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Dokumentenidentifikation DE69124661T2 04.09.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0486018
Titel Einbruch-Detektor
Anmelder Burle Technologies, Inc., Wilmington, Del., US
Erfinder Burle Technologies, Inc., Wilmington, Del., US
Vertreter Hartmann, H., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 22335 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69124661
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, IT, LU, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 14.11.1991
EP-Aktenzeichen 911194462
EP-Offenlegungsdatum 20.05.1992
EP date of grant 12.02.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.09.1997
IPC-Hauptklasse G08B 13/16
IPC-Nebenklasse G08B 13/04   G08B 19/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einbruchdetektor nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und im besonderen auf einen akustischen Druckwellen- Glasmonitor.

Die deutsche Offenlegungsschrift 2.656.318, die den Ausgangspunkt für den Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist, beschreibt eine Vorrichtung zur Detektierung der Bewegung von wärmeabgebenden Körpern, bei der zwei verschiedene Detektoren so miteinander verbunden sind, daß ein Alarm nur bei einer Meldung von beiden Detektoren ausgelöst wird. In diesem Fall ist ein Detektor als Ultraschalldetektor und der andere als Infrarotdetektor ausgeführt.

Ein Problem bei einem solchen Einbruchdetektor besteht darin, daß ein Infrarotdetektor nur Bewegungen detektieren kann, die senkrecht zur Hauptachse seiner Sicherheitszone erfolgen, und daß ein Ultraschalldetektor nur Bewegungen detektieren kann, die in der Richtung der Hauptachse seiner Sicherheitszone erfolgen. Ein Einbrecher, der sich in der Richtung der Hauptachse der Sicherheitszone oder nur in einem rechten Winkel zur Hauptachse der Sicherheitszone des Detektors bewegt, kann, indem er sich derart bewegt, ein Auslösen des Alarms verhindern, da er durch dieses Verhalten immer nur einen den beiden Detektoren auslöst.

Aus der Patentanmeldung US 3 853 677 ist ein tragbares Einbruchsalarmsystem für einen geschlossenen Raum bekannt, das auf Frequenzen im Bereich von 1 bis 2 Hz anspricht, um das Öffnen von Türen oder Fenstern zu detektieren, und auf Frequenzen im Bereich von 3 bis 4 kHz anspricht, um das Zerbrechen von Glas zu detektieren. Wird eine Frequenz im Bereich von 1 bis 2 Hz detektiert, so wird die Empfindlichkeit, die zur Detektierung von zerbrechendem Glas nötig ist, erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Einbruchdetektor nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so zu entwickeln, daß Einbrüche verläßlich detektiert und Fehlalarme mit einfachen Mitteln vermieden werden.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe der in Patentanspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß wird dazu eine Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung mit einer Glasbruchdetektor-Vorrichtung so kombiniert, daß ein Alarm nur dann ausgelöst wird, wenn in beiden Detektorvorrichtungen Frequenzen eintreffen, die sich in einem Frequenzbereich befinden, der für das jeweilige Detektionskriterium charakteristisch ist. Eine hohe Sicherheit vor Einbrüchen und Fehlalarmen wird durch die Auswahl des Glasbruchkriteriums und des Druckschwankungskriterium gewährleistet, da einerseits bei der Zerstörung einer Scheibe in der Sicherheitszone beide Kriterien immer erfüllt sind und andererseits beide Kriterien beinahe unmöglich durch eine Person erfüllt werden können, die sich berechtigt in dem zu sichernden Raum aufhält.

Darüberhinaus wird die Sicherheit vor Fehlalarmen weiter aufgrund der Tatsache verbessert, daß eine Auslösung der Detektorvorrichtung nur bei Frequenzen erfolgt, deren Kombination ausschließlich bei der Zerstörung der Fensterscheibe in einem Raum auftritt.

Da die Schallwellen des Glasbruchgeräuschs Glas die Detektorvorrichtungen im allgemeinen vor den Druckwellen erreichen, indem man die Zeitverzögerungsschaltungen nach Anspruch 1 verwendet, wird erreicht, daß die beiden Detektorvorrichtungen einen Einbruch zur gleichen Zeit weitergeben.

Außerdem wird durch Verwendung des Triggers nach Anspruch 3 erreicht, daß zu geringe Druckschwankungen, die beispielsweise bei der Bewegung einer Tür entstehen können, die Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung nicht auslösen können, so daß durch diese Maßnahmen die Sicherheit vor Fehlalarmen weiter verbessert wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen näher beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels für den erfindungsgemäßen Einbruchdetektor in Form eines akustischen Druckwellen- Glasmonitors und

Figur 2 ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels für den erfindungsgemäßen Einbruchdetektor mit einem zugefügten Detektor für beide Detektionsvorrichtungen.

Ein Druckdetektor 10 entsprechend Figur 1 hat eine an sich bekannte Struktur und ist so ausgeführt, daß er Richtungsschwankungen des Raumdrucks bis hinab zu 0,3 mbar wirksam detektieren kann. Er ist so im zu sichernden Raum angebracht, daß er Druckschwankungen in der gesamten Sicherheitszone wahrnimmt.

Das Ausgangssignal des ersten Druckdetektors 10 wird einem ersten Bandpaßfilter 15 zugeführt, das Störsignale unterdrückt, die sich nicht im für ein zerbrechendes Fenster charakteristischen Druckschwankungs-Frequenzbereich befinden. Wie experimentell nachgewiesen werden könnte, liegen die Frequenzen der Druckschwankungen, wie sie beim Zerbrechen einer Scheibe entstehen, im Bereich zwischen 5 Hz und 10 Hz.

Da die Amplituden der Druckschwankungen relativ klein sind, wird das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 15 einem Verstärker 20 zugeführt, der einen Verstärkungsfaktor von 300 bei einer Frequenz von 7,5 Hz aufweist.

Das gefilterte und verstärkte Signal des Druckdetektors 10 wird einem Trigger 25 oder einer Schmitt-Triggerschaltung zugeführt. Dieser Trigger ist die Verbindung zwischen der analogen druckempfindlichen Schaltung und der stromabwärts liegenden digitalen Schaltung. Das Ausgangssignal des Triggers ist "HIGH", wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 20 einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet, oder "LOW", wenn am Eingang des Triggers 25 ein Signal anliegt, das unterhalb des Schwellenwertes liegt. Der Schwellenwert des Triggers wird so gewählt, daß Schwankungen des Raumdrucks von weniger als 0,3 mbar einem LOW-Signal am Ausgang des Triggers entsprechen. Das Ausgangssignal des Triggers 25 wird zu einem AND- Baustein 60 und einer Leuchtdiode 50 zugeführt, die das Über- oder Unterschreiten des Schwellenwertdrucks von ±0,3 mbar anzeigt.

Ein Glasbruchdetektor 30 wird entweder direkt auf eine Scheibe montiert oder so angebracht, daß er jegliche Bruchgeräusche von mehreren Fenstern wahrnehmen kann, die nicht unbedingt in einer Fensterzeile liegen müssen. Im ersten Fall hat der Glasbruchdetektor 30 eine herkömmliche Struktur, im zweiten Fall ist der Glasbruchdetektor 30 ein Mikrofon mit einem Frequenzgang und einer Empfangscharakteristik, mittels derer ein Glasbruch in der gesamten Sicherheitszone des Glasbruchdetektors wirksam empfangen werden kann.

Das Ausgangssignal des Glasbruchdetektors 30 wird einem zweiten Bandpaßfilter 35 zugeführt, das Störsignale unterdrückt, die sich nicht im für ein zerbrechendes Fenster charakteristischen Druckschwankungs-Frequenzbereich befinden. Um auch Glasbruchfrequenzen von Scheiben aus schußsicherem Glas, kunststoffhaltigen Scheiben oder von reinem Glas abzudecken, wird als untere Grenzfrequenz 4 Khz und als obere Grenzfrequenz 12 Khz gewählt.

Das Ausgangssignal des zweiten Bandpaßfilters wird einem Berichtiger 40 zugeführt, da die stromabwärts liegende digitale Schaltung im positiven Bereich arbeitet. Außerdem wird das Signal vom Berichtiger geglättet oder gestreckt, so daß es von der stromabwärts liegenden Schaltung besser detektiert werden kann.

Das Glasbruchsignal wird in einer Zeitverzögerungsschaltung 45 um eine Zeitspanne T1 = 0,1 verzögert. Bei einem Glasbruch liegt am Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung 45 ein HIGH-Signal an, bei keinem Glasbruch ein LOW-Signal. Dieses Signal wird einem AND-Baustein 60 und einer Leuchtdiode 55 zugeführt, die das Geräusch eines Glasbruchs anzeigt.

Wenn dem AND-Baustein 60 gleichzeitig ein HIGH-Signal aus dem Trigger 25 und der Zeitverzögerungsschaltung 45 zugeführt wird, liegt am Ausgang des AND-Bausteins 60 ebenfalls ein HIGH-Signal an.

Eine stromabwärts liegende Speichervorrichtung 65 gibt das HIGH-Signal weiter an ein stromabwärts liegendes Relais 70 und eine Leuchtdiode 75, die den Alarmfall anzeigt. Hierbei speichert die Speichervorrichtung 65 das HIGH-Signal des AND-Bausteins 60, bis der Speichervorrichtung 65 über den Rückstelleingang 80 ein Rückstellsignal zugeführt wird oder bis die Betriebsspannung der Speichervorrichtung 65 abgeschaltet wird. Die Speichervorrichtung 65 ist so ausgeführt, daß es bei Zuführung der Betriebsspannung ein LOW-Signal speichert.

Schließlich wird die Alarmmeldung über eine Kontaktanordnung (nicht gezeigt) des Relais 70 übermittelt, beispielsweise an einen Alarmmelder oder eine Überwachungszentrale.

Der Detektor 85 aus Figur 2 ist so im zu sichernden Raum angebracht, daß er Druckschwankungen und Glasbruchgelddusche in der gesamten Sicherheitszone wirksam wahrnehmen kann.

Der Detektor 85 kann Vibrationen in einem Bereich von 5 Hz bis 12 Khz detektieren und beispielsweise aus einem in diesem Bereich empfindlichen Mikrofon bestehen.

Das Ausgangssignal des Detektors 85 wird Bandpaßfiltern 15 und 35 zugeführt, die die entsprechenden Frequenzkomponenten des Signals übertragen, wie dies bereits beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall war. Die stromabwärts zum Glasbruchdetektor 30 und dem Druckdetektor 10 oder dem Detektor 85 liegende Schaltung ist identisch.

Die bei beiden Ausführungsbeispielen gleiche Funktionsweise des akustischen Druckwellen-Glasmonitors, wird im folgenden näher beschrieben. In diesem Zusammenhang wird erst der Ablauf im Falle eines tatsächlichen Einbruchs beschrieben.

Wenn eine Glasscheibe eingedrückt, eingeworfen oder ein Loch aus ihr herausgeschnitten wird, entsteht in der Sicherheitszone erstens ein Glasbruchgeräusch, und zweitens werden im zu sichernden Raum Druckschwankungen ausgelöst. Das Glasbruchgeräusch wird von dem Glasbruchdetektor 30 oder dem Detektor 85 und die Druckschwankungen vom Druckdetektor 10 oder ebenfalls vom Detektor 85 aufgenommen, wobei die Druckschwankungen im allgemeinen mit einer Verzögerung von ungefähr 0,1 s aufgenommen werden, da Druckwellen eine niedrige Ausbreitungsgeschwindigkeit als Schallwellen haben.

Die Schallwellen des Glasbruchgeräuschs werden von dem Glasbruchdetektor 30 oder dem Detektor 85 detektiert, über das zweite Bandpaßfilter 35 zum Berichtiger 40 geleitet, wo sie berichtigt und geglättet oder für eine bestimmte Zeitspanne T2 aufrechterhalten und über die Zeitverzögerungsschaltung 45 mit einer Verzögerung T1 von 0,1 s als ein HIGH-Signal dem AND-Baustein 60 zugeführt werden, wobei gleichzeitig eine Leuchtdiode 55 aufleuchtet. Die Zeitspanne T2 kann innerhalb eines Bereichs von 0,1 s bis 1 s gewählt werden. In der Zwischenzeit hat die Druckschwankung über den Druckdetektor 10 oder den Detektor 85, das erste Bandpaß filter 15, den Verstärker 20 und den Trigger 25 ebenfalls den AND-Baustein 60 als ein HIGH-Signal erreicht, wobei die Leuchtdiode 55 aufleuchtet und am Ausgang des AND-Bausteins 60 ein HIGH-Signal hervorruft, das durch die Speichervorrichtung 65 aufrechterhalten wird, das Relais 70 aktiviert und die Leuchtdiode 75 einschaltet. Schließlich wird über eine Kontaktanordnung des Relais 70 eine Alarmmeldung zu einem Alarmmelder oder einer Überwachungszentrale übertragen.

Eine hohe Sicherheit vor Fehlalarmen wird mittels des erfindungsgemäßen akustischen Druckwellen-Glasmonitors erreicht. Wenn der Glasbruchdetektor als Mikrofon ausgeführt und so in einem Raum angebracht wird, daß er mehrere Fenster oder Glastüren überwacht, werden die Geräusche, die nicht im Frequenzbereich der Glasbruchgeräusche liegen durch das zweite Bandpaßfilter 35 unterdrückt.

Außerdem wird durch Verwendung des ersten Bandpaßfilters 15 erreicht, daß nur die Schwankungen übertragen werden, die typisch für einen Glasbruch sind. Zusätzlich wird mit Hilfe der Zeitverzögerungsschaltung 45 dafür gesorgt, daß eine Druckveränderung und ein Glasbruchgeräusch einem Alarm nur in einer für einen Glasbruch charakteristischen Abfolge auslösen.

Schließlich wird mit Hilfe des AND-Bausteins 60, das Zerbrechen eines Glases oder beispielsweise der Knall eines Überschallflugzeuges beim Durchbrechen der Schallmauer verläßlich als Fehlalarm detektiert und eine Alarmmeldung verhindert.

Druckschwankungen im Raum aufgrund der Windbedingungen in der Umgebung des Gebäudes, in der sich die zu sichernde Zone befindet, oder auch Druckschwankungen aufgrund des Öffnens einer Tür oder eines Fensters weisen Schwankungsfrequenzen unterhalb der unteren Grenzfrequenz des ersten Bandpaßfilters auf. Außerdem haben Druckschwankungen, die ein Vogel an einem Fenster verursacht, eine so kleine Amplitude, daß die vom Druckdetektor 10 oder dem Detektor 85 erzeugten Signale unterhalb der Schwellenspannung des Triggers 25 liegen.

Der Druckdetektor und der Glasbruchdetektor oder der gesamte akustische Druckwellen-Glasmonitor können in einem einzigen Gehäuse untergebracht werden.

Der erfindungsgemäße akustische Druckwellen-Glasmonitor kann in Räumen mit einer Größe von bis zu 50 m² verwendet werden. Seine Funktion ist auch dann gewährleistet, wenn einzelne Fenster oder Türen des zu sichernden Hauses geöffnet sind.

Beschrieben wird ein Einbruchdetektor mit zwei verschiedenen Detektorvorrichtungen für die gleiche Sicherheitszone, der einen Alarm nur dann auslöst, wenn beide Detektorvorrichtung einer bestimmten Weise ansprechen, wobei eine Detektorvorrichtung eine Glasbruchdetektor-Vorrichtung ist, die einen Glasbruchdetektor und ein Bandpaßfilter umfaßt, und die andere Detektorvorrichtung eine Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung ist, die einen Druckdetektor und ein zweites Bandpaßfilter umfaßt und wobei der Druckdetektor und der Glasbruchdetektor aus einem einzelnen Sensorelement gebildet werden können. Ein Alarm wird nur ausgelöst, wenn beide Detektorvorrichtungen innerhalb bestimmter Frequenzbänder angesprochen werden.


Anspruch[de]

1. Einbruchdetektor mit zwei verschiedenen Detektorvorrichtungen für die gleiche Sicherheitszone, der einen Alarm nur dann auslöst, wenn beide Detektorvorrichtungen einer bestimmten Weise ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Detektorvorrichtung eine Glasbruchdetektor-Vorrichtung (30,35,40,45; 85,35,40,45) ist, die einen Glasbruchdetektor (30; 85) und ein Bandpaßfilter (35) umfaßt,

b) die andere Detektorvorrichtung eine Druckschwankungsdetektor- Vorrichtung (10,15,20,25; 85,15,20,25) ist, die einen Druckdetektor und ein zweites Bandpaßfilter (15) umfaßt,

c) ein Alarm nur ausgelöst wird, wenn beide Detektorvorrichtungen innerhalb bestimmter Frequenzbänder angesprochen werden,

d) die Glasbruchdetektor-Vorrichtung eine Zeitverzögerungsschaltung (45) umfaßt, die das Auslösen der Glasbruchdetektor-Vorrichtung um eine vorbestimmte Zeitspanne T1 verzögert,

e) die Glasbruchdetektor-Vorrichtung eine Berichtigungsschaltung (40) umfaßt, die das Signal der Glasbruchdetektor-Vorrichtung berichtigt und glättet, und

f) die Berichtigungsschaltung ein Meldesignal der Glasbruchdetektor- Vorrichtung für eine vorbestimmte Zeitspanne T2 aufrechterhält, nachdem das Glasbruchgeräusch verklungen ist.

2. Einbruchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor (85) vorhanden ist, der als Glasbruchdetektor und Druckdetektor dient.

3. Einbruchdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung einen Trigger (25) umfaßt, der verhindert, daß Druckschwankungen mit zu kleiner Amplitude die Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung auslösen.

4. Einbruchdetektor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung einen Verstärker (20) umfaßt.

5. Einbruchdetektor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auslösen beider Detektorvorrichtungen ein AND-Baustein (60) ein Signal abgibt, mit Hilfe dessen ein Alarm ausgelöst wird.

6. Einbruchdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vom AND-Baustein abgegebene Alarmsignal mit Hilfe einer Speichervorrichtung (65) erhalten wird.

7. Einbruchdetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung zurückgestellt wird, indem die Betriebsspannung abgeschaltet wird.

8. Einbruchdetektor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandpaßfilter der Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung eine obere und untere Grenzfrequenz von 10 Hz beziehungsweise 5 Hz hat.

9. Einbruchdetektor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandpaßfilter der Glasbruchdetektor-Vorrichtung eine obere und untere Grenzfrequenz von 12 Khz beziehungsweise 4 Khz hat.

10. Einbruchdetektor nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert des Triggers so gewählt wird, daß Schwankungen des Raumdrucks, die geringer sind als ±3 mbar, die Druckschwankungsdetektor-Vorrichtung nicht auslösen.

11. Einbruchdetektor nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die vorbestimmte Zeitspanne T1 0,1 s gewählt wird.

12. Einbruchdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker einen Verstärkungsfaktor von 300 hat.

13. Einbruchdetektor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckdetektor und der Glasbruchdetektor in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.

14. Einbruchdetektor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Einbruchdetektor in einem einzigen Gehäuse untergebracht ist.







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