DE2455489C3 - Einrichtung zum Schutz von Objekten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von Objekten unter Verwendung eines ein Überwachungssignal aussendenden Senders, eines das Überwachungssignal empfangenden Empfängers, eines dem Sender vorgeschalteten Generators, der über einen Impulsumformer den Sender mit einer Triggerimpulsfolge triggert, und einer Auswerteschaltung, die die Ausgangssignale des Empfängers und die Triggerimpuise des Generators auswertet und einem A.larm- und/oder Überwachungsgerät vorgeschaltet ist.

Aus der DT-OS 22 62 118 ist ein elektro-optisches Alarmsystem zur Sicherung von Räumen gegen unbefugtes Durchschreiten bekannt, bei dem in Form eines Lichtvorhanges ein Schutzgitter aufgebaut wird und dessen Unterbrechung einen Alarm auslöst. Einer Lichtquelle — beispielsweise einer Impuls-Laserdiode — ist einerseits ein von einem codierbaren Ringzähler gesteuertes Impulsgerät zugeordnet Andererseits sind Fotodetekoren mit UND-Gatter und eine Auswerteeinheit vorgesehen, wobei letztere die Alarmeinheit betätigt. Das Signa! der Alarmeinheit kann trägerfrequent auf das Stromversorgungsnetz gegeben werden.

Die Auswerteeinheit des elektrooptischen Alarmsystems wertet das Signal des codierbaren Ringzählers und die Impulse von Detektoren miteinander aus, beispielsweise durch Zeitvergleich der ankommenden Lichtimpulse mit dem Geberimpuls des Ringzählers. Kommen beide Signale gleichzeitig, also zeitrichtig an, so wird die Alarmeinheit gesperrt. Wird ein Lichtimpuls unterbrochen, oder kommen die Lichtimpulse zur falscher. Zeit an, so erhält die Alarmeinheit ein Signal. Die durch den Sender und den Empfänger verursachten Laufzeitunterschiede zwischen dem Triggersignal am Sender und dem Ausgangssignal des Empfängers werden nicht ermittelt. Somit ist es möglich, das Alarmsystem dadurch zu überwinden, daß ein von dem ortsfesten Sender beaufschlagter zusätzlicher Empfänger einen zusätzlichen Sender ansteuert, der wiederum die Fotodioden des Alarmsystems ansteuert.

Der oben beschriebene Nachteil des in der DT-OS 22 62 118 beschriebenen Alarmsystems trifft auch für die aus der DT-OS 20 05 858 bekannte Lichtschranke zu. Bei dieser Lichtschranke ist ein von einem Sender ausgesandter Lichtstrahl mit wenigstens einer Taktfrequenz getaktet. Als Empfänger ist ein photoempfindliches Schaltelement vorgesehen. Auf der Senderseite ist ein Schlüsselfrequenzgenerator als zusätzlicher Modulator vorhanden, dessen Schlüsselfrequenz der Taktfrequenz des Lichtsenders überlagert ist. Dem Empfänger ist ein auf die Schlüsselfrequenz abgestimmter Resonanzkreis nachgeschaltet, dessen Ausgangssignal zur Betätigung eines Verschlußes und/oder einer Signaleinrichtung vorgesehen ist. Dem Resonanzkreis ist ein Exklusiv-Oder-Gatter vorgeschaltet, dessen einem Eingang das Ausgangssignal des Schlüsselfrequenzgenerators und dessen zweitem Eingang die Schlüsselfrequenz der Empfängerseite vorgegeben ist. Beide Eingänge des Exklusiv-Oder-Gatters erhalten die gleiche Impulsfolge ohne Phasenverschiebung und arbeiten somit im Normalbetrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Schutz von Objekten zu schaffen, die überwindungssicherer als die bekannten Einrichtungen ausgeführt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Triggerimpulsfolge eine ungleichmäßige Taktfrequenz aufweist, daß die Auswerteschaltung die durch den Sender und den Empfänger verursachten Laufzeitunterschiede zwischen dem Triggerimpuls am Sender und dem Ausgangssignal des Empfängers ermittelt und

daß bei einer Änderung der Laufzeitunterschiede bzw. unsynchroner Steuerung des Senders und des Empfängers das Alarm- und/oder Überwachungsgerät ein Alarmsignal bzw. ein zur Alarmgebung lusnutzbares Signal abgibt S

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß infolge der vom Generator mit ungleichmäßiger Taktfrequenz ausgesandten Triggerimpulsfolge weder die Einrichtung ic mit Hilfe eines fremden Senders überwunden werden kann, noch können die von dem eigenen Sender abgestrahlten Impulse von einem fremden Empfänger mit nachgeschaltetem Sender empfangen und um 360° verzögert dem Empfänger der Uberwachungseinrichtung zugeführt werden.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht darin, daß durch die Erfassung der Laufzeitunterschiede, die bei mit Schallgeschwindigkeit in der Meßstrecke sich bewegenden Signalen auftreten, zwischen dem Triggersignal am Sender und dem Ausgangssignal des Empfängers die Schutzeinrichtung nicht durch die Einfügung von Umlenkmitteln in die Meßstrecke überwunden werden kann, da sich in diesem Fall die Laufzeit des von dem Sender ausgesandten Impulses verlängern würde. Fine Änderung der Laufzeit bringt ein Alarmsignal bzw. ein zur Alarmgebung ausni. tzbares Signal mit sich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Überwachungseinrichtung und die

F i g. 2a und 2b jeweils ein Diagramm.

In Fig. I ist ein eine Triggerimpulsfolge mit ungleichmäßiger Taktfrequenz aussendender Generator 1 über einen Impulsformer 2 an einen Sender 3 einer Überwachungsanlage angeschlossen, deren Empfänger 4 dem Sender 2 gegenüberliegt und die von diesem ausgesandten Signale empfängt Als Signale kommen elektromagnetische Wellen, Schall- und Ultraschallwel-Ien in Frage, jedoch sollen in diesem Beispiel Lichtwellen verwendet werden. An den Eingang des Senders 3 ist über ein Negierglied Gi eine Flip-FIop-Schaltung S angeschlossen, deren Ausgang mit einem Eingang der drei Eingänge eines Und-Gatters Gj verbunden ist Das Und-Gatter Gi kann mit oder ohne negiertem Ausgang versehen sein. Währen' >r zweite Eingang dieses Und-Gatters über eine weuere Flip-Flop-Schaltung 6 und ein Negierglied Gi mit dem Ausgang des Empfängers 4 in elektrisch leitender so Verbindung steht, ist an den dritten Eingang ein Zähloszillator 7 angeschlossen. Der Ausgang des Und-Gatters G₃ ist an einen Zähler 8 angeschlossen, dem ein Dekodierer 9 nachgeschaltet ist Der Dekodierer 9 weist drei Ausgänge auf, die an die Eingänge eines Oder-Gatters G₄ angeschlossen sind. Der Ausgang des Oder-Gatters ist an einen Eingang eines weiteren Und-Gatters Gs mit negiertem Ausgang geführt, dessen zweiter Eingang über zwei Mono-Flop-Schaltungen 10 und 11, von denen die Schaltung 10 als Abfrageglied und die Schaltung 11 als Verzögerungsglied dient, mit dem Eingang des Senders 3 in Verbindung steht. Der Ausgang des Und-Gatters G5 steuert über einen Eingang eines Oder-Gatters den Zähler 8 und die Flip-Flop-Schaltungen 5 und 6 und ist außerdem an einen Eingang eines weiteren Und-Gatters Gt mit negiertem Ausgang geführt, dessen zweiter Eingang mit dem zweiten Eingang des vorgeschalteten Und-Gatters Gs verbunden ist und an dessen Ausgang im Normalfall ein Hoch-Signal und im Alarmfall eir. Niedrig-Signal ansteht, das gleichzeitig über den zweiten Eingang des Oder-Gatters G₇ den Zähler 8 und die Flip-Flop-Schaltungen 5 und 6 steuerL

Der Sender 3 wird über den Impulsformer 2 von dem Generator 1 mit einer Impulsfolge getriggert, die eine ungleichmäßige Taktfrequenz aufweisi. Jedes vom Sender 3 ausgesandte Signal führt im Empfänger 4 zu einem Impuls, der mit einer bestimmten, durch die Laufzeiten im Sender 3 und Empfänger 4 hervorgerufenen Zeitverzögerung dem entsprechenden Impuls des Impulsformers 2 folgt Diese beiden Impulse werden mit Hilfe der Negier-Gatter G\ und G> negiert, wobei die negativen Flanken der negierten Impulse die Flip-Flop-Schaltungen 5 und 6 ansteuern. Es wird erreicht, daß das Und-Gatter G3 während der Zeitverzögerung öffnet und der Zähloszillator 7 seine Zählimpulse an den Zähler 8 liefern kann. Im Normalbetrieb wird also immer eine bestimmte Anzahl von Impulsen in den Zähler 8 eingezählt. Ein vorbestimmter Zählerstand plus oder minus ein eingezählter Impuls wird dann durch das Oder-Gatter Ga, festgestellt und dem Und-Gatter G5 zur Abfragung zugeführt Die Abfragung wird über die Mono-Flop-Schaltungen 10 und 11 gesteuert Im Normalbetrieb werden jetzt die Flip-Flop-Schaltungen 5 und 6 und der Zähler 8 über den Eingang des Oder-Gatters Gi zurückgesetzt, und am Ausgang des Und-Gatters G₆ erscheint ein Hochsignal. Hingegen erscheint am Ausgang des Und-Gatters Ge ein zur Alarmgebung ausnutzbares Niedrig-Signal, wenn die Signallaufzeit des Senders 3 und des Empfängers 4 verlängert bzw. der Empfänger 4 nicht synchron mit dem Sender 3 gesteuert wird.

Dem Und-Gatter Gi kann ein zeichnerisch nicht dargestellter Zähler nachgeschaltet sein, der bei einer vorgegebenen Anzahl von Eingangsimpulsen am Ausgang ein Alarmsignal abgibt. Hierdurch wird ein Alarm bei sehr kurzzeitiger Unterbrechung der Meßstrecke, z. B. durch fallende Blätter, verhindert. Weiterhin ist das Oder-Gatter Ga nicht erforderlich, wenn vom Dekodierer nur ein auszuwertendes Signal geliefert wird. In diesem Fall kann der Ausgang des Dekodierers 9 direkt an den ersten Eingang des Und-Gatters G5 geführt sein.

Die Einrichtung zum Schutz von Objekten kann dadurch einfach überprüft werden, daß vor den Eingang des Senders 3 intervallweise ein Verzögerungsglied geschaltet wird. Auf diese Weise wird eine künstliche Verzögerung des Empfängerimpulses und damit ein Alarmzustand erreicht. Dieser künstlich hervorgerufene Alarmzustand kann dann von einer Auswerteschaltung unterdrückt werden. Erst wenn es trotz eingeschaltetem Verzögerungsglied zu keinem (internen) Alarm kommt, ist die Meßstrecke nicht mehr einsatzbereit. Es wird dann erst ein Alarm ausgelöst.

In F i g. 2a ist ein Eingangssignal des Senders 3 und in Fig.2b ist das entsprechende Ausgangssignal des Empfänger 4 graphisch dargestellt. Aus den Darstellungen geht hervor, daß zwischen beiden Signalen eine Zeitverzögerung von etwa 0,9 μβ besteht Dieser Wert hat sich bei Experimenten ergeben, die mit einer Lichtschranke durchgeführt worden sind. Als Zählfrequenz kommen daher 10 MHz in Frage, jedoch ist es zweckmäßig, höhere Frequenzen zu verwenden, da dann der Zähler 8 eine differenziertere Aussage machen kann. Nach oben hin ist die Zählfrequenz nur durch die Schaltzeiten der verwendeten Bauelemente begrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz von Objekten unter Verwendung eines ein Überwachungssignal aussendenden Senders, eines das Überwachungssignal empfangenden Empfängers, eines dem Sender vorgeschalteten Generators, der über einen Impulsformer den Sender mit einer Triggerimpulsfolge triggert, und einer Auswerteschaltung, die die '° Ausgangssignale des Empfängers und die Triggerimpulse des Generators auswertet und einem Alarm- und/oder Überwachungsgerät vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerimpulsfolge eine ungleichmäßige Taktfrequenz auf- ¹S weist, daß die Auswerteschaltung die durch den Sender (3) und den Empfänger (4) verursachten Laufzeitunterschiede zwischen dem Triggerimpuls am Sender (3) und dem Ausgangssigna] des Empfängers (4) ermittelt und daß bei einer *o Änderung der Laufzeitunterschiede bzw. unsynchroner Steuerung des Senders (3) und des Empfängers (4) das Alarm- und/oder Überwachungsgerät ein Alarmsignal bzw. ein zur Alarmgebung ausnutzbares Signal abgibt. *5

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang des Senders (3) und an den Ausgang des Empfängers (4) jeweils eine Flip-Flop-Schaltung (5 bzw. 6) über ein Negiergatter (Gi bzw. G2) angeschlossen ist, daß der Q-Ausgang der dem Sender (3) vorgeschalteten Flip-FIop-Schaltung (5) und der Q-Ausgang der dem Empfänger (4) nachgeschalteten Flip-Flop-Schaltung (6) mit jeweils einem Eingang eines drei Eingänge aufweisenden Und-Gatters (Gi) in elektrisch leitender Verbindung stehen, dessen dritter Eingang an einen Zähloszillator (7) angeschlossen ist, daß der Ausgang des Und-Gatters (Gi) über einen Zähler (8) und einen Dekodierer (9) mit einem Eingang eines weiteren Und-Gatters (Gs) mit zwei Eingängen und negiertem Ausgang verbunden ist, dessen Ausgang über einen Eingang eines Oder-Gatters (G₇) den Zähler (8) und die Flip-Flop-Schaltungen (5 bzw. 6) steuert und dessen zweiter Eingang über zwei Mono-Flop-Schaltungen (10, 11), von denen die erste (10) als Abfrageglied und die zweite (11) als Verzögerungsglied wirkt, an den Eingang des Senders (3) geführt ist, und daß der Ausgang der ersten Mono-Flop-Schaltung (10) mit einem Eingang eines dritten Und-Gatters (Gt) in Verbindung steht, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des zweiten Und-Gatters (G%) verbunden ist und an dessen Ausgang im Normalfall ein Hoch-Signal und im Alarmfall ein Niedrig-Signal ansteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekodierer (9) drei Ausgänge aufweist, die an die drei Eingänge eines Oder-Gatters (Gi) angeschlossen sind, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang des zweiten Und-Gatters (Gs) verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen dem dritten Und-Gatter (Gb) nachgeschalteten Zähler, der im Alarmfall die Abgabe eines Niedrig-Signals nach einer vorgegebenen Anzahl von Triggerimpulsen ermöglicht.