NL8600738A - Onderdrukking van valse alarmen als gevolg van aanraken. - Google Patents

Description

* * N.V. Ned. Apparatenfabriek NEDAP te Groenlo._.

Onderdrukking van valse alarmen als gevolg van aanraken.

De uitvinding heeft betrekking op een elektromagnetisch detectiestelsel, dat in een detectiezdne met behulp van tenminste een zendantennespoel een ondervragingsveld met zwaaiende frequentie opwekt, dat door een afgestemd 5 circuit bevattende responder, indien deze in de detectie-zöne aanwezig is, althans deels kan worden geabsorbeerd, waarbij met de zendspoel gekoppelde middelen aanwezig zijn om deze absorptie te detecteren.

Dergelijke stelsels zijn reeds in diverse uitvoerings-10 vormen bekend. De absorptie vindt selectief, d.w.z. bij een voorafbepaalde frequentie of frequentiegebied plaats, doordat de responder een afgestemde kring bevat. Door de selectieve absorptie wordt de energie-inhoud van de zendketen gemoduleerd, welke modulatie met behulp van 15 een omhullende detector, welke kan bestaan uit een eenvoudige diode, kan worden gedetecteerd. Deze omhullende detector geeft dan een puls af in de vorm van de resonantie-curve van de afgestemde kring van de responder. Deze vorm is bekend en de gedetecteerde puls kan derhalve vergeleken 20 worden met de bekende vorm.

De vorm van de gedetecteerde puls wordt ook teruggevonden in de spectrale frequentie-inhoud van de puls.

Onderzoekingen hebben geleerd, dat bij een bepaalde zwaai-snelheid en Q-factor van de waferkring het meest ken-25 merkende frequentiegebied van het spectrum van de puls ligt tussen 2 en 6 kHz. Boven de 6 kHz zijn nagenoeg geen signaalcomponenten meer aanwezig.

Storingen, dat kunnen zijn: ruis uit de eigen zend/ontvang-schakeling, radio-signalen van buiten af, of kraakstoringen 30 (veroorzaakt door passerende metalen voorwerpen, zoals

kinderwagens), hebben een vrij vlakke spectrale verdeling. Aangezien de ontvanger een bandbreedte heeft tot 25 kHz, worden dus ook frequenties van de storende signalen tussen *3 i' ,·* — A

v V V* y ï V J

r - 2 - de 6 en 25 kHz ontvangen.

Uit de verhouding tussen ontvangen frequentie-componenten, die in de frequentieband van de waferpuls, 2 tot 6 kHz, vallen en die buiten de frequentieband vallen, kan dan 5 geconcludeerd worden of het ontvangen signaal een stoor-signaal is dan wel een waferpuls.

Dit werkingsprincipe is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage nr. 8202951.

Hoewel dit principe in de praktijk zeer goed werkt, is 10 er toch een situatie, waarin vals alarm veroorzaakt kan worden. In een uitvoeringsvorm van een anti-winkeldiefstal systeem, waarin bovengenoemd werkingsprincipe is toegepast, is de antennespoel gelegd in een metalen pijp, die op een plaats electrisch onderbroken is. Deze pijp heeft 15 zowel een mechanische dragerfunctie, als een afscherra- functie voor electrische velden. Daar de pijp verchroomd is, is het mogelijk van buiten af electrisch contact te maken met de pijp. Door inductieve koppeling met de antennespoel· voert de pijp een hoogfrequente spanning.

20 Wordt de pijp nu aangeraakt door metalen voorwerpen, of menselijke handen, dan gaat daarin een stroom lopen.

Het aan/uit schakelen van zo'n kontakt veroorzaakt kraak-storing. Bij aanraking met metalen voorwerpen is deze kraakstoring breedbandig en wordt dankzij het genoemde 25 werkingsprincipe geen vals alarm veroorzaakt.

Gebeurt de aanraking echter met de menselijke huid, dan ontstaat er kraakstoring, die niet breedbandig is, maar daarentegen alleen maar frequentie-componenten tot ca.

6 kHz in de ontvanger veroorzaakt. Deze smalbandigheid 30 wordt veroorzaakt door het gegeven, dat de huid een relatief slechte geleider is, waardoor de geleidbaarheid van de overgang van de pijp naar de huid evenredig is met de oppervlakte van het raakvlak,. Deze oppervlakte kan maar in een beperkte snelheid variëren, waardoor 35 de geleiding van de pijp naar de huid ook slechts langzaam en continue kan veranderen.

De hoogfrequente impedantie van de antenne wordt dus 3$ η ·η ί $

'Juf V -i ' J V

- 3 -

Jè V

maar langzaam en continue gevarieerd, zodat de kraak-storingsprodukten, die in feite ontstaan door de modulatie van het hoogfrequente zendsignaal (= draaggolf) met de impedante variatie, ook maar een beperkte bandbreedte 5 hebben.

Het gevolg is, dat het aanraken van de afschermpijp alleen kraakstoringen in het frequentiegebied tot 6 kHz, dus alleen in het waferpulskanaal, veroorzaakt en dus een vals alarm kan veroorzaken.

10 De uitvinding heeft tot doel deze vorm van vals alarm te onderdrukken. Daartoe wordt uitgegaan van de tweede karakteristieke eigenschap van de waferpuls, nl. dat deze periodiek, in een vast ritme, optreedt. Immers, de waferpuls treedt op, als de zendfrequentie over de reso-15 nantiecurve van de waferkring heen zwaait en dat gebeurt twee keer per zwaaiperiode.

De resonantie-frequentie ligt, met zekere tolerantie, in het midden van het zwaaibereik. De waferpulsen treden dan op met regelmatige tussenposen van ca. de halve 20 periodetijd van de zwaaifrequentie.

Figuur 1 laat dat zien. Lijn a. geeft de momentane zendfrequentie aan, zoals die sinusvormig om een gemiddelde waarde heen zwaait.

Lijn b. geeft de waferpulsen weer.

25 Een bekende oplossing, bijv. zoals aangegeven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 3,868,669 (Minasy), is het genereren van tijdgleufpulsen, die afgeleid worden van de frequentiezwaai van het zendsignaal.

Lijn c. in figuur 1 geeft deze tijdgleufpulsen weer.

30 Ze worden in het zendgedeelte opgewekt en zijn hoog op de momenten, waarop waferpulsen verwacht kunnen worden.

De tijdgleufpulsen openen een waferpuls-poortschakeling op de tijden, dat de tijdgleufpulsen hoog zijn. Deze poort laat dan de waferpulsen door naar de waferpuls-35 detector. In figuur 2 is in een blokschema getekend hoe deze bekende techniek toegepast wordt.

In de ontvangerdetector 1 wordt het hoogfrequente signaal Λ ‘ Ά V* . ‘ V * 7 · * · * - 4 -

«ί 'X

gelijkgericht, waarna de waferpuls naar twee parallelle poorten gestuurd wordt, nl. de waferpulspoort 2 en de storingspoort 4. Ten tijde dat een waferpuls verwacht wordt is de waferpulspoort 2 geopend door de tijdgleuf-5 puls, gestuurd vanuit het zendergedeelte.

Wanneer er geen waferpuls verwacht wordt is de tijdgleuf-puls laag, daardoor waferpulspoort 2 gesloten en wordt via invertor 6 de storingspoort 4 open geschakeld. Storingssignalen worden dan gedetecteerd in storings-10 detector 5, die vervolgens de waferpulsdetector 3 blokkeert. Tijdens de ontvangst van storing is deze installatie dus volledig geblokkeerd en kan geen alarm meer geven.

De oplossing volgens de uitvinding gaat uit van het gegeven dat de waferpuls zelf een beperkte tijd van de gehele 15 frequentiezwaai in beslag neemt, en dat na de periode van de eerste waferpuls een langere periode volgt, waarin zeker geen waferpuls voorkomt.

Worden gedurende deze tweede periode toch pulsen gedetecteerd, dan zijn die pulsen met zekerheid afkomstig van 20 stoorsignalen en dient de signalering geblokkeerd te worden.

Figuur 3 geeft het blokschema van de schakeling volgens de uitvinding weer en figuur 4 het bijbehorende tijd-diagram.

25 In figuur 3 vormen- de onderdelen 1 t/m 7 en 13 t/m 16 het laatste deel van de ontvangerschakeling volgens de bekende stand der techniek. Laagdoorlaatfilter 4, versterker 5 en diodedetector 6 vormen het waferpulskanaal, dat de signaalcomponenten in het frequentiegebied 2 tot 30 6 kHz doorgeeft en vervolgens via sommator 13 de inte grator 14 doet oplopen. Via de instelbare AVR-detector 7 (Automatische Versterkings Regeling) wordt de versterking van de voorafgaande ontvanger versterker zodanig bij-geregeld, dat de toppen van de signaalpulsen aan de uit-35 gang van versterker 5 een constant niveau bereiken.

Hoogdoorlaatfilter 1, instelbare versterker 2 en diodedetector 3 vormen het storingskanaal, dat de signaal- Ö ί ! 1 Λ “7 ~ Ö w V ·· »··· v

V

- 5 - componenten in het frequentiegebied 6 tot 25 kHz doorgeeft en vervolgens via sommator 13 de integrator 14 doet omlaag lopen. Daar de laatstgenoemde ingang van de sommator gevoeliger is dan die gekoppeld met detector 6, 5 zal in rust, tijdens de ontvangst van breedbandige ruis (2 - 25 kHz), de integrator-uitgang laag zijn.

Komt er nu een waferpuls binnen, dan zal - als gevolg van de werking van de AVR, die het top-signaal niveau,, dus de top van de waferpuls, op de uitgang van versterker 10 5, constant houdt, de versterking van de voorafgaande versterker teruglopen en daarmee zal ook de ruis in het storingskanaal afnemen, terwijl er geen frequentiecomponenten van de waferpuls boven de 6 kHz voorkomen.

De integrator zal dus niet meer omlaag gestuurd worden, 15 maar door de uitgang van detector 6 omhoog gestuurd worden.

Op gegeven moment zal de uitgangsspanning van de integrator de detectiedrempel, aanwezig in comparator 15, overschrijden en daardoor het alarmeringscircuit 16 in werking stellen.

Het zal nu duidelijk zijn, dat een storend signaal met 20 alleen frequentiecomponenten in het gebied van 2-6 kHz ook een alarm zal veroorzaken. Om een dergelijk alarm te onderdrukken is de schakeling 12 toegevoegd.

Aan de hand van figuuur 4 is de werking van schakeling 12 duidelijk gemaakt. Pulsdetector 8 vormt een puls zolang 25 de (negatieve) top van de waferpuls (zie figuur 4b., lijnl) de detectiedrempel (lijn 2) overschrijdt. Deze puls doet aan de voorflank een timerpuls (lijn 4) starten in de vertragingsschakeling 9, wiens achterflank een tweede timer start, die een tijdgleufpuls (lijn 5) genereert.

30 Zolang de tijdgleufpuls hoog is, staat poort 11 open, zodat de pulsen uit de pulsdetector 8 doorgelaten worden naar de sommator 13. Een puls, die door poort 11 gaat (blokkeerpuls), doet zo de integrator-uitgang direct dalen tot nul, onafhankelijk van de andere ingangsspanningen 35 van de sommator, en daarmee alarmen blokkerend.

Λ > Λ λ ”*’ Ώ k } 1 . o <* t - 6 - r-c

In figuur 4a. is te zien, dat waferpulsen geen aanleiding geven tot blokkeerpulsen in poort 11, terwijl figuur 4b. toont dat (puls)storingen van een onregelmatig patroon wel blokkeerpulsen in poort 11 doen ontstaan, zodat 5 alarmen geblokkeerd worden.

Echter, indien naast deze (puls)storingen ook een wafer-signaal ontvangen wordt, en dit signaal sterker is dan de storing, dan zal door de AVR-werking het stoorsignaal verzwakt worden, zodat de storing geen pulsen meer opwekt 10 in pulsdetector 8. Blokkering blijft dan ook achterwege en er gaat wel een (terecht) alarm af.

Dit toont dat deze storingsblokkeer-circuit geen absolute blokkering veroorzaakt, zoals bij andere bekende anti-winkeldiefstalsystemen, maar een detectiegevoeligheids-15 verlaging veroorzaakt afhankelijk van het niveau van het storende signaal.

Op deze wijze functioneert een anti-winkeldiefstalsysteem, waarin bovengenoemde werkingsprincipes zijn toegepast, onder alle omstandigheden op optimale wijze.

- ï ♦·» * ·*·.·» «( «W * C %J .· Ό

Claims (4)

1. Elektromagnetisch detectiestelsel, dat in een detectie-zöne met behulp van tenminste een zendantennespoel een ondervragingsveld met zwaaiende frequentie opwekt, dat door een responder, met daarin ondergebracht een 5 afgestemd circuit, indien deze responder in de detectie- zSne aanwezig is, althans deels kan worden geabsorbeerd, waarbij met de zendantennespoel, of met een separate ontvangspoel, gekoppelde detectiemiddelen aanwezig zijnf welke detectiemiddelen onder meer een poort-10 schakeling bevat, met het kenmerk, dat deze poort- schakeling open geschakeld wordt door de ontvangst van een signaal, dat een zekere detectiedrempel in amplitude overschrijdt.

2. Een poortschakeling volgens conclusie 1, met het ken- 15 merk, dat een zodanige vertraging ingebouwd is tussen het moment waarop het ontvangen signaal de detectiedrempel overschrijdt en het moment waarop de poortschakeling open geschakeld wordt, dat gedurende het optreden van een waferpuls de poortschakeling nog 20 gesloten blijft.

3. Een poortschakeling volgens de conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat de poortschakeling een zolange tijd open geschakeld blijft na het optreden van een eerste waferpuls, dat de poortschakeling juist weer 25 gesloten is op het moment, dat de eerstvolgende wafer puls verwacht wordt.

4. Een poortschakeling volgens de conclusies 1,2 en 3, met het kenmerk, dat in de tijdspanne, waarin de poortschakeling geopend is, deze poortschakeling pulsen 30 doorgeeft, die gegenereerd worden door de schakeling, die detecteert dat het ontvangen signaal een zekere detectiedrempel overschrijdt, aan een verder onderdeel van genoemde waferdetectie-middelen, zo, dat dit stelsel detectiemiddelen voor alarmen geblokkeerd wordt. -V c -