DE3114112A1

DE3114112A1 - Einbruchsdetektorsystem

Info

Publication number: DE3114112A1
Application number: DE19813114112
Authority: DE
Inventors: John Kenneth 01940 Lynnfield Mass. Guscott; Robert 02061 Norwell Mass. Powers
Original assignee: American District Telegraph Co
Current assignee: American District Telegraph Co
Priority date: 1980-04-08
Filing date: 1981-04-08
Publication date: 1982-03-04
Also published as: BE888315A; AU531934B2; JPH023150B2; FR2479991A1; IT8167482A0; FR2479991B1; IT1143534B; AU6884581A; GB2074314B; GB2074314A; JPS57792A; US4339748A

Description

American District Telegraph Company, One World Trade Center, Suite 9200, New York, New York 10048, Vereinigte Staaten von Amerika

Einbruchsdetektorsystem

Die Erfindung betrifft ein Einbruchsdetektorsystem, insbesondere ein passives Infrarotsystem zur Ermittlung eines sich bewegenden Eindringlings.

Mit Infrarotstrahlung arbeitende passive Einbruchsdetektorsysteme sind bekannt. Sie ermitteln die Anwesenheit eines Eindringlings in einem geschützten Raum und liefern ein Ausgangssignal, das für die Ermittlung des Eindringlings kennzeichnend ist. Die Leistungsfähigkeit derartiger Systeme ist häufig auf einen bestimmten Bereich, d.h. eine bestimmte Entfernung zwischen dem Eindringling und dem Detektorsystem beschränkt. Die Leistungsfähigkeit des Systems kann außerhalb dieses bestimmten Bereiches beträchtlich verringert sein,so daß seine Fähigkeit, die Anwesenheit eines Eindringlings außerhalb dieses Bereiches zuverlässig anzugeben, entsprechend reduziert ist. Bei einem System mit nur einer Brennweite befindet sich ein Eindringling, der sich init gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt, um so länger im überwachten Blickfeld, je größer sein Abstand von dem Detektor ist. Die Detektorempfindlichkeit ändert sich daher mit dem Abstand des Eindringlings von dem Detektor. Um eine zuverlässige Anzeige eines Eindringlings an jeder Stelle innerhalb eines geschützten Raumes zu erreichen, sollte die Leistungsfähigkeit des Systems über in weitem Umfang differierende Bereiche optimiert werden.

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Beispiele passiver Einbruchsdetektorsysteme, die mit Infrarotstrahlung arbeiten, sind in den US-PS'n 30 36 219, 35 24 180, 36 31 434, 37 03 718 und 38 86 360 beschrieben. Das in der US-PS 38 86 360 gezeigte Infrarot-Einbruchsdetektorsystem verwendet eine Feldanordnung sphärischer Spiegelsegmente, um die von in größerer Entfernung befindlichen Objekten ausgehende Strahlung mit größerer Intensität zu empfangen. Bei einem der dort dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele besitzen die Spiegelsegmente jeweils die gleiche Brennweite, wobei das eigentliche Sensorelement asymmetrisch angeordnet ist, so daß sie eine größere Strahlungsmenge von denjenigen Segmenten aufnehmen, welche die von den weiter entfernten Objekten ausgehende Strahlung sammeln. Bei einem zweiten Ausfü.hrungsbeispiel besitzen die sphärischen Spiegelsegmente unterschiedliche Brennweiten und sind jeweils in einer ihrer Brennweite entsprechenden Entfernung von dem Detektor angeordnet, so daß die von den weiter entfernten Objekten ausgehende Strahlung in stärkerem Maße gesammelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit Infrarotstrahlung arbeitendes passives Einbruchsdetektorsystem zu schaffen, das über verschiedene Arbeitsbereiche eine gleichmäßige optische Öffnung und Empfindlichkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Detektorsystem mit den im Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmalen gelöst.

Das System gemäß der Erfindung beinhaltet eine Spiegelanordnung mit einer Vielzahl von sphärischen Segmenten, die gegeneinander versetzt auf einer Kreislinie angeordnet sind und eine gemeinsame optische Achse aufweisen. Die sphärischen Segmente sind in zwei oder mehr Reihen angeordnet, wobei jede dieser Reihen einem anderen Arbeitsbereich entspricht. Eine einem vergleichsweise nahen Bereich zugeordnete Reihe von sphärischen Segmenten, die sämtlich eine erste Brennweite besitzen, ist so ausgerichtet, daß sie ein entsprechendes

Blickfeld abdecken. Eine zweite Reihe sphärischer Segmente, die sämtlich eine zweite Brennweite besitzen, dient zur Abdeckung eines weiter entfernten Bereiches. Der Abstand jeder dieser Reihen von dem eigentlichen Detektorelement in Richtung der optischen Achse entspricht der jeweiligen Brennweite der die Reihe bildenden Segmente. Eine oder mehrere weitere Reihen sphärischer Segmente können zur Abdeckung weiterer Blickfelder vorgesehen sein. Die dem kleineren Entfernungsbereich zugeordneten Spiegelsegmente können vergleichsweise klein sein, um Raum zu sparen für größere Spiegel zur Überwachung der weiter entfernten Arbeitsbereiche. Keines der überwachten Blickfelder ist ausschließlich auf die äußeren Randbereiche der Spiegel angewiesen; infolgedessen können diese sphärisch statt parabolisch ausgebildet sein, da die geringfügige Defokussierung die Bildqualität nicht merklich beeinträchtigt. Der Detektor ist vorzugsweise ein dualer Differentialdetektor und arbeitet mit einer Alarmschaltung zur Signalisierung der Anwesenheit eines Eindringlings zusammen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spiegelanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht der Spiegelanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Spiegelanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 zeigt eine Schnittzeichnung einer Vorrichtung zur Winkeljustierung der Spiegelanordnung,

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Vorrichtung zur Winkel justierung gemäß Fig. 4,

Fig.6A, 6B und 6C zeigen Aufrisse bzw. eine Schnittzeich-

nung des mit 30 bezeichneten Gliedes der Vorrichtung, zur Winkel Justierung,

Fig.7A, 7B und 7C zeigen Aufsichten bzw. eine Schnittzeichnung des mit 32 bezeichneten Gliedes der Vorrichtung zur Winkeljustierung,

Fig. 8 zeigt eine Darstellung des Feldmusters der Spiegelanordnung gemäß Fig. 1 bis 3 in der Azimutebene,

Fig. 9 zeigt das Feldmuster der Spiegelanordnung gemäß Fig.

I bis 3 in der Elevationsebene,

Fig.1OA zeigt ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltung zur Verarbeitung des Detektorausgangssignals,

Fig.10B zeigt schematisch eine Schaltung zur Temperaturkompensation, die in Verbindung mit der Schaltung gemäß Fig. 10A verwendbar ist,

Fig. 11 zeigt eine Frontansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles der Spiegelanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 12 zeigt eine Schnittzeichnung der Spiegelanordnung gemäß Fig. 11,

Fig. 13 zeigt eine teilweise geschnittene Rückansicht der Spiegelanordnung gemäß Fig. 11,

Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht der Spiegelanordnung gemäß Fig. 11,

Fig. 15 zeigt das Feldmuster der Spiegelanordnung gemäß Fig.

II bis 14 in der Azimutebene,

Fig. 16 zeigt das Feldmuster der Spiegelanordnung gemäß Fig. 11 bis 14 in der Elevationsebene.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Spiegelanordnung ist in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Sie beinhaltet ein vergleichsweise großes sphärisches Spiegelsegment 12, ein kleineres sphärisches Spiegelsegment 14, das in einem ersten Abst-and von dem Spiegelsegment 12 angeordnet ist sowie zwei nochmals kleinere sphärische Spiegelsegmente 16, die in vorbestimmten Abständen von den Segmenten 12 und 14 angeordnet sind. Diese Spiegelsegmente sind sämtlich um eine gemeinsame optische Achse 18 angeordnet. Auf dieser optischen Achse befindet sich ein Detektor 20 in dem Brennpunkt der verschiedenen Spiegelsegmen-

te. 0er Spiegel 12 besitzt eine erste Brennweite, der Spiegel 14 eine zweite kürzere Brennweite und die Spiegel 16 eine noch kürzere Brennweite. Jeder Spiegel ist im Abstand seiner Brennweite von dem Detektor 20 angeordnet und fokussiert die auf seine Spiegelfläche auftreffende Infrarotstrahlung auf den Detektor. Der Detektor 20 ist an einem U-förmigen Bügel 44 angebracht, dessen Enden über Befestigungsstege 46 mit der Spiegelanordnung verbunden sind.

Die Spiegelanordnung 10 ist vorzugsweise als einstückiges Formteil ausgebildet und besteht aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise Acrylglas mit einem Überzug aus Aluminium oder einem anderen reflektierenden Material, welches die Spiegelfläche bildet. Von der Rückseite der Spiegelanordnung erstreckt sich eine justierbare Halterung nach außen.die einen zentralen Stab 22 sowie ein diesen Stab umgebendes röhrenförmiges Glied 24 umfaßt. Die Stirnkante 26 des röhrenförmigen Gliedes 24 ist abgeschrägt und steht mit einer Montagefläche im Eingriff, die weiter unten näher beschrieben wird.

Die Spiegelanordnung 10 ist in der aus Fig. 4 und 5 erkennbaren Weise mit Hilfe zweier mit 30 und 32 bezeichneten Glieder justierbar an einem Gehäuseteil 28 befestigt. Das Glied 30 ist auf die Stange 22 aufgeschoben, während des Glied 32 mit einer Schraube 34 an dem äußeren Ende der Stange 22 befestigt ist. Die Arme-36 des Gliedes 32 sind elastisch;durch Anziehen der Schraube 34 wird das Glied 32 nach innen bewegt und klemmt mit seinen Armen 36 die einander gegenüberliegenden Wandungen des Gehäuses 28 und des Randbereiches des Gliedes 30 zusammen. In Fig. 4 ist die Gestalt des als Feder wirkendes Gliedes 32, die dieses bei angezogener Schraube 34 annimmt, in gestrichelten Linien angedeutet. Die Glieder 30 und 32 sind in Fig. 6 bzw. 7 einzeln dargestellt.

Das Gehäuse 28 besitzt eine Öffnung 31, in welcher sich das Glied 30 und damit die Spiegelanordnung bewegen können. Das Glied 30 verfügt über Rippen 38, die gleitbar in dem von der

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öffnung 31 gebildeten vertikalen Schlitz angeordnet sind. Das abgeflachte Ende der Stange'22 ist gleitbar in einem horizontalen Schlitz 42 des Gliedes 30 angeordnet. Durch Bewegung des Gliedes 30 in der Öffnung 31 relativ zu dem Gehäuse 28 läßt sich die Spiegelanordnung 10 in der vertikalen Ebene winkeljustieren. Bei dieser vertikalen Justierung bewegen sich die Stange 22 und das Glied 32 zusammen mit dem Glied 30. Die Winkel justierung der Spiegelanordnung 10 in der horizontalen Ebene erfolgt durch Bewegung der Stange 22 und des Gliedes 32 in dem horizontalen Schlitz 42 des Gliedes 30. Um diese Justierung durchzuführen, braucht lediglich die Schraube 34 gelöst zu werden, woraufhin sich die Spiegelanordnung sowohl horizontal als auch vertikal in der gewünschten Weise ausrichten läßt. Bei dem anschließenden Anziehen der Schraube 34 wird die Spiegelanordnung durch die Klemmwirkung der Glieder 30 und 32 fixiert.

Fig. 8 zeigt das azimutale Feldmuster der von der Spiegelanordnung gemäß Fig. Ibis 3 überwachbaren Blickfelder. Jedes Blickfeld beinhaltet zwei Feldmuster für die betreffende Thermosäule des dualen Detektors. Die relative Länge der betreffenden Feldmuster veranschaulicht die relativen Entfernungsbereiche der verschiedenen Blickfelder. So liefert der Spiegel 12 das lange zentrale Muster 100; das mit 102 bezeichnete Muster mittlerer Länge wird von dem Spiegel 14 geliefert und die beiden Spiegel 16 liefern die kürzeren Muster 104. Das Feldmuster in der Elevationsebene ist in Fig. 9 dargestellt. Zum einfacheren Verständnis sind die dargestellten Feldmuster als Strahlen angedeutet; es versteht sich, daß der Ausdruck ein Empfindlichkeitsmuster oder eine Empfindlichkeitszone bedeutet. Das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere für Korridore oder Flurgänge, die relativ lang und eng sind. Der längste Strahl 100 hat eine Reichweite von etwa 150 Fuß und eine Strahlbreite von etwa 2,5°. Der mittlere Strahl 102 hat eine Reichweite von etwa 80 Fuß und eine Strahlbreite von etwa 5°. Der kürzeste Strahl 104 hat eine Reichweite von etwa 20 Fuß und eine Strahlbreite von

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etwa 9°.

Der Detektor 20 beinhaltet eine duale Thermosäule mit zwei Detektorelementen, die in Gegenphase elektrisch miteinander verbunden sind. Jedem Element ist ein entsprechender Bereich des Blickfeldes zugeordnet. Die Ermittlung eines Eindringlings durch ein Element verursacht eine erste Änderung des Signalpegels, während die Ermittlung durch das andere Element eine entgegengesetzte Änderung des Signalpegels zur Folge hat. Die Signalpegeländerungen werden durch eine elektronische Schaltung verarbeitet, welche eine Alarmanzeige als Ausgangssignal liefert. Ein typisches Beispiel für eine derartige Schaltung ist in Fig. 10A dargestellt. In dieser wird das Ausgangssignal des Detektors 20 einem Verstärker 120 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer bipolaren Schwellwertschaltung 122 und einer Hintergrundgeräusch-Indikatorschaltung 124 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 122 wird einem Integrator 126 zugeführt, dessen Ausgangssignal an einer Schwellwertschaltung 128 anliegt.Das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 128 wird einer Alarm-Logikschaltung 130 zugeführt, an deren Ausgang das Alarmausgangssignal erscheint, das zur Betätigung eines Alarmgebers 132 verwendet werden kann. Die Alarm-Logikschaltung 130 liefert ferner ein Ausgangssignal zu einer LED- oder einer anderen Anzeigevorrichtung 134. Diese Anzeigevorrichtung empfängt ferner ein Signal von der Hintergrundgeräusch-Indikatorschaltung 124.

Wenn sich die Vorrichtung in Betrieb befindet, bewirkt ein Eindringling, der sich durch die Blickfelder des Systems bewegt, daß der Detektor 20 Ausgangsimpulse abgibt, die nach entsprechender Verstärkung der bipolaren Schwellwertschaltung zugeführt werden, die ihrerseits.Ausgangsimpulse erzeugt, die den empfangenen Impulsen entsprechen, welche den positiven oder den negativen Schwellwert überschreiten. Die Ausgangsimpulse der Schwellwertschaltung 122 werden durch den Integrator 126 integriert. Wenn das integrierte Signal den durch

die Schwellwertschaltung 128 gesetzten Schwellwert überschreitet, gelangt ein Signal zu der Alarm-Logikschaltung
130, die das Alarm-Ausgangssignal liefert. Die Al arm-Logikschaltung liefert ein Impulssignal zu der LED-Anzeige 134, welche durch eine optische Blinkanzeige die Ermittlung eines Eindringlings signalisiert. Die LED-Anzeige 134 kann auch
kontinuierlich aktiviert werden und zeigt damit das Vorhandensein eines von der Schaltung 124 ermittelten Hintergrundgeräusches an. Bekanntlich ermittelt der Hintergrundgeräusch-Indikator Änderungen der Infrarothintergrundstrahlung innerhalb des Blickfeldes, die relativ langsam ablaufen. Wenn der Pegel dieser Hintergrundstrahlung einen vorbestimmten Wert überschreitet, zeigt die Schaltung 124 dies durch Aktivierung der LED-Anzeige 134 auf.

Das Detektorsystem besitzt ein gleichförmiges Verhalten über alle Entfernungsbereiche, die weit differieren. Die Empfindlichkeit des Systems bei der Ermittlung eines Eindringlings ist im wesentlichen für alle Arbeitsbereiche die gleiche. So wird beispielsweise ein Eindringling in dem 100-Fuß-Bereich mit derselben Empfindlichkeit ermittelt wie ein Eindringling im 25-Fuß-Bereich. Die Ziel-Ansprechzeit für einen sich bewegenden Eindringling ist ebenfalls für alle Arbeitsbereiche des Systems ähnlich. Die Blickfelder des kürzeren Entfernungsbereiches divergieren mehr als diejenigen der längeren Entfernungsbereiche. Eindringlinge kleiner Größe, beispielsweise kleine Tiere, neigen infolgedessen weniger dazu, einen Alarm auszulösen, weil dasjSystem gegenüber solchen kleinen Eindringlingen in dem relativ breiten Nahfeld vergleichsweise unempfindlicher ist. Mit anderen Worten, ein kleines Tier besetzt in dem Blickfeld keine für die Auslösung eines Alarmsignals ausreichend große Fläche. Die Blickfelder des kürzeren Entfernungsbereiches werden von relativ kleinen Spiegelsegmenten abgedeckt, so daß Raum gewonnen wird für die größeren Spiegelsegmente, welche für die Blickfelder der längeren Bereiche benötigt werden. Die Spiegelanordnung gemäß der Erfindung ist infolge der Verwendung unterschiedlich großer

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Spiegelsegmente zur Anpassung an die betreffenden Blickfelder in der Raumausnutzung äußerst effizient.

Die Empfindlichkeit eines passiven Infrarotsystems gegenüber einem Eindringling ändert sich mit der Umgebungstemperatur. Bei dem System gemäß der Erfindung wird diese Empfindlichkeitsänderung mittels einer Schaltung gemäß Fig. 1OB automatisch kompensiert. Bei dieser Schaltung besteht die bipolare Schwellwert-Detektorschaltung 122 aus zwei Differential verstärkern 210 bzw. 212, die negative bzw. positive Schwellwertpegel liefern. Die Referenzspannungen für die Verstärker 210 und 212 werden von einem Spannungsteiler 214 abgeleitet, der mit dem Ausgang eines Differential Verstärkers 218 verbunden ist. Eine Temperaturkompensationsschaltung 216 beinhaltet diesen Differentialverstärker 218, dem eine von einer Diode D1 gelieferte temperaturabhängige Spannung zugeführt wird. Bekanntlich hängt die Durchlaßspannung einer Siliziumdiode umgekehrt proportional von der Temperatur ab. Somit nimmt die Diodenspannung ab, wenn die Temperatur ansteigt und umgekehrt. Die Referenzspannung für den Verstärker 218 -wird von einem Spannungsteiler 220 geliefert. Die Ausgangsspannung V des Verstärkers 218 wird mit Hilfe eines Spannungsteilers 222 durch zwei geteilt und einem Pufferverstärker 224 zugeführt, der eine Referenzspannung V/2 für den Verstärker 120 liefert. Das Eingangssignal, das von dem Verstärker 120 an die bipolare Schwellwertschaltung 122 geliefert wird,wird auf den Vorspannungspegel V/2 "zentriert", der sich in Abhängigkeit von der mit Hilfe der Diode D1 ermittelten Temperatur ändert. Die Schwellwertspannungen für die bipolare Schwellwertschaltung 122 nimmt ab, wenn die Temperatur ansteigt, so daß die Empfindlichkeit bei steigender Temperatur zunimmt.

Wenn die Hintergrundtemperatur sich der Temperatur des Eindringlings nähert, verringern sich die Schwellwertpegel der Schwellwertschaltung 122, wodurch die Empfindlichkeit des Systems zur zuverlässigeren Ermittlung eines Eindringlings gesteigert wird. Im Idealfall sollte die Empfindlichkeit bei

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steigender Hintergrundtemperatur bis zur Temperatur des Eindringlings anwachsen und danach abnehmen. In der Praxis ist es unwahrscheinlich, daß die Hintergrundtemperatur höher ist als die Temperatur eines menschlichen Eindringlings; daher ist eine Verstärkungs- oder EmpfindTichkeitscharakteristik ausreichend, die einfach mit der Temperatur ansteigt. Auf Wunsch kann auch eine Verstärkungscharakteristik vorgesehen sein, die bei der Temperatur des Eindringlings einen Wendepunkt hat, so daß die Empfindlichkeit bis zur Temperatur des Eindringlings ansteigt und dann für höhere Temperaturen wieder abnimmt.

Die Brennweite jedes Spiegelsegmentes ist so bestimmt, daß der in dem betreffenden Bereich befindliche Eindringling auf dem Detektor abgebildet wird. Für .ieden der Arbeitsbereiche liefern die Spiegelsegmente ein Bild von im wesentlichen gleicher Größe auf dem Detektor, so daß eine gleichförmige Empfindlichkeit über die in weitem Maß unterschiedlichen Arbeitsbereiche gegeben ist. Damit die Apertur jedes Spiegelsegmentes gleich ist, ist das Verhältnis jedes Spiegelsegmentes zu dem nächst kleineren 4:1. Wenn beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 das Detektorelement eine Länge von 0,157 Zoll hat und ein 48 Zoll großer Eindringling auf dem Detektor in den Entfernungen 100 Fuß, 50 Fuß und 25 Fuß abgebildet werden" soll, ist die Brennweite der Spiegelsegmente 12, 14 und 16 etwa 3,9 Zoll, 1,9 Zoll bzw. 1 Zoll. Bei einer verfügbaren Gesamtfläche von 7,07 Quadratzoll, die einem handelsüblichen Durchmesser von 3 Zoll entspricht, besitzen die Spiegelsegmente 12, 14 und 16 Flächen von 5,32 Quadratzoll, 1,33 Quadratzoll bzw. 0,33 Quadratzoll. Jedes Spiegelsegment liefert bei gegebenem Ziel für die betreffenden Entfernungsbereiche ein Bild von im wesentlichen gleicher Größe. Da jedes Blickfeld für den betreffenden Bereich optimiert ist, wird ein Eindringling gegebener Größe unabhängig von dem Entfernungsbereich in gleicher Weise erfaßt. Infolgedessen ist die Detektorempfindlichkeit unabhängig von dem Entfernungsbereich, in dem sich ein spezielles Ziel befindet, gleichförmiger.

In Fig. 11 bis 14 ist ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel dargestellt. Die Spiegelanordnung beinhaltet ein erstes Feld 200 mit sphärischen Elementen, von denen jedes eine erste Brennweite aufweist und die kreisförmig angeordnet sind.Ein zweites kreisförmig angeordnetes Feld 202 sphärischer Spiegelelemente befindet sich unter dem ersten Feld. Jedes Segment des zweiten Feldes besitzt eine zweite Brennweite. Ein drittes Feld 204 sphärischer Elemente befindet sich unter dem zweiten Feld. Jedes Segment des dritten Feldes besitzt eine dritte Brennweite. In dem dargestellten Ausf iihrungsbeispiel umfaßt das erste Feld sieben Spiegelsegmente, das zweite Feld fünf Spiegelsegmente und das dritte Feld acht Spiegelsegmente. Jedes Spiegelfeld ist wieder im Abstand seiner Brennweite von dem Detektor 20 angeordnet. Die Spiegelanordnung ist in der oben beschriebenen Weise winkel justierbar. Das Feldmuster der Spiegelanordnung gemäß Fig. 11 bis 14 in der Azimutebene ist in Fig. 15 dargestellt. Fig. 16 zeigt das Feldmuster in der Elevationsebene. Die Spiegelanordnung 200 liefert das dem größten Entfernungsbereich entsprechende Feldmuster, das Spiegelfeld 202 das dem kürzesten Entfernungsbereich entsprechende Feldmuster, während das Feld 204 das Feldmuster des mittlerenEntfernungsbereiches liefert. Diese Ausführungsform deckt einen rechteckigen Raum von etwa 30"50 Fuß ab. Die spezifischen Arbeitsbereiche und Strahlwinkel sind selbstverständlich beim Entwurf wählbar.

Die Spiegelanordnung und die elektronische Schaltung befinden sich vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse, das an einer Wand oder einer anderen Fläche eines zu schützenden Raumes montierbar ist. Jedes Detektorsystem kann entweder individuell arbeiten, um die Anwesenheit eines Eindringlings zu erfassen und anzuzeigen, oder mit einer lokalen oder entfernten Zentralstation verbunden sein, in welcher die Anwesenheit von Eindringlingen zentral gemeldet wird.

Leerseite

Claims

fL^a t e η t a nsprüche

J f'aüU ve$ lnf rarot-Ei nbruchsdetektorsystem mit einer Vielzahl von Blickfeldern zur Erfassung eines sich durch die Blickfelder bewegenden Eindringlings, mit einer Spiegelanordnung,
gekennzeichnet durch

- eine erste Reihe von Spiegeln, die um eine optische Achse angeordnet ist und ein oder mehrere sphärische Spiegelsegmente umfaßt, deren jedes eine erste Brennweite besitzt und so ausgerichtet ist, daß es ein entsprechendes Blickfeld für einen ersten Arbeitsbereich abdeckt,

- eine zweite Reihe von Spiegeln, die in Richtung der optischen Achse im Abstand von der ersten Reihe von Spiegeln angeordnet ist und ein oder mehrere sphärische Spiegelelemente umfaßt, deren jedes eine zweite Brennweite besitzt und die einen gemeinsamen Fokussierungspunkt mit den Spiegeln der ersten Reihe aufweisen und deren jedes so ausgerichtet ist, daß es ein betreffendes Blickfeld für einen zweiten Arbeitsbereich abdeckt, wobei alle Spiegelsegmente der ersten und der zweiten Reihe eine im wesentlichen gleiche optische Apertur besitzen, derart daß für alle Arbeitsbereiche eine gleichförmige Detektorempfindlichkeit gegeben ist

- sowie einen am gemeinsamen Fokussierungspunkt der Spiegelsegmente angeordneten Detektor, der die Ermittlunq eines Eindringlings kennzeichnende elektrische Signale liefert, wenn ein Eindringling sich durch wenigstens eines der Blickfelder der Spiegelsegmente bewegt.
2. System nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß eine dritte Reihe von Spiegeln vorgesehen ist, die in Richtung der optischenAchse im Abstand von der ersten und der zweiten Reihe von Spiegeln angeordnet ist und die ein oder mehrere sphärische Spiegelsegmente umfaßt, daß jedes dieser Spiegelsegmente eine dritte Brennweite hat, daß die Spiegelsegmente der dritten Reihe einen ge-

meinsamen Fokussierungspunkt mit denen der ersten und der zweiten Reihe besitzen und daß jedes Spiegelsegment der dritten Reihe so ausgerichtet ist, daß es entsprechende Blickfelder eines dritten Arbeitsbereiches abdeckt.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die erste Reihe von Spiegeln ein sphärisches Spiegelelement umfaßt, das eine erste Spiegelfläche bildet, welche zur optischen Abbildung eines ersten Blickfeldes dient,

- daß die zweite Reihe von Spiegeln ebenfalls ein sphärisches Spiegelelement umfaßt, das eine zweite Spiegelfläche bildet, deren Flächengröße kleiner ist als die des ersten sphärischen Spiegelsegmentes und das zur optischen Abbildung eines zweiten Blickfeldes dient, welches kleiner ist als das von dem ersten Spiegelsegment abgebildete Blickfeld,

- und daß die dritte Reihe von Spiegeln zwei Spiegelsegmente umfaßt, die jeweils eine kleinere Spiegelfläche aufweisen als das zweite Spiegelelement und die ein drittes Blickfeld optisch abbilden, das kleiner ist als das genannte zweite Blickfeld, wobei die Spiegelsegmente der dritten Reihe kreisförmig um die optische Achse angeordnet sind.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Reihe von Spiegeln eine Vielzahl von sphärischen Spiegelelementen umfaßt, die kreisförmig um die optische Achse angeordnet sind.
5. System nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Reihen von Spiegel Segmenten von Spiegelflächen einer einstückigen Spiegelanordnung gebildet sind.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelanordnung justierbar an einem Montageteil zur Winkel justierung der Spiegelflächen angebracht ist.

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7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Montagemittel vorgesehen sind, die justierbar an dem Montageteil angebracht sind und daß diese Montagemittel und damit die mit ihnen verbundene Spiegelanordnung in ihre Winkelstellung justierbar sind.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagemittel eine Stange umfassen, die rückseitig aus dem Komplex der Spiegelsegmente herausragt und von einem koaxial angeordneten röhrenförmigen Glied umgeben ist, daß an der Stange ein erstes Halterungsglied angebracht ist, an dem das Ende des röhrenförmigen Gliedes anschlägt und dessen Randbereich mit einer gegenüberliegenden Fläche des Montagegliedes im Eingriff steht und daß ein zweites Halterungsglied vorgesehen ist, das an der Stange befestigt ist und dessen Randbereich mit einer gegenüberliegenden Fläche des Montagegliedes im Eingriff steht und mittels dessen die Spiegelanordnung in der gewünschten Winkelposition verklemmbar ist.
9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

- daß an dem Montageglied eine öffnung angebracht ist, durch welche das Ende der Stange hindurchragt,

- daß ein erstes Halterungsglied gleitbar auf einer Seite des Montagegliedes angeordnet und an der Stange und dem röhrenförmigen Glied befestigt ist,

- daß an der gegenüberliegenden Seite des Montagegliedes ein zweites Halterungsglied angeordnet und an dem Ende der Stange befestigt ist,

- daß die Stange, das röhrenförmige Glied und das erste und das zweite Halterungsglied zur Justierung der Spiegelanordnung in einer Ebene gemeinsam bewegbar sind

- und daß die Stange, das röhrenförmige Glied und das zweite Halterungsglied relativ zu dem ersten Halterungsglied und dem Montageglied zur Justierung der Spiegelanordnung in einer zu der genannten Ebene senkrechten Ebene gemeinsam bewegbar sind.

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10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist,die in Abhängigkeit von den Signalen des Detektors eine die Anwesenheit eines Eindringlings kennzeichnende Alarmanzeige liefert.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsschaltung eine Temperaturkompensationsschaltung beinhaltet, mittels derer die Empfindlichkeit des Systems in Abhängigkeit von der Hintergrundtemperatur justierbar ist, derart, daß sich über einen Betriebstemperaturbereich eine gleichförmige Empfindlichkeit ergibt.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Temperaturkompensationsschaltung ein Temperatursensorelement beinhaltet, mittels dessen die Hintergrundtemperatur ermittelbar ist,

- daß eine erste Schaltungseinrichtung vorgesehen ist,mittels derer bipolare Alarmschwellwertpegel in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur festsetzbar sind,

- und daß eine zweite Schaltungseinrichtung vorgesehen ist, die eine Bezugsspannung liefert, welche in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur und dem Mittelwert der bipolaren Schwellwertpegel justierbar ist.
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelanordnung wenigstens zwei Gruppen von Spiegel Segmenten umfaßt,daß die Spiegelsegmente innerhalb jeder Gruppe die gleiche Brennweite aufweisen und die gleiche relative Position zu einer allen Gruppen gemeinsamen optischen Achse haben, daß die Fokussierungspunkte aller Spiegelsegmente zusammenfallen, daß jeder Gruppe von Spiegelsegmenten ein Entfernungsbereich zugeordnet ist, daß jedem Spiegel segment einer Gruppe innerhalb des zugeordneten Entfernungsbereiches ein Blickfeld zugeordnet ist, daß im gemeinsamen Fokussierungs-

punkt aller Spiegelsegmente ein Detektorelement angeordnet ist und daß die wirksame optische Apertur aller Spiegelsegmente zumindest annähernd den gleichen Wert hat, derart daß sich für alle Entfernungsbereiche eine zumindest annähernd gleichförmige Detektorempfindlichkeit ergibt.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor aus zwei elektrisch gegeneinander geschalteten Thermosäulen besteht, derart daß beim Eindringen in das Blickfeld eines Spiegelsegmentes ein Ausgangsimpuls einer ersten Polarität und beim Verlassen dieses Blickfeldes ein Ausgangsimpuls entgegengesetzter Polarität erzeugt wird.
15. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für alle Entfernungsbereiche im wesentlichen gleichförmige Empfindlichkeit des Detektors und der mit ihm verbundenen Auswerteschaltung so gewählt ist, daß eine Alarmgabe nur dann stattfindet, wenn die optische Abbildung des sich durch das Blickfeld eines oder mehrerer Spiegelsegmente bewegenden Eindringlings auf der Detektorfläche eine vorbestimmbare Mindestgröße besitzt.
16. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Flächen der einzelnen Spiegelsegmente sich zueinander verhalten wie die Quadratzahlen der den Spiegelflächen zugeordneten Entfernungsbereiche.