Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Hierbei zeigen

1 einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Elektrozaungeräts,

2 eine beispielhafte Spannungskurvenform eines Einzelimpuls an der Sekundärseite des Transformators,

3 ein Impulsdiagramm mit zwei Einzelimpulsen,

1 zeigt ein beispielhaftes Elektrozaungerät 10 zur periodischen Einspeisung von beispielsweise zwei elektrischen Hochspannungsimpulsen in einen elektrischen Zaun. Das Elektrozaungerät 10 ist über Anschlussklemmen 220 an ein öffentliches 230 Volt-Netz (nicht dargestellt) angeschlossen. Über einen Netzgleichrichter 20, beispielsweise in Form einer Spannungsverdopplerschaltung, werden zwei Speicherkondensatoren 30 und 35 aufgeladen.

Die Spannungsverdopplungsschaltung 20 umfasst zwei Kondensatoren 21, 22, sowie vier Dioden 23 bis 26. Der Kondensator 21 ist mit einer Elektrode an das öffentliche Netz angeschlossen und mit der anderen Elektrode mit der Anode der Diode 25 und mit der Kathode der Diode 24 verbunden. Der Kondensator 22 ist in entsprechender Weise mit dem öffentlichen Netz und an die Anode der Diode 26 sowie an die Kathode der Diode 23 angeschlossen. Die Anoden der Dioden 23, 24 sind dabei mit dem anderen Netzausgang verbunden.

Der zu ladende Speicherkondensator 30 ist zur Erzeugung eines Einzelimpuls an der Kathodenseite der Diode 26 der Spannungsverdopplerschaltung 20 und zugleich mit der Anodenseite eines Thyristors 40, dessen Kathodenseite auf Masse liegt, angeschlossen. Der andere Anschluß des Kondensators 30 ist mit der Anode der Diode 50, deren Kathode auf Masse liegt, und zugleich mit der Kathode der Diode 60, deren Anode an die Primärwicklung 75 des Impulstransformators 70 angeschlossen ist, zusammen geschaltet.

In entsprechender Weise ist zur Erzeugung eines weiteren Einzelimpulses der zu ladende Speicherkondensator 35 mit einem Anschluß an die Kathode der Diode 25 der Spannungsverdopplerschaltung 20 und zugleich an die Anode eines Thyristors 90, dessen Kathode auf Masse liegt, geschaltet. Der andere Anschluß des Speicherkondensators 35 ist über die Diode 100 mit der Masse verbunden und über die Diode 110 an den Impulstransformator 70 geschaltet, wobei die Kathode der Diode 110 mit dem Kondensator 35 und die Anode der Diode 110 mit den Impulstransformator 70 verbunden ist.

Über den Thyristor 40, der, wie 3 zeigt, zum Zeitpunkt t1 von einer Steuereinrichtung 120 zur Zündung angesteuert wird, wird der geladene Speicherkondensator 30 zur Entladung in einen Impulstransformator 70 veranlaßt.

Der Thyristor 40, der Speicherkondenstor 30 und die Diode 60 können hierbei als der erste Impulsgenerator angesehen werden, wobei der Thyristor 90, der Speicherkondensator 35 und die Diode 110 als der zweite Impulsgenerator betrachtet werden können.

Der Zaun (nicht dargestellt) ist auf der Sekundärseite des Impulstransformators 70 an einer ersten Sekundärwicklung 77 angeschlossen. Durch die Entladung über den Impulstransformator 70 wird ein erster Hochspannungsimpuls in den Zaun eingespeist.

Der Zaun wirkt gegenüber Erde wie ein kapazitives Element. In Verbindung mit der ersten Sekundärwicklung 77 entsteht dadurch ein LC-Schwingkreis, so dass ein an der Primärwicklung 75 angelegter Impuls beispielsweise den in der 2 wiedergegeben Kurvenverlauf besitzt.

Während des Entladevorgangs wird in einer zweiten Sekundärwicklung 78 des Impulstransformators 70 eine Spannung induziert, die an die Steuereinrichtung 120 zur weiteren Verarbeitung und Auswertung geleitet wird. Der Kurvenverlauf dieser Spannung, der in 2 dargestellt ist, gibt Aufschluß über die Eigenschaften des an der ersten Sekundärwicklung 77 angeschlossenen Zauns.

Die Steuereinrichtung 120 weist einen Analog-Digital-Wandler 130 auf, der an der zweiten Sekundärwicklung 78 die induzierte Spannung abtastet und in digitale Signale oder Messgrößen umsetzt. Die Abtastung erfolgt üblicherweise in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, wie sie beispielhaft in 2 mit vier verschiedenen Abtastzeitpunkten ta1 ...ta4 wiedergegeben ist.

Die ermittelten digitalen Messgrößen werden einer Auswerteeinrichtung 140 zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Die Auswerteeinrichtung 140 ist dadurch in der Lage, den Zustand des Zauns zu erfassen. Gemäß dem vorliegenden Beispiel sind einem Speicher (nicht dargestellt) vier Grenzwerte abgelegt, die mit den entsprechenden, in 2 gezeigten vier digitalen Messgrößen verglichen werden. Weichen die vier digitalen Messgrößen um einen vorbestimmten Wert von den vier entsprechenden Grenzwerten ab, wird der zweite Impulsgenerator während der gleichen Periode aktiviert. Der von dem ersten Impulsgenerator gelieferte Impuls fungiert somit sowohl als Mess- als auch als Arbeitsimpuls für das Elektrozaungerät 10.

Die in der Auswerteeinrichtung 140 aus dem in 2 gezeigten Ausgangssignalverlauf ermittelten Daten dienen somit als Entscheidungskriterium dafür, ob innerhalb eines Zeitfensters ts, wie in 3 dargestellt, ein oder zwei Impulse bereitgestellt werden sollen. Typischerweise wird ein Zeitfenster von 100 ms (EN61011) gewählt, wobei der Abstand der Zeitfenster üblicherweise 900ms beträgt, so daß sich eine Periodendauer von ca. 1 s ergibt. Angemerkt sei, dass der in 2 gezeigte Ausgangssignalverlauf von einem einzelnen Impuls herrührt, der beispielsweise von dem ersten Impulsgenerator in den Transformator 70 eingespeist worden ist.

Stellt die Auswerteeinrichtung 140 also fest, dass zwei Impulse erzeugt werden sollen, sorgt die Steuereinrichtung 120 beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Zeitgebers dafür, dass zum Zeitpunkt t1 der Thyristor 40 gezündet und dadurch der Speicherkondensator 30 über den Transformator 70 in den Zaun entladen, und dass zum Zeitpunkt t2 der Thyristor 90 gezündet und dadurch der Speicherkondensator 35 über den Transformator 70 in den Zaun entladen wird. Beispielsweise wird 20 ms nach der Erzeugung des ersten Einzelimpulses der zweite Impuls innerhalb des Zeitfensters ts erzeugt, wie in 3 dargestellt ist.

Durch die Entladung der Speicherkondensatoren 30 und 35 über den Impulstransformator 70 werden auf der Sekundärseite 77 zwei zeitlich versetzte Hochspannungsimpulse am angeschlossenen Zaun erzeugt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass auch mehr als zwei Impulsgeneratoren vorgesehen sein können, die dann im Bedarfsfall von der Steuereinrichtung 120 zeitlich nacheinander angesteuert werden können, um innerhalb des Zeitfensters ts eine entsprechende Anzahl an Einzelimpulsen zu erzeugen. Die Gestaltungsmöglichkeiten werden dadurch insbesondere hinsichtlich der Entladezeitpunkte und der innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit abgebbaren Impulsenergie erweitert.

Die Grenzwerte können manuell und/oder über eine entsprechende anzuschließende Parametriereinrichtung fest eingeben werden. Im zweiten Fall können die Grenzwerte vor dem eigentlichen Betrieb wie folgt ermittelt werden:

Zunächst wird an den Transformator 70 ein elektrischer Zaun mit normierter Beschaffenheit angeschlossen. Anschließend wird wenigstens ein Impuls von der ersten Impuls-Erzeugungseinrichtung 30 in den Transformator 70 eingespeist. Der hierbei am Transformator 70 entstehende Ausgangssignalverlauf (vgl. 2) wird zu vier Zeitpunkten abgetastet, wobei die Abtastwerte dann als Grenzwerte abgespeichert werden. Auch eine Mittelwertbildung über jeweils vier Abtastwerte mehrerer aufeinanderfolgender Ausgangssignalverläufe ist denkbar, um die entsprechenden vier Grenzwerte zu bilden.

An die Auswerteeinrichtung 140 kann eine Anzeigeeinrichtung 150 angeschlossen sein, an der die ermittelten oder weiterverarbeiteten Werte visualisiert werden. Insbesondere die Kapazität des Zauns gegen Erde als Maß für die virtuelle Zaunlänge sowie der Ableitwiderstand gegen Erde als Maß für die Zaunqualität sind für den Nutzer dabei von Interesse. Die Kontrolle des Zaun läßt sich damit effektiver, d. h. schneller und günstiger erreichen.

An die Auswerteeinrichtung 140 ist eine Alarmeinrichtung 155 angeschlossen, die einen kritischen Zustand des Zauns einer Bedienperson signalisiert.

Die Alarmeinrichtung 155 ist zwar in Verbindung mit einem zwei Impulsgeneratoren aufweisenden Elektrozaungerät 10 gezeigt, doch ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Alarmeinrichtung 155 auch in einem Elektrozaungerät mit einem einzigen Impulsgenerator, der sowohl Mess- als auch Arbeitsimpulse erzeugt, funktionsfähig ist.

Um den Zeitpunkt zur Auslösung der Alarmeinrichtung 155 zu bestimmen, kann die Auswerteeinrichtung 140 Ausgangssignalverläufe, die von Impulsen des ersten Impulsgenerators herrühren, mit den zuvor ermittelten Referenzwerten vergleichen. Hierzu bildet der Analog-Digital-Wandler 130 zu jedem Ausgangssignalverlauf vier Abtastwerte, wie in 2 gezeigt. Anschließend werden die zeitlich korrespondierenden Abtastwerte mit den zuvor ermittelten Referenzwerten verglichen. Ergibt der Vergleich, dass die Abtastwerte des Ausgangssignalverlaufs um einen vorbestimmten Betrag von den Referenzwerten abweichen, wird die Alarmanlage 155 aktiviert. Anstatt einzelne Ausgangssignalverläufee zu vergleichen, können Folgen von Ausgangssignalverläufen verglichen werden. Hierzu werden zunächst von n aufeinanderfolgenden Ausgangssignalverläufen, die von n Impulsen des ersten Impulsgenerators herrühren, jeweils vier Abtastwerte gebildet und aus den zeitlich korrespondierenden Abtastwerten vier gemittelte Werte berechnet. Anschließend werden von n weiteren zeitlich aufeinanderfolgenden Ausgangssignalverläufen jeweils vier Abtastwerte gebildet und aus den entsprechenden Abtastwerten vier weitere Bemittelte Werte berechnet. Zum Schluss werden die zeitlich korrespondierenden Mittelwerte verglichen und die Alarmeinrichtung ausgelöst, wenn ein kritischer Wert Unter- oder überschritten wird. Wenn kein kritischer Wert ermittelt wird, werden wiederum von n weiteren zeitlich aufeinanderfolgenden Ausgangssignalverläufenen jeweils vier Abtastwerte gebildet und daraus vier weitere gemittelte Werte berechnet. Diese werden mit den zuletzt gespeicherten Mittelwerten verglichen. Diese Prozedur wiederholt sich solange, bis die Alarmanlage 155 ausgelöst wird. Auf diese Weise ist es möglich, die ermittelten Mittelwerte von Ausgangssignalverlaufsfolgen zu aktualisieren, um zu verhindern, dass bei schleichenden Veränderungen an dem Elektrozaun die Alarmeinrichtung 155 ausgelöst wird.

Sowohl die Alarmeinrichtung 155 als auch die Anzeigeeinrichtung 150 können Bestandteil des Elektrozaungeräts 10 oder als externe Geräte ausgebildet sein.

Wie 1 weiter zeigt, kann die Steuereinrichtung 120 des Elektrozaungeräts 10 mit einer Einrichtung zur Netzsynchronisierung 160 ausgestaltet sein, die mit dem öffentlichen Netz verbunden ist. Die Netzsynchronisationseinrichtung 160 dient dazu, die Entladezeitpunkte bezüglich der sinusförmigen Netzspannung optimal festzulegen.

Wie 1 weiter zeigt, enthält die Steuereinrichtung 120 eine Einrichtung 180 zur Aufbereitung der internen Versorgungsspannung für die einzelnen Komponenten der Steuereinrichtung 120. Dieser Einrichtung 180 wird eine gleichgerichtete Spannung von beispielsweise 9 Volt zugeführt. Dazu ist ein weiterer Transformator 190 vorhanden, dessen Primärseite parallel an die öffentliche Netzspannung und vor die Spannungsverdopplerschaltung 20 geschaltet ist. Die Wechselspannung wird sekundärseitig über einen Zweiwege-Gleichrichter 200, der auf der Sekundärseite des Transformators 190 angeschlossen ist, gleichgerichtet. Der Gleichrichter ist über einen Kondensator 210 mit Masse verbunden. Die Spannung für die Einrichtung 180 zur Aufbereitung der internen Versorgungsspannung der Steuereinrichtung 120 wird am Kondensator 21O abgegriffen.

Um zu vermeiden, dass der zweite Impulsgenerator und/oder die Alarmeinrichtung infolge von Netzspannungsschwankungen zu früh ausgelöst werden, kann das Elektrozaungerät 10 eine Einrichtung zum Messen und Auswerten der Netzspannung aufweisen. Denn die Netzspannung hat einen erheblichen Einfluss auf die in den Speicherkondensatoren 30 und 35 gespeicherte Energie und damit auf den in 2 gezeigten Ausgangssignalverlauf, dessen Auswertung, wie erläutert, den richtigen Zeitpunkt zum Auslösen der Alarmeinrichtung und/oder des zweiten Impulsgenerators im wesentlichen festlegt.