DE2828276A1

DE2828276A1 - Bewegungsdetektor, insbesondere zur ueberwachung von personen

Info

Publication number: DE2828276A1
Application number: DE19782828276
Authority: DE
Inventors: Jacques Hubert; Jean-Marie Ory
Original assignee: Chimique des Charbonnages SA
Current assignee: Orkem SA
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1979-01-04
Also published as: BE868468A; US4212005A; FR2396305B1; NL7806976A; GB2000594B; IT1159863B; SU704428A3; IE47011B1; IE781281L; LU79875A1; FR2396305A1; GB2000594A; IT7868510A0; DK290678A

Description

Societe Chimique des Charbonnages.

Bewegungsdetektor, insbesondere zur Überwachung von

Personen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bewegungsdetektor von dem Typ, der eine Sonde hat, welche ein wasserdichtes Gefäß, das teilweise mit einer elektrisch stromleitenden Flüssigkeit gefüllt ist, mindestens zwei Elektroden, die elektrisch von einander isoliert sind und so in das Innere des ^efäßes reichen, daß sie mit der Flüssigkeit in Kontakt sind, einen Spannungsgenerator^ der zwischen eine erste und eine zweite Elektrode geschaltet ist, und eine Meßschaltung, die zwischen die zweite und dritte Elektrode geschaltet ist besitzt.

Man kennt Detektoren für bewegungen - oder für i«agen - aus folgenden, früheren Veröffentlichungen: Amerikanisches Patent USP 3 042 888 und 3 164 G23,Artikel von G. A. Ratcliff mit dem Titel: "A seismometer with a water well as sensing element" erschienen in IEEE Transactions on geoscience Electronics, Vol. GE - 10, No 2, April 1972veröffentlichte deutsche Patentanmeldung (R. F. A.) DOS 2 332 124 ; und^das französiche Patent 2 311 310.

Keine dieser bekannten Sonden ist entworfen worden, um jede Bewegung der Sonde mit einer kurzen Reaktionszeit feststellen

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Dr. Hei/H.

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zu können, und in der weder von Bedeutung ist, was für eine Ausrichtung der Sonde in Bezug auf die Senkrechte besteht, noch um auf Distanz Auskunft zu gelten über das Vorhandensein oder das Fehlen von Bewegungen auf besonders ausgewählte Kennwerte der Sonde bezogen.

Die Erfindung behebt diesen Nachteil und hat besonders zum Ziel, eine völlig unabhängige Sonde zu verwirklichen, die auf irgend einem Körper befestigt werden und auf die Ferne über Vorhandensein oder Fehlen von Bewegungen dieses Körpers entsprechend den besonderen Kennwerten von Frequenz und Amplitude Auskunft zu geben.

Dieses Ziel wird gemäß.der Erfindung erreicht dadurch, daß der Spannungsgenerator von dem Typ ist, der ein sogenanntes Wechselsignal liefert von einer Eingangsfrequenz von mindestens etwa dem Zehnfachen von der der Bewegungen, dieman überwachen will, wobei dieser Generator von einer unabhängigen Gleichspannungsquelle versorgt wird und mit mit Mitteln versehen ist, um die Amplitude des Wechselsignals, das er liefert, auf einem konstanten Wert zu halten, wie auch immer die Veränderungen der Gleichspannung seien, die von der Spannungsquelle geliefert wird; daß die Meßschaltung eine Demodulationsschaltung,hat, in welcher das Signal, das zwischen der zweiten und dritten Elektrode aufgenommen wird, bezüglich der Amplitude demoduliert wird, um ein sogenanntes ununterbrochen wechselndes Signal zu bilden als Funktion der Verlagerungen und des Wechsels der Ausrichtung der Sonde; daß der Behälter eine gedrungene Form hat und daß 3 ede Elektrode sich weit in das Innere des Behälters erstreckt, um stets in Verbindung mit der Flüssigkeit zu stehen, wie auch immer die Ausrichtung der Sonde in Bezug zur Senkrechten sei, damit der Fühler für alle Ausrichtungen der Sonde richtig arbeiten kann; daß die Viskosität der Flüssigkeit so gewählt wird, damit die Sonde nur auf Frequenzbewegungen innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs, des sogenatten Durchlaßbandes, anspricht; daß die kapazitiven Mittel zur galvanischen Trennung zwischen dem Generator und der Sonde und zwischen der Demoduifcationsschaltung und der Sonde untergebracht sind, um zu vermeiden,

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daß ein Gleichstrom von der Sonde durch die Elektroden fließt und die Erzeugung einer Elektrolyse-Erscheinung nach öieh zieht, die das Freiwerden von Gasen hervorruft, was die Gefahr einer Explosion des wasserdichten Gefäßes in sich birgt; daß das Anzeigesignal in einer Schaltung ausgewertet wird, die ein unterbrochenes Meßsignal seiner wechselnden AmplEude (Spitze-Spitze) liefert,und die Amplitude dieses Meßsignals in einem Komparator mit einem Schwellenwert verglichen wird; und daß die Vergleichsinformation, die von denuiXomparator geliefert wird, die Arbeitsweise einer Meldevorrichtung bestimmt, die von einer unabhängigen Gleichspannungsquelle versorgt wird, mittels .der das Vorhandensein oder !Fehlen des iron der Signalvorrichtung ausgesandten Signals auf Entfernung Kenntnis geben kann über das Vorhandensein oder das !fehlen von Bewegungen der Sonde, von Bewegungen mit ihnen eigentümlichen Kennwerten, die besonders durch das Durchlaßband der Sonde und durch den Schwellenwert bestimmt sind,

Biese Meideanlage wird %_m B. gebildet aus einem Funksignal— Sender oder einem Sender von akkustischen Signalen oder von

Bank dieser Kombination von Kennwerten kann dieser Detektor vollständig unabhängig sein, da er von einem Element oder einer Batterie versorgt wird; dieser Detektor kann auf irgendeinem,, der verschiedensten Bewegungen fähigen Körper angebracht sein, denn er arbeitet in .jedweder Stellung; dank seiner unabhängigen Meldevorrichtung gibt dieser Detektor auf Entfernung Kenntnis von dem Vorhandensein oder !fehlen von Bewegungen von vorher ausgewählten Kennwerten. Außerdem kann die Sonde sehr klein gehalten werden, ohne weder ihre Empfindlichkeit noch ihre lange Lebensdauer zu verlieren, denn das einzige für Bewegungen empfindliche Bauteil, das sie hat, ist die Flüssigkeit, die sie enthält, und die kapazitiven Trennungsmittel, die eine Elektrolyse der Flüssigkeit durch die Elektroden verhindert.

Bank der Mittel, die es ermöglichen, einen konstanten Amplitudenwert des Eingangssignals zu erhalten, wird die Versorgung des Generators und die der Meldevorrichtung von ein und

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derselben unabhängigen Gleichspannungsquelle, wie einem Element oder einer Batterie, aus möglich. Daraus folgt eine Vereinfachung und eine noch weitere Verkleinerung des Detektors.

So kann der Detektor nach der vorliegenden Erfindung trennscharf normale Bewegungen einer Person anzeigen :dafür genügt es, diesen Detektor anzupassen, damit er nur die Bewegungen anzeigt, deren Frequenz zwischen 0,1 und 20 Hz, und mit Vorzug zwischen 0,5 und 5 Hz liegt. Die Filterung wird erhalten,sei es, daß man die Viskosität der im Behälter befindlichen Flüssigkeit anpaßt, sei es , daß man eine Bandfilter-Schaltung benutzt, die zwischen der Demodulationsschaltung und der Schaltung zur "Spitze-Spitze" Amplitudenmessung gelegt ist, sei es, man diese beiden Lösungea kombiniert.

Es ist vorteilhaft, wenn die ersten, zweiten und/oder dritten Elektroden in der mittleren Zone ihrer Länge gebogen sind, wobei ihre Biegung den Punkt bildet, an dem sie sich am nächsten sind.

Es ist vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit aus einer Mischung von Wasser und einem Anti-Gel besteht wobei diese Mischung ein gelöstes Salz enthält.

Es ist vorteilhaft, wenn die Meß-Schaltung der Smplitudenspitzen des Detektorsignals so eingerichtet ist, um ein Signal zu liefern, dessen Amplitude mit konstantem Abnahme-Grad nach jeder Spitze schwächer wird und das vermittels einer der folgenden Maßnahmen: das Ingangsetzen oder das Abschalten der Meldevorrichtung wird durch das Ausgangssignal des !Comparators am Ende einer Periode gesteuert, während der die Amplitude "Spitze-Spitze" des Anzeigesignals gleich Null ist, wobei die Dauer dieser Periode eine ansteigende Funktion der "Spitze-Spitze" Amplitude des letzten Signalabschnitts der dieser Periode vorhergehenden Anzeige ist,

Es ist vorteilhaft wenn die Meldevorrichtung versorgt und in Funktion gesetzt wird durch jeden Impuls des Ausgangssignals eines zyklisch arbeitenden Generators, der am unteren Punkt (des Impulses) durch einen der Zustände des Ausgangssignals des Komparators blockiert werden kann.

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Dieser Detektor kann an verschiedene Anwendungen angepaßt werden dank der Möglichkeiten, die Viskosität der Flüssigkeit zu wechseln - und dadurch die Resonanzfrequenz und die Dämpfung des Detektors zu verändern - sowie das Durchlaßband des Filters und den Schwellenwert des !Comparators zu verän dern. Darüberhinaus zeigt die Sonde, einmal luftdicht in einem Kunstharz-Umguß verschlossen, eine hervorragende Wider standsfähigkeit .

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine Sonde des Detektors im Querschnitt,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltschema des Detektors, in welchem die Sonde eben und in horizontalem Schnitt gezeigt ist,

Fig. 3 ein Diagramm eines modulierten Signals, das zwischen der zweiten und dritten Elektrode erhalten wird,

Fig. 5 ein Diagramm eines entsprechenden demodulierten und gefilterten Signals und

Fig. 6 ein Diagramm des Meßsignals der Amplitudenzüge des Signals der Fig. 5.

Der Bewegungsdetektor, der in den Zeichnungen gezeigt ist, hat eine Sonde und eine angeschlossene elektrische Schaltung.

Die Sonde 10 nach der in Fig. 1 gezeigten Ausführung hat einen Behälter 1 aus elektrisch isolierendem Material, der eine schwach elektrisch leitende Flüssigkeit 2 enthält. Der Behälter hat eine gedrungene Form und ist wasserdicht mit einem Stopfen verschlossen. Die Flüssigkeit 2 füllt den Behälter 1 nicht

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vollständig aus, so daß Luft, Gas oder Volumen 4 den oberen Teil des Innenvolumens ausfüllt.

In die Flüssigkeit 2 tauchen drei Elektroden 5a bis 5c ein, die abgedichtet durch den Stopfen 3 geführt sind; diese Elektroden 5a bis 5c sind gleichgestaltet und so in dem Behälter 1 gelagert, daß alle drei ständig in Kontakt mit der Flüssigkeit sind, wie auch immer die Neigung des Behälters 1 in Bezug auf die Senkrecht sei.

In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist jede Elektrode 5a bis 5c in einer mittleren Zone ihrer Länge bei 50 gebogen, und jede dieser Elektroden ist so angebracht, daß ihre Biegung 50 den Punkt darstellt, an dem sie am nächsten den anderen Elektroden ist. Der höchste Stand der Flüssigkeit 2 in dem Behälter 1 liegt wenig über den Biegungen 50 bei senkrechter Achse des Behälters 1. Wenn der Behälter 1 einmal durch den Stopfen 3 verschlossen ist, wird er in Kunstharz 6 eingegossen, der einen Schutz der Sonde 10 gegen Stöße darstellt. Dieses Kunstharz 6 ist vorteilhaft vom Typ Epoxydharz.

Wie das Schema der Fig. 2 zeigt, ist die eine der Elektroden 5a mit der Masse verbunden. Die zweite Elektrode 5b ist unter Zwischenschaltung eines Trennkondensators 7 mit einem Wechselspannungs-Generator 8 von hoher Frequenz von vorzugsweise einigen hundert Hz bis einigen 10 KHz verbunden. Der Generator 8 wird von einer unabhängigen Versorgungsquelle (+V) versorgt. Er hat eine Zenerdiode 8a, die parallel zum Ausgang des Generators 8 liegt. Diese Diode sorgt dafür, daß die Amplitude des vom Generator 8 gelieferten Signals unabhängig von Spannungsschwankungen der Spannung der Versorgungsquelle (+V) konstant bleibt. Der Kondensator 7 ist kein Elektrolyt-Kondensator, d.h. vom Typ ohne Verlust; er erlaubt es, die Einstellung eines kontinuierlichen Stromes, der den Ablauf einer Elektrolyse in der Sonde 10 hervorruft, auszuschließen.

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Die Wechselspannung, die auf die dritte Elektrode 5c gegeben wird, wird in einer Schaltung 9 demoduliert, die in dem gezeigten Beispiel eine Dioden-Ladeschaltung ist, ein Trennkondensator entsprechend dem nichtelektrochemischen Typ, der zwischen den Bauteilen 5c und 9 angebracht ist, um eine Bildung von Elektrolyse-Erscheinungen in der Sonde 10 zu vermeiden. Die Kondensatoren 7 und 11 sollen eine Impedanz darstellen, die sehr gering ist in Bezug auf die der Sonde 10. Die Kondensatoren sind vorteilhaft aus metallisierten dünnen Schichten aufgebaut, z.B. mit einem Dielektrikum aus Papier oder aus Kunststoff,

Die Veränderungen der Ausgangsspannung der Schaltung 9 werden durch eine Verstärkerschaltung 12 verstärkt und durch ein Band-Pilter gefiltert. Zu diesen Zwecken hat die Schaltung einen Differential-Verstärker 12a, dessen positiver Eingang mit der Schaltung 9 verbunden ist. Zwischen den negativen Eingang und den Ausgang des Verstärkers 12a sind parallel ein Kondensator 12b und ein Widerstand 12c angeschlossen. Eine Widerstandsbrücke 12e, die von der Quelle (+V) versorgt wird, stellt die richtige Polarität des positiven Eingangs des Verstärkers 12a sicher. Die Schaltung 9 hat einen Kondensator 9a und einen Widerstand 9b, die parallel zu der Masse und einer Tunneldiode 9d angebracht sind, sowie einen in Serie zum Ausgang geschalteten Kondensator 9c Die Elemente 12b und 12c sichern eine Tiefpaß-Filterung, während der Kondensator 9c Jn Zusammenarbeit mit der Widerstandsbrücke 12e der Schaltung 12 eine Hochpaß-Filterung sichert. Der Wert dieser Bauteile 12b, 12c, 9c und 12e ist derart berechnet, um das Durchlaßband des Filters an die Werte der Frequenzen anzupassen, die dem Bewegungstyp entsprechen, den man mittels der Sonde 10 überwachen will. Ein Widerstand 12d, der mit der Masse des negativen Eingangs des Verstärkers 12a verbunden ist, erlaubt, den Verstärkungsgrad der Verstärkung zu bestimmen. Das Ausgangssignal der Schaltung 12 wird in der Schaltung 13 ausgewertet. Danach wird die Höhe des von der Schaltung 13 gelieferten Signals in einer Komparatorschaltung I^

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mit regelbarer Bezugsspannung verglichen, die von einem von der Quelle (+V) versorgten Spannungsteiler 15 geliefert wird. Der Komparator 14 hat einen Operations-Verstärker I²Ia, der in offenem Kreis geschaltet ist und von der Quelle (+V) versorgt wird. Der Verstärker 14a empfängt über seinen inversen Eingang das von der Schaltung 13 gelieferte Signal. Er gibt also an seinen Ausgang l4b eine Spannung Null, wenn die Ausgangsspannung der Schaltung 13 größer ist als die Bezugsspannung, während eine konstante Spannung gleich dem Wert +V der Spannung der unabhängigen Quelle (+V) an dem Ausgang von 14a erscheint, wenn die Ausgangsschaltung der Schaltung IJ kleiner ist als die Bezugsspannung.

Dieses Spannungssignal A wird in Bezug auf die Amplitude durch die Bewegungen der Flüssigkeit 2 in der Sonder 10 in der Art ■moduliert, daß man auf der Elektrode 5c ein Spannungssignal B erhält, welches den Verlauf hat, der in Fig. 4 gezeigt ist.

Das Signal B wird in der Schaltung 9 gleichgerichtet und demoduliert, und dieses demodulierte Signal wird durch das Hochpaß-Filter, das aus den weiter oben beschriebenen Bauteilen 9c und 12e gebildet ist, gefiltert. Dieses Signal wird gleichermaßen gefiltert, wobei es verstärkt wird durch den Verstärker 12a, 12b, 12c, der dieRolle des Tiefpaß-Filters übernimmt. Dabei verstärkt er nur die Komponenten des Eingangssignals, deren Frequenz unterhalb einer Grenzfrequenz, die durch den Wert der Bauteile 12b und 12c bestimmt ist, liegen.

Fig. 5 zeigt das Diagramm des Ausgangssignals C der Schaltung Man sieht, daß die Komponenten B. und Bp der Einhüllenden E des modulierten Signals B kaum verstärkt worden sind, während die Komponente B^ und besonders die Komponente Bn, deren Höhen beachtlich größer sind als die der Komponenten B₁ und Bp, durch die Schaltung 12 besonders verstärkt worden sind.

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Die Schaltung 13 hat eine Dioden-Ladeschaltung, deren Kondensator 13a mit .einem Widerstand 13b verbunden ist, der den Kondensator zur Masse hin entlädt.

Ein Kondensator 13c ist in Serie an den Eingang der Dioden-Ladeschaltung gelegt. Dieser Kondensator 13c löscht den Minimalwert Ca des Signals C. Die Schaltung 13 ist als eine Schaltung aufgebaut, die an ihrem Ausgang eine "Spitze-Spitze"-Messung eines Signals der Eingangsspannung liefert. Indessen wird der Widerstand 13b ausreichend klein gewählt, damit das Ausgangssignal D, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, merklich abnimmt zwischen der Erscheinung der beiden aufeinanderfolgenden Komponenten C. und Cp des Signals C. Man wählt für den Grad der Abschwächung einen Wert, der es ermöglicht, das Kippen des Komparators 14 am Ende einer Periode des Fehlens von Komponenten des Signals C auszulösen, einer Periode, deren Dauer umso länger ist, als die"letzte aufgenommene Komponente dieses Signal_oC von größerer Amplitude ist.

Die Schaltung 16 ist ein astabiler Multivibrator in zyklisch verschiedenem BEzug auf "Eins". Deshalb hat er einen Operationsverstärker l6a, auf den verzweigt in positiver Wirkung Widerstände 16b geschaltet sind. Ein Widerstand 16 verbindet den positiven Eingang des Verstärkers l6a mit der Quelle (+V). Ein Kondensator l6d verbindet den negativen Eingang des Verstärkers l6a mit Masse. Zwei Dioden l6e und l6f sind in entgegengesetztem Sinn in Gegenwirkung an den Verstärker 16a geschaltet, und je ein regelbarer Widerstand l6g und l6h ist in Serie mit den entsprechenden Dioden l6a und l6f geschaltet. Die Schaltungsanordnung der Bauteile l6a und l6h ermöglicht, eine Regelung durchzuführen, die unabhängig ist von der hohen Dauer und der tiefen Dauer des Ausgangsaignals der Schaltung 16, indem nur die Werte +V oder Null Volt aufgenommen werden können.

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Wenn der Ausgang des Komparators 14 in hohem Zustand ist, wie oben definiert wurde, wird ein Strom durch die Diode 18 in den negativen Eingang des Verstärkers 16a eingeleitet. Indem er ihn hindert zu schwingen, unterdrückt er den unteren Zustand der Schaltung.

So wird die auf der dritten Elektrode 5c aufgenommene 'iechselspannung, wenn die Flüssigkeit in Bewegung ist, in der Amplitude verändert, was Anlaß ist für ein TBP (sehr tiefe Frequenz)-Signal nach der Demodulation in der Schaltung 9 und der Verstärkung in der Schaltung 12. Diese letzte Schaltung 12 verstärkt nur die Teile des TBF-Signals, das sich in einem bestimmten Frequenzband ^befindet, das an der unteren Seite durch die Grenzfrequenz des Hochpaß-Filters 9c, 12e und an der oberen Seite durch die Grenzfrequenz des Tiefpaß-Filters 12b, 12c begrenzt ist.

Die Spannung des TBF-Signals wird "Spitze-Spitze" in der Schaltung 13 gemessen, und dieses Maß wird in der Schaltung verglichen mit einer Bezugsgröße, die man an der entsprechenden Schwelle regulieren kann nach dem Typ von Bewegung den man überwachen will.

Die Resonanzfrequenz der Sonde 10 hängt von den Abmessungen des Behälters 1, 3 ab. Ihre Schwächung hängt von der Viskosität der Flüssigkeit 2 ab. Es ist demnach möglich, eine den Erfordernissen einer besonderen Anwendung entsprechende Sonde zu erstellen.

Die Sonde 10 ist also von dem Typ, der ein dauernd wechselndes Signal als Funktion von Lageveränderungen des Behälters 1, 3 liefert. Die Schaltungen 9 und 12 analysieren die Bewegungen der Sonde 10, indem sie nur jene zurückhalten, die sich auf den Frequenzen zeigen, die in dem weiter oben definierten Durchlaßband enthalten sind.

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Der Ausgang der Schaltung 14 ist mit dem Steuereingang eines zyklischen Generators 16 verbunden, der von der unabhängigen Quelle (+V) versorgt wird, wobei dieser Generator periodisch einen Impuls abgibt. Dieser periodische Impuls steuert die Arbeitsweise eines Punksignal-Senders 17.(Der'Funksender 17 kann durch einen Generator eines akustischen Signals, wie eine Sirene, oder durch einen Sender eines Lichtsignals, wie einer elektrischen Lampe, ersetzt werden). Diese Impulse werden unterdrück, sobald der Komparator 14 ein Fehlen von Bewegung anzeigt. Man hat festgestellt, daß das Kennzeichnende der normalen Bewegungen einer Person ein TBF-Signal veranlaßt, dessen Frequenz zwischen 0,1 und 20 Hz, und vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 Hz liegt, so daß in dem Fall, wo der Detektor für die überwachung einer Person durch Funkt öbenutzt wird, die Durchlaßbreite des Gerätes vorteilhaft auf dieses Frequenzband einreguliert wird durch eine passende Wahl der Bauteile 9c, 12e, 12b und 12c.

Die Schaltungen 8, 12, 14 und 16 benutzen jeweils einen Operationsverstärker. Diese vier Operationsverstärker können sich in derselben integrierten Schaltung befinden (z.B. einer Schaltung, die unter dem Handelsnamen LM 324 bekannt ist).

Entsprechend einem nichtbegrenzenden Beispiel ist die benutzte Flüssigkeit 2 eine Mischung von Wasser und Äthanol, die ein gelöstes Salz enthält, wie z.B. ein Kupfersulfat, nach Maßgabe von eins zu tausend in Gewichtsteilen. Statt Äthynol würde man auch irgend ein Anti-Gel in wäßriger Lösung benutzen können. • Man wählt als Salz Kupfersulfat oder ein anderes Kupfersalz in dem Fall, wo die Elektroden 5a, 5b und 5c aus Kupfer sind, denn in diesem Fall erzeugt eine Elektrolyse kein Freiwerden von Gas, das die Gefahr, das Gefäß 1, 3 explodieren zu lassen, in sich birgt. Eine Beifügung eines Gluzids in der Art von Glyzerin, Sacharose usw. oder einer ähnlichen Substanz erlaubt nach Belieben, die Viskosität dieser Flüssigkeit zu steigern

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in der Art, daß das Durchlaß-Band der. Sonde 10 breiter wird, indem man es dämpft.

Der Widerstand der Flüssigkeit 2 liegt typisch zwischen 1 k-Ohm und 100 K-Ohm, seine Viskosität zwischen ΙΟ"-⁵ und 1000 Poises, und das Innenvolumen des Behälters 1, 3 ist in der Größenordnung zwischen 0,1 und 200 cm .

Außer seiner Anwendung zur Überwachung von Personen kann der Detektor, der soeben beschrieben wurde, gleichfalls benutzt werden zur Überwachung des Bodens, z.B. in der Seismologie, in der Mechanik der Böden usw.. Er kann ebenfalls in Vorrichtungen zur Diebstahlsicherung benutzt werden.

Im Falle der Anwendung zur Überwachung einer Person wird der Detektor"von der Person getragen und kann so die Bewegungen dieser Person anzeigen.

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Claims

COHAUSZ fc FIiORACK

PATENTANWALTS BÜRO

SCHUMANNSTR. 97 . D-4OOO DÜSSELDORF

Telefon: (0211) 083346 Telex: 08586Sl3 cop d

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

27 · Juni 1978 Patentansprüche:

Detektor für Bewegungen vom Typ mit Sonde, wobei der Detektor besitzt: einen wasserdicht geschlossenen Behälter, der teilweise mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit gefüllt ist; mindestens drei Elektroden, die sich in das Innere des Behälters so erstrecken, um mit der Flüssigkeit in Kontakt zu sein; einen Spannungsgenerator, der zwischen eine erste und eine zweite Elektrode geschaltet ist; eine Meßschaltung, die zwischen die zweite und die dritte Elektrode geschaltet ist, d a d u r cn gekennzeichnet , daß der Spannungsgenerator von dem Typ ist, der eine Wechselsignal von einer Frequenz liefert, die mindestens das Zehnfache der Frequenz der Bewegungen ist, die man überwachen will; daß dieser Generator (8) von einer unabhängigen Gleichspannungsquelle (+V) versorgt wird und er mit Mitteln (8a) versehen ist, um die Amplitude des Wechselsignals, das er liefert, auf einem konstanten Wert zu halten, wie auch immer die Schwankungen der Gleichspannung, die von der Quelle (+V) geliefert wird, seien; daß die Meßschaltung (9) eine Schaltung zur Demodulation hat, in der das elektrische Spannungssignal zwischen der zweiten und der dritten Elektrode (9b,5c) demoduliert wird, um ein sogenanntes fortlaufend wechselndes Detektions-Signal zu bilden als Funktion der Verlagerung und des Wechsels der Ausrichtung der Sonde (10); daß das Gefäß (1) der Sonde (10) von gedrungener Form ist und jede Elektrode (5a-5c) sieh weit in das Innere des Behälters (1) erstreckt in der Art, daß sie ständig in Kontakt mit der Flüssigkeit (2) ist, wie auch immer

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ORIGINAL INSPECTED

die Ausrichtung der Sonde (10) in Bezug auf die Senkrechte sei, damit der Detektor für jede Ausrichtung der Sonde (10) arbeiten kann; daß die Viskosität der Flüssigkeit (2) so gewählt wird, daß die Sonde (10) nur Bewegungen aufnimmt von Frequenzen, die in einem bestimmten Frequenzband, dem sogenannten Durchlaßband, liegen; und daß die galvanisch trennenden, kapazitiven Mittel (7,11) zwischen dem Generator (8) und der Sonde (10) und zwischen der Demodulationsschaltung (9) und der Sonde (10) angebracht sind, damit vermieden wird, daß ein Gleichstrom in der Sonde (10) durch die Elektroden (5a-5c) fließt und die Entstehung einer Elektrolyse nach sich zieht, die ein Freiwerden von Gasen hervorrufen würde, das die Gefahr mit sich bringt, den wasserdicht geschlossenen Behälter (1) explodieren zu lassen; daß dieses Überwachungssignal in einer Schaltung (13), die ein Signal einer "Spitze-Spitze"-Messung seiner Amplitude gibt, umgesetzt wird; und daß die Amplitude dieses Meß-Signals in einem Komparator {lh) mit einem Schwellenwert verglichen wird; und daß die Vergleichsinformation, die von dem Komparator (14) geliefert wird, die Arbeitsweise der von der unabhängigen Quelle (+V) versorgten Meldevorrichtung (17) bestimmt, wobei durch das Vorhandensein oder Fehlen des Sendens eines Signals durch diese Meldevorrichtung (17) über Distanz Kenntnis gegeben werden kann über das Vorhandensein oder Fehlen von Bewegungen von besonderen Kennwerten der Sonde (10), wobei diese Kennwerte durch das Durchlaßband der Sonde (10) und durch den Schwellenwert bestimmt sind.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten, zweiten und/oder dritten Elektroden (5a-5c) in der mittleren Zone ihrer Länge gebogen sind, wobei ihr Bogen (50) den Punkt bildet, wo sie sich am nächsten sind.

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-3 · Detektor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit (2) aus Wasser und Anti-Gel besteht und ein gelöstes Salz enthält.

4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die "Spitze-Spitze"-Messung der Amplitude des gefilterten Signals so beschaffen ist, um ein Signal zu liefern, dessen Amplitude mit einem konstanten Abnahme-Grad abnimmt und zwar nach jeder Spitze des gefilterten Signals mittels einer der folgenden Maßnahmen": das Ingangsetzen oder Abschalten eines Funksignals-Sonders (7) wird durch das Ausgangssignal des Komparators (14) zum Löschen einer Periode gesteuert, während der die "Spitze-Spitze"-Amplitude des gefilterten Signals Null ist, wobei die Dauer dieser Periode eine ansteigende Punktion ist der "Spitze-Spitze"-Amplitude des letzten Abschnitts des dieser Periode vorangehenden gefilterten Signals.

5. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Sender (17) des Punksignals versorgt und in Gang gesetzt wird durch jeden Impuls des Ausgangssignals eines zyklischen Generators (16), der in seiner unteren. Stellung blockiert werden kann durch einen der Zustände des Ausgangssignals des Komparators.

6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Meldevorrichtung (17), der Generator (8) des Eingangs-Wechselsignals und alle anderen DetektorSchaltungen (12,14,16) mit aktiven Komponenten von einer einzigen Gleichspannungsquelle (+V) versorgt wird.

7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 his 6_? dadurch gekennzeichnet, daß eine Tiefpaßfilter-Schaltung (12) zwischen die Demodulationsschaltung (9) und die Schaltung (14) zur "Spitze-Spitze"-Messung der Amplitude geschaltet ist,

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8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Meldevorrichtung (17) einen Funksignalsender hat.

9· Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennz eiehnet, daß die Meldevorrichtung (17) einen Sender für akustische Signale hat.

10. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennz eich net, daß die Meldevorrichtung (17) einen Liehtsignalsender hat,

11. ■ Ausführung des Detektors nach einem der Ansprüche 1 bis 10

zur Überwachung von Personen, da. durch gekennzeichnet , daß das Durchlaßband der Sonde zwischen 0,1 und 20 Hz und vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 Hz liegt.

12. Ausführung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß das Durchlaßband der FiIterschaltung (12), die in Anspruch 7 im einzelnen beschrieben wurde, zwischen 0,1 und 20 Hz und vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 Hz liegt.

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