Gleichspannungsquelle (7) mit einer Impulsfolge ansteuert.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Umschalter (2) zwei schnell schaltende Umschaltelemente (22, 23) aufweist, die bei einer Funktionsprüfung der Geophone (1) bzw. der Überwachungsanlage zwei, dem symmetrierten Übertrager (3) vorgeschaltete und im Überwachungsbetrieb leitende elektronische Schalter (13, 14) durch Anlegen einer negativen Spannung an die Anoden der elektronisehen Schalter (13,14) sperren.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als schnell schaltende Umschaltelemente Opto-Koppler (22,23) vorgesehen sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Dioden (13,14) als elektronische Schalter.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronische Schalter Transistoren vorgesehen sind. eo