DD299836A5

DD299836A5 - Tension wire sensor for monitoring tension wire fences for objects

Info

Publication number: DD299836A5
Authority: DD
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spanndrahtsicherungsanlage zur Sicherung von Objekten und Freigelaendeabschnitten. Erfindungsgemaesz werden als Spanndrahtsensoren lange, gestreckte Lichtleiterspulen mit starrem stabfoermigen Kern und einer flexiblen Huelle verwendet, die mit einer beliebigen Anzahl von Spanndraehten in beliebigen Abstaenden koppelbar sind. Der Sensor arbeitet unter Ausnutzung des Microbending-Effektes bei Veraenderung der Krafteinwirkung auf den Sensor. Die sich dabei aendernden Lichtleiteigenschaften der Lichtleitfaser werden als Signal ausgewertet. Den Aufbau der Spanndrahtsicherungsanlage zeigt Fig. 1. Fig. 1{Spanndrahtsicherungsanlage; Objektsicherung; Freigelaendesicherung; Spanndrahtsensoren; Lichtleiterspulen; Lichtleitfaser; Microbending-Effekt}The invention relates to a tension wire securing system for securing objects and freewheeling end sections. According to the invention, long, stretched fiber optic coils with a rigid rod-shaped core and a flexible sleeve, which can be coupled with any desired number of tensioned straps at arbitrary distances, are used as tension wire sensors. The sensor works by utilizing the microbending effect when changing the force on the sensor. The thereby changing light-guiding properties of the optical fiber are evaluated as a signal. The construction of the tension wire securing system is shown in FIG. 1; FIG. 1 {tensioning wire locking system; Physical protection; Freigelaendesicherung; Tension wire sensors; Optical fiber coils; optical fiber; Microbending effect}

Description

Die Spanndrahtsicherungsanlage ist einsetzbar zur Sicherung und Überwachung von Objekten und Frolgeländeabschnitten gegen das unerlaubte Überwinden durch Personen.The tension wire locking system can be used to secure and monitor objects and areas of the boardroom against unauthorized overcoming by persons.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Aus der Patent- und Fachliteratur sind eine Reihe von technischen Lösungen für Sicherungsanlagen an Zäunen bekannt, die nach dem Spanndrahtprinzip arbeiten. Ein Netz von elektrisch neutralen Drähten wird entlang eines Zaunes gespannt, während ein Ende eines jeden Spanndrahtes über ein Spannelement, z. B. eino Schraubenfeder fest arretiert ist, ist das andere mit einem Spanndrahtschalter bzw. Sensor verbunden, der die Aufgabe hat, mechanische Einwirkungen auf den Draht (durchtrennen, spannen) zu erkennen und ein entsprechendes Signal am Ausgang bereitzustellen.From the patent and technical literature, a number of technical solutions for safety systems on fences are known, which operate on the tension wire principle. A network of electrically neutral wires is stretched along a fence, while one end of each tension wire via a tensioning element, for. B. eino coil spring is firmly locked, the other is connected to a tension wire switch or sensor, which has the task of mechanical effects on the wire (cut, stretch) to detect and provide a corresponding signal at the output.

In der Patentschrift DE 3523872 ist eine solche Anlage beschrieben.In the patent DE 3523872 such a system is described.

Nachteil dieser Lösung ist jedoch, daß jeder Draht jeweils einen Spanndrahtschal'nr benötigt. Insbesondere zur Sicherung von Toren ist diese Lösung sohr unökonomisch, zumal, wenn die Zäune durch andere Verfahren, wie Annäherungssysteme gesichert werden, und sich ausschließlich für die Tore eine störfeste Sicherung durch Spanndrähto erforderlich macht.Disadvantage of this solution, however, is that each wire requires a Spanndrahtschal'nr. In particular, to secure gates, this solution is so uneconomical, especially if the fences are secured by other methods, such as approach systems, and makes only for the gates a sturdy security by Spanndrähto required.

Die hohe Anzahl von Spanndrahtschaltern führt außerdem zu einer erhöhten Ausfallrate.The high number of tension wire switches also leads to an increased failure rate.

Der Einsatz bewegter mechanischer Konstruktionselemente hat ebenfalls verminderte Zuverlässigkeit zur Folge, da sie dem Verschleiß und der Korrosion sowie gegebenenfalls extremen Witterungs- bzw. Klimaverhältnissen unterliegen.The use of moving mechanical construction elements also results in reduced reliability because they are subject to wear and corrosion and possibly extreme weather or climatic conditions.

In der Erfindungsbeschreibung US 4367459 wird ein Spanndrahtsystem beschrieben, das einen vertikal gespannten Draht, dessen Ende an einem piezoelektrischen Wandler befestigt ist, darstellt. Die horizontalen Spanndrähte sind an diesem Draht befestigt, so daß bei mechanischer Einwirkung auf die horizontalen Spanndrähte eine Kraftübertragung über den Vertikaldraht bis zum piezoelektrischen Wandler erfolgt.In the specification of the invention US 4367459 a tension wire system is described, which represents a vertically tensioned wire whose end is attached to a piezoelectric transducer. The horizontal tension wires are attached to this wire, so that when mechanical action on the horizontal tension wires a power transmission via the vertical wire to the piezoelectric transducer takes place.

Dieses Verfahren hat aber einen überaus hohen Justieraufwand zur Folge, um im Überwachungsfall am Vertikaldraht ein annäherndes Kräftegleichgewi.nt zu gewährleisten. Umgebungstemperaturschwankungen, insbesondere zwischen Sommer und Wir/iei, machen hohe Wartungsaufwände erforderlich. Die Fortleitung der Piezo-Signalspannung ist nur mit entsprechenden Verstärker- und Treiberbausteinen möglich, die das System gegen atmosphärische Entladungen empfindlich machen.However, this method has a very high Justieraufwand result in order to ensure an approximate Gleichgleichgewi.nt in the case of monitoring the vertical wire. Ambient temperature fluctuations, especially between summer and wei, require high maintenance efforts. The propagation of the piezo signal voltage is only possible with appropriate amplifier and driver blocks, which make the system sensitive to atmospheric discharges.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine robuste und witterungsbeständige Spanndrahtsicherungsanlage zur Objektsichorung mit hoher technischer Zuverlässigkeit zu schaffen.The aim of the invention is to provide a robust and weather-resistant tension wire security system for Objektichorung with high technical reliability.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Spanndrahtsicherungsanlage zu schaffen, die einen Spanndrahtsensor besitzt, der bei einfachem Aufbau und ausreichender Empfindlichkeit gleichzeitig mit einer beliebigen Zahl Spanndrähten koppelbar ist sowie eine hohe technische Sicherheit und Witterungsbeständigkeit besitzt.The object of the invention is to provide a tension wire securing system having a tension wire sensor which can be coupled with a simple design and sufficient sensitivity at the same time with any number of tension wires and has a high level of technical safety and weather resistance.

Erfihdungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Spanndrahtsensor eine Lichtleitfaser, vorzugsweise ein Gradientenlichtleiter, genutzt wird, der in Form einer langen gestreckten Spule längs um einen starren stabförmigen Kern mit geeignetem Querschnitt gewickelt und mit einer Hülle geringer Härte überzogen ist. Die Enden der Lichtleitfaser sind mit einem Lichtsender bzw. mit einem Lichtempfänger mit Auswerteschaltung gekoppelt.Erfihdungsgemäß this object is achieved in that the tension wire sensor is an optical fiber, preferably a gradient light guide is used, which is wound in the form of a long elongated coil along a rigid rod-shaped core with a suitable cross-section and coated with a sheath of low hardness. The ends of the optical fiber are coupled to a light transmitter or to a light receiver with evaluation circuit.

Derstarr befestigte Sensor ist mit einer beliebigen Zahl von Spanndrähten in beliebigen Abständen in der Form verbunden, daß der Sensor pro Spanndraht von jeweils einer Drahtschlaufe oder einer einfachen Drahtwicklung (Windung) umschlungen ist. Die Funktion einer so aufgebauten Spanndrahtsicherungsanlage beruht auf dem Microbending-Effekt von Lichtleitfasern. Durch eine Veränderung der Krafteinwirkung des Spanndrahtes auf den Sensor (z. B. Zerreißen oder Auseinanderspreizen des Drahtes) wird eine Microdeformation de, Lichtleiterfaser und damit eine meßbare Veränderung ihrer Lichtleiteigenschaften hervorgerufen. Der Effekt wird in Abhängigkeit von der Windungszahl der Spule durch die damit verbundene Erhöhung der Zahl der durch eine Drahtschlaufe oder -windung boeinflußten Stellen der Lichtleitfaser verstärkt und ausgewertet.The rigidly mounted sensor is connected to any number of tension wires at any intervals in the form that the sensor per tension wire of each wire loop or a simple wire winding (winding) is wrapped. The function of a tensioning wire system constructed in this way is based on the microbending effect of optical fibers. By changing the force exerted by the tension wire on the sensor (eg tearing or spreading apart of the wire), a micro deformation of the optical fiber and thus a measurable change in its light guiding properties is produced. The effect is amplified and evaluated as a function of the number of turns of the coil by the associated increase in the number of buried by a wire loop or -windung points of the optical fiber.

Exemplary embodiments

Die Erfindung soll an folgendem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden:The invention will be described in more detail with reference to the following embodiment:

Figur 1 zeigt den konstruktiven Aufbau des Sensors, gekoppelt mit einer Spanndrahtschlaufe bzw. Windung.Figure 1 shows the structural design of the sensor, coupled with a tensioning wire loop or winding.

Ein Stab miv zwei konvex geformten, sich gegenüberliegenden Seitenflächen (1) ist mit einer Lichtleitfaser (2) umwickelt. Stab und Lichtleiterwicklung sind von einer flexiblen Hülle (3) umgeben, durch die die Lichtleitfaserenden (4; 6) herausgeführt und mit einem Lichtsender (6) und einem I ichtempfönger mit Auswerteschaltung (7) gekoppelt werden. Die Montage des so aufgebauten Sensors erfolgt über entsprechende Befestigungselemente (8). Der' sneor wird mit dem Spanndraht (9) durch eine Schlaufe (10) oder einfache Windung (11) verbunden, deron Ende (12) an dem Element fest verankert wird, an das der Sensor montiert ist.A rod with two convexly shaped, opposite side surfaces (1) is wrapped with an optical fiber (2). Bar and optical fiber winding are surrounded by a flexible sheath (3) through which the optical fiber ends (4; 6) led out and with a light emitter (6) and a Iichtichtonger with evaluation circuit (7) are coupled. The assembly of the thus constructed sensor via appropriate fasteners (8). The sensor is connected to the tension wire (9) by a loop (10) or single turn (11), which is anchored at the end (12) to the element to which the sensor is mounted.

Figur 2 zeigt den Einsatz der Spanndrahtsicherungsanlage als Torsicherung. Parallel geführte Spanndrähte (9) sind über Schraubenfedern (13), die zur Erzeugung einer Vorspannung der Drähte dienen, zwischen einem Arretierungsstab (14) und dem Sensor (15) verspannt.Figure 2 shows the use of the tension wire security system as Torsicherung. Parallel tension wires (9) are clamped by coil springs (13), which serve to generate a bias of the wires between a locking rod (14) and the sensor (15).

Claims

-1- 299,036 claim:

Tension-wire securing system for securing objects and open-air sections, characterized in that a long-stretched light guide coil with a rigid rod-shaped core and flexible sheath is used as tension wire sensor, which is looped with any number of tension wires at any intervals.
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Field of application of the invention