DE2455489C3

DE2455489C3 - Device for the protection of objects

Info

Publication number: DE2455489C3
Application number: DE19742455489
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter 2000 Wedel Müller
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1974-11-23
Publication date: 1978-02-23

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.The invention relates to a device for protecting objects using a monitoring signal emitting transmitter, a receiver receiving the monitoring signal, one of the Generator connected upstream of the transmitter, which sends a trigger pulse train to the transmitter via a pulse converter triggers, and an evaluation circuit, which the output signals of the receiver and the trigger pulses of the generator and an alarm and / or monitoring device is connected upstream.

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.From the DT-OS 22 62 118 is an electro-optical alarm system for securing rooms against unauthorized persons Known to walk through, in which a protective grille is built in the form of a light curtain and the interruption of which triggers an alarm. A light source - for example a pulse laser diode - on the one hand a pulse device controlled by a codable ring counter is assigned on the other hand Photodetectors with AND gates and an evaluation unit are provided, the latter being the alarm unit actuated. The Signa! the alarm unit can be sent to the power supply network at a carrier frequency.

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.The evaluation unit of the electro-optical alarm system evaluates the signal from the encodable ring counter and the pulses from detectors with one another, for example by comparing the time of the incoming Light pulses with the encoder pulse of the ring counter. If both signals arrive at the same time, i.e. at the correct time, so the alarm unit is locked. Is a light pulse interrupted, or do the light pulses stop counterfeiter. Time on, the alarm unit receives a signal. Those caused by the sender and the receiver Runtime differences between the trigger signal at the transmitter and the output signal from the receiver are not determined. Thus, it is possible to overcome the alarm system by having one of the stationary transmitter acted upon additional receiver controls an additional transmitter, which in turn activates the photodiodes of the alarm system.

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.The above-described disadvantage of the alarm system described in DT-OS 22 62 118 also applies to the light barrier known from DT-OS 20 05 858 closes. At this light barrier there is one from a transmitter emitted light beam clocked with at least one clock frequency. The receiver is a photosensitive one Switching element provided. On the transmitter side there is a key frequency generator as an additional modulator present, the key frequency of which is superimposed on the clock frequency of the light transmitter. The recipient a resonance circuit tuned to the key frequency is connected downstream, its output signal for Actuation of a lock and / or a signaling device is provided. The resonance circuit is a Exclusive OR gate connected upstream, one input of which is the output signal of the key frequency generator and the second input of which is given the key frequency of the receiving end. Both Inputs of the exclusive-or-gate receive the same pulse train without phase shift and thus work in normal operation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Schutz von Objekten zu schaffen, die überwindungssicherer als die bekannten Einrichtungen ausgeführt ist.The invention is based on the object of creating a device for protecting objects which is designed to be more secure than the known devices.

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 undThe object is achieved according to the invention in that the trigger pulse sequence has a non-uniform clock frequency has that the evaluation circuit the transit time differences caused by the transmitter and the receiver between the trigger pulse at the transmitter and the output signal of the receiver is determined and

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 Sthat when there is a change in the runtime differences or unsynchronized control of the transmitter and receiver the alarm and / or monitoring device an alarm signal or one that can be used for alarming Emits signal S

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnetFurther refinements of the invention are characterized by the features of the subclaims

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.An advantage of the invention is that as a result of from the generator with uneven clock frequency emitted trigger pulse train neither the device ic can be overcome with the help of another transmitter, nor can those from your own transmitter emitted pulses are received by a third-party receiver with a downstream transmitter and by 360 ° delayed are fed to the receiver of the monitoring device.

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.Another advantage of the invention is that by detecting the transit time differences, which occur with signals moving at the speed of sound in the measuring section, between the Trigger signal at the transmitter and the output signal of the receiver are not affected by the protective device Insertion of deflection means in the measuring section can be overcome, since in this case the Would lengthen the duration of the pulse sent by the transmitter. Fine change in term brings an alarm signal or an alarm signal. useful signal with it.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing is an embodiment according to Invention shown, namely shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Überwachungseinrichtung und dieFig. 1 is a block diagram of a monitoring device and the

F i g. 2a und 2b jeweils ein Diagramm.F i g. 2a and 2b each show a diagram.

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 steuerLIn Fig. I a generator 1 emitting a trigger pulse sequence with an uneven clock frequency is connected via a pulse shaper 2 to a transmitter 3 of a monitoring system, the receiver 4 of which is opposite the transmitter 2 and receives the signals sent by it. The signals come from electromagnetic waves, sound and ultrasound waves -Ien in question, but light waves are to be used in this example. A flip-flop circuit S is connected to the input of the transmitter 3 via a negator Gi, the output of which is connected to one input of the three inputs of an AND gate Gj. The AND gate Gi can be provided with or without a negated output. While the second input of this AND gate is connected in an electrically conductive manner to the output of the receiver 4 via a separate flip-flop circuit 6 and a negating element Gi , a counter oscillator 7 is connected to the third input. The output of the AND gate G ₃ is connected to a counter 8, which is followed by a decoder 9. The decoder 9 has three outputs which are connected to the inputs of an OR gate G ₄ . The output of the OR gate is led to an input of a further AND gate Gs with a negated output, the second input of which is via two mono-flop circuits 10 and 11, of which circuit 10 serves as an interrogation element and circuit 11 as a delay element, is connected to the input of the transmitter 3. The output of the AND gate G5 controls the counter 8 and the flip-flop circuits 5 and 6 via an input of an OR gate and is also led to an input of a further AND gate Gt with a negated output, the second input of which with the second input of the upstream AND gate Gs is connected and at its output a high signal in the normal case and eir in the event of an alarm. A low signal is present, which simultaneously controls the counter 8 and the flip-flop circuits 5 and 6 via the second input of the OR gate G ₇

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.The transmitter 3 is triggered by the generator 1 via the pulse shaper 2 with a pulse train that has a non-uniform clock frequency. Each emitted by the transmitter 3 signal results in the receiver 4 to a pulse following with a particular by the transit times in the transmitter 3 and receiver 4 induced time delay to the corresponding pulse of the pulse shaper 2 These two pulses are with the aid of Negier gate G \ and G> negated, the negative edges of the negated pulses triggering flip-flop circuits 5 and 6. It is achieved that the AND gate G3 opens during the time delay and the counter oscillator 7 can deliver its counting pulses to the counter 8. In normal operation, a certain number of pulses is always counted into the counter 8. A predetermined count plus or minus a counted-in pulse is then determined by the OR gate Ga, and fed to the AND gate G5 for interrogation. The interrogation is controlled via the mono-flop circuits 10 and 11. In normal operation, the flip-flops are now -Circuits 5 and 6 and the counter 8 are reset via the input of the OR gate Gi , and a high signal appears at the output of the AND gate G _6. In contrast, a low signal that can be used to generate an alarm appears at the output of the AND gate Ge if the signal propagation time of the transmitter 3 and the receiver 4 is extended or the receiver 4 is not controlled synchronously with the transmitter 3.

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.The AND gate Gi can be followed by a counter (not shown in the drawing) which emits an alarm signal at the output when a predetermined number of input pulses is received. As a result, an alarm is triggered in the event of a very brief interruption in the measuring section, e.g. B. by falling leaves prevented. Furthermore, the OR gate Ga is not required if only one signal to be evaluated is supplied by the decoder. In this case, the output of the decoder 9 can be fed directly to the first input of the AND gate G5.

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.The facility for protecting objects can be easily checked in front of the entrance of the transmitter 3 a delay element is switched at intervals. This way it becomes an artificial one Delay of the receiver impulse and thus an alarm condition is reached. This artificially induced The alarm state can then be suppressed by an evaluation circuit. Only when it is switched on If there is no (internal) alarm in the delay element, the measuring section is no longer ready for use. It will only then will an alarm be triggered.

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.In Fig. 2a is an input signal of the transmitter 3 and in Fig.2b is the corresponding output signal of the Receiver 4 shown graphically. From the representations it can be seen that between the two signals a This value exists with a time delay of around 0.9 μβ has emerged from experiments that have been carried out with a light barrier. As a counting frequency 10 MHz are therefore possible, but it is advisable to use higher frequencies because then the counter 8 can make a more differentiated statement. Upwards the counting frequency is only through the Switching times of the components used are limited.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the protection of objects using a transmitter that sends out a monitoring signal, a receiver that receives the monitoring signal, a generator connected upstream of the transmitter, which triggers the transmitter with a trigger pulse train via a pulse shaper, and an evaluation circuit that monitors the output signals of the receiver and evaluates the trigger pulses of the generator and an alarm and / or monitoring device is connected upstream, characterized in that the trigger pulse sequence has a non-uniform clock frequency on- ¹ S that the evaluation circuit the transit time differences caused by the transmitter (3) and the receiver (4) between the trigger pulse on the transmitter (3) and the output signal of the receiver (4) determined and that in the event of a * o change in the running time differences or unsynchronized control of the transmitter (3) and the receiver (4), the alarm and / or monitoring device emits an alarm signal or emits a signal that can be used to generate an alarm. * 5

2. Device according to claim 1, characterized in that at the input of the transmitter (3) and at the output of the receiver (4) each have a flip-flop circuit (5 or 6) via a negating gate (Gi or G2) is connected that the Q output of the transmitter (3) upstream flip-flop circuit (5) and the Q output of the receiver (4) downstream flip-flop circuit (6) each with one input of three inputs having AND gate (Gi) are in an electrically conductive connection, the third input of which is connected to a counter oscillator (7), that the output of the AND gate (Gi) via a counter (8) and a decoder (9) with an input Another AND gate (Gs) is connected to two inputs and a negated output, the output of which controls and controls the counter (8) and the flip-flop circuits (5 or 6) via an input of an OR gate (G ₇ ) the second input via two mono-flop circuits (10, 11), of which the first (10) as an interrogator u nd the second (11) acts as a delay element, is fed to the input of the transmitter (3), and that the output of the first mono-flop circuit (10) is connected to an input of a third AND gate (Gt) , the second input of which is connected to the output of the second AND gate (G%) and whose output normally has a high signal and, in the event of an alarm, a low signal.

3. Device according to claim 2, characterized in that the decoder (9) has three outputs which are connected to the three inputs of an OR gate (Gi) , the output of which is connected to the first input of the second AND gate (Gs) is.

4. Device according to claim 2, characterized by a counter connected downstream of the third AND gate (Gb) which, in the event of an alarm, enables the output of a low signal after a predetermined number of trigger pulses.