DE3600259A1 - Bewegungsmelder zur raumueberwachung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bewegungsmelder zur Raumüberwachung, insbesondere im Freien, mit wenigstens einem auf elektromagnetische Strahlung ansprechenden Sensor, einer wenigstens ein Detektorseg­ ment erzeugenden Optik und einer Auswerteschaltung.

Bewegungsmelder für den Einsatz im Freien müssen einerseits eine ausreichend große Ansprechempfindlichkeit aufweisen, dürfen ande­ rerseits jedoch keine ungewollte Alarmgebung auslösen, die etwa durch fallendes Laub, große Schneeflocken usw. hervorgerufen wer­ den kann. Gerade im Zusammenhang mit Meldesystemen im Freien sind die einander widersprechenden Forderungen an das Meldesystem besonders kritisch, so daß die herkömmlichen Bewegungsmelder für den Einsatz im Freien, die im wesentlichen mit HF-Strahlung arbei­ ten, nicht zufriedenstellend sind.

Ausgehend von einem Bewegungsmelder, wie er eingangs erwähnt wurde und beispielsweise aus der DE-OS 31 28 256 bekannt ist,

ist es da­ her Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bewegungsmelder zu schaffen, der trotz hoher Ansprechempfindlichkeit insbesondere ge­ genüber Störungen, die im Freien auftreten, unempfindlich ist und Fehlalarme möglichst weitgehend verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Optik we­ nigstens zwei im wesentlichen waagerecht verlaufende und voneinan­ der senkrecht beabstandete Detektorsegmente aufweist, wobei die zeit­ liche Differenz, mit der der Sensor auf Änderungen in den zwei De­ tektorsegmenten anspricht, als Kriterium für die Alarmauslösung bzw. Nicht-Alarmauslösung herangezogen wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Optik mit wenigstens zwei im wesentlichen waagerecht verlaufenden Detektorsegmenten, die senkrecht zueinander beabstandet sind, ergibt sich sozusagen ein unsichtbarer Zaun. Um diesen unsicht­ baren Zaun gegen Fehlalarm zu schützen, der insbesondere durch fal­ lendes Laub, große Schneeflocken, herabfallende Zweige und sonstige nach unten fallende Gegenstände ausgelöst werden kann, wird die zeit­ liche Aufeinanderfolge von Ereignissen, die in den einzelnen Detek­ torsegmenten festgestellt werden, ausgewertet und für die Entschei­ dung, ob Alarm ausgelöst wird oder nicht, herangezogen. Läuft eine Person durch diesen unsichtbaren Zaun, treten in beiden Detektorseg­ menten mehr oder weniger gleichzeitig Ereignisse auf, die vom Sensor detektiert werden. Fällt dagegen eine Schneeflocke oder ein Zweig nach unten, treten die Ereignisse auf Grund der senkrecht überein­ ander angeordneten Sensorelemente zeitlich versetzt zueinander auf, so daß dadurch zwischen einer zu überwachenden Person und zufälli­ gen im wesentlichen von oben herabfallenden Gegenständen auf diese Weise unterschieden und dementsprechend Alarm oder kein Alarm aus­ gelöst wird.

Für jedes Detektorsegment kann jeweils unabhängig voneinander ein Sensor vorgesehen sein und lediglich die zeitliche Auswertung der Sensorausgangssignale kann dann in einer gemeinsamen Auswerteschal­ tung erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, die wenigstens zwei voneinander senkrecht be­ abstandeten Detektorelemente durch Umlenkspiegel zu erzeugen. Da­ durch ist für die verschiedenen Detektorsegmente nur ein Sensor er­ forderlich, so daß das gesamte Überwachungssystem vereinfacht wird. Das Umlenk-Spiegelsystem besteht gemäß einer weiteren vorteilhaf­ ten Ausgestaltung der Erfindung aus zwei mal zwei Umlenkspiegeln, die zum Strahlungsverlauf jeweils einen Winkel von 45° aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich ein denkbar einfaches Spiegelsystem, um mehrere Detektorsegmente für einen einzigen Sensor zu erzeugen.

Die Abstände der senkrecht übereinander angeordneten Detektorele­ mente sind zwischen 10 und 100 cm und vorzugsweise zwischen 30 und 50 cm gewählt.

Vorzugsweise ist die elektromagnetische Strahlung Infrarotstrahlung. Die herkömmlichen, üblicherweise eingesetzten Bewegungsmelder für Außenanlagen arbeiten mit Hochfrequenz-Systemen, d.h. es sind Sen­ der und Empfänger erforderlich, wodurch die Anlagen sehr teuer sind, insbesondere auch, weil die Detektorsegmente bei HF-Strahlungen nur mit hohem Aufwand parallel geführt werden können. Darüberhinaus kann die Hochfrequenzstrahlung zu Rundfunk- und Fernsehstörungen führen, also eine strahlungsmäßige Umweltverschmutzung hervorrufen. All dies ist bei der Verwendung von Infrarotstrahlung vermieden, wobei diese Strahlung insbesondere, wie bereits erwähnt, durch Umlenkspiegel auf besonders einfache Art geführt werden kann.

Um die Auswertesicherheit und Alarmsicherheit noch weiter zu erhö­ hen, sind gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wenig­ stens zwei Paare waagerecht verlaufender und senkrecht zueinander beabstandeter Sektorsegmente nebeneinander vorgesehen. Bildlich ge­ sprochen handelt es sich hierbei um wenigstens zwei hintereinander angeordnete unsichtbare Zäune. Dadurch ergibt sich eine weiter verbesserte Ansprechempfindlichkeit und Sicherheit bei der Alarm­ auslösung.

Die beiden Paare von übereinander angeordneten Detektorsegmenten stel­ len gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jeweils ein unabhängiges Detektorsystem dar, wobei die Ausgangssignale der ein­ zelnen Systeme kombiniert für die Signalgabe ausgewertet werden. Die Detektorsysteme sind also voneinander getrennt, bei diese Ausfüh­ rungsform findet lediglich eine elektrische Vermaschung statt, durch die die Auswertesicherheit weiter erhöht werden kann.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die wenigstens zwei Paare waagerecht verlaufender und senkrecht zueinander beabstandeter Detektorsegmente ein einheitliches Detektorsystem dar­ stellen. Vorzugsweise werden die einzelnen Detektorsegmente des ge­ samten Detektorsystems durch Umlenkspiegel erzeugt, insbesondere dann, wenn die elektromagnetische Strahlung eine Infrarot-Strahlung ist. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Vereinfachung des Systems.

Es ist weiterhin möglich, den erfindungsgemäßen Bewegungsmelder im Zusammenhang mit zwei im Gegentakt arbeitenden Sensoren zu betrei­ ben, wie dies beispielsweise in der DE-OS 31 28 256 beschrieben ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Bewegungsmelders mit zwei senkrecht übereinander verlaufenden Detektorsegmenten und

Fig. 2 die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform mit drei übereinander angeordneten Detektorsegmenten.

Die in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsformen er­ findungsgemäßer Bewegungsmelder sind in einer Ebene dargestellt, die senkrecht zum Erdboden steht; d.h. die einzelnen Detektorsegmente befinden sich lotrecht übereinander.

Ein Detektorgerät 1 enthält den Sensor bzw. die Sensoren, auf die die Detektionsstrahlung fällt. Mit zwei ersten Spiegeln 2 a und 2 b, die zum Detektionsstrahl in einem Winkel von 45° angeordnet sind, lenken diesen um 90° auf einen weiteren Umlenkspiegel 3 a bzw. 3 b um, so daß sich die beiden Detektionssegmente 4 a und 4 b ergeben.

Läuft ein Eindringling auf diesen unsichtbaren Zaun, sozusagen auf die Blattebene zu und durchschreitet diesen unsichtbaren Zaun, fin­ den im wesentlichen gleichzeitig oder zumindest zeitlich sehr kurz beanstandete Ereignisse in beiden Detektorsegmenten 4 a und 4 b statt, so daß der im Detektorgerät untergebrachte Sensor entsprechend mehr oder weniger koinzidente Signale abgibt. Fällt dagegen ein Gegen­ stand, ein Blatt, ein Zweig oder eine Schneeflocke von oben nach un­ ten, so findet jeweils zeitlich deutlich getrennt voneinander zuerst im oberen Sektorelement 4 a und danach im unteren Sektorelement 4 b ein Ereignis statt, das entsprechend zeitlich beabstandet vom Sensor im Detektorgerät 1 festgestellt wird. Durch die Auswertung der zeit­ lichen Abstände zwischen den Ereignissen in den beiden Detektorseg­ menten ergibt sich ein Kriterium für die Alarmauslösung. Finden die Auslöseereignisse gleichzeitig oder im wesentlichen gleichzeitig statt, wird ein Alarm ausgelöst, wogegen bei zeitlich beabstandeter Auslösung der Ereignisse davon ausgegangen werden kann, daß es sich um Störfälle und keinen Eindringling handelt, so daß die Alarmgabe unterdrückt wird.

Der Abstand D ₁ zwischen den Detektorsegmenten 4 a und 4 b ist je nach den gegebenen Umständen und Anwendungsfällen gewählt. Bei Bewegungs­ meldern für Außenanlagen ist ein Abstand D ₁ von ca. 10 bis 100, vor­ zugsweise 30 bis 50 cm, vorteilhaft.

Das Detektorgerät 1 kann nur einen einzigen Sensor enthalten, der Ereignisse in beiden Detektorsegmenten 4 a und 4 b detektiert. Es ist jedoch auch möglich, zwei Sensoren im Detektorgerät, einen für das obere Detektorsegment 4 a und einen für das untere Detektorsegment 4 b vorzusehen, um die in den jeweiligen Detektorelementen auftretenden Ereignisse unabhängig voneinander zu detektieren und erst danach in der Auswerteschaltung bezüglich des zeitlichen Auftretens miteinan­ der in Beziehung zu setzen.

Sollte ein Blatt schräg nach unten fallen und nur ein Ereignis in einem der beiden Detektorsegmenten 4 a bzw. 4 b auslösen, so kann die­ ses nur einmalige Auftreten eines Ereignisses ebenfalls zur Alarm­ unterdrückung herangezogen werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Detektor­ segmente 4 a und 4 b bezüglich des Detektorgeräts symmetrisch angeord­ net. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, das Detektorge­ rät etwa am Boden anzubringen und die Spiegel so anzuordnen, daß die Detektorsegmente etwa über dem Detektorgerät ausgebildet sind.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform, wie sie zuletzt erwähnt wurde, schematisch dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Umlenkung der Strahlung um 90° auf das Detektorgerät 21 mittels eines Umlenkspiegels 22, der um 45° gegenüber der Strahlungsrichtung geneigt ist. Im Zusammenhang damit sind jeweils ebenfalls mit einem Winkel von 45° gegenüber der Strahl­ richtung angeordnete Spiegel 23 a, 23 b und 23 c vorgesehen, die jeweils einen Teil der vom Spiegel 22 umgelenkten Strahlung ihrerseits noch­ mals umlenken, so daß sich die Detektionssegmente 24 a, 24 b und 24 c ergeben, die zueinander in einem Abstand D ₂ bzw. D ₃ jeweils überein­ ander angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das System aus drei Detektorsegmenten. Selbstverständlich können je nach Anwendungsfall auch weitere Detektorsegmente vorgesehen sein.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit besteht beispielsweise auch da­ rin, statt dem Spiegel 22 an dessen Stelle das Detektorgerät 21 um 90′ nach oben gedreht anzuordnen.

In Fig. 2 sind die Abstände, mit denen die Detektorsegmente 24 a, 24 b und 24 c übereinander angeordnet sind, gleichmäßig beabstandet. Es ist jedoch auch möglich, diese Abstände unterschiedlich zu wählen, um für die Auswertung gegebenenfalls weitere Kriterien zu schaffen.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbei­ spiele erläutert. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Ausgestaltun­ gen und Abwandlungen möglich, ohne daß dadurch der Erfindungsgedan­ ke verlassen wird. Beispielsweise können die Umlenkspiegel auch durch andere optische Einrichtungen ersetzt werden, um die einzelnen, über­ einander verlaufenden Detektorkeulen bzw. -segmente zu erzeugen. Wei­ terhin brauchen die Detektorsegmente für bestimmte Anwendungsfälle ggf. keinen parallelen Verlauf aufzuweisen, wie dies in den Ausfüh­ rungsbeispielen dargestellt ist. Darüberhinaus ist es auch möglich, daß die Detektorsegmente nicht parallel, sondern in einem Winkel zu­ einander verlaufen, wobei jedoch darauf geachtet werden sollte, daß sich die Detektorelemente in dem zu überwachenden Raum nicht über­ schneiden.

Claims (7)

1. Bewegungsmelder zur Raumüberwachung insbesondere im Freien, mit wenigstens einem auf elektromagnetische Strahlung ansprechenden Sensor, einer wenigstens ein Detektorsegment erzeugenden Optik und einer Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik wenigstens zwei im wesentlichen waagerecht verlau­ fende und voneinander senkrecht beabstandete Detektorsegmente (4 a, 4 b; 24 a, 24 b, 24 c) aufweist, und daß die zeitliche Differenz, mit der der Sensor auf die Änderungen in den Detektorsegmenten (4 a, 4 b; 24 a, 24 b, 24 c) anspricht, als Kriterium für die Alarmauslö­ sung bzw. Nicht-Alarmauslösung herangezogen wird.

2. Bewegungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander senkrecht beabstandeten Detektorsegmente (4 a, 4 b; 24 a, 24 b, 24 c) durch Umlenkspiegel (2 a, 2 b, 3 a, 3 b; 22, 23 a, 23 b, 23 c) erzeugt werden.

3. Bewegungsmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorsegmente (4 a, 4 b; 24 a, 24 b, 24 c) senkrecht zu­ einander einen Abstsnd (D ₁, D ₂, D ₃) von 10 bis 100 cm und vor­ zugsweise 30 bis 50 cm aufweisen.

4. Bewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung eine Infrarot-Strah­ lung ist.

5. Bewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei Paare waagerecht verlaufender und senkrecht zueinander beabstandeter Sektorelemente nebeneinander vorgesehen sind.

6. Bewegungsmelder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Paare waagerecht ver­ laufender und senkrecht zueinander beabstandeter Detektorsegmente jeweils ein unabhängiges Detektorsystem darstellen, deren Aus­ gangssignale kombiniert ausgewertet werden.

7. Bewegungsmelder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei nebeneinander vorgesehenen Paare waagerecht ver­ laufender und senkrecht zueinander beabstandeter Detektorsegmente ein einheitliches Detektorsystem darstellen und die einzelnen De­ tektorsegmente durch Umlenkspiegel erzeugt werden.