-
Die
Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung
für elektrische
Geräte.
-
Es
sind verschiedenste Überwachungs-
bzw. Alarmvorrichtungen bekannt, mittels derer sich Gegenstände derart überwachen
lassen, dass bei Annäherung
durch eine Person und insbesondere bei Bewegung des Gegenstandes
selber ein Alarm ausgelöst
wird. Dies kann durch geeignete an dem zu überwachenden Gegenstand bzw.
Objekt oder in dessen Umgebung angebrachte Sensoren geschehen. Derartige Überwachungsvorrichtungen
werden beispielsweise zur Sicherung von Kunstgegenständen in
Museen eingesetzt.
-
Heutzutage
finden mehr und mehr hochpreisige elektrische oder elektronische
Geräte
in öffentlichen
Räumen
Verwendung. So befinden sich beispielsweise in Hörsälen von Universitäten hochpreisige
Projektoren, welche diebstahlgefährdet
sind. Es ist wünschenswert,
auch solche Geräte
mit Alarmvorrichtungen zu versehen.
-
Im
Hinblick darauf ist es Aufgabe der Erfindung, auf einfache Weise
eine Sicherung bzw. Überwachung
für elektrische
oder elektronische Geräte
zu ermöglichen.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Überwachungsvorrichtung
für elektrische
Geräte
mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren
zur Überwachung
eines elektrischen oder elektronischen Gerätes mit den im Anspruch 12 angegebenen
Merkmalen ge löst.
Bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen.
-
Die
erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung
ist für
elektrische Geräte
vorgesehen und bildet beispielsweise Teil einer Alarmvorrichtung,
welche meldet, wenn das zu überwachende
elektrische Gerät
bewegt wird oder gegebenenfalls schon meldet, wenn eine Person in
die Nähe
des zu überwachenden
elektrischen Gerätes
kommt. Die Überwachungsvorrichtung,
welche einen Sensor bzw. Melder bildet, weist hierzu einen Übertrager
bzw. Transformator auf. Der Transformator weist eine Sekundärwicklung
auf, welche erfindungsgemäß von zumindest
einer elektrischen Anschlussleitung für ein zu überwachendes elektrisches Gerät gebildet
wird. Dabei kann entweder eine elektrische Anschlussleitung des
elektrischen Gerätes
direkt um den Kern des Transformators gewickelt sein oder ein separater Leistungsteil
ist um den Kern des Transformators gewickelt und wird ausgangsseitig
in geeigneter Weise beispielsweise mit einer Klemme oder Kupplung
mit der eigentlichen Anschlussleitung des zu überwachenden elektrischen Gerätes verbunden.
Beispielsweise kann ausgangsseitig der Sekundärwicklung eine übliche 230
V Steckdose angeordnet sein, an welcher die elektrische Versorgungsleitung
des zu überwachenden
Gerätes
angeschlossen bzw. eingesteckt wird. Auf jeden Fall liegt die Sekundärwicklung im
Stromkreis der Anschlussleitung.
-
Die
Primärwicklung
des Überfragers
bzw. Transformators ist erfindungsgemäß Teil eines Oszillatorkreises.
Darüber
hinaus ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, welche Frequenzänderungen des
Oszillatorkreises erfasst. Durch den Transformator werden der Oszillatorkreis
und die elektrische Anschlussleitung, welche die Sekundärwicklung
bildet, induktiv gekoppelt. Auf diese Weise bestimmt der Sekundärkreis,
welcher an die Sekundärwicklung
angeschlossen von dem elektrischen Gerät ge bildet wird, über seine
Kapazität
und/oder Induktivität
die Frequenz des Oszillatorkreises mit. Insbesondere führen Veränderungen
der Kapazität
bzw. der Induktivität, welche
durch den Sekundärkreis
gesichert werden, zu Veränderungen
der Frequenz des Oszillatorkreises, welche erfasst werden können.
-
Durch
die induktive Kopplung einer elektrischen Anschlussleitung des elektrischen
Gerätes
mit dem Oszillatorkreis wird somit eine Überwachung der Kapazität des elektrischen
Gerätes
gegenüber
der Umgebung möglich.
Nähert
sich eine Person dem zu überwachenden
Objekt an, wird diese Kapazität
verändert
und führt
somit zu einem Verstimmen bzw. zu einer Frequenzänderung des Oszillatorkreises,
welche von der Auswerteeinrichtung erfasst werden und dann beispielsweise
an eine Alarmeinrichtung weitergegeben werden kann.
-
Vorzugsweise
liegt die Sekundärwicklung
an ihrem Anfang Ober zumindest einen Kondensator auf Erdpotential.
Weiter bevorzugt liegt auch die Primärwicklung an einem Ende auf
Erdpotential. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Überwachungsvorrichtung
die Kapazität
des elektrischen bzw. elektronischen Gerätes gegenüber dem Erdpotential überwacht.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die Sekundärwicklung
von einer dreiadrigen Netzanschlussleitung gebildet. Diese Netzanschlussleitung
dient der Versorgung des zu überwachenden
Gerätes
bzw. Objektes mit Betriebsspannung, z. B. 230 V Wechselspannung.
Dadurch, dass Hin- und Rückleitung
der Netzanschlussleitung um den Transformatorkern gewickelt sind,
kompensieren sich die von den entgegengesetzt gerichteten Strömen erzeugten
Magnetfelder, so dass durch den Strom in der Netzanschlussleitung
in dem Transformatorkern insgesamt kein Magnetfeld erzeugt wird. Der
Betriebsstrom des angeschlossenen Gerätes hat somit keinerlei Auswirkung
auf die Über wachungsfunktion,
insbesondere ist es ohne Einfluss, ob das zu überwachende Gerät eingeschaltet
oder ausgeschaltet ist.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird die Sekundärwicklung
von mehreren Anschlussleitungen, beispielsweise Netz- und Datenleitungen
des elektrischen Gerätes
gebildet. Vorzugsweise werden sämtliche
Anschluss- bzw. Verbindungsleitungen des elektrischen Gerätes durch die
Sekundärwicklung
geführt
bzw. um den Transformatorkern gewickelt. So können beispielsweise zur Überwachung
eines Projektors bzw. Beamers sowohl die elektrische Anschlussleitung
als auch die Datenleitung die Sekundärwicklung bilden.
-
Dabei
weisen zweckmäßigerweise
alle Leitungen, welche die Sekundärwicklung bilden, dieselbe
Wicklungszahl auf, so dass die induzierte Spannung in allen Leitungen
gleich ist.
-
Der
Transformator weist als Kern vorzugsweise einen Ferritkern auf.
Dieser Ferritkern ist zweckmäßigerweise
so angepasst, dass er günstig für die des
Oszillators ist, d. h. auf diese Frequenz vorzugsweise möglichst
optimal abgestimmt ist.
-
An
die Primärwicklung
wird bei der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung
vorzugsweise eine hochfrequente Kleinspannung angelegt. Die Frequenz
der Spannung an der Primärwicklung liegt
vorzugsweise zwischen 10 und 40 kHz, weiter bevorzugt zwischen 20
und 30 kHz. Die Spannung an der Primärwicklung liegt vorzugsweise
zwischen 5 und 50 V, weiter bevorzugt zwischen 10 und 20 V.
-
Die
elektrische Anschlussleitung des zu überwachenden Gerätes führt vorzugsweise
eine Kleinspannung oder Netzspannung. Dadurch lassen sich grundsätzlich alle
Arten von elektrischen Geräten
durch die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung überwachen.
Dies können Geräte sein,
welche lediglich eine Netzanschlussleitung aufweisen, wie beispielsweise
eine Lampe, oder aber auch elektrische Geräte, welche eine Netzanschlussleitung
für z.
B. 230 V Wechselspannung und weitere elektrische Leitungen, beispielsweise
Datenleitungen, als Anschlussleitungen aufweisen. Es ist jedoch
auch möglich,
Geräte
zu überwachen,
welche nur Kleinspannung führende
Anschlussleitungen aufweisen, d. h. Geräte, welche lediglich mit einer
Kleinspannung betrieben werden, wie beispielsweise eine Videokamera.
Wie oben ausgeführt,
kommt es für
die Überwachungsfunktion
der Überwachungsvorrichtung
nicht auf den Strom oder die Spannung in der Anschlussleitung an.
Hierfür
ist lediglich die von dem Oszillatorkreis, welcher mit der Primärwicklung
verbunden ist, induzierte Spannung von Bedeutung.
-
Bevorzugt
werden, wie oben ausgeführt,
alle Leitungen der Sekundärwicklung
auf Erdpotential gelegt. Dazu sind bei einer Netzanschlussleitung
beispielsweise beide stromführenden
Leiter über
Kondensatoren gegen den Erdleiter angeschlossen. Sie bilden einen
Kurzschluss für
die von der Primärwicklung
induzierte Wechselspannung, so dass alle Leitungen für die Frequenz
dieser Spannung auf Erdpotential liegen. Auf diese Weise kann die
Kapazität
des elektrischen Gerätes
gegenüber
dem Erdpotential von der Überwachungsvorrichtung überwacht
werden.
-
Darüber hinaus
wird die erfindungsgemäße Aufgabe
durch ein Verfahren zur Überwachung
eines elektrischen oder elektronischen Gerätes gelöst. Dabei wird das elektrische
Gerät mittels
zumindest einer elektrischen Anschlussleitung, welche an dem Gerät vorgesehen
ist, induktiv mit einem Oszillatorkreis gekoppelt. Auf diese Weise
wird erreicht, dass die Kapazität
des elektrischen Gerätes
gegenüber
der Umgebung die Frequenz des Oszillatorkreises beeinflusst. Durch Überwachung
von Frequenzänderungen
in dem Oszillatorkreis können
so Kapazitätsänderungen
des elektrischen Gerätes
gegenüber
der Umgebung erfasst wer den. Diese können beispielsweise durch die
Annäherung
einer Person an das elektrische Gerät verursacht werden. Somit
werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
Frequenzänderungen
im Oszillatorkreis überwacht
und gegebenenfalls als Alarm oder sonstige Meldung ausgegeben.
-
Die
induktive Kopplung kann, wie oben beschrieben, in der Weise erfolgen,
dass die elektrische Anschlussleitung des zu überwachenden Gerätes durch
einen Übertrager
geführt
wird und dort als Sekundärwicklung
um einen Transformatorkern gewickelt ist. Als Primärwicklung
ist um diesen Kern eine Wicklung gewickelt, welche mit dem Oszillatorkreis verbunden
ist. Die bevorzugten Details des Verfahrens entsprechen den oben
anhand der Vorrichtung erläuterten
bevorzugten Merkmalen.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figur
beschrieben, welche schematisch eine Überwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
In
der Figur ist als zu überwachendes
Gerät 1 eine
Stehlampe dargestellt, hier kann jedoch auch ein beliebiges anderes
elektrisches Gerät
erfindungsgemäß überwacht
werden.
-
Die
erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung
weist als wesentliche Bestandteile einen Melder 2 und einen Übertrager 4 auf.
-
Der Übertrager 4 weist
einen Kern 6, insbesondere einen Ferritkern auf, auf den
eine Primärwicklung 8 und
eine Sekundärwicklung 10 aufgebracht
sind. Im gezeigten Beispiel ist der Kern 6 als Ringkern
ausgebildet, er kann jedoch auch in anderer geeigneter Weise ausgebildet
sein.
-
Die
Primärwicklung 8 bildet
Teil eines Oszillators bzw. Schwingkreises und ist an ihrem Anfang bzw.
ersten Anschluss 12 auf Erdpotential gelegt. Der zweite
Anschluss 14 bzw. das Ende ist mit dem Melder 2 verbunden.
Dieser ist als freilaufender Oszillator ausgebildet und wird beispielsweise
mit einer Frequenz zwischen 20 und 30 kHz bei einer Kleinstspannung
betrieben, welche an dem Anschluss 14 anliegt und somit
die Primärwicklung 8 mit
dieser Frequenz beaufschlagt. Der Melder 2 beinhaltet eine
Auswerteeinrichtung, welche in der Lage ist, die Frequenz und insbesondere
Frequenzänderungen
in dem Schwingkreis zu erfassen. Wenn diese einen bestimmten Schwellwert über- bzw.
unterschreiten, kann von dem Melder 2 beispielsweise über den
Anschluss 16 eine Meldung ausgegeben werden. Der Meldeanschluss 16 kann
mit einer Alarmanlage oder ähnlichem
verbunden sein. Der Melder 2 weist darüber hinaus einen Versorgungsanschluss 18 zur
Stromversorgung auf.
-
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Sekundärwicklung 10 von
einer Netzanschlussleitung 20 gebildet. In der schematischen
Darstellung weist diese an ihrem ersten Ende einen Anschlussstecker 22 und
an ihrem Ausgangsende eine Steckdose 24 zum Anschluss eines
beliebigen elektrischen Gerätes
auf. Wie in dem vergrößerten Ausschnitt
A zu erkennen ist, ist die Netzleitung 20 der Sekundärwicklung 10 an
ihrem Anfang so verschaltet, dass die beiden Leiter, der stromführende Leiter L
sowie der neutrale Leiter N, über
Kondensatoren 26 mit dem Schutzleiter 26 verbunden
sind. Die Kondensatoren 26 sind so dimensioniert, dass
für die
in dem Übertrager 4 induzierte
Wechselspannung ein Kurzschluss gebildet wird, d. h. alle Leiter
der Netzanschlussleitung 20 für diese induzierte Frequenz
auf Erdpotential liegen. Auf diese Weise wird erreicht, dass die
Kapazität
des Gerätes 1 gegenüber dem Erdpotential
den an der Primärwicklung 8 angeschlossenen
Schwingkreis in seiner Frequenz beeinflusst. D. h. durch Änderungen
der Kapazität
des Gerätes 1 gegenüber dem
Erdpotential wird die Frequenz des Schwingkreises geändert, was
von dem Melder 2 detektiert wird und zu einer Meldung führt.
-
Dadurch,
dass die gesamte Netzanschlussleitung 20 mit beiden Leitern
L und N um den Kern 4 gewickelt sind, wird aufgrund der
entgegengesetzt gerichteten Ströme
in den Leitern L und N erreicht, dass der in der Netzanschlussleitung 20 fließende Strom
kein Magnetfeld in dem Kern 6 erzeugt. D. h. der Strom
in der Netzanschlussleitung 20 hat keinerlei Einfluss auf
das Überwachungsergebnis,
insbesondere kommt es nicht darauf an, ob das Gerät 1 ein-
oder ausgeschaltet ist. Auch im ausgeschalteten Zustand können Kapazitätsänderungen
gegenüber der
Umgebung bzw. dem Erdpotential detektiert werden. Beispielsweise
verursachen Personen, welche in die Nähe des Gerätes kommen, eine Kapazitätsänderung,
welche sich detektieren lässt.
-
Im
gezeigten Beispiel ist die Überwachungsvorrichtung
zur Überwachung
eines beliebigen elektrischen Gerätes 1, welches eine
230 V Netzanschlussleitung aufweist, ausgebildet. Das Gerät wird an
der Steckdose 24 ausgangsseitig des Überfragers 4 angeschlossen.
Es können
jedoch auch beliebige andere elektrische Geräte überwacht werden, wobei deren
Anschlussleitungen dann die Sekundärwicklung 10 bilden.
Beispielsweise können
auch Datenleitungen oder Kleinspannung führende Anschlussleitungen die
Sekundärwicklung 10 bilden.
Insbesondere ist es bevorzugt, alle elektrischen Anschlussleitungen
mit gleicher Windungszahl durch die Sekundärwicklung 10 zu führen, um
zu erreichen, dass in alle elektrischen Anschlussleitungen die gleiche
Spannung induziert wird. Wenn das zu überwachende Gerät 1 beispielsweise
ein Beamer ist, wird bevorzugt die elektrische Anschlussleitung
sowie die Bild- bzw. Datenleitung um den Kern 6 als Sekundärwicklung 10 gewickelt.
Auch ist es möglich,
Netzanschlussleitungen mit mehr als zwei Leitern L, N als Primärwicklung
vorzusehen. Dann werden vorzugsweise alle Leiter L, N gegen den
Schutzleiter S über
Kondensatoren 26 für
die induzierte Frequenz auf Erdpotential gelegt.
-
Durch
Anpassung des Überfragers 4,
insbesondere der Wicklungszahlen der Primärwicklung 8 und der
Sekundärwicklung 10 ist
es möglich,
die Kapazität
des zu überwachenden
Gerätes 1 optimal
an den Ausgang des Melders 2 anzupassen. Der Kapazitätswert wird
im Quadrat des Übersetzungsverhältnisses
durch die Primärwicklung 8 und
die Sekundärwicklung 10 verändert. So
kann die zu überwachende Kapazität in diesem
Bereich transformiert werden, welcher vom Melder 2 optimal
erfasst werden kann.
-
- 1
- elektrisches
Gerät
- 2
- Melder
- 4
- Übertrager
- 6
- Kern
- 8
- Primärwicklung
- 10
- Sekundärwicklung
- 12
- Anschluss
- 14
- Anschluss
- 16
- Meldeanschluss
- 18
- Versorgungsanschluss
- 20
- Netzanschlussleitung
- 22
- Stecker
- 24
- Steckdose
- 26
- Kondensatoren
- L,
N
- Leiter
- S
- Schutzleiter