DE3100936C2

DE3100936C2 - Eindringlingwarnanlage

Info

Publication number: DE3100936C2
Application number: DE3100936A
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Seika Kyoto Inoue; Hiroshi Hirakata Ohashi; Yuji Neyagawa Takada
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-01-15
Filing date: 1981-01-14
Publication date: 1985-10-31
Also published as: SE450673B; DE3152533C2; AU542678B2; GB2069206B; GB2069206A; DE3100936A1; FR2473764B1; IT8167033A0; FR2473764A1; AU6624081A; SE8100184L; IT1210603B

Abstract

Eindringlingwarnanlage zum Anzeigen, daß sich ein Eindringling in einem bestimmten Bereich aufhält, mit einer einzigen Antennenleitung (4), die den Bereich einkreisend vorgesehen ist und von der Erde isoliert ist, mit einem Hochfrequenzoszillator (1) (beispielsweise von 1 Hz bis 10 Hz) zur Lieferung des Hochfrequenzsignals an die Antenne, mit einer Kopplungsimpedanz (2), beispielsweise einem Kondensator, die zwischen den Ausgangsanschluß des Oszillators (1) und die Antenne (4) geschaltet ist, und mit einem Signalverarbeitungsteil (5), der einen Alarm erzeugt, wenn durch die Annäherung eines Eindringlings eine über einem vorbestimmten Wert liegende Änderung der Spannung der Antenne (4) festgestellt wird.

Description

i/02-/01 j = nf_AC+/!f.
und dabei bedeuten:

η eine beliebige positive Zahl,

{ac die Frequenz der Wechselspannung, die mit der

Oszillatorfrequenz eine Schwebung erzeugt,

und
Af eine Frequenz kleiner als (ac.

3. Eindringiingwarnanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorschaltung (1) zwei Oszillatoren (15', 15") aufweist, deren Frequenzen /01 und /02 voneinander verschieden sind, beide auf die Antenne (4) gegeben werden und in folgender Beziehung zueinanderstehen:

I/02-/01I = n{_AC + Af,

mit den Bedeutungen wie im Anspruch 2,
daß die Signalverarbeitungsschaltung (5) zwei Verarbeitungszweige (7 bis 10, T bis 10') aufweist, von denen einer für die Verarbeitung nur der Frequenz /"oi und der andere für die Verarbeitung nur der Frequenz /02 ausgelegt ist und von denen jeder ein Ausgangssignal erzeugt, wenn eine Änderung der Antennenwechselspannung mit der ihm zugeordneten Frequenz einen vorbestimmten Wert überschreitet,
und daß die Ausgänge der beiden Verarbeitungszweige (7 bis 10, T bis 10') mit je einem Eingang einer Verknüpfungsschaltung (28) verbunden sind, an deren Ausgang ein Alarmsteuersignal nur dann auftritt, wenn beide Verarbeitungszweige (7 bis IU, T bis 10') ein Ausgangssignal liefern.

Die Erfindung betrifft eine Eindringlingwarnanlage gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fig. l(a) zeigt ein Blockschaltbild einer aus der US-PS 40 64 499 bekannten Eindringlingwarnanlage, bei der ein elektrisches Feld mit Hilfe eines Felddrahtes S erzeugt wird. Bei dieser Anlage wird eine Spannung einer hohen Frequenz, beispielsweise etwa 9750 Hz, die

υ durch F i g. 2(E) dargestellt und von einer Signalgeneratorschaltung E erzeugt wird, zwischen dem Felddraht S und dem Boden angelegt Eine Spannungsänderung, die in einer Antenne A induziert wird, die in einem im wesentlichen gleichmäßigen Abstand g vom Felddraht S angeordnet ist, wird festgestellt und zur Erzeugung eines einen Eindringling feststellenden Signals verarbeitet Die Spannungsänderung aufgrund des Eindringlings entsteht folgendermaßen:
Vorausgesetzt, daß ein Widerstand zwischen der Antenne und dem Boden, d. h., eine Eingangsimpedanz eines Verstärkers ausreichend groß ist, ist gemäß Ersatzschaltbild in F i g. l(b) die induzierte Spannung Vfür den Fall, daß kein Eindringling vorhanden ist, gegeben durch

V =

C_v + C₀
Dabei bedeuten:

• e.

eine Kapazität zwischen dem Felddraht 5 und der Antenne A

eine Kapazität zwischen der Antenne und dem Boden oder Grund

eine Spannung des an den Felddraht S angelegten Hochfrequenzsignals.

Betrachtet man nun den Körper eines Eindringlings als einen elektrischen Leiter und ist die Kapazität zwischen dem Körper des Eindringlings und der Antenne A gleich Cm, ergibt sich eine induzierte Spannung V₁, wie sie durch die folgende Gleichung (2) gezeigt ist:

Cv + <

e.

Die induzierte Spannung wird mittels eines Verstärkers 7 verstärkt, dann von einer Detektorschaltung 8 detektiert und nach dem Passieren eines Bandpaßfilters

9 auf eine Schwellenwertschaltung 10 geführt wo ihr Eingangswert V₁ mit einem vorbestimmten Schwellenwert Va, verglichen wird.

Wenn beispielsweise ein Mann durch das elektrische Feld der Antenne A hindurchgelangt, wie es in F i g. l(c) gezeigt ist, ändert sich infolge der Änderung der Kapazität Cm die induzierte Spannung" V₁ gemäß F i g. 2(V,'). Und daher ändert sich die Eingangsspannung V₁ an der Schwellenwertschaltung 10, wie es durch die F i g. 2 (V₁) und durch die Fig. l(d) dargestellt ist Wenn die Eingangsspannung V₁ niedriger wird als der vorbestimmte Schwellenwert VW· sendet die Schwellenwertschaltung

10 zu der in F i g. 1(V₁) gezeigten Zeit /1 ein Ausgangssignal an eine Warnschaltung 6, die, wie es in Fig.2(V_S) gezeigt ist, zur Zeit i| ein Warnsignal abgibt, um eine

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Lampe aufleuchten oder einen Summer oder eine Klingel ertönen zu iassen.

Da bei dieser bekannten Eindringlingwarnanlage ein Felddraht 5 und ein Antennendrahl A verwendet werden, besteht die Möglichkeit, daß sich bei starkem Wind der Abstand zwischen den beiden Drähten beträchtlich verändert Dies führt zu einer unerwünschten Änderung der Kapazität C\ zwischen den beiden Drähten. Die Folge kann ein falscher Alarm sein. Wenn der zu schützende Bereich groß ist, ist es außerdem teuer, zwei Drähte mit gleichmäßigem Abstand zu installieren. Manchmal stößt dies auch aufgrund von Besonderheiten der Landschaft auf Schwierigkeiten.

Aus der US-PS 38 29 850 ist ein als Eindringlingwarnanlage verwendbarer Annäherungsdetektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, der mit einem einzigen Antennendraht auskommt. Dabei bildet die Antenne einen Brückenzweig einer Kondensatorbrückenschaltung. Nähert sich jemand der Antenne, ändert sich die Kapazität zwischen der Antenne und dem Boden, so daß es zu einer Verstimmung dieser Kondensatorbrücke kommt Mit dieser Brüc'cenveistimmung kann ein Alarmsignal ausgelöst werden.

Bei Eindringlingwarnanlagen tritt das Problem auf, daß falscher Alarm ausgelöst werden kann, und zwar aufgrund einer Schwebung zwischen Hem dem Felddraht bzw. der Antenne zugeführten Hochfk-equenzsignal und einer hohen Harmonischen der Frequenz der in dem geschützten Bereich vorkommenden Wechselspannung, z. B. Netzwechselspannung. Eine solche Schwebung erzeugt ein Signal sehr niedriger Frequenz, wie 0,1 bis 2 Hz, das durch das Bandpaßfilter 9 gelangt und die Aiarmschaltung 6 falsch Alarm geben läßt

Aus der US-PS 40 64 499 ist es zur Vermeidung eines solchen Fehlalarms bekannt, die der Antenne zuzuführende Hochfrequenzschwingungsenergie mittels einer komplizierten Frequenzverriegelungsschaltung zu verriegeln oder die Alarmgabe mit Hilfe des Ausgangssignals eines Schwebungsdetektors zu sperren, wenn eine unerwünschte Schwebung auftritt Die erste Maßnahme, nämlich die Verwendung dsr Freqiicnzvcrricgclungsschaltung, ist sehr kompliziert, was zu einer Erhöhung der Kosten der Anlage führt Bei der zweiten Maßnahme, nämlich der Sperrung der Alarmgabe bei Feststellung einer Schwebung, besteht die Gefahr, daß die Überwachunpsfunktion der Eindringlin'-warnanlage unterbrochen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Eindringlingwarnanlage der eingangs angegebenen Art Fehlalarm als Folge von Sc^l)webungserscheinungen auf technisch einfache und die Alarmbereitschaft nicht beeinträchtigende Weise zu vermeiden.

Lösungen dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen 1 und 3 angegeben.

Durch die erfindur.gsgemäße Maßnahme kann man einen zuverlässigen Schutz ohne Sperrzeit der Anlage auch beim Auftreten von Schwebungen aufgrund von Änderungen der Wechselspannungsfrequenz erreichen, und dies ohne komplizierte Schaltung.

Im folgenden werflen'die Erfindung und vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. l(a) ein Blockschaltbild eines Beispiels einer herkömmlichen Eindringlingwarnanlage,

Fig. l(b) ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1(a) gezeigten Anlage,

Fig. l(c) eine schematiche Darstellung, die zeigt, wie sich eine Person unter einer Antenne der Anlage hindurchbewegt,

Fig. i(d) eine graphische Darstellung der Änderung des Eingangssignals des in Fig. l(a) gezeigten Verstärkers 7 in Abhängigkeit von den Positionen in Fig. l(c),

Fi g. 2 Signalformen elektrischer Signale an verschiedenen Stellen der Anlage nach F i g. 1 (a),

F i g. 3(a) das Blockschaltbild einer Ausführungsart einer Eindringlingwarnanlage, von der bei den Ausführungsforrrcen der Erfindung Gebrauch gemacht wird,

Fig.3(b), (c) und (d) Schaltungsdarstellungen von Beispielen für die Kopplungsimpedanz 2 in F i g. 3(a),

F i g. 3(e), (f) und (g) Schaltungsdarstellungen von Beispielen für die Eingangsimpedanz 3 in F i g. 3{a),
Fig.4(a) Signalformen elektrischer Signale an verschiedenen Stellen der Anlage nach F i g. 3(a),

Fig.4(b) eine schematische Darstellung, die zeigt wie sich eine Person unter einer Antenne der erfindungsgemäßen Anlage hindurchbewegt,
Fig.4(c) eine graphische Darstellung der Änderung des Eingangssignals am Verstärker V --(er F i g. 3(a) in Abhängigkeit von der Position in F i g. 4(b),

F i g. 5 eine Blockdarsteilung einer Ausführungsform der Erfindung mit umschaltbarem Oszillator,
Fig.6 ein ins Einzelne gehendes Schaltbild der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform,

Fi g. 7 Signalforme,n elektrischer Signale an verschiedenen Stellen der Schaltung nach F i g. 6, zur Erläuterung der Wirkung der Schwebungsausschaltung,
■ F i g. 8 eine Freque:izspektrumdarstellung zur Erläuterung der Schwebung,

F i g. 9 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung mit zwei Oszillatoren,

F i g. 10 eine Frequenzspektrumdarstellung zur Erläuterung der Schwebungsausstrhaltung bei der Ausführungsform nach F i g. 9.

Zunächst wird anhand von Fig.3(a) eine Prinzipschaltung einer Eindringlingwarnanlage betrachtet, von der bei den Ausführungsformen der Erfindung Gebrauch gemacht wird. Danach werden diese Ausführungsf-u-rnen der Erfindung vorgestellt in F i g. 3{a) ist eine Antenne 4 über eine Kopplungsimpedanz 2 mit einem Hochfrequenzoszillator 1 verbunden, so daß der Hochfrequenzstrom vom Oszillator 1 über die Kopplungsimpedanz 2 auf die Antenne 4 gefühlt wird. Eine Eingangsimpedanz 3 ist zwischen die Antenne 4 und die Erde geschaltet Die Hochfrequenzspannung über der Eingangsimpedanz 3 wird einer Signalverarbeitungsschaltung 5 eingegeben, die einen Verstärker 7, einen Detektor 8, ein Bandpaßfilter 9 mit sehr niedriger Paßbandfrequenz, wie 0.0c bis 03 Hz, eine Schwellenwertdetektorschaltung 10 und eine Alarmschaltung 6 umfaßt

D.e Kopplungsimpedanz 2 ist beispielsweise ein Kondensator, eine Induktivität oder ein Widerstand Als Eir.·- gangsimpedanz 3 kann ein großer Widerstand dienen oder eine hochohmige Impedanzschaltung, wie eine Resonanzschaltung mit paralleler LC-Schaltung, die eine Resonanzfrequenz ai 'weist, die im wesentlichen gleich der Frequenz des Oszillators 1 ist und die daher für diese Frequenz eine sehr höhe Impedanz zeigt.

Unter der Voraussetzung, daß die Impedanz zwischen der Antenne 4 und der Erde bzw. dem Grund ausreichend groß ist, ist die induzierte Spannung V für den Fall, daß kein Eindringling vorbanden ist, gegeben durch

Q + C₀

■ e

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Dabei bedeuten:

Q: die Kapazität der Kopplungsimpedanz 2 Co: die Kapazität zwischen der Antenne 4 und der Erde e: die Spannung des vom Oszillator 1 gelieferten Hochfrequenzsignals.

rvw

Betrachtet man den Körper des Eindringlings als einen elektrischen Leiter und ist die Kapazität zwischen dem Körper des Eindringlings und der Antenne 4 gleich Cm, ergibt sich eine induzierte Spannung V, gemäß folgender Gleichung (4):

ν· =

C₁

CfC₁₁

ΓΥ

'α

Die induzierte Spannung V₁' wird mittels des Verstärkers 7 verstärkt, dann mit der Detektorschaltung 8 detektiert und nach dem Passieren des Bandpaßfilters 9 auf die Schwellenwertschaltung 10 geführt, wo deren Eingangswert V, mit einem vorbestimmten Schwellenwert VihL verglichen wird.

Wenn eine Person durch das elektrische Feld der Antenne 4 gelangt, wie es in F i g. 4{b) dargestellt ist, ändert sich die induzierte Spannungfgemäß Fig.4fJ4^ aufgrund der Änderung der Kapazität Cm, und daher ändert sich die Eingangsspannung V, an der Schwellenwertschaltung 10 gemäß Fig.4(YO und 4(c). Wenn die Eingangsspannnung V, kleiner wird als der in F i g. 4(\i$) gezeigte vorbestimmte Schwellenwert Vhl. und zwar zu der in ¥\gA(Y\) gezeigten Zeit t\, gibt die Schwellenwertschaltung 10 ein Ausgangssignal an die Warnschaltung 6, die zur Zeit fi ein Warnsignal/abgibt, wie es in F i g. A(\flj gezeigt ist, um eine Lampe zum Leuchten oder eine Klingel zum Tönen zu bringen.

Die Gleichungen (3) und (4) zeigen, daß es möglich ist, den Eindringling durch eine Spannungsänderung an der Antenne 4 festzustellen.

Für die Kopplungsimpedanz 2 können andere Impedanzen, wie die in F i g. 3{c) gezeigte Induktivität, der in F i g. 3{d) gezeigte Widerstand und eine zusammengesetzte Impedanz, die durch Verbunden des Kondensators, der Induktivität und des Widerstandes gebildet wird, verwendet werden.

Für die Eingangsimpedanz 3 wird gewöhnlich ein hoher Widerstand verwendet, wie er in F i g. 3(e) gezeigt ist. Es können jedoch andere Eingangsimpedanzen verwendet werden, beispielsweise eine Parallelresonanzschaltung, wie sie in Fig.3(f) gezeigt ist, oder eine Induktivität, wie sie in Fig.3(g) gezeigt ist Verwendet man die in F i g. 3(f) gezeigte Eingangsimpedanz, wählt man die Frequenz von deren Resonanzschaltung vorzugsweise so, daß sie in der Nähe der Schwingfrequenz des Hochfrequenzoszillators 1 liejt oder dieser im wesentlichen gleich ist, so daß die Änderung des Eingangssignals des Verstärkers bei Feststellung eines Eindringlings sehr scharf ist, und zwar aufgrund des scharfen Gradienten der Resonanzkurve, wodurch eine hohe Empfindlichkeit erzeugt wird.

Es ist auch möglich, einen oder mehrere zusätzliche Antennendrähte vorzusehen, der bzw. die in Reihe mit einer bzw. mehreren zusätzlichen Kopplungsünpedanzen geschaltet sind, die mit einem einzigen gemeinsamen Hochfrequenzoszillator 1 verbunden ist bzw. sind, und mit einem zusätzlichen Signalverarbeitungsteil verbunden ist bzw. sind.

Fig.5 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit umschaltbarem Oszillator I₁ durch den die Eindringlingalarmanlage eine hohe Stabilität gegenüber Harmonischen des elektrischen Feldes einer kommerziellen Wechselstromenergiequelle (Netzspannungsquelle) erhalten kann, so daß die Anlage keinen Falschen Alarm aufgrund einer zwischen diesen Harmonischen und dem Oszillatorsignal erzeugten Schwebung abgibt. Das Besondere der Oszillatorschaltung nach F i g. 5 besteht darin, daß sie einen Oszillator 15 umfaßt, der bei zwei verschiedenen Frequenzen schwingen kann und mittels einer ihm zugeordneten FrecfUenzumschaltungssteuerschaltungfümgeschaltet wird, und daß sie einen Schwebungsdetektorblock > Umfaßt, der das Auftreten einer Schwebung niedriger Frequenz feststellt und ein dem Oszillator 15 zuzuführendes Steuersignal abgibt is Der Schwebungsdetektorblock umfaßt einen Mischer 11, eine Detektorschaltung 12 mit einem Bandpaßfilter, eine Schweiienwertschaltung 13 und die Frequenzumschaltungssteuerschaltung 14 in der angegebenen Reihenfolge, und er gibt das Frequenzumschaltungssteuersignal auf den Oszillator 15. Der Mischer 11 mischt den Netzspannungsstrom und das hochfrequente Ausgangssignal des Oszillator 15 und gibt das Mischsignal ab, d. h, ein Bezugsschwebungssignal zwischen den Harmonischen des Netzspannungsstroms und des hochfrequenten Ausgangssignals. Die das Bandpaßfilter umfassende Detektorschaltung 12 richtet das gemischte Signal gleich, d. h, das Bezugsschwebungssignal von dem Mischer ti. Die Schwebungsschwellenwertschaltung 13 gibt ein Ausgangssignal ab, wenn die Schwebungsfrequenz niedrig und daher das Ausgangssignal der Detektorschaltung 12 größer als eine vorbestimmte Schwelle wird. Die Frequenzumschaltungssteuerschaltung 14 ist eine Schaltung, die ein Ausgangssignal mit hohem (H) oder niedrigem (L) Wert abgibt und ist beispielsweise aus einer Flipflop-Schaltung, die durch das Ausgangssignal der Schwebungsschwellenwertschaltung 13 angesteuert wird, und einem Komparator, der das Frequenzumschaiiungssieuersignai an den Oszillator i5 abgibt, zusammengesetzt.

Die Schaltung in Fig.5 arbeitet folgendermaßen: Wenn die Frequenz der kommerziellen Wechselspannungsenergiequelle (Netzspannungsquelie) driftet und die Schwebungsfrequenz zunehmend niedriger wird, erhöht sich die Amplitude des Schwebungsausgangssignals zunehmend, wie es durch den linken halben Teil der F i g. 7(G) gezeigt ist Dann wird das Ausgangssignal des Schwebungsdetektors 12, das eine Integration des in Fig.7(H) gezeigten Halbwellen-gleichgerichteten Signals ist zunehmend größer, wie in F i g. 7(i) gezeigt ist so Wenn dann das Schwebungsdetektorausgangssignal (I) einen vorbestimmten Schwellenwert Vbü> überschreitet, gilt die Schwellenwertschaltung 13 ein in Fig. 7(J) gezeigtes Impulssignal ab, daß die Flipflop-Schaltung in der Frequenzumschaltsteuerschaltung 14 kippt und zu einer Änderung der Ausgangsspannung der letzteren Schaltung 14 führt Deshalb gibt die Frequenzumschaltsteuerschaltung 14 danach ein Signal an die Oszil-Iatorschaltung 15 ab. Ein ins Einzelne gehender Schaltungsaufbau der Schaltung nach F i g. 5 ist in F i g. 6 gezeigt. Wie in F i g. 6 gezeigt ist, wird das Ausgangssignal L des Komparators der Frequenzumschaltsteuerschaltung 14 mit der in Fig.7(L) gezeigten Signalform dem Gate eines FET 2 des Oszillators 15 aufgeprägt bei dem es sich um einen ÄC-Oszillator handelt und der seine auf die Antenne zu gebende Ausgangsfrequenz bei einer Änderung der dem Gate aufgeprägten Spannung ändert Durch die Frequenzumschaltung wird die Frequenz des vom Oszillator 15 abgegebenen Hochfre-

31 OO

qucnzsignals von der bisherigen Frequenz /Oi auf eine andere Frequenz /Ö2 umgeschaltet, wie es in Fig.7(A) gezeigt ist, ferner durch eine Frequenzspektrumdarstellung in F i g. 8, in der harmonische der Netzspannungsfrequenz, die in der Frequenzspektrumdarsteliung der Reihe nach auftreten, durch 5 Bögen dargestellt sind. Die Frequenzen /öi und /02 sind so gewählt, daß sie in einer Be^hung stehen, die durch die folgende Gleichung definiert und durch F i g. 8 dargestellt ist.

Ι/Ό2—/"01 I = nf_Ac-+ Af
Dabei bedeuten:

(5)

10

15

n: eine beliebige positive ganze Zahl
F_AC: die Frequenz der Netzenergie
Al· eine Frequenz, die kleiner ist als Uc. beispielsweise eine Frequenz, die 0,4- bis 0,6mal so groß ist wie Iac-

Gemäß der erwähnten Wahl von /01 und /02 ergibt sich: Wenn eine der beiden Schwingfrequenzen /01 oder /02 eine unerwünschte Schwebung niedriger Frequenz mit einer Harmonischen der Netzfrequenz bildet, erzeugt die andere der beiden Schwingfrequenzen keine Schwebung niedriger Frequenz mit bemerkbarer Starke. Aufgrund der Umschaltung von der Frequenz /öi auf die Frequenz /02 wird die Amplitude der Schwebung klein und die Schwebungsfrequenz sehr hoch, so daß die Möglichkeit einer Falschwarnung verschwindet. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Schwebungsdetektors 12 ld-in, und folglich wird das Ausgangssignal der Schwellenwertschaltung 13 klein. Das Flipflop bleibt jedoch im selben Zustand, bis von der Schwellenwertschaltung 13 ein anderes Ausgangssignal abgegeben wird. Das heißt, das Ausführungsbeispiel nach den F i g. 5 und 6 umgeht eine unerwünschte Falschwarnung aufgrund einer Schwebung, die durch eine Störung zwischen den Netzspannungsharmonischen und der Schwingfrequenz erzeugt wird, mit Hilfe einer Umschaltung der Schwingfrequenz von derjenigen Frequenz, welche zu der Schwebung führt, zu derjenigen Frequenz, die nicht zur Schwebung führt. Wenn es dann bei der Frequenz /02 zu einer anderen Schwebung mit den Harmonischen der Netzfrequenz kommt, wird ein weiterer Impuls an die Frequenzumschaltsteuerschaltung 14 gegeben und wird der Oszillator 15 folglich so gesteuert, daß er seine Frequenz auf die andere Frequenz /öi umschaltet

Wie bereits erläutert worden ist, wird die Spannung am Eingangsanschluß des Verstärkers 7 auf den Detektor 8 der Signalverarbeitungsschaltung 5 gegeben. Die Amplituden am Ausgang des Detektors 8 und folglich am Ausgang des Bandpaßfilters 9 nehmen zu, wie es in den F i g. 7(C) und 7(D) gezeigt ist, wenn der Wert der Schwebung hoch wird Eine solche Wertänderung aufgrund der Schwebung führt jedoch nicht dazu, daß die Schwellenwertschaltung 10 das Ausgangssigna] erzeugt, da die Schwellenwerte VW/ und VW der Schwellenwertschaltung 10 so gewählt sind, daß sie nicht auf ein solches Ausgangssignal vom Bandpaßfilter für die Schwebung reagieren. Das bevorzugte Durchlaßband des Bandpaßfilters ist empirisch zu 0,08 Hz bis 03 Hz gefunden worden, wodurch ein Eindringling festgestellt werden kann, der etwa 1,5 m von der Antenne entfernt ist

Von den Maßnahmen zur Ausschaltung der Auswirkungen von Schwebungen abgehen ist die Funktion der Eindringlingwarnanlage nach F i g. 5 und 6 dieselbe wie bei der Schaltung nach F i g. 3(a), deren Funktion anhand der Fig.4 erläutert worden ist. Das heißt, der Eindringling verursacht eine Änderung der Spannung der Antenne 4, und diese Änderung wird von der Signalverarbeitungsschaltung 5 verarbeitet. Dabei löst die Schwellenwertschaltung 10 die Alarmschaltung 6 aus, wenn das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 9 (nach unten hin) den vorbestimmten Schwellenwert VW überschreitet.

Fig.9 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, daß die Oszillatorschaltung 1 zwei Oszillatoren 15' und 15" aufweist und zur Vermeidung einer unerwünschten Falschwarnung aufgrund der niederfrequenten Schwebung zwei unterschiedliche Frequenzen /01 und /02 stets parallel erzeugt werden.

Die Oszillatorschaltung 1 in Fig.9 weist neben den beiden Oszillatoren 15' und 15" mit den Schwingfrequenzen /01 und /02 einen Mischer 152 auf, der die beiden

requenz gg

und über die Koppiungsimpedanz 2 an die Antenne 4 liefert. Die Signalverarbeitungsschaltung 5 dieses Ausführungsbeispiels weist ein Paar auf die Frequenzen fa und /02 abgestimmte Verstärker 7 und T auf, denen je ein Detektor 8 bzw. 8', ein Bandpaßfilter 9 bzw. 9' und eine Schwellenwertschaltung 10 bzw. 10' folgt. Die Ausgangsanschlüsse der Schwellenwertschaltung 10 und 10' sind mit je einem Eingangsanschluß einer UND-Schaltung 28 verbunden, der eine Alarmschaltung 6 folgt. Die Frequenzen /öi und /02 sind so gewählt, daß deren Beziehung der folgenden Gleichung entspricht, wie sie auch in Fig. 10gezeigt ist:

|/Ö2 - /öi I = nf_AC + Af
Dabei bedeuten:

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

den Frequenzen Zo₁ und f<n zusammengefügt id i

(6)

n: eine beliebige positive ganze Zahl

Iac'- die Frequenz einer kommerziellen Wechselstromenergie (Netzenergie)

Af: eine Frequenz, die kleiner ist als /Ag beispielsweise eine Frequenz, die 0,4- bis 0,6maI so groß ist wie Λο

Gemäß der genannten Auswahl für /öi und ^2 gilt: Wenn eine der beiden Schwingfrequenzen /öi oder /02 eine unerwünschte Schwingung niedriger Frequenz mit einer Harmonischen der Netzfrequenz bildet, führt die andere der beiden Schwingfrequenzen nicht zu einer Schwebung niedriger Frequenz mit bemerkbarer Stärke. Selbst im Fall einer Frequenzdrift, die zu einer Schwebung niedriger Frequenz mit einer der beiden Frequenzen führen kann, erzeugt daher nur eine der beiden Schwellenwertschaltungen 10 oder 10' ein Ausgangssignal, und daher wird die Alarmschaltung nicht von der UND-Schaltung 28 aktiviert. Wenn andererseits ein Eindringling kommt, geben beide Bandpaßfilter 9 und 9' Ausgangssignale zur Aktivierung beider Schwellenwertschaltungen 10 und 10' ab, und daher liefert die UND-Schaltung 28 ein Ausgangssignal an die Alarmschaltung 6, wodurch diese zur Abgabe eines Eindringalarms aktiviert wird.

Claims

31 OO 936 Patentansprüche:

1. Etndringlingwarnanlage,

mit einer um einen zu schützenden Bereich vorgesehenen und vom Boden isolierten Antenne,
mit einer Oszillatorschaltung, weiche die Antenne mit einem Wechselstromsignal speist,
mit einer zwischen die Oszillatorschaltung und die Antenne geschalteten Kopplungsimpedanz
und mit einer Signalverarbeitungsschaltung, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn sich ein elektrischer Antennenparameter um einen vorbestimmten Betragändert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalverarbeitungsschaltung (5) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn eine Änderung der Antennenwechselspannung einen vorbestimmten Wert überschreitet,

daß die Osziiiatorschaltung (1) einen zwischen mindestens z«'ei Frequenzen umschaltbaren Oszillator (15) mit einem Umschaltsteuereingang aufweist, dem ein Mischer (11) zugeordnet ist, der ein Schwebungssignal aus der Oszillatorfrequenz und einer Wechselspannungsfrequenz erzeugt, das einem Schwebungsdetektor (12) zugeführt wird, der diese Schwebung feststellt und beim Auftreten eines Schwebungssignals mit einei einen vorbestimmten Wert überschreitenden Amplitude ein Umschaltsteuersignal an dem Umschaltsteuereingang des umschaltbaren Oszillators (15) liefert

2. Eindringlingwarnanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (15) zwischen zwei Schwingfi iquen2-:,n fm und /02 umschaltbar ist und die beiden Schwingfrequenzen in folgender Beziehung miteinander ste' en: