WO1987007417A1 - Alarm system - Google Patents

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WO1987007417A1
WO1987007417A1 PCT/DE1986/000221 DE8600221W WO8707417A1 WO 1987007417 A1 WO1987007417 A1 WO 1987007417A1 DE 8600221 W DE8600221 W DE 8600221W WO 8707417 A1 WO8707417 A1 WO 8707417A1
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WO
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voltage
alarm
oscillator
alarm device
control
Prior art date
Application number
PCT/DE1986/000221
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Krug
Original Assignee
Eberhart, Alfred, F.
Bogerd, Marc, G.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eberhart, Alfred, F., Bogerd, Marc, G. filed Critical Eberhart, Alfred, F.
Priority to PCT/DE1986/000221 priority Critical patent/WO1987007417A1/en
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/26—Electrical actuation by proximity of an intruder causing variation in capacitance or inductance of a circuit

Definitions

  • the present invention relates to an alarm device and a method for monitoring of completely or partially electrically j _5 .leitconnecten bodies, surfaces and der ⁇ same.
  • the alarm device may, for example, 5 not respond to weather influences such as rain, movement of objects by wind or atmospheric disturbances, such as those caused by lightning. Except- The sensitivity of the alarm device must not be affected by changes in the ambient temperature.
  • the present invention therefore has as its object c to create an alarm device which is suitable for the external monitoring of at least partially electrically conductive bodies or surfaces, which is simple and inexpensive to manufacture, and which is designed to prevent malfunctions such as those in particular can be caused by weather influences, are largely avoided.
  • the alarm device according to the invention can be used in connection with all conceivable at least partially electrically conductive objects. These include e.g. B. metallic window frames or window grilles, metallic fly screens, metallic shutters, gates and doors made of metal or with metal applications, metallic fences and any type of metallic building edging, but also objects such as vehicles of all types, airplanes etc. The only prerequisite is that the corresponding objects are electrically isolated from the earth. This must be ensured especially with metallic fences and gates, as well as with vehicles.
  • the alarm device can also be used with non-electrically conductive bodies if the electrical conductivity e.g. is caused by an applied metal foil or by sprayed metal paint.
  • the device can also be used for monitoring individual metallic objects, such as. B. door handles and the like.
  • the invention offers the advantage that an inexpensive alarm device is made available which is composed of standard electronic components. can be set that works reliably and is largely excluded in the event of false triggers, particularly due to weather influences.
  • Circuits known in the prior art can be used for the oscillator. It is preferable to use a triple-feedback sine generator, which is also known.
  • the frequency of the oscillator itself is not critical, however tests have shown that a range between 60 kHz and 250 kHz is preferred. An adjustability of this frequency is also preferred.
  • the sinusoidal signal generated by the oscillator is connected to the object or objects to be monitored.
  • the circuit is connected in a corresponding manner to an earth zero.
  • the voltage of the output signal of the oscillator is preferably below 1 V S / S (i.e. measured from peak to peak), a value of approximately 500 mV S / S is particularly preferred.
  • a suitable point of the oscillator circuit is selected as the measuring point in order to measure the change in the sinusoidal output signal or its breakdown when a person approaches the object to be monitored or when this object is touched. If a triple feedback sine wave generator is used as the oscillator, the emitter of the second transistor or the base of the third transistor which is at the same potential is preferably used as the measuring point.
  • the voltage of this measuring point is preferably set to approximately 1 V S / S.
  • the sinusoidal voltage at this measuring point is then preferably converted into a square-wave signal before further processing.
  • the voltage at the measuring point is kept at a constant value by a subsequent amplitude control using an operational amplifier.
  • the amplitude control contains temperature-dependent electronic components, preferably one or more NTC resistors, with the aid of which the temperature influence from the amplitude control i is eliminated.
  • the feedback of the output signal of the amplitude control to the oscillator is preferably carried out via an optocoupler.
  • the output signal of the operational amplifier used for amplitude control is also fed to the sensitivity control.
  • a timer is started, after which the alarm is triggered.
  • the timer is z. B. set to a value of just under 1 second, so that the alarm is only triggered when the appropriate approach or touch is maintained more than this time. This prevents weather influences, such as. B. rain or lightning or fluctuations in the mains voltage can trigger an alarm, since the duration of these influences is usually in the millisecond range.
  • the time circuit includes an astable multivibrator, the output pulses of which are counted by a decimal counter.
  • an IC connected as a square wave generator e.g. an IC 4011 is used. This embodiment has the advantage over the use of an astable multivibrator that less power is consumed and that the edges are steeper.
  • the counter is preferably connected to a toggle switch arrangement with eight individual switches with which the counting limit and thus the sensitivity can be set. If the count limit is exceeded, the alarm is triggered by appropriate devices such as sirens or light signals.
  • the device according to the invention is preferably fed by an accumulator which is constantly connected to a power supply.
  • This power supply unit supplies the accumulator with its self-discharge current, so that this occurs in the event of a power failure 1 can take over the power supply when fully charged. However, if there is no mains voltage, the supply can also take place via an accumulator alone or via appropriate batteries. 5
  • the invention also has an automatic power failure.
  • This automatic system has the advantage that an alarm when the network is switched on again is avoided after a power failure.
  • This automatic power failure automatic is preferably such that the counting device of the sensitivity control is blocked for a period of a few seconds after the power is switched on again, so that the timer cannot be started, thereby preventing the triggering of an alarm.
  • a Q row of capacitors is provided for the simple adaptation of the device according to the invention to the characteristics of the object to be monitored, which capacitors can be interconnected to different total capacitances via corresponding switches.
  • Mini dip switches are preferably used for this purpose, for example the possibility of combining eight different capacitors.
  • This adaptation can preferably be expanded by providing different ohmic resistances in the input area, which in turn can be selected or combined by appropriate switches.
  • This design not only has the advantage that a Q better fit is achieved to the object characteristics, it is thus possible to suppress to the signal überla ⁇ -enhancing frequencies, including high frequency influences a nearby strong transmitter, or influences of Netzfre ⁇ sequence targeted . 5
  • an oscillator is therefore provided with which a high-frequency AC voltage (for example in the range from approximately 50 to 500 kHz) is generated. This is fed to the object to be monitored. This creates an electrical field surrounding the object.
  • a control voltage within the oscillator is controlled by a control circuit, this control having a predefined time characteristic. If the electrical field is disturbed due to a not very slow approach to the object or a touch, the control voltage changes; the voltage control then enters in action and tries again the control voltage au f to bring the predetermined value.
  • a voltage following the control voltage with only a slight time delay initiates a time measurement when a threshold value is reached, e.g. B.
  • a counting device coupled to a multivibrator, and if the measured time exceeds a predetermined value, e.g. An alarm signal is generated, for example when a certain value is reached in the above counting device.
  • a predetermined value e.g. An alarm signal is generated, for example when a certain value is reached in the above counting device.
  • the time characteristic of the above voltage regulation must be such that the regulation back to the specified value of the control voltage does not take place faster than the above specified value for the time after which the alarm signal is generated.
  • FIG. 1 shows the circuit of the oscillator part and the amplitude and temperature control of an embodiment of the present invention
  • Fig. 3 shows an embodiment of the automatic power failure.
  • Fi. 4 shows a further embodiment of the sensitivity control
  • 5 shows a switching device for adapting the device according to the invention to the object characteristics or for masking out faults.
  • the body 1 to be monitored is symbolically indicated in the left part of the image and is connected to the signal output point 3 via the line 2.
  • the lower horizontal line 4 of the circuit 2 is grounded, while the upper horizontal part 5 of the circuit is kept at a voltage of +12 V with respect to the lower part 4.
  • the voltage supply preferably takes place via a power supply unit, a malfunction due to a power failure being prevented by the automatic power failure automatic described below.
  • the oscillator part is constructed as a triple feedback sinus generator. Since this circuit is known per se in the prior art, it does not need to be described in all its details, the description is therefore limited to the parts essential for the function of the present invention.
  • the resistors 8 and 9 and the capacitors 10 and 11 make it possible to set the frequency of the oscillator. In the illustrated embodiment, this frequency was set at 200 kHz.
  • the measuring point 12 used as the starting point for the amplitude control lies between the emitter of the second transistor 13 and the base of the third transistor 14. With the help of the potentiometers 15, 16 and 17, a voltage of approximately 1 VS / S is input here. poses.
  • the voltage at point 3, the starting point of the circuit for connection to body 1, is then, for example, 550 mV S / S.
  • the voltage at the measuring point 12 drops below the set value until it is built up again by the amplitude control described below, by reducing the emitter resistance of the first transistor 18.
  • the fourth transistor 19 connected downstream of the measuring point serves to convert the sinusoidal signal present at the measuring point into a square-wave signal for the subsequent processing.
  • This fourth transistor 19 is then connected to the amplitude control indicated by II.
  • the square wave signal is rectified and smoothed by the diode 30 in connection with the capacitor 31.
  • the signal is then fed to the operational amplifier 33 via the resistor 32.
  • With the resistor 34 it is set so that it is approximately 7 V, the resistor 35 serves as a feedback resistor.
  • the operational amplifier is set via the potentiometer 36 so that the voltage applied at the measuring point 12 is kept on average at a value of approximately 1 VS / S. If the voltage at the measuring point drops below this value, e.g. For example, when an alarm is triggered or in the event of interference, transistor 37 is blocked by the operational amplifier.
  • the positive voltage from the collector reaches the gate (gate) of the transistor 40 via the NTC resistor 38 via the potentiometer 39.
  • the charging time of the capacitor 47 is set with the aid of the potentiometer 39.
  • the transistor 40 switches the transistor 41 at a frequency of approximately 2 Hz, the light-emitting diode 43 being driven via the resistor 42.
  • the light-emitting diode 43 and the photoresistor 44 are accommodated as optocouplers in a common light-tight housing.
  • the output signal of the optocoupler is in turn fed to the oscillator circuit, the parallel resistor 45 serving to keep the total resistance low. 1
  • the amplitude and temperature control works so that when the light-emitting diode 43 lights up, the emitter resistance of the transistor 18 becomes smaller, as a result of which the voltage at the measuring point 12 increases again.
  • Terminal 50 of the sensitivity control shown in FIG. 2 is connected to terminal 46 of the amplitude control in FIG. 1.
  • the lower horizontal line 51 of the circuit is at ground potential, while the upper horizontal line 52 is at 12 V.
  • the LED 56 is the control display.
  • the transistor 55 When the voltage at the measuring point 12 of the oscillator falls below the 20 preset value and the amplitude control is activated, the transistor 55 is turned on and starts an astable multivibrator which, in a manner known per se, consists of the transistors 57 and 58, the capacitors 59 and 60 and resistors 61, 62, 63 -, c and 64 is formed.
  • the astable multivibrator is designed so that it has a frequency of approximately 6 6 Hz.
  • the decimal counter 65 With the control of the transistor 55, the decimal counter 65 is also put into operation, which counts the pulses gQ emanating from the multivibrator. If transistor 55 is blocked, the counter is reset to zero.
  • the count limit and thus the time period after which the alarm is triggered can be set by the switch device 66, which has eight dip switches.
  • the output signal of the counter is fed via line 67 to a downstream amplifier stage 68, via which the alarm is then triggered with the usual elements, such as. B. a siren or a flashing light.
  • the frequency of the astable multivibrator and the counting limit selected by the switch device 66 are coordinated with one another in such a way that the alarm is triggered when the amplitude control is in operation for a certain period of time.
  • a counting limit of 5 is well suited for trouble-free operation of the alarm device. Interferences, such as those caused by the weather, etc., have not led to false triggering of the alarm device at this sensitivity limit.
  • a particular problem in the operation of the alarm device arises when the alarm device is connected to a conventional network with 50 or 60 Hz via a power supply unit. These difficulties also occur when the device is operated with an accumulator in order to be able to operate even during a power failure.
  • the lower horizontal line 70 of the circuit is in turn at ground potential, the upper horizontal line 71 at a voltage of 12 V.
  • the point 72 of the circuit lies at the positive pole of a * s charging electrolyte encoder of a power supply unit, that is to say before its voltage regulation stage.
  • the voltage at terminal 72 increases by approximately 50% above the value of the voltage supplied by the mains unit, ie at 12 V to approximately 18 V.
  • the collector of transistor 75 which was previously at zero, becomes positive and arrives via capacitor 76 positive pulse to the base of transistor 77, which opens the transistor.
  • the negative pulse of the collector of transistor 77 goes to the input of a timer IC 78, and makes its output positive for about 3 seconds.
  • the positive signal is fed via terminal 79 and terminal 69 to counter 65 of the sensitivity control, namely its switch on / off input (clock enable input) and blocks it until the control has reached normal potential again. This reliably prevents the alarm from being triggered when the network is switched on again.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the sensitivity control, the same reference numerals denoting the same parts as in FIG. 2.
  • the transistors 57, 58, capacitors 59 and 60 and resistors 61, 62, 63 and 64 in FIG. 2 existing astable multivibrator circuit is replaced here by an IC 74.
  • This circuit has the advantage over the circuit according to FIG. 2 that the current consumption is reduced and that the edges generated by the circuit are steeper.
  • the output signal of the IC 74 is fed to the IC 65 in the same way as is shown in the embodiment according to FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a circuit arrangement which enables the alarm device according to the invention to be easily adapted to the characteristics of the respective object.
  • the capacitor 6 and the resistor 7 in the embodiment according to FIG. 1 are replaced by correspondingly switchable capacitor and resistor arrangements.
  • a circuit arrangement 80 with eight mini-switches is provided, the circuit inputs being combined and leading to point 3 of the circuit as described in FIG. 1.
  • the output terminals of the switching device are connected to individual capacitors 81 to 88, the outputs of which in turn are combined and in the same way with the resistors 9 12 and 8 and the capacitor and the transistor 13 are connected, as in FIG. 1.
  • This circuit arrangement makes it possible to connect one or more capacitors 81 to 88 in parallel. The user therefore has a large number of possible combinations with which he can easily adapt the alarm device to his particular needs.
  • a further switching device in FIG. 5 is designated 90 and is connected to four capacitors 91 to 94 and four resistors 95 to 98.
  • This circuit arrangement replaces the resistor 6 in FIG. 1.
  • This arrangement has the advantage that it can be used to filter out interference frequencies which are generated very specifically by the network or by high-frequency transmitters scattering into the alarm device. A large number of combinations are again available to the user in order to optimally adapt the alarm device to the application. If such an adaptation should not be necessary, the dashed area 99 in FIG. 5 can be replaced by a single resistor.
  • the method for monitoring electrically conductive bodies implemented with this device thus proceeds as follows: A small high-frequency voltage is applied to the objects to be monitored, the maintenance of which is controlled by a suitable measured value. When this voltage drops, the voltage is reduced to its original value. If the time required for the adjustment exceeds a predetermined time period, an alarm is triggered. Temperature differences that can affect the individual circuit elements are compensated for by temperature-sensitive electronic components.

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Abstract

The alarm system is intended for monitoring an object which is at least partially electrically conductive with the aid of an oscillator, which produces a high-frequency alternating voltage. This voltage is transmitted to the object to be monitored. An amplitude regulating system, which also compensates for the effect of temperature variations, regulates a control voltage inside the oscillator and triggers a time circuit when the control voltage deviates from a preset value. If this deviation in control voltage exceeds a certain pre-fixed time, the alarm is triggered.

Description

5 5
Beschreibungdescription
10 Alarmvorrichtung10 alarm device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Alarmvorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von vollständig oder j_5 teilweise elektrisch .leitfähigen Körpern, Flächen und der¬ gleichen.The present invention relates to an alarm device and a method for monitoring of completely or partially electrically j _5 .leitfähigen bodies, surfaces and der¬ same.
Ein großer Teil der auf dem Markt erhältlichen Alarmvor¬ richtungen, die z. B. zur Überwachung von Häusern oder Q Wohnungen verwendet werden können, sind in ihrer Funktion auf die Überwachung von Innenräumen beschränkt. Diese Be¬ schränkung auf den Innenraum hat zwei wesentliche Nachteile zur Folge. Zum einen erfordert z. B. die Überwachung eines ganzen Hauses eine Vielzahl von derartigen Alarmvorrichtun¬ 5 gen. Zum anderen wird ein Alarm erst dann ausgelöst, wenn der Störfall, der durch die Alarmvorrichtung verhindert werden soll, bereits eingetreten ist, also z. B. dann, wenn ein Eindringling eine Fensterscheibe zerschlägt und ver¬ sucht, in den überwachten Raum einzudringen. 0A large part of the alarm devices available on the market, e.g. B. can be used to monitor houses or Q apartments are limited in their function to the monitoring of interiors. This restriction to the interior space has two major disadvantages. For one, z. B. the monitoring of an entire house a variety of such Alarmvorrichtun¬ 5 gene. On the other hand, an alarm is only triggered when the malfunction, which is to be prevented by the alarm device, has already occurred. B. when an intruder smashes a window pane and tries to penetrate into the monitored room. 0
Es wäre deshalb weitaus günstiger, Alarmvorrichtungen so auszulegen, daß ein Alarm bereits dann ausgelöst wird, wenn sich jemand dem überwachten Objekt annähert. Bei der Ver¬ wirklichung einer solchen Außensicherung treten jedoch erhebliche Probleme auf. Die Alarmvorrichtung darf z.B. 5 nicht auf Witterungseinflüsse wie Regen, Bewegung von Ge¬ genständen durch Wind oder atmosphärische Störungen, wie sie z.B. durch Blitze verursacht werden, ansprechen. Außer- l dem darf die Empfindlichkeit der Alarmvorrichtung nicht durch Änderungen der Umgebungstemperatur beeinflußt werden.It would therefore be much cheaper to design alarm devices so that an alarm is triggered when someone approaches the monitored object. However, considerable problems arise when realizing such external security. The alarm device may, for example, 5 not respond to weather influences such as rain, movement of objects by wind or atmospheric disturbances, such as those caused by lightning. Except- The sensitivity of the alarm device must not be affected by changes in the ambient temperature.
Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, c eine Alarmvorrichtung zu schaffen, welche zur Außenüberwa¬ chung von zumindest teilweise elektrisch leitfähigen Körpern oder Flächen geeignet ist, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist, und welche so beschaffen ist, daß Fehlfunktionen, wie sie insbesondere durch Witte¬ rungseinflüsse entstehen können, weitestgehend vermieden sind.The present invention therefore has as its object c to create an alarm device which is suitable for the external monitoring of at least partially electrically conductive bodies or surfaces, which is simple and inexpensive to manufacture, and which is designed to prevent malfunctions such as those in particular can be caused by weather influences, are largely avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Ein entsprechendes Verfahren ist im Anspruch 9 angegeben.This object is achieved by the subject matter of claim 1. A corresponding method is specified in claim 9.
Die erfindungsgemäße Alarmeinrichtung kann in Verbindung mit allen denkbaren zumindest teilweise elektrisch leit¬ fähigen Objekten verwendet werden. Dazu gehören z. B. me¬ tallische Fensterrahmen oder Fenstergitter, metallische Fliegengitter, metallische Rolläden, Tore und Türen aus Metall oder mit Metallapplikationen, metallische Zäune und jede Art von metallischen Gebäudeumrandungen, aber auch Objekte wie Fahrzeuge aller Art, Flugzeuge usw. Vorausset¬ zung ist lediglich, daß die entsprechenden Objekte elek¬ trisch gegenüber der Erde isoliert sind. Dies muß insbesondere bei metallischen Zäunen und Toren, sowie bei Fahrzeugen sichergestellt sein. Die Alarmvorrichtung kann auch problemlos mit nicht elektrisch leitenden Körpern verwendet werden, wenn die elektrische Leitfähigkeit z.B. durch eine aufgebrachte Metallfolie oder durch aufgesprühte Metallfarbe bewirkt wird. Die Vorrichtung kann auch gezielt zur Überwachung von einzelnen metallischen Gegenständen, wie z. B. von Türklinken und dergleichen eingesetzt werden.The alarm device according to the invention can be used in connection with all conceivable at least partially electrically conductive objects. These include e.g. B. metallic window frames or window grilles, metallic fly screens, metallic shutters, gates and doors made of metal or with metal applications, metallic fences and any type of metallic building edging, but also objects such as vehicles of all types, airplanes etc. The only prerequisite is that the corresponding objects are electrically isolated from the earth. This must be ensured especially with metallic fences and gates, as well as with vehicles. The alarm device can also be used with non-electrically conductive bodies if the electrical conductivity e.g. is caused by an applied metal foil or by sprayed metal paint. The device can also be used for monitoring individual metallic objects, such as. B. door handles and the like.
Die Erfindung bietet in jedem Fall den Vorteil, daß eine kostengünstige Alarmvorrichtung zur Verfügung gestellt wird, die aus elektronischen Standardbausteinen zusammenge- setzt werden kann, die zuverlässig funktioniert und bei der Fehlauslösungen, insbesondere durch Witterungsein lüsse, weitestgehend ausgeschlossen sind.In any case, the invention offers the advantage that an inexpensive alarm device is made available which is composed of standard electronic components. can be set that works reliably and is largely excluded in the event of false triggers, particularly due to weather influences.
Für den Oszillator können im Stand der Technik bekannte Schaltungen verwendet werden. Zu bevorzugen ist die Verwen¬ dung eines ebenfalls bekannten dreifach rückgekoppelten Sinusgenerators. Die Frequenz des Oszillators ist selbst unkritisch, Versuche haben jedoch ergeben, daß ein Bereich zwischen 60 kHz und 250 kHz zu bevorzugen ist. Zu bevorzu¬ gen ist ferner eine Einstellbarkeit dieser Frequenz.Circuits known in the prior art can be used for the oscillator. It is preferable to use a triple-feedback sine generator, which is also known. The frequency of the oscillator itself is not critical, however tests have shown that a range between 60 kHz and 250 kHz is preferred. An adjustability of this frequency is also preferred.
Das vom Oszillator erzeugte Sinussignal wird mit dem oder den zu überwachenden Objekten verbunden. Gleichzeitig wird die Schaltung in entsprechender Weise mit einem Erd-Null verbunden. Die Spannung des Ausgangssignals des Oszillators liegt vorzugsweise unter 1 V S/S, (d.h. also von Spitze zu Spitze gemessen), besonders zu bevorzugen ist ein Wert von ungefähr 500 mV S/S. Ein geeigneter Punkt der Oszillator¬ schaltung wird als Meßpunkt ausgewählt, um die Änderung des sinusförmigen Ausgangssignales bzw. dessen Zusammenbrechen bei der Annäherung einer Person an das zu überwachende Objekt oder bei der Berührung dieses Objektes zu messen. Wird als Oszillator ein dreifach rückgekoppelter Sinusgene¬ rator verwendet, wird als Meßpunkt vorzugsweise der Emitter des zweiten Transistors bzw. die auf gleichem Potential liegende Basis des dritten Transistors verwendet. Vorzugs¬ weise wird die Spannung dieses Meßpunktes auf ca. 1 V S/S eingestellt. Die sinusförmige Spannung an diesem Meßpunkt wird vor der Weiterverarbeitung dann vorzugsweise in ein Rechtecksignal umgewandelt.The sinusoidal signal generated by the oscillator is connected to the object or objects to be monitored. At the same time, the circuit is connected in a corresponding manner to an earth zero. The voltage of the output signal of the oscillator is preferably below 1 V S / S (i.e. measured from peak to peak), a value of approximately 500 mV S / S is particularly preferred. A suitable point of the oscillator circuit is selected as the measuring point in order to measure the change in the sinusoidal output signal or its breakdown when a person approaches the object to be monitored or when this object is touched. If a triple feedback sine wave generator is used as the oscillator, the emitter of the second transistor or the base of the third transistor which is at the same potential is preferably used as the measuring point. The voltage of this measuring point is preferably set to approximately 1 V S / S. The sinusoidal voltage at this measuring point is then preferably converted into a square-wave signal before further processing.
Die Spannung an dem Meßpunkt wird durch eine nachfolgende Amplitudenregelung mittels eines Operationsverstärkers auf konstantem Wert gehalten. Dabei enthält die Amplitudenrege¬ lung temperaturabhängige elektronische Bauelemente, vor¬ zugsweise einen oder mehrere NTC-Widerstände, mit deren Hilfe der Temperatureinfluß aus der Amplitudenregelung i eliminiert wird. Die Rückführung des Ausgangssignals der Amplitudenregelung zu dem Oszillator erfolgt vorzugsweise über einen Optokoppler.The voltage at the measuring point is kept at a constant value by a subsequent amplitude control using an operational amplifier. The amplitude control contains temperature-dependent electronic components, preferably one or more NTC resistors, with the aid of which the temperature influence from the amplitude control i is eliminated. The feedback of the output signal of the amplitude control to the oscillator is preferably carried out via an optocoupler.
Das Ausgangssignal des zur Amplitudenregelung verwendeten Operationsverstärkers wird ebenfalls der Empfindlichkeits¬ regelung zugeführt. Sobald die Spannung am Meßpunkt unter den voreingestellten Wert absinkt, wird eine Zeitschaltung in Gang gesetzt, nach deren Durchlaufen der Alarm ausgelöst wird. Die Zeitschaltung wird z. B. auf einen Wert von knapp 1 Sekunde eingestellt, so daß der Alarm erst dann ausgelöst wird, wenn die entsprechende Annäherung oder die Berührung mehr als diese Zeit aufrecht erhalten wird. Dadurch wird verhindert, daß Witterungseinflüsse, wie z. B. Regen oder Blitze oder aber auch Schwankungen der Netzspannung einen Alarm auslösen können, da die Wirkungsdauer dieser Ein¬ flüsse in der Regel im Millisekunden-Bereich liegen.The output signal of the operational amplifier used for amplitude control is also fed to the sensitivity control. As soon as the voltage at the measuring point drops below the preset value, a timer is started, after which the alarm is triggered. The timer is z. B. set to a value of just under 1 second, so that the alarm is only triggered when the appropriate approach or touch is maintained more than this time. This prevents weather influences, such as. B. rain or lightning or fluctuations in the mains voltage can trigger an alarm, since the duration of these influences is usually in the millisecond range.
In einer zu bevorzugenden Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Zeitschaltung einen astabilen Multivibrator, dessen Ausgangsimpulse von einem Dezimalzähler gezählt werden. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungs- form wird statt des astabilen Multivibrators ein als Recht¬ eckgenerator geschaltetes IC, z.B. ein IC 4011 verwendet. Diese Ausführungsform hat gegenüber der Verwendung eines astabilen Multivibrators den Vorteil, daß weniger Strom verbraucht wird und daß die Flanken steiler sind. Der Zähler ist vorzugsweise mit einer Kippschalteranordnung mit acht einzelnen Schaltern verbunden, mit denen die Zählgren¬ ze und damit die Empfindlichkeit eingestellt werden kann. Wird die Zählgrenze überschritten, wird über entsprechende Einrichtungen, wie Sirenen oder Lichtsignale, der Alarm ausgelöst.In a preferred embodiment of the invention, the time circuit includes an astable multivibrator, the output pulses of which are counted by a decimal counter. According to a further preferred embodiment, an IC connected as a square wave generator, e.g. an IC 4011 is used. This embodiment has the advantage over the use of an astable multivibrator that less power is consumed and that the edges are steeper. The counter is preferably connected to a toggle switch arrangement with eight individual switches with which the counting limit and thus the sensitivity can be set. If the count limit is exceeded, the alarm is triggered by appropriate devices such as sirens or light signals.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise von einem Akkulumator gespeist, der ständig an ein Netzgerät angeschlossen ist. Dieses Netzgerät führt dem Akkumulator dessen Selbstentladestrom zu, so daß dieser bei Netzausfall 1 in vollgeladenem Zustand die Stromversorgung übernehmen kann. Die Versorgung kann allerdings auch, falls keine Netzspannung vorhanden ist, über einen Akkumulator alleine oder über entsprechende Batterien erfolgen. 5 In einer zu bevorzugenden Ausführungsform weist die Erfin¬ dung ferner eine Netzausfall-Automatik auf. Diese Automatik hat den Vorteil, daß nach einem Netzausfall ein Alarm beim Wiedereinschalten des Netzes vermieden wird. Vorzugsweise 10 ist diese Netzausfall-Automatik so beschaffen, daß die Zählvorrichtung der Empfindlichkeitsregelung nach dem Wiedereinschalten des Netzes für die Zeitdauer von einigen Sekunden blockiert ist, so daß die Zeitschaltung nicht in Gang gesetzt werden kann, wodurch die Auslösung eines l ^ Alarms verhindert wird.The device according to the invention is preferably fed by an accumulator which is constantly connected to a power supply. This power supply unit supplies the accumulator with its self-discharge current, so that this occurs in the event of a power failure 1 can take over the power supply when fully charged. However, if there is no mains voltage, the supply can also take place via an accumulator alone or via appropriate batteries. 5 In a preferred embodiment, the invention also has an automatic power failure. This automatic system has the advantage that an alarm when the network is switched on again is avoided after a power failure. This automatic power failure automatic is preferably such that the counting device of the sensitivity control is blocked for a period of a few seconds after the power is switched on again, so that the timer cannot be started, thereby preventing the triggering of an alarm.
Gemäß einer weiteren, zu bevorzugenden Ausführungsform ist zur einfachen Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Charakteristik des zu überwachenden Objektes eine Q Reihe von Kondensatoren vorgesehen, die über entsprechende Schalter zu unterschiedlichen Gesamtkapazitäten zusammenge¬ schaltet werden können. Vorzugsweise werden dazu Mini- Dipschalter verwendet, wobei sich z.B. die Möglichkeit der Kombination von acht verschiedenen Kondensatoren ergibt. Diese Anpassung kann vorzugweise dadurch erweitert werden, daß im Eingangsbereich unterschie liche Ohm'sche Widerstän¬ de vorgesehen werden, die wiederum durch entsprechende Schalter ausgewählt bzw. kombiniert werden können. Diese Gestaltung hat nicht nur den Vorteil, daß dadurch eine Q bessere Anpassung an die Objektcharakteristik erreicht wird, es ist damit auch möglich, sich dem Signal überla¬ gernde Frequenzen, z.B. Hochfrequenzeinflüsse von einem nahegelegenen starken Sender oder Einflüsse der Netzfre¬ quenz gezielt zu unterdrücken. 5According to a further preferred embodiment, a Q row of capacitors is provided for the simple adaptation of the device according to the invention to the characteristics of the object to be monitored, which capacitors can be interconnected to different total capacitances via corresponding switches. Mini dip switches are preferably used for this purpose, for example the possibility of combining eight different capacitors. This adaptation can preferably be expanded by providing different ohmic resistances in the input area, which in turn can be selected or combined by appropriate switches. This design not only has the advantage that a Q better fit is achieved to the object characteristics, it is thus possible to suppress to the signal überla¬-enhancing frequencies, including high frequency influences a nearby strong transmitter, or influences of Netzfre¬ sequence targeted . 5
Bei dem erfindungsgemäßen System ist also ein Oszillator vorgesehen, mit dem eine hochfrequente Wechselspannung (z. B. im Bereich von etwa 50 bis 500 kHz) erzeugt wird. Diese wird dem zu überwachenden Objekt zugeführt. Dadurch wird ein das Objekt umgebendes elektrisches Feld erzeugt. Eine KontrollSpannung innerhalb des Oszillators wird von einer Regelungsschaltung geregelt, wobei diese Regelung eine vorgegebene Zeitcharakteristik aufweist. Bei einer Störung des elektrischen Feldes durch eine nicht sehr langsame Annäherung an das Objekt bzw. eine Berührung erfolgt eine Änderung der KontrollSpannung; die Spannungsregelung tritt dann in Aktion und versucht, die KontrollSpannung wieder auf den vorgegebenen Wert zu bringen. Eine der Kontroll¬ spannung mit nur geringer Zeitverzögerung folgende Spannung setzt bei Erreichen eines Schwellenwertes eine Zeitmessung in Gang, z. B. eine mit einem Multivibrator gekoppelte ZählVorrichtung, und wenn die gemessene Zeit einen vorgege¬ benen Wert überschreitet, z. B. bei Erreichen eines be¬ stimmten Wertes bei obiger ZählVorrichtung, wird ein Alarm¬ signal erzeugt. Die Zeitcharakteristik obiger Spannungs¬ regelung muß dabei so sein, daß die Regelung zurück auf den vorgegebenen Wert der KontrollSpannung nicht schneller erfolgt als obiger vorgegebener Wert für die Zeit, nach der das Alarmsignal erzeugt wird, erreicht wird.In the system according to the invention, an oscillator is therefore provided with which a high-frequency AC voltage (for example in the range from approximately 50 to 500 kHz) is generated. This is fed to the object to be monitored. This creates an electrical field surrounding the object. A control voltage within the oscillator is controlled by a control circuit, this control having a predefined time characteristic. If the electrical field is disturbed due to a not very slow approach to the object or a touch, the control voltage changes; the voltage control then enters in action and tries again the control voltage au f to bring the predetermined value. A voltage following the control voltage with only a slight time delay initiates a time measurement when a threshold value is reached, e.g. B. a counting device coupled to a multivibrator, and if the measured time exceeds a predetermined value, e.g. An alarm signal is generated, for example when a certain value is reached in the above counting device. The time characteristic of the above voltage regulation must be such that the regulation back to the specified value of the control voltage does not take place faster than the above specified value for the time after which the alarm signal is generated.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs-' beispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung. Darin zeigen:Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the subclaims and from the following description of an exemplary 'embodiment in conjunction with the drawings. In it show:
Fig. 1 die Schaltung des Oszillatorteils und der Amplitu¬ den- und Temperaturregelung eines Ausführungsbei- spiels der vorliegenden Erfindung;1 shows the circuit of the oscillator part and the amplitude and temperature control of an embodiment of the present invention;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Empfindlichkeitsrege¬ lung;2 shows an embodiment of the sensitivity control;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Netzausfallautomatik.Fig. 3 shows an embodiment of the automatic power failure.
Fi. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Em- pfindlichkeitsregelung; Fig. 5 zeigt eine Schaltvorrichtung zur Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Objektcharak¬ teristik bzw. zum Ausblenden von Störungen.Fi. 4 shows a further embodiment of the sensitivity control; 5 shows a switching device for adapting the device according to the invention to the object characteristics or for masking out faults.
Fig. 1 zeigt die Oszillatorschaltung und die Amplituden- und Temperaturregelungsschaltung eines Ausführungsbei¬ spiels der Erfindung, wobei die Bereiche durch gestrichelte Linien voneinander getrennt sind und wobei der Oszillator- bereich durch I und der Amplituden- und Temperaturrege¬ lungsbereich durch II gekennzeichnet sind. Im linken Teil des Bildes ist der zu überwachende Körper 1 symbolisch angedeutet, der über die Leitung 2 mit dem Signalausgangs¬ punkt 3 verbunden ist. Die untere waagerechte Leitung 4 der Schaltung 2 ist geerdet, während der obere waagerechte Teil 5 der Schaltung auf einer Spannung von +12 V gegenüber dem unteren Teil 4 gehalten ist. Die Spannungsversorgung ge¬ schieht vorzugsweise über ein Netzgerät, wobei eine Fehl¬ funktion durch einen Netzausfall durch die weiter unten beschriebene Netzausfall-Automatik verhindert wird.1 shows the oscillator circuit and the amplitude and temperature control circuit of an exemplary embodiment of the invention, the regions being separated from one another by broken lines and the oscillator region being identified by I and the amplitude and temperature control region being identified by II. The body 1 to be monitored is symbolically indicated in the left part of the image and is connected to the signal output point 3 via the line 2. The lower horizontal line 4 of the circuit 2 is grounded, while the upper horizontal part 5 of the circuit is kept at a voltage of +12 V with respect to the lower part 4. The voltage supply preferably takes place via a power supply unit, a malfunction due to a power failure being prevented by the automatic power failure automatic described below.
Der Oszillatorteil ist als dreifach rückgekoppelter Sinus¬ generator aufgebaut. Da diese Schaltung an sich im Stand der Technik bekannt ist, braucht sie nicht in allen Einzel¬ heiten beschrieben zu werden, die Beschreibung beschränkt sich deshalb auf die für die Funktion der vorliegenden Erfindung wesentlichen Teile.The oscillator part is constructed as a triple feedback sinus generator. Since this circuit is known per se in the prior art, it does not need to be described in all its details, the description is therefore limited to the parts essential for the function of the present invention.
Mit dem Kondensator 6 und dem Widerstand 7 wird die Ein¬ streuung des Netzes von der Oszillatorschaltung ferngehal¬ ten. Die Widerstände 8 und 9 sowie die Kondensatoren 10 und 11 ermöglichen es, die Frequenz des Oszillators einzustel¬ len. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel war diese Frequenz mit 200 kHz eingestellt. Der als Ausgangspunkt für die Amplitudenregelung benutzte Meßpunkt 12 liegt zwischen dem Emitter des zweiten Transistors 13 und der Basis des dritten Transistors 14. Mit Hilfe der Potentiometer 15, 16 und 17 wird hier eine Spannung von ungefähr 1 V S/S einge- stellt. Die Spannung am Punkt 3, dem Ausgangspunkt der Schaltung zur Verbindung mit dem Körper 1, beträgt dann z.B. 550 mV S/S. Wenn ein Eindringling den überwachten Körper 1 berührt oder sich diesem annähert, sinkt die Spannung an dem Meßpunkt 12 unter den eingestellten Wert ab, bis sie durch die nachfolgend beschriebene Amplituden¬ regelung, durch Verminderung des Emitterwiderstandes des ersten Transistors 18, wieder aufgebaut wird. Der dem Me߬ punkt nachgeschaltete vierte Transistor 19 dient dazu, das am Meßpunkt anliegende Sinussignal in ein Rechtecksignal für die nachfolgende Verarbeitung umzuwandeln.With the capacitor 6 and the resistor 7, the interference of the network is kept away from the oscillator circuit. The resistors 8 and 9 and the capacitors 10 and 11 make it possible to set the frequency of the oscillator. In the illustrated embodiment, this frequency was set at 200 kHz. The measuring point 12 used as the starting point for the amplitude control lies between the emitter of the second transistor 13 and the base of the third transistor 14. With the help of the potentiometers 15, 16 and 17, a voltage of approximately 1 VS / S is input here. poses. The voltage at point 3, the starting point of the circuit for connection to body 1, is then, for example, 550 mV S / S. If an intruder touches or approaches the monitored body 1, the voltage at the measuring point 12 drops below the set value until it is built up again by the amplitude control described below, by reducing the emitter resistance of the first transistor 18. The fourth transistor 19 connected downstream of the measuring point serves to convert the sinusoidal signal present at the measuring point into a square-wave signal for the subsequent processing.
Der Kollektor dieses vierten Transistors 19 ist dann mit der durch II gekennzeichneten Amplitudenregelung verbunden. Das Rechtecksignal wird durch die Diode 30 in Verbindung mit dem Kondensator 31 gleichgerichtet und geglättet. Das Signal wird dann über den Widerstand 32 dem Operationsver¬ stärker 33 zugeführt. Mit dem Widerstand 34 wird sie .so eingestellt, daß sie ungefähr 7 V beträgt, der Widerstand 35 dient als Rückkopplungswiderstand. Der Operationsver¬ stärker wird über das Potentiometer 36 so eingestellt, daß die am Meßpunkt 12 anliegende Spannung im Mittel auf einen Wert von ungefähr 1 V S/S gehalten wird. Sinkt die Spannung am Meßpunkt unter diesen Wert, z. B. also bei Alarmaus¬ lösung oder bei Störeinflüssen, so wird durch den Opera¬ tionsverstärker der Transistor 37 gesperrt. Die positive Spannung vom Kollektor gelangt über den NTC-Widerstand 38 über das Potentiometer 39 zu dem Tor (Gate) des Transistors 40. Mit Hilfe des Potentiometers 39 wird die Aufladezeit des Kondensators 47 eingestellt. Der Transistor 40 schaltet den Transistor 41 mit einer Frequenz von ca. 2 Hz, wobei über den Widerstand 42 die Leuchtdiode 43 angesteuert wird. Die Leuchtdiode 43 und der Fotowiderstand 44 sind als Optokoppler in einem gemeinsamen lichtdichten Gehäuse untergebracht. Das Ausgangssignal des Optokopplers wird wiederum der Oszillatorschaltung zugeführt, wobei der parallel gelegte Widerstand 45 dazu dient, den Gesamtwider¬ stand niederohmig zu halten. 1 Die Amplituden- und Temperaturregelung funktioniert so, daß beim Aufleuchten der Leuchtdiode 43 der Emitterwiderstand des Transistors 18 kleiner wird, wodurch die Spannung am Meßpunkt 12 wiederum ansteigt. Steigt die Spannung über denThe collector of this fourth transistor 19 is then connected to the amplitude control indicated by II. The square wave signal is rectified and smoothed by the diode 30 in connection with the capacitor 31. The signal is then fed to the operational amplifier 33 via the resistor 32. With the resistor 34 it is set so that it is approximately 7 V, the resistor 35 serves as a feedback resistor. The operational amplifier is set via the potentiometer 36 so that the voltage applied at the measuring point 12 is kept on average at a value of approximately 1 VS / S. If the voltage at the measuring point drops below this value, e.g. For example, when an alarm is triggered or in the event of interference, transistor 37 is blocked by the operational amplifier. The positive voltage from the collector reaches the gate (gate) of the transistor 40 via the NTC resistor 38 via the potentiometer 39. The charging time of the capacitor 47 is set with the aid of the potentiometer 39. The transistor 40 switches the transistor 41 at a frequency of approximately 2 Hz, the light-emitting diode 43 being driven via the resistor 42. The light-emitting diode 43 and the photoresistor 44 are accommodated as optocouplers in a common light-tight housing. The output signal of the optocoupler is in turn fed to the oscillator circuit, the parallel resistor 45 serving to keep the total resistance low. 1 The amplitude and temperature control works so that when the light-emitting diode 43 lights up, the emitter resistance of the transistor 18 becomes smaller, as a result of which the voltage at the measuring point 12 increases again. The tension rises over the
5 eingestellten Wert am Meßpunkt 12, arbeitet die Amplituden- regelung umgekehrt. Die auftretenden Temperatureinflüsse werden durch die Veränderung des NTC-Widerstandes 38 mit der Außentemperatur automatisch ausgeglichen.5 set value at measuring point 12, the amplitude control works in reverse. The temperature influences that occur are automatically compensated for by the change in the NTC resistor 38 with the outside temperature.
10 Die Klemme 50 der in Fig. 2 dargestellten Empfindlichkeits¬ regelung ist mit der Klemme 46 der Amplitudenregelung in Fig. 1 verbunden. Die untere waagerechte Leitung 51 der Schaltung liegt auf Erdpotential, während die obere waage¬ rechte Leitung 52 auf 12 V liegt. Der Transistor 53, dem 15 das Ausgangssignal des in Fig. 1 dargestellten Operations¬ verstärkers 33 über den Widerstand 54 zugeführt wird, bil¬ det gemeinsam mit dem Transistor 55 eine invertierende Verstärkerstufe. Die Leuchtdiode 56 ist die Regelanzeige. Wenn die Spannung am Meßpunkt 12 des Oszillators unter den 20 voreingestellten Wert absinkt und die Amplitudenregelung in Betrieb gesetzt ist, wird der Transistor 55 durchgesteuert und setzt einen astabilen Multivibrator in Betrieb, der in an sich bekannter Weise aus den Transistoren 57 und 58, den Kondensatoren 59 und 60 und den Widerständen 61, 62, 63 -,c und 64 gebildet ist. Im vorliegenden Fall ist der astabile Multivibrator so ausgelegt, daß er eine Frequenz von ca. 6 6 Hz aufweist. Mit der Durchsteuerung des Transistors 55 wird gleichzeitig auch der Dezimalzähler 65 in Betrieb gesetzt, der die vom Multivibrator ausgehenden Impulse gQ zählt. Wird der Transistor 55 gesperrt, wird der Zähler auf Null zurückgesetzt. Die Zählgrenze und damit die Zeitdauer, nach der der Alarm ausgelöst wird, kann durch die Schalter¬ vorrichtung 66, die acht Dipschalter aufweist, eingestellt werden. Das Ausgangssignal des Zählers wird über die Lei- -... tung 67 einer nachgeschalteten Verstärkerstufe 68 zuge¬ führt, über der dann die Alarmauslösung mit den üblichen Elementen, wie z. B. einer Sirene oder einer Blinklampe, erfolgt. Die Frequenz des astabilen Multivibrators und die durch die Schaltervorrichtung 66 gewählte Zählgrenze werden so aufeinander abgestimmt, daß der Alarm ausgelöst wird, wenn die Amplitudenregelung für eine bestimmte Zeitdauer in Tätigkeit ist. Versuche haben gezeigt, daß bei einer Fre- quenz von 6 Hz des astabilen Multivibrators eine Zählgrenze von 5 für einen störungsfreien Betrieb der Alarmvorrichtung gut geeignet ist. Störeinflüsse, wie sie durch die Witte¬ rung usw. erzeugt werden, haben bei dieser Empfindlich¬ keitsgrenze nicht zu Fehlauslösungen der Alarmvorrichtung geführt.10 Terminal 50 of the sensitivity control shown in FIG. 2 is connected to terminal 46 of the amplitude control in FIG. 1. The lower horizontal line 51 of the circuit is at ground potential, while the upper horizontal line 52 is at 12 V. The transistor 53, to which 15 the output signal of the operational amplifier 33 shown in FIG. 1 is fed via the resistor 54, forms together with the transistor 55 an inverting amplifier stage. The LED 56 is the control display. When the voltage at the measuring point 12 of the oscillator falls below the 20 preset value and the amplitude control is activated, the transistor 55 is turned on and starts an astable multivibrator which, in a manner known per se, consists of the transistors 57 and 58, the capacitors 59 and 60 and resistors 61, 62, 63 -, c and 64 is formed. In the present case, the astable multivibrator is designed so that it has a frequency of approximately 6 6 Hz. With the control of the transistor 55, the decimal counter 65 is also put into operation, which counts the pulses gQ emanating from the multivibrator. If transistor 55 is blocked, the counter is reset to zero. The count limit and thus the time period after which the alarm is triggered can be set by the switch device 66, which has eight dip switches. The output signal of the counter is fed via line 67 to a downstream amplifier stage 68, via which the alarm is then triggered with the usual elements, such as. B. a siren or a flashing light. The frequency of the astable multivibrator and the counting limit selected by the switch device 66 are coordinated with one another in such a way that the alarm is triggered when the amplitude control is in operation for a certain period of time. Experiments have shown that at a frequency of 6 Hz of the astable multivibrator, a counting limit of 5 is well suited for trouble-free operation of the alarm device. Interferences, such as those caused by the weather, etc., have not led to false triggering of the alarm device at this sensitivity limit.
Ein besonderes Problem beim Betrieb der Alarmvorrichtung entsteht, wenn die Alarmvorrichtung über ein Netzgerät an ein übliches Netz mit 50 oder 60 Hz angeschlossen ist. Diese Schwierigkeiten treten auch dann auf, wenn die Vor¬ richtung mit einem Akkumulator betrieben wird, um auch während eines Netzausfalls in Betrieb sein zu können.A particular problem in the operation of the alarm device arises when the alarm device is connected to a conventional network with 50 or 60 Hz via a power supply unit. These difficulties also occur when the device is operated with an accumulator in order to be able to operate even during a power failure.
Während des Netzausfalles wird der Oszillator nicht durch die übliche Einstreuung seitens des Netzes belastet. Sobald das Netz wieder eingeschaltet wird, tritt diese Belastung wieder auf, die Amplitude bricht zusammen und der Zähler zählt über die vorgewählte Alarmzeit hinaus, bis die Rege¬ lung die Amplitude wieder auf ihr eingestelltes Niveau ausgeregelt hat, was einen Zeitraum von ca. 2 bis 3 Sekun¬ den erfordern kann. Dies hätte zur Folge, daß beim Wieder¬ einschalten des Netzes ein Alarm ausgelöst wird. Dies wird mit der in Fig. 3 gezeigten Netzausfallautomatik verhin¬ dert. Die untere waagerechte Leitung 70 der Schaltung liegt wiederum auf Erdpotential, die obere waagerechte Leitung 71 an einer Spannung von 12 V. Der Punkt 72 der Schaltung liegt am positiven Pol eine*s Ladelektrolyt-Kodensators eines Netzgerätes, also vor dessen Spannungsregelungsstufe, an. Beim Wiedereinschalten des Netzes steigt die Spannung an der Klemme 72 um ca. 50 % über den Wert der vom Netz¬ gerät gelieferten Spannung, bei 12 V also auf ca. 18 V, an. Der Kollektor des Transistors 75, der zuvor auf Null lag, wird positiv, und über den Kondensator 76 gelangt ein positiver Impuls auf die Basis des Transistors 77, der den Transistor öffnet. Der negative Impuls des Kollektors des Transistors 77 geht auf den Eingang eines Zeitgeber-IC 78, und läßt dessen Ausgang für ca. 3 Sekunden positiv werden. Das positive Signal wird über die Klemme 79 und der Klemme 69 dem Zähler 65 der Empfindlichkeitsregelung zugeführt, und zwar dessen Einschalt-/Ausschalteingang (clock enable input) und sperrt ihn, bis die Regelung wieder das Normal¬ potential erreicht hat. Dadurch wird eine Alarmauslösung beim Wiedereinschalten des Netzes zuverlässig verhindert.During the power failure, the oscillator is not burdened by the usual interference from the power system. As soon as the network is switched on again, this load occurs again, the amplitude collapses and the counter counts beyond the preselected alarm time until the control has adjusted the amplitude back to its set level, which takes about 2 to May require 3 seconds. This would result in an alarm being triggered when the network is switched on again. This is prevented with the automatic power failure system shown in FIG. 3. The lower horizontal line 70 of the circuit is in turn at ground potential, the upper horizontal line 71 at a voltage of 12 V. The point 72 of the circuit lies at the positive pole of a * s charging electrolyte encoder of a power supply unit, that is to say before its voltage regulation stage. When the mains is switched on again, the voltage at terminal 72 increases by approximately 50% above the value of the voltage supplied by the mains unit, ie at 12 V to approximately 18 V. The collector of transistor 75, which was previously at zero, becomes positive and arrives via capacitor 76 positive pulse to the base of transistor 77, which opens the transistor. The negative pulse of the collector of transistor 77 goes to the input of a timer IC 78, and makes its output positive for about 3 seconds. The positive signal is fed via terminal 79 and terminal 69 to counter 65 of the sensitivity control, namely its switch on / off input (clock enable input) and blocks it until the control has reached normal potential again. This reliably prevents the alarm from being triggered when the network is switched on again.
Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Em¬ pfindlichkeitsregelung, wobei gleiche Bezugszeichen glei¬ che Teile bezeichnen wie in der Fig. 2. Die aus den Transi¬ storen 57, 58, den Kondensatoren 59 und 60 sowie den Wider¬ ständen 61, 62, 63 und 64 in der Fig. 2 bestehende astabile Multivibratorschaltung ist hier durch ein IC 74 ersetzt. Verwendet werden kann hier z.B. ein als Rechteckgenerator geschaltetes IC 4011. Diese Schaltung hat gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 2 den Vorteil, daß die Stromaufnahme verringert wird und daß die von der Schaltung erzeugten Flanken steiler sind. Das Ausgangssignal des IC 74 wird in gleicher Weise dem IC 65 zugeführt, wie dies in der Ausfüh¬ rungsform gemäß Fig. 2 gezeigt ist.FIG. 4 shows an alternative embodiment of the sensitivity control, the same reference numerals denoting the same parts as in FIG. 2. The transistors 57, 58, capacitors 59 and 60 and resistors 61, 62, 63 and 64 in FIG. 2 existing astable multivibrator circuit is replaced here by an IC 74. You can use e.g. an IC 4011 connected as a rectangular generator. This circuit has the advantage over the circuit according to FIG. 2 that the current consumption is reduced and that the edges generated by the circuit are steeper. The output signal of the IC 74 is fed to the IC 65 in the same way as is shown in the embodiment according to FIG. 2.
Fig. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung, die eine einfache Anpassung der erfindungsgemäßen Alarmvorrichtung an die Charakteristik des jeweiligen Objektes ermöglicht. Bei dieser Ausführungsform sind der Kondensator 6 und der Widerstand 7 in der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 durch entsprechend schaltbare Kondensator- und Widerstandsanord¬ nungen ersetzt. Statt des Kondensators 6 ist eine Schal¬ tungsanordnung 80 mit acht Mini-Schaltern vorgesehen, wobei die Schaltungseingänge zusammengefaßt und zum Punkt 3 der Schaltung gemäß der Bezeichnung in Fig. 1 geführt sind. Die Ausgangsklemmen der Schaltvorrichtung sind mit einzelnen Kondensatoren 81 bis 88 verbunden, deren Ausgänge wiederum zusammengefaßt und in gleicher Weise mit den Widerständen 9 12 und 8 und dem Kondensator und dem Transistor 13 verbunden sind, wie in Fig. 1. Durch diese Schaltungsanordnung ist es möglich, einen oder mehrere Kondensatoren 81 bis 88 parallel zu schalten. Dem Benutzer stehen also eine Viel- zahl von Kombinationsmöglichkeiten zur Verfügung, mit denen er auf einfache Weise die Alarmvorrichtung an seine jewei¬ ligen Bedürfnisse anpassen kann.5 shows a circuit arrangement which enables the alarm device according to the invention to be easily adapted to the characteristics of the respective object. In this embodiment, the capacitor 6 and the resistor 7 in the embodiment according to FIG. 1 are replaced by correspondingly switchable capacitor and resistor arrangements. Instead of the capacitor 6, a circuit arrangement 80 with eight mini-switches is provided, the circuit inputs being combined and leading to point 3 of the circuit as described in FIG. 1. The output terminals of the switching device are connected to individual capacitors 81 to 88, the outputs of which in turn are combined and in the same way with the resistors 9 12 and 8 and the capacitor and the transistor 13 are connected, as in FIG. 1. This circuit arrangement makes it possible to connect one or more capacitors 81 to 88 in parallel. The user therefore has a large number of possible combinations with which he can easily adapt the alarm device to his particular needs.
Eine weitere Schaltvorrichtung in Fig. 5 ist mit 90 be- zeichnet und ist mit vier Kondensatoren 91 bis 94 und vier Widerständen 95 bis 98 verbunden. Diese Schaltungsanordnung ersetzt den Widerstand 6 in der Fig. 1. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß hiermit sehr gezielt Störfrequenzen ausge¬ filtert werden können, die durch das Netz oder durch in die Alarmvorrichtung einstreuende hochfrequente Sender entste¬ hen. Dem Benutzer stehen wiederum eine Vielzahl von Kombi¬ nationen zur Verfügung, um die Alarmvorrichtung optimal an den Einsatzfall anzupassen. Falls eine derartige Anpassung nicht erforderlich sein sollte, kann der gestrichelte Be¬ reich 99 in der Fig. 5 durch einen einzelnen Widerstand ersetzt werden.A further switching device in FIG. 5 is designated 90 and is connected to four capacitors 91 to 94 and four resistors 95 to 98. This circuit arrangement replaces the resistor 6 in FIG. 1. This arrangement has the advantage that it can be used to filter out interference frequencies which are generated very specifically by the network or by high-frequency transmitters scattering into the alarm device. A large number of combinations are again available to the user in order to optimally adapt the alarm device to the application. If such an adaptation should not be necessary, the dashed area 99 in FIG. 5 can be replaced by a single resistor.
Das mit dieser Vorrichtung verwirklichte Verfahren zur Überwachung von elektrisch leitenden Körpern läuft also folgendermaßen ab: An den zu überwachenden Objekten liegt eine kleine hochfrequente Spannung an, deren Aufrechterhal¬ tung über einen geeigneten Meßwert kontrolliert wird. Beim Absinken dieser Spannung wird die Spannung auf ihren ur¬ sprünglichen Wert zurückgeregelt. Überschreitet die zum Ausregeln erforderliche Zeit eine vorbestimmte Zeitdauer, wird Alarm ausgelöst. Temperaturunterschiede, die auf die einzelnen Schaltungselemente wirken können, werden durch temperaturempfindliche elektronische Bauelemente kompen¬ siert. The method for monitoring electrically conductive bodies implemented with this device thus proceeds as follows: A small high-frequency voltage is applied to the objects to be monitored, the maintenance of which is controlled by a suitable measured value. When this voltage drops, the voltage is reduced to its original value. If the time required for the adjustment exceeds a predetermined time period, an alarm is triggered. Temperature differences that can affect the individual circuit elements are compensated for by temperature-sensitive electronic components.

Claims

Patentansprüche Claims
Alarmvorrichtung zur Überwachung eines zumindest teil¬ weise elektrisch leitfähigen Objektes, welche einen hochfrequente Schwingungen erzeugenden Oszillator auf¬ weist, dessen Ausgangssignal an das zu überwachende Objekt geführt ist, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i chnet, daß eine Spannungs-Amplituden-Regelung vorgesehen ist, welche eine tdurch das Ausgangssignal des Oszillators beeinflußbare KontrollSpannung des Oszilla¬ tors auf weitgehend konstantem Niveau hält und daß eine Empfindlichkeitsregelung vorgesehen ist, welche bei Abweichungen dieser Kontrollspannung von der vorbestimm¬ ten Spannungs-Amplitude eine Zeitschaltung in Gang setzt, die Alarm auslöst, wenn die Abweichung der Kon- trollspannung länger als eine vorbestimmte Zeitdauer andauert.Alarm device for monitoring an at least partially electrically conductive object, which has a high-frequency oscillating oscillator, the output signal of which is fed to the object to be monitored, characterized in that a voltage-amplitude control is provided which provides a t control voltage of the oscillator which can be influenced by the output signal of the oscillator is kept at a largely constant level and that a sensitivity control is provided which, in the event of deviations of this control voltage from the predetermined voltage amplitude, triggers a time switch which triggers the alarm if the deviation of the Control voltage lasts longer than a predetermined period of time.
Alarmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Oszillator ein mit drei Transistoren (13, 14, 18) aufgebauter drei-fach rückgekoppelter Sinusgene¬ rator ist und daß die KontrollSpannung zur Amplitudenre¬ gelung an der Basis des dritten Transistors (14) abge¬ nommen wird. Alarm device according to claim 1, characterized in that the oscillator is a triple feedback sine generator constructed with three transistors (13, 14, 18) and that the control voltage for amplitude control at the base of the third transistor (14) is removed.
14 3. Alarmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenregel-Einrich¬ tung einen Operationsverstärker (33) aufweist. 14 3. Alarm device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the amplitude control device has an operational amplifier (33).
4. Alarmvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenregelung zumindest einen NTC-Widerstand (38) zum Ausgleich von TemperaturSchwankungen aufweist.4. Alarm device according to one of the preceding claims, characterized in that the amplitude control has at least one NTC resistor (38) to compensate for temperature fluctuations.
5. Alarmvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Ampli¬ tudenregel-Einrichtung über einen Optokoppler mit dem Oszillator verbunden ist.5. Alarm device according to one of the preceding claims, characterized in that the output of the amplitude control device is connected to the oscillator via an optocoupler.
6. Alarmvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung einen astabilen Multivibrator (57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64) aufweist, dessen Impulse von einem Impulszähler (65) gezählt werden.6. Alarm device according to one of the preceding Ansprü¬ che, characterized in that the timing circuit has an astable multivibrator (57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64), the pulses of which are counted by a pulse counter (65).
7. Alarmvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Zählgrenze des Impulszählers (65) mittels einer Schaltervorrichtung (66) einstellbar ist.7. Alarm device according to claim 6, characterized gekennzeich¬ net that the counting limit of the pulse counter (65) by means of a switch device (66) is adjustable.
8. Alarmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Oszilla¬ torschaltung an die Charakteristik des zu überwachenden Objektes parallel angeordnete Kondensatoren (81 bis 88, 91 bis 94) und/oder Widerstände (95 bis 98) vorgesehen sind, die einzeln mit einer Schaltvorrichtung ein- bzw. ausgeschaltet werden können.8. Alarm device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in order to adapt the Oszilla¬ gate circuit to the characteristic of the object to be monitored, parallel capacitors (81 to 88, 91 to 94) and / or resistors (95 to 98) are provided are that can be switched on or off individually with a switching device.
9. Verfahren zur Überwachung von einem oder mehreren, mit¬ einander verbundenen, elektrisch leitenden Objekten, dadurch gekennzeichnet, daß den Objekten eine hochfre¬ quente konstante Spannung zugeführt wird und daß ein Alarm ausgelöst wird, wenn die hochfrequente Spannung über eine vorbestimmte Zeitdauer hinaus von dem vorgege¬ benen Wert abweicht.
Figure imgf000016_0001
9. A method for monitoring one or more interconnected, electrically conductive objects, characterized in that the objects are supplied with a high-frequency constant voltage and that an alarm is triggered when the high-frequency voltage exceeds a predetermined period of time deviates from the specified value.
Figure imgf000016_0001
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