DE19860666A1

DE19860666A1 - Monitoring device for swimming pool

Info

Publication number: DE19860666A1
Application number: DE1998160666
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing Katherl; Friedrich Dipl I Niederndorfer; Gerhard Ing Steiner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 1999-06-24

Abstract

The monitoring device (1) uses a sensor device with an ultrasonic measuring system (44), propagating ultrasonic waves through the water, for detecting the presence of a person in the swimming pool, coupled to an evaluation and alarm device (11), responding to a variation in the ultrasonic echo.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für mit Flüssigkeit gefüllte Becken bzw. Behälter, wie diese im Anspruch 1 bezeichnet ist, sowie ein Verfahren zur Überwachung eines mit Flüssigkeit gefüllten Beckens bzw. Behälters, wie dies im An spruch 46 beschrieben ist.The invention relates to a monitoring device for liquid-filled Basin or container as defined in claim 1, and a method for Monitoring a basin or container filled with liquid, as in the An Proverb 46 is described.

Aus der DE 39 22 943 C1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung von Schwimmbecken bekannt. Hierbei werden die von in das Schwimmbecken gefallenen Personen hervorge rufenen Schallsignale oder Wasserdruckänderungen erfaßt und als Kriterium für eine Alarmierung eingesetzt. Die Wellenbewegungen im Schwimmbecken werden dabei über ein trichterförmiges Gehäuse aufgefangen und ausgewertet. Nachteilig ist dabei, daß die beschriebene Vorrichtung nur eine stark begrenzte Reichweite aufweist bzw. einen relativ kleinen Überwachungsbereich gesichert abdecken kann.DE 39 22 943 C1 describes a device for monitoring swimming pools known. This is done by people who have fallen into the swimming pool Called sound signals or changes in water pressure recorded and as a criterion for a Alerting used. The wave movements in the swimming pool are thereby collected and evaluated via a funnel-shaped housing. The disadvantage is that the device described has only a very limited range or can safely cover a relatively small surveillance area.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungseinrich tung zu schaffen, die unempfindlich gegen Störeinflüsse ist und einen weitreichenden, gesicherten Überwachungsbereich erzielt.The present invention is based on the object of a monitoring device creating that is insensitive to interference and a far-reaching, secured surveillance area achieved.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der sich durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruches 1 ergebende, überraschen de Vorteil liegt darin, daß in der Flüssigkeit eine kompakte Einheit plaziert ist, die weitgehend ohne mechanisch bewegte Teile funktioniert und dadurch besonders lang fristig eine hohe Funktionssicherheit derselben erhalten bleibt, da im wesentlichen kei ne ausgeprägten Lagerstellen und Führungsflächen für bewegte Teile, wie z. B. Schwimmer oder dgl. vorhanden sind, die von der Flüssigkeit bzw. vom Wasser des Beckens beeinträchtigt oder sogar außer Funktion gesetzt werden könnten. Weiters ist von Vorteil, daß die Überwachungseinrichtung überaus unempfindlich gegen sämtli che äußeren Einflüsse, wie z. B. Umwelteinflüsse, Regen oder Wind und jegliche natür lichen Umweltgeräusche, ist. Menschliche und tierische Laute sowie Wellenbewegun gen, Windgeräusche und Regenschauer können also keine Fehlalarmierung hervorru fen, da einzig durch das Eintauchen eines Festkörpers, wie z. B. eines menschlichen Körpers, unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche eine Veränderung des Ausgangs- bzw. Ruhezustandes des Flüssigkeitssystems hervorgerufen wird und diese Zustandsände rung vom Ultraschallmeßsystem gesichert erfaßt wird. Ein wesentlicher Vorteil der er findungsgemäßen Überwachungseinrichtung liegt auch darin, daß relativ großflächige Flüssigkeitsbereiche mit dem Ultraschallmeßsystem vermessen und nachfolgend gesi chert überwacht werden können. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß auch in die Flüs sigkeit bzw. in das Wasser fallende Tiere und Kleinkinder, die üblicherweise keine be sonderen Wasserbewegungen verursachen und unter Umständen auch keine sonderlich intensiven Laute von sich geben, trotzdem gesichert registriert werden, da das Ultra schallsystem beim Eintauchen in die Flüssigkeit unweigerlich verändert wird und so auch in derartigen Fällen eine zuverlässige Alarmierung erzielt ist.This object of the invention is achieved by the features of claim 1. Which resulting from the features of the characterizing part of claim 1, surprise de Advantage is that a compact unit is placed in the liquid, the works largely without mechanically moving parts and is therefore particularly long a high level of functional reliability is maintained in the long term, since essentially no ne distinctive bearings and guide surfaces for moving parts, such as. B. Floats or the like. Are present, which of the liquid or water of the Pelvis could be affected or even disabled. Furthermore is advantageous that the monitoring device is extremely insensitive to all che external influences such. B. environmental influences, rain or wind and any natural environmental noise. Human and animal sounds and waves conditions, wind noises and rain showers cannot cause false alarms fen, because only by immersing a solid, such as. B. a human Body, below the liquid surface a change in the initial or The state of rest of the fluid system is caused and these states of state tion is reliably detected by the ultrasonic measuring system. An essential advantage of the Monitoring device according to the invention is also that relatively large area Measure areas of liquid with the ultrasonic measuring system and then gesi can be monitored. Another advantage is that even in the rivers liquid or animals and small children falling into the water, who usually do not cause special water movements and possibly not particularly make intense sounds, but are still registered because the Ultra sound system is inevitably changed when immersed in the liquid and so A reliable alarm is also achieved in such cases.

Vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform nach Anspruch 2 und/oder 3, da dadurch das Ultraschallmeßsystem voneinander unabhängige Aktoren und Sensoren für Ultra schallwellen aufweist, deren Betriebskennlinien den jeweils vorherrschenden Gegeben heiten des zu überwachenden Systems individuell angepaßt werden können und da durch bestmögliche Arbeitspunkte für die Sensoren und Aktoren des Ultraschallmeßsy stems geschaffen werden können.An embodiment according to claim 2 and / or 3 is advantageous because it does the ultrasonic measuring system independent actuators and sensors for Ultra has sound waves, the operating characteristics of the prevailing conditions units of the system to be monitored can be individually adapted and there through the best possible working points for the sensors and actuators of the ultrasonic measuring system stems can be created.

Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 4, da dadurch energieoptimierte Aktoren zur Erzeugung von Ultraschallwellen und hochempfindliche Sensoren zur Re gistrierung von Ultraschallwellen eingesetzt sind, deren Betriebskennlinien klar defi niert sind.An embodiment according to claim 4 is also advantageous, since it optimizes energy Actuators for generating ultrasonic waves and highly sensitive sensors for re registration of ultrasonic waves are used, whose operating characteristics are clearly defi are nated.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 5 muß lediglich die Detektionseinrichtung den hohen Anforderungen hinsichtlich Dichtheit und Schutzisolation entsprechen.Due to the design according to claim 5, only the detection device meet high requirements with regard to tightness and protective insulation.

Nach der vorteilhaften Ausbildung gemäß Anspruch 6 werden in sämtlichen Bereichen der Flüssigkeitsoberfläche im wesentlichen gleiche Kriterien für die Auslösung eines Alarms geschaffen.After the advantageous training according to claim 6 in all areas the liquid surface essentially the same criteria for triggering a Alarms created.

Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 7, da dadurch unmittelbar nach dem Eintauchen des Festkörpers bzw. des Menschen in die Flüssigkeit die Alarmie rung erfolgt und somit besonders rasch Gegenmaßnahmen ergriffen werden können bzw. Hilfe geleistet werden kann.An embodiment according to claim 7 is also advantageous, since it immediately follows the immersion of the solid or human in the liquid the alarm countermeasures can be taken very quickly or help can be provided.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 8 ist von Vorteil, daß ein starkes Echosignal ge bildet ist, das eindeutig registrierbar ist und mit relativ kostengünstigen Sensoren er faßt werden kann.In the embodiment according to claim 8 it is advantageous that a strong echo signal ge is formed, which is clearly registered and with relatively inexpensive sensors can be grasped.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 wird erreicht, daß auch stark verwinkelte bzw. beliebige Grundrißformen aufweisende Becken bzw. Behälter, so z. B. auch L- oder nierenförmige Becken bzw. Behälter, lückenlos überwacht werden können, da schalltote Bereiche innerhalb der Flüssigkeit ausgeschaltet werden können.Through the development according to claim 9 it is achieved that even heavily angled or any plan shapes having basins or containers, such. Belly L- or kidney-shaped basins or containers can be monitored without gaps, because anechoic areas within the fluid can be switched off.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 10 wird in vorteilhafter Art und Weise auch bei den keulen- bzw. bogenförmigen, nicht linearen Abstrahl- und Erfassungscharakteristi ken der Detektionseinrichtungen auch in den von der Detektionseinheit zu- und abge wandten Anfangs- und Endbereichen der jeweiligen Überwachungszone eine lücken lose Abdeckung des Flüssigkeitssystems erreicht.By training according to claim 10 is also in an advantageous manner the club-shaped or arc-shaped, non-linear radiation and detection characteristics ken of the detection devices in the zuge and abge by the detection unit There were gaps in the start and end areas of the respective surveillance zone loose coverage of the fluid system reached.

Gemäß einer Ausbildung, wie im Anspruch 11 beschrieben, können der zu über wachende Flüssigkeitsbereich und der Alarmierungsort in vorteilhafter Art und Weise weitläufig voneinander distanziert sein.According to an embodiment, as described in claim 11, the over waking liquid area and the alarm location in an advantageous manner be widely distant from each other.

Dabei erweist sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 12 vorteilhaft, da dadurch eine Verlegung von Kabelleitungen zwischen der Auswertevorrichtung und der Alarmvor richtung erübrigt ist und daher die Überwachungseinrichtung rasch und ohne größere Installationsarbeiten in Betrieb genommen werden kann.In this case, an embodiment according to claim 12 proves to be advantageous since it results in Laying of cable lines between the evaluation device and the alarm direction is superfluous and therefore the monitoring device quickly and without major Installation work can be put into operation.

Gemäß einer Ausbildung, wie im Anspruch 13 beschrieben, wird eine eindringliche und unübersehbare Alarmierung erzielt.According to an embodiment, as described in claim 13, an haunting and clearly visible alarms.

Von Vorteil ist dabei auch eine Ausbildung nach Anspruch 14, da dadurch eine lücken lose Überwachung des Flüssigkeitssystems ermöglicht ist und die zentrale Auswer te- und/oder Alarmvorrichtung die Kosten für die Überwachungseinrichtung vergleichs weise niedrig hält.An embodiment according to claim 14 is also advantageous since this creates a gap loose monitoring of the fluid system is enabled and the central evaluator te and / or alarm device compares the costs for the monitoring device wise keeps low.

Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 15 ist es möglich, die Alarmmel dung über weitläufige Bereiche abzusetzen und unverzüglich auch die Hilfe von Spe zialisten, wie z. B. des Rettungsdienstes, der Feuerwehr, der Polizei oder dgl., in An spruch zu nehmen.Due to the advantageous embodiment according to claim 15, it is possible to alarm sales over extensive areas and immediately the help of Spe specialists, such as B. the emergency services, the fire department, the police or the like, in An to take a decision.

Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 16 wird in vorteilhafter Weise eine aufwendige Verkabelung der Überwachungseinrichtung erübrigt, wodurch die Überwachungseinrich tung ohne wesentliche Installationsarbeiten in Betrieb genommen werden kann.In the embodiment according to claim 16, a complex is advantageously No wiring of the monitoring device, which means that the monitoring device can be put into operation without major installation work.

Möglich ist dabei auch eine Ausbildung nach Anspruch 17 und/oder 18, da dadurch ein weitgehend netzunabhängiger Betrieb der Überwachungseinrichtung möglich ist.An embodiment according to claim 17 and / or 18 is also possible, as a result largely independent operation of the monitoring device is possible.

Vorteilhaft ist dabei die Weiterbildung nach Anspruch 19 und/oder 20, da dadurch die Akkumulatoren selbsttätig nach geladen werden und die Überwachungseinrichtung auch während unzureichender Lichtverhältnisse in betriebsbereitem Zustand bleibt.The further development according to claim 19 and / or 20 is advantageous, since this means that Accumulators are automatically charged and the monitoring device remains in operational condition even when there is insufficient lighting.

Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 21, da dadurch eine hochzu verlässige Auswertevorrichtung geschaffen ist, die aufgrund standardmäßig verfügba rer Komponenten der Digitaltechnik verhältnismäßig kostengünstig aufgebaut werden kann und die Implementierung einer Reihe von Zusatzmerkmalen in einfacher Art und Weise ermöglicht. However, an embodiment according to claim 21 is also advantageous, since it results in an increase reliable evaluation device is created, which is available due to standard rer components of digital technology can be built relatively inexpensively can and the implementation of a number of additional features in a simple manner and Way.

Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 22, da dadurch die vom Ul traschallempfänger abgegebenen elektrischen Signale für eine gesicherte, störungs freie Übertragung über weitläufige Distanzen entsprechend um geformt werden kön nen.An advantage is also an education according to claim 22, because thereby the Ul sonic receivers emitted electrical signals for a secure, interference free transmission over long distances can be reshaped accordingly nen.

Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 23, da dadurch die den Ak toren zuzuführenden elektrischen Signale entsprechend konditioniert unverzüglich be reitgestellt sind.An advantage is also an education according to claim 23, as this the Ak electrical signals to be fed accordingly conditioned immediately are provided.

Von besonderem Vorteil ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 24 und/oder 25, da dadurch die Überwachungseinrichtung gezielt auf die jeweiligen Systemverhältnisse abgestimmt ist und eine exakte Anpassung an das jeweilige Flüssigkeitssystem vorge nommen werden kann.Training according to claim 24 and / or 25 is also particularly advantageous since thereby the monitoring device targeted to the respective system conditions is coordinated and an exact adaptation to the respective liquid system is provided can be taken.

Von Vorteil ist dabei eine Weiterbildung nach Anspruch 26, da dadurch Fehleinstellun gen der Überwachungseinrichtung durch menschliches Versagen weitgehend ausge schlossen sind und darüberhinaus die Überwachungseinrichtung ohne manuellen Ju stieraufwand einem anderen Flüssigkeitssystem zugeordnet werden kann.A further development according to claim 26 is advantageous, since this makes incorrect settings against the monitoring device largely by human error are closed and also the monitoring device without manual Ju bull effort can be assigned to another fluid system.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 27 wird eine lückenlose Überwachung des Flüs sigkeitssystems erzielt, ohne daß dadurch der elektrische Energieverbrauch der Über wachungseinrichtung überproportional ansteigt.Through the training according to claim 27 is a complete monitoring of the river achieved liquidity system, without thereby the electrical energy consumption of the over monitoring device rises disproportionately.

Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 28 werden langfristige Systemände rungen adaptiv mitgeführt, wodurch Fehlalarmierungen aufgrund von langfristig drif tenden Systemeigenschaften ausgeschlossen sind.The advantageous training according to claim 28 makes long-term system changes adaptive carried, whereby false alarms due to long-term drif system properties are excluded.

Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 29 werden für eine Alarmierung re levante Zustände unverzüglich erkannt und die entsprechenden Maßnahmen eingelei tet.Due to the advantageous embodiment according to claim 29 re for an alarm Levante conditions immediately recognized and the appropriate measures introduced tet.

Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 30 und/oder 31 können präzise me chanische Wellen und elektrische Signale hoher Frequenz abgegeben bzw. erzeugt werden.Due to the advantageous embodiment according to claim 30 and / or 31 can me precise chanic waves and electrical signals of high frequency emitted or generated become.

Von Vorteil ist dabei eine Weiterbildung nach Anspruch 32, da dadurch eine lange Lebensdauer des Ultraschallwandlers erzielt wird. A further development according to claim 32 is of advantage because it results in a long period of time Lifetime of the ultrasonic transducer is achieved.

Gemäß einer Weiterbildung nach Anspruch 33 und/oder 34 ist ein einziger Bauteil so wohl als Aktor als auch als Sensor eingesetzt.According to a development according to claim 33 and / or 34, a single component is like this probably used as an actuator as well as a sensor.

Von Vorteil ist dabei eine Ausbildung nach Anspruch 35, da dadurch ein effektives Sensor- und Aktorelement gebildet ist.An advantage is an education according to claim 35, because it is effective Sensor and actuator element is formed.

Von Vorteil ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 36, da dadurch mit dem elektro akustischen Wandler Signale hoher Intensität abgegeben bzw. generiert werden kön nen.An embodiment according to claim 36 is also advantageous, since it enables the electro acoustic transducer signals can be emitted or generated high intensity nen.

Von Vorteil ist darüberhinaus eine Ausbildung nach Anspruch 37, da die dem piezo elektrischen Wandler zuzuführenden bzw. von diesem abgegebenen elektrischen Sig nale besonders verlustarm und störungsfrei über weite Bereiche übertragen werden können.In addition, an embodiment according to claim 37 is advantageous since the piezo electrical converter to be supplied or emitted by this electrical sig nale lossless and interference-free transmission over wide areas can.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 38 werden Kurzschlüsse durch den piezoelektrischen Wandler gesichert vermieden.The advantageous development according to claim 38 shorts through safely avoided the piezoelectric transducer.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 39 wird eine effektive Übertragung der me chanischen Schwingungen zwischen dem piezoelektrischen Wandler und der Flüssig keit erzielt.Through the training according to claim 39, an effective transmission of me mechanical vibrations between the piezoelectric transducer and the liquid achieved.

Gemäß der vorteilhaften Ausbildung nach Anspruch 40 wird ein von natürlichen Fre quenzen weitgehend unbeeinflußter Frequenzbereich eingesetzt.According to the advantageous embodiment according to claim 40, a natural fre frequencies largely unaffected frequency range used.

Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 41 wird eine einfache Sender/Emp fängerstrecke für Ultraschallsignale aufgebaut, über welche ein Festkörper unter Aus nutzung des Abschrankungsprinzips in einfacher Art und Weise erfaßt werden kann.Due to the advantageous embodiment according to claim 41, a simple transmitter / emp catcher section for ultrasound signals built over which a solid under Aus use of the barrier principle can be detected in a simple manner.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 42 wird eine einzige, kompakte Detektionseinrichtung gebildet, die die jeweiligen Zustände zuverlässig erfassen kann.Due to the advantageous development according to claim 42, a single, compact Detection device is formed, which can reliably detect the respective states.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 43 wird ein beliebig großer Abstrahl- und/oder Erfassungswinkel des piezoelektrischen Wandlers erzielt, der im Maximalfall 360° betragen kann.Due to the advantageous embodiment according to claim 43 is any size Beam and / or detection angle of the piezoelectric transducer achieved in Maximum case can be 360 °.

Dabei ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 44 und/oder 45 von Vorteil, da da durch eine ausgeprägte räumliche Abstrahl- und/oder Erfassungscharakteristik der De tektionseinrichtung gebildet ist.A further development according to claim 44 and / or 45 is also advantageous since there through a distinctive spatial radiation and / or detection characteristic of the De tection device is formed.

Die Aufgabe der Erfindung wird aber unabhängig davon auch durch ein Verfahren zur Überwachung eines mit Flüssigkeit gefüllten Beckens bzw. Behälters gemäß den im Anspruch 46 angegebenen Merkmalen gelöst.The object of the invention is also independent of this by a method for Monitoring a basin or container filled with liquid according to the in Claim 46 specified features solved.

Die sich aus der Merkmalskombination des Kennzeichenteils dieses Anspruches er gebenden, überraschenden Vorteile liegen darin, daß die Überwachungseinrichtung exakt an die vorliegenden Gegebenheiten des zu überwachenden Systems angepaßt ist und dadurch sprunghafte Änderungen der Zustände im Flüssigkeitssystem sofort und sicher erkannt werden können. Die individuelle Anpassung der Überwachungseinrich tung an die jeweiligen Gegebenheiten schließt Fehlalarmierungen weitgehend aus bzw. können Nachjustierungen jederzeit vorgenommen werden.The result of the combination of features of the characterizing part of this claim giving, surprising advantages are that the monitoring device is precisely adapted to the existing conditions of the system to be monitored and thereby sudden changes in the conditions in the fluid system immediately and can be reliably recognized. The individual adjustment of the monitoring device due to the respective circumstances largely excludes false alarms or readjustments can be made at any time.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehensweise ist im Anspruch 47 beschrieben, da dadurch Fehleinstellungen des Überwachungssystems durch menschliches Versagen weitge hend ausgeschlossen sind und technische Fachkenntnisse für die Inbetriebnahme der Überwachungseinrichtung nicht erforderlich sind.A further advantageous procedure is described in claim 47, as a result Incorrect settings of the surveillance system due to human error are excluded and technical expertise for the commissioning of the Monitoring device are not required.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante gemäß Anspruch 48, da dadurch gering fügige Änderungen des Systems, wie sie z. B. durch Temperaturschwankungen hervor gerufen werden, keinen Einfluß auf die Zuverlässigkeit der Überwachungseinrichtung haben.A method variant according to claim 48 is also advantageous, since it is small as a result Compliant changes to the system, such as. B. by temperature fluctuations be called, no influence on the reliability of the monitoring device to have.

Durch die Vorgangsweise nach Anspruch 49 wird eine zuverlässige Detektierung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten erzielt, wobei durch einfache Vergleichsoperationen besonders rasch Veränderungen im System festgestellt werden können.By the procedure according to claim 49, a reliable detection of Foreign bodies are obtained in liquids using simple comparison operations changes in the system can be detected particularly quickly.

Weiters ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 50 von Vorteil, da dadurch die Empfind lichkeit der Überwachungseinrichtung in individuell festlegbaren Bereichen eingestellt werden kann.Furthermore, an embodiment according to claim 50 is advantageous, because it makes the sensation the monitoring device set in individually definable areas can be.

Schließlich ist auch ein Vorgehen nach einem oder mehreren der Ansprüche 51 bis 55 von Vorteil, da dadurch grundlegend ein Eintauchen eines Festkörpers in die Flüssig keit detektiert werden kann und andererseits zusätzliche Eigenschaften dieses Festkör pers in der Flüssigkeit, wie z. B. die Größe, die Geschwindigkeit und/oder die Bewe gungsrichtung, von der Auswertevorrichtung in vorteilhafter Art und Weise erfaßt werden können.Finally, there is also a procedure according to one or more of claims 51 to 55 an advantage, because it basically involves immersing a solid in the liquid speed can be detected and on the other hand additional properties of this solid pers in the liquid, such as B. the size, the speed and / or the movement direction, detected by the evaluation device in an advantageous manner can be.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is described below with reference to that shown in the drawings Exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung in stark vereinfachter, schematischer Darstellung; Figure 1 shows the basic structure of the monitoring device according to the invention in a highly simplified, schematic representation.

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Auswertevorrichtung und Detektionseinrichtung der Überwachungseinrichtung gemäß Fig. 1 in stark vereinfachter, schemati scher Darstellung; FIG. 2 shows a block diagram of the evaluation device and detection device of the monitoring device according to FIG. 1 in a highly simplified, schematic representation;

Fig. 3 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Überwachungseinrich tung in stark vereinfachter, schematischer Darstellung; Fig. 3 shows an embodiment of the surveillance device according to the invention in a highly simplified, schematic representation;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Auswertevorrichtung und der Detektionseinrich tungen für die Überwachungseinrichtung gemäß Fig. 3 in stark verein fachter, schematischer Darstellung; FIG. 4 shows a block diagram of the evaluation device and the detection devices for the monitoring device according to FIG. 3 in a greatly simplified schematic representation;

Fig. 5 eine Ausführungsvariante einer bei der Überwachungseinrichtung eingesetz ten Detektionseinrichtung; Fig. 5 is an embodiment of a releasing th detection device in the monitoring means;

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Detektionseinrichtung zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung; Fig. 6 shows another embodiment of the detection device for use in the inventive monitoring means;

Fig. 7 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der erfindungsge mäßen Überwachungseinrichtung; Fig. 7 is a diagram illustrating the operation of the monitoring device according to the Invention;

Fig. 8 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer anderen, von der Überwachungs einrichtung eingesetzten Auswertungsart; Fig. 8 is a diagram illustrating another type of evaluation used by the monitoring device;

Fig. 9 ein Diagramm, in welches die verschiedenen Frequenz- und Amplituden werte verschiedener, möglicherweise auftretender Echosignale bei Aus sendung eines Signals gemäß Fig. 8 eingetragen sind. Fig. 9 is a diagram in which the different frequency and amplitude values of different, possibly occurring echo signals when sending a signal according to FIG. 8 are entered.

Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsfor men gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbe zeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombi nationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.As an introduction, it should be noted that in the differently described embodiments same parts with the same reference numerals or the same component designations provided with the disclosures contained throughout the description analogously to the same parts with the same reference numerals or the same component drawings can be transferred. Also are those chosen in the description Location information, such as B. top, bottom, side, etc. on the immediately described as well as the figure shown and are analogous to a change in position transfer new location. Furthermore, individual features or combinations of features can also be used nations from the different exemplary embodiments shown and described len represent independent, inventive or inventive solutions.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung 1 für Becken 2, insbesondere zur Erfassung des Eintritts von Festkörpern 3 in einen mit Flüssigkeit 4 gefüllten Behälter 5 in stark vereinfachter, schematischer Darstellung gezeigt. Unter Becken 2 bzw. Behälter 5 sind hierbei auch natürliche Auffang- bzw. Sammelmittel für Flüssigkeiten 4, wie z. B. Erdsenken oder Flußbette zu verstehen. Die Überwa chungseinrichtung 1 ist demnach auch bei natürlichen Wasseransammlungen, wie z. B. bei Seen, Teichen und Flüssen einsetzbar. Die in den Becken 2 bzw. in den natürlichen Auffangmitteln angesammelte Flüssigkeit 4 kann dabei z. B. auch durch beliebige Flüs sigkeiten 4 in Industriebetrieben, z. B. durch Säuren oder Laugen und durch Flüssigkei ten 4 aus dem Lebensmittelbereich, z. B. durch Fruchtsäfte oder Brauereiflüssigkeiten gebildet sein. Die durch die Überwachungseinrichtung 1 in der Flüssigkeit 4 zu detek tierenden Fremdkörper, insbesondere gebildet durch Festkörper 3, sind bevorzugt durch Lebewesen, insbesondere durch den Körper eines Menschen 6 gebildet.In Figs. 1 and 2, a monitoring device 1 of the invention for pool 2, in particular for detecting the entry of solid bodies 3 in a liquid-filled container 4 5 is shown in a highly simplified, schematic view. Under basin 2 or container 5 are also natural collecting or collecting agents for liquids 4 , such as. B. to understand sinks or river beds. The monitoring device 1 is therefore also in natural water accumulations, such as. B. for lakes, ponds and rivers. The liquid 4 accumulated in the basin 2 or in the natural collecting means can, for. B. also by any fluids 4 in industrial companies, for. B. by acids or alkalis and by liquids 4 from the food sector, for. B. be formed by fruit juices or brewery liquids. The foreign bodies to be detected by the monitoring device 1 in the liquid 4 , in particular formed by solid bodies 3 , are preferably formed by living beings, in particular by the body of a person 6 .

Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Überwachungseinrichtung 1 ist jedoch die Fest stellung der Anwesenheit eines Menschen 6 im Wasser 7 von Becken 2 bzw. von Seen und Teichen, bei welchen aufgrund der Wasserstandshöhe bzw. der Wassertiefe Ertrin kungsgefahr für einen Menschen 6 besteht.The preferred area of application of the monitoring device 1 is, however, the detection of the presence of a person 6 in the water 7 of the basin 2 or of lakes and ponds, in which there is a risk of drowning for a person 6 due to the water level or the water depth.

Zur Erfassung des in der Flüssigkeit 4 versenkbaren bzw. untergehenden Festkörpers 3 umfaßt die Überwachungseinrichtung 1 eine Sensorvorrichtung 8 mit einem in der Flüssigkeit 4 angeordneten Sensor 9. Diese Sensorvorrichtung 8 zum Feststellen der Anwesenheit eines Festkörpers 3, bevorzugt eines Menschen 6 in der Flüssigkeit 4 bzw. im Wasser 7 ist mit einer Auswertevorrichtung 10 und/oder mit einer Alarmvor richtung 11 verbunden. Die Auswertevorrichtung 10 ist dabei der Sensorvorrichtung 8 unmittelbar zugeordnet und steht mit dieser in Leitungsverbindung. Die Alarmvorrich tung 11 kann von der Auswertevorrichtung 10 entfernt angeordnet sein und mit dieser in drahtloser Verbindung, bevorzugt in Funkverbindung stehen, wie dies durch einen Pfeil 12 und durch elektromagnetische Wellen 13 angedeutet ist. Die Datenübertra gungsstrecke zwischen der Sensorvorrichtung 8 und der Alarmvorrichtung 11 kann da bei, wie schematisch dargestellt, unidirektional aufgebaut sein, wobei die Übertra gungsrichtung ausgehend von der Sensorvorrichtung 8 bzw. von der Auswertevorrich tung 10 zur entfernt angeordneten Alarmvorrichtung 11 verläuft.In order to detect the solid body 3 that can be sunk or sinking in the liquid 4, the monitoring device 1 comprises a sensor device 8 with a sensor 9 arranged in the liquid 4 . This sensor device 8 for determining the presence of a solid 3 , preferably a human 6 in the liquid 4 or in the water 7, is connected to an evaluation device 10 and / or to an alarm device 11 . The evaluation device 10 is directly assigned to the sensor device 8 and is in line connection with it. The Alarmvorrich device 11 can be arranged away from the evaluation device 10 and with it in a wireless connection, preferably in radio communication, as indicated by an arrow 12 and by electromagnetic waves 13 . The data transmission path between the sensor device 8 and the alarm device 11 can, as shown schematically, be constructed unidirectionally, the direction of transmission starting from the sensor device 8 or from the evaluation device 10 to the remotely located alarm device 11 .

Gegebenenfalls ist es auch möglich, zwischen der Sensorvorrichtung 8 bzw. der Aus wertevorrichtung 10 und der Alarmvorrichtung 11 eine bidirektionale, drahtlose Daten übertragungsstrecke aufzubauen, um einen vollwertigen Datenaustausch unter den in die Datenübertragungsstrecke ein gebundenen Vorrichtungen bzw. Einheiten zu ermög lichen.If necessary, it is also possible to set up a bidirectional, wireless data transmission path between the sensor device 8 or the evaluation device 10 and the alarm device 11 in order to enable full data exchange among the devices or units bound in the data transmission path.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das mit der Flüssigkeit 4 gefüllte Becken 2 außerhalb eines Gebäudes 14, wie z. B. eines Wohnhauses 15 angeordnet und insbeson dere durch ein Schwimmbecken 16 gebildet. Die Alarmvorrichtung 11 ist innerhalb des Gebäudes 14 plaziert und bevorzugt aus einem öffentlichen Stromversorgungsnetz 17 mit elektrischer Energie versorgt. Die Alarmvorrichtung 11 weist eine optische und/oder akustische Signalisiervorrichtung 18 auf, welche z. B. durch eine Warnlampe 19 und/oder durch ein Signalhorn 20 bzw. eine Hupe gebildet ist, welche bei in Be trieb befindlicher Überwachungseinrichtung 1 und festgestellter Anwesenheit eines Festkörpers 3 bzw. eines Menschen 6 in der Flüssigkeit 4 bzw. im Wasser 7 aktiviert sind, um die im Gebäude 14 anwesenden Personen auf den detektierten Zustand im Becken 2 aufmerksam zu machen.In the embodiment shown, the pool 2 filled with the liquid 4 is outside a building 14 , such as. B. a residential building 15 and in particular formed by a swimming pool 16 . The alarm device 11 is placed inside the building 14 and is preferably supplied with electrical energy from a public power supply network 17 . The alarm device 11 has an optical and / or acoustic signaling device 18 , which, for. B. is formed by a warning lamp 19 and / or by a signal horn 20 or a horn, which are activated when the monitoring device 1 is in operation and a presence of a solid 3 or a person 6 is detected in the liquid 4 or in the water 7 in order to draw the attention of the people present in building 14 to the detected condition in pool 2 .

Die unterhalb einer Flüssigkeitsoberfläche 21 bzw. unterhalb einer Wasseroberfläche angeordnete Sensorvorrichtung 8 weist dabei neben dem Sensor 9 auch einen Aktor 22 auf, der zugeführte elektrische Energie in Bewegungsenergie umwandelt. Im Gegen satz dazu wandelt der Sensor 9 die auf ihn einwirkende Bewegungsenergie in elek trische Energie um. Der Aktor 22 und der Sensor 9 bilden demnach eine mit der Aus wertevorrichtung 10 und/oder mit der Alarmvorrichtung 11 verbundene Detektionsein richtung 23. Der Aktor 22 und der Sensor 9 der Detektionseinrichtung 23 können da bei - wie in Fig. 2 dargestellt - durch eigenständige, voneinander unabhängige Bau gruppen gebildet sein. Bevorzugt ist jedoch die Detektionseinrichtung 23, wie nach folgend noch näher erläutert wird, durch einen einstückigen Bauteil gebildet, der zeit versetzt sowohl die Aktoren- als auch die Sensorenfunktion erfüllt. In addition to the sensor 9 , the sensor device 8 arranged below a liquid surface 21 or below a water surface also has an actuator 22 which converts the electrical energy supplied into kinetic energy. In contrast, the sensor 9 converts the kinetic energy acting on it into electrical energy. The actuator 22 and the sensor 9 accordingly form a detection device 23 connected to the evaluation device 10 and / or to the alarm device 11 . The actuator 22 and the sensor 9 of the detection device 23 can - as shown in FIG. 2 - be formed by independent, mutually independent construction groups. However, as will be explained in more detail below, the detection device 23 is preferably formed by a one-piece component which, with a time offset, fulfills both the actuator and the sensor function.

Die Detektionseinrichtung 23 umfaßt einen Wellensender 24 zur Aussendung mechani scher Wellen, insbesondere einen Ultraschallgenerator 25, der Schallwellen im Ultra schallbereich an das flüssige Medium ab gibt. Weiters umfaßt die Detektionseinrich tung 23 den Sensor 9, der durch einen Wellenempfänger 26, insbesondere durch einen Ultraschallempfänger 27 gebildet ist, der gegebenenfalls sich in der Flüssigkeit 4 aus breitende Druckwellen bzw. sich im Wasser 7 ausbreitende Schallsignale in einem hochfrequenten Frequenzbereich, insbesondere im Ultraschallbereich registriert. Be vorzugt sind jedoch abweichend von der Darstellung in Fig. 2 der Wellensender 24 und der Wellenempfänger 26 bzw. der Ultraschallgenerator 25 und der Ultraschall empfänger 27 körperlich vereint bzw. bilden diese ein einstückiges Bauteil, wobei die ses Bauteil bzw. die Detektionseinrichtung 23 zeitlich aufeinanderfolgend die Funk tion des Aktors 22 und des Sensors 9 übernimmt.The detection device 23 comprises a wave transmitter 24 for emitting mechanical waves, in particular an ultrasound generator 25 , which emits sound waves in the ultra sound range to the liquid medium. Furthermore, the detection device 23 includes the sensor 9 , which is formed by a wave receiver 26 , in particular by an ultrasound receiver 27 , which, if appropriate, spreads in the liquid 4 from pressure waves or sound waves propagating in the water 7 in a high-frequency range, in particular in the ultrasound range registered. However, in a departure from the illustration in FIG. 2, the wave transmitter 24 and the wave receiver 26 or the ultrasound generator 25 and the ultrasound receiver 27 are preferably physically combined or form an integral component, the component or the detection device 23 being successive in time the radio tion of the actuator 22 and the sensor 9 takes over.

Die Detektionseinrichtung 23 dient einerseits zur Aussendung von Ultraschallschwin gungen bzw. Ultraschallwellen 28, d. h. von mechanischen Schwingungen und Wellen in einem elastischen Medium, insbesondere in der Flüssigkeit 4 in einem Frequenzbe reich oberhalb des menschlichen Hörens, d. h. höher als in etwa 20 kHz. Bevorzugt liegt der Frequenzbereich der Ultraschallwellen 28 deutlich über der menschlichen Hörgrenze von in etwa 20 kHz bei in etwa 0,1 MHz bis in etwa 10 MHz. Die Detek tionseinrichtung 23 ist neben der Aussendung von Ultraschallwellen 28 im elastischen Medium Wasser 7 auch zum Empfangen bzw. auch zum Erfassen von gegebenenfalls auftretenden und in strichlierten Linien dargestellten Ultraschallwellen 29 ausgebildet. Die vom Ultraschallempfänger 27 gegebenenfalls empfangenen Ultraschallwellen 29 stellen zumeist ein Echosignal 30 der zeitlich zuvor ausgesandten Ultraschallwellen 28 dar. Das Echosignal 30 kann dabei z. B. durch eine Reflexion der von der Detektions einrichtung 23 ausgesandten Ultraschallwellen 28 gebildet sein. Dabei ist es auch mög lich, daß kein nachfolgendes Echosignal 30 von der Detektionseinrichtung 23 erfaßt wird. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn die ausgesandten Ultraschallwellen 28 weder an einer Begrenzungsfläche 31 des Beckens 2, wie z. B. an einer Behälter wand 32 noch an einem in die Flüssigkeit 4 eingetauchten Festkörper 3, wie z. B. ei nem Menschen 6 reflektiert werden.The detection device 23 serves on the one hand for the transmission of ultrasonic vibrations or ultrasonic waves 28 , ie mechanical vibrations and waves in an elastic medium, in particular in the liquid 4 in a frequency range above human hearing, ie higher than approximately 20 kHz. The frequency range of the ultrasound waves 28 is preferably well above the human hearing limit of approximately 20 kHz at approximately 0.1 MHz to approximately 10 MHz. In addition to the emission of ultrasonic waves 28 in the elastic medium water 7 , the detection device 23 is also designed to receive or also to detect any ultrasonic waves 29 that may occur and are shown in broken lines. The optionally received by the ultrasonic receiver 27 Ultrasonic waves 29 generally provide an echo signal 30 of the previously emitted ultrasonic waves 28 in time. The echo signal 30 can, for. B. may be formed by a reflection of the ultrasonic waves 28 emitted by the detection device 23 . It is also possible that no subsequent echo signal 30 is detected by the detection device 23 . This is particularly the case when the emitted ultrasonic waves 28 are neither on a boundary surface 31 of the basin 2 , such as. B. on a container wall 32 still on an immersed in the liquid 4 solid 3 , such as. B. egg nem people 6 are reflected.

Die Detektionseinrichtung 23 ist dabei derart angeordnet, daß die primäre Ausbrei tungsrichtung der Ultraschallwellen 28, 29 - gemäß Doppelpfeil 33 - in einer parallel zur Flüssigkeitsoberfläche 21 bzw. zu einem Wasserspiegel 34 ausgerichteten Ebene 35 verläuft. Der Ultraschallgenerator 25 und der Ultraschallempfänger 27 sind dabei in einer Tiefe 36 zwischen 2 cm bis 100 cm, bevorzugt 5 cm bis 30 cm bezogen auf eine zur Flüssigkeitsoberfläche 21 senkrechte Richtung unterhalb der Flüssigkeitsober fläche 21 bzw. unterhalb des Wasserspiegels 34 angeordnet.The detection device 23 is arranged in such a way that the primary direction of expansion of the ultrasonic waves 28 , 29 - according to double arrow 33 - extends in a plane 35 aligned parallel to the liquid surface 21 or to a water level 34 . The ultrasonic generator 25 and ultrasonic receiver 27 are cm at a depth 36 between 2 cm to 100, preferably from 5 cm to 30 cm with respect to a perpendicular to the liquid surface 21 in the direction below the liquid upper surface 21 and arranged below the water level 34th

Die Detektionseinrichtung 23, umfassend den Ultraschallgenerator 25 und den Ultra schallempfänger 27, ist nahe einer weiteren Begrenzungsfläche 37 des Beckens 2 bzw. des Behälters 5 angeordnet und eine Abstrahlrichtung - gemäß Pfeil 38 - des Ultra schallgenerators 25 bzw. des Ultraschallsenders ist im wesentlichen parallel zur Flüs sigkeitsoberfläche 21 ausgerichtet und verläuft ausgehend von dieser Begrenzungs fläche 37 in Richtung zur gegenüberliegenden Begrenzungsfläche 31.The detection device 23 , comprising the ultrasound generator 25 and the ultrasound receiver 27 , is arranged near a further boundary surface 37 of the basin 2 or the container 5 and a radiation direction - according to arrow 38 - of the ultrasound generator 25 or the ultrasound transmitter is essentially parallel to Liquid surface 21 aligned and starting from this boundary surface 37 in the direction of the opposite boundary surface 31st

Die Leistung der Ultraschallquelle bzw. des Ultraschallgenerators 25 ist derart bemes sen, daß die ausgesandten Ultraschallwellen 28 bis zur gegenüberliegenden Begren zungsfläche 31 des Beckens 2 gelangen, um den gesamten Bereich zwischen den Be grenzungsflächen 31, 37 des Beckens 2 mit lediglich einer Ultraschallquelle bzw. mit lediglich einem Ultraschallgenerator 25 abzudecken. Bevorzugt ist die Leistung des Ultraschallgenerators 25 bzw. der Ultraschallquelle derart gewählt, daß die ausgesand ten und über das flüssige Medium übertragenen Ultraschallwellen 28 an der gegenüber liegenden Begrenzungsfläche 31 bzw. an der gegenüberliegenden Behälterwand 32 zu mindest teilweise reflektiert werden und in etwa entgegen der Ausbreitungsrichtung - gemäß Pfeil 38 - zur Detektionseinrichtung 23 als Ultraschallwellen 29 bzw. als Echo signal 30 zurückgeworfen und von dieser empfangen werden können. Die ursprünglich vom Ultraschallgenerator 25 ausgesandten Ultraschallwellen 28 werden dabei vom Ultraschallempfänger 27 der Detektionseinrichtung 23 gedämpft und zeitlich verzögert empfangen. Diese zeitliche Verzögerung nach dem Start des Ultraschallgenerators 25 bzw. nach der Aussendung der Ultraschallwellen 28 und dem Empfang der an der Be grenzungsfläche 31 reflektierten Ultraschallwellen 29 wird von der Auswertevorrich tung 10 ermittelt und als Referenzwert 39 für eine typische Signallaufdauer von ausge sandten und nachfolgend empfangenen Ultraschallwellen 28, 29 in einem Speicher 40 hinterlegt. Gegebenenfalls wird auch ein Maß für die Intensität der an der gegenüber liegenden Begrenzungsfläche 31 reflektierten Ultraschallwellen 29 bzw. des über den Ultraschallempfänger 27 empfangenen Echosignals 30 als Referenzwert 41 für eine typische Intensität des Echosignals 30 im Speicher 40 hinterlegt.The power of the ultrasound source or the ultrasound generator 25 is dimensioned such that the emitted ultrasound waves 28 reach the opposing limitation surface 31 of the basin 2 to cover the entire area between the boundary surfaces 31 , 37 of the basin 2 with only one ultrasound source or to cover with only one ultrasonic generator 25 . The power of the ultrasound generator 25 or the ultrasound source is preferably selected such that the ultrasound waves 28 emitted and transmitted via the liquid medium are at least partially reflected on the opposite boundary surface 31 or on the opposite container wall 32 and approximately counter to the direction of propagation - According to arrow 38 - to the detection device 23 as ultrasonic waves 29 or as an echo signal 30 can be thrown back and received by the latter. The ultrasound waves 28 originally emitted by the ultrasound generator 25 are damped by the ultrasound receiver 27 of the detection device 23 and received with a time delay. This time delay after the start of the ultrasound generator 25 or after the transmission of the ultrasound waves 28 and the reception of the ultrasound waves 29 reflected at the loading surface 31 is determined by the evaluation device 10 and as a reference value 39 for a typical signal duration of sent and subsequently received Ultrasonic waves 28 , 29 stored in a memory 40 . If necessary, a measure for the intensity of the ultrasound waves 29 reflected on the opposite boundary surface 31 or of the echo signal 30 received via the ultrasound receiver 27 is also stored in the memory 40 as a reference value 41 for a typical intensity of the echo signal 30 .

Die Generierung dieser Referenzwerte 39, 41 für die übliche Laufdauer und/oder für die übliche Intensität der ausgesandten und wieder empfangenen Ultraschallwellen 28, 29 erfolgt während der Initialisierungsphase der Überwachungseinrichtung 1, d. h. un verzüglich nach der Inbetriebnahme derselben. Unmittelbar nach der Aktivierung der Überwachungseinrichtung 1 wird also die zu überwachende Flüssigkeitsansammlung bzw. das zu überwachende und mit Flüssigkeit 4 gefüllte Becken 2 automatisch ver messen und die Referenzwerte 39, 41 für den Ruhe- bzw. Normalzustand des Systems werden im Speicher 40 der Auswertevorrichtung 10 hinterlegt. Durch diese Selbstlern funktion der Auswertevorrichtung 10 paßt sich die Überwachungseinrichtung 1 auto matisch an die jeweils gegebenen Bedingungen bzw. an die vorliegenden Verhältnisse des zu überwachenden Systems an, wodurch eine manuelle Parametrierung der Über wachungseinrichtung 1 erübrigt ist.The generation of these reference values 39 , 41 for the usual running time and / or for the usual intensity of the emitted and received ultrasonic waves 28 , 29 takes place during the initialization phase of the monitoring device 1 , ie immediately after it has been started up. Immediately after activation of the monitoring device 1 , the liquid collection to be monitored or the pool 2 to be monitored and filled with liquid 4 is therefore automatically measured and the reference values 39 , 41 for the idle or normal state of the system are stored in the memory 40 of the evaluation device 10 deposited. Through this self-learning function of the evaluation device 10 , the monitoring device 1 automatically adapts to the prevailing conditions or to the existing conditions of the system to be monitored, as a result of which manual parameterization of the monitoring device 1 is unnecessary.

Die Ultraschallwellen 28 werden bevorzugt periodisch wiederkehrend als Schallwellen paket ausgesandt. Das Impuls/Pausen-Verhältnis bzw. das Verhältnis Sendezyklus dauer zu Sendepause des Ultraschallgenerators 25 beträgt bevorzugt kleiner 1, d. h. die Sendepausen des Ultraschallgenerators 25 sind bevorzugt größer gewählt als die akti ven Sendezyklen des Ultraschallgenerators 25. Die Aussendung der einzelnen Wellen pakete erfolgt dabei bevorzugt periodisch, wobei nach jedem ausgesandten Wellenpa ket über den Ultraschallempfänger 27 und über die Auswertevorrichtung 10 die Signal laufdauer und/oder die Intensität der einzelnen Wellenpakete erfaßt und überwacht wird. Insbesondere wird die vom Aussenden der Ultraschallwellen 28 bis zum Emp fang des Echosignals 30 verstrichene Zeit bestimmt und über die Auswertevorrichtung 10 evaluiert.The ultrasonic waves 28 are preferably emitted periodically in a repetitive manner as sound wave packets. The pulse / pause ratio or the ratio of the transmission cycle duration to the transmission pause of the ultrasound generator 25 is preferably less than 1, ie the transmission pauses of the ultrasound generator 25 are preferably chosen to be larger than the active transmission cycles of the ultrasound generator 25 . The individual wave packets are preferably transmitted periodically, with the signal duration and / or the intensity of the individual wave packets being detected and monitored after each wave packet sent via the ultrasound receiver 27 and the evaluation device 10 . In particular, the time elapsed from the transmission of the ultrasonic waves 28 to the reception of the echo signal 30 is determined and evaluated via the evaluation device 10 .

Dabei ist es auch möglich, daß normalerweise kein Echosignal 30 auftritt. Dies ist ins besondere bei weitläufigen Wasseransammlungen, insbesondere bei Teichen und Seen der Fall, bei welchen die Detektionseinrichtung 23 verhältnismäßig weit von entspre chenden Reflexionsmitteln entfernt ist bzw. wenn eine entsprechende Reflexion auf grund extrem schiefwinkelig zueinander ausgerichteter Begrenzungsflächen 31, 37 nicht möglich ist.It is also possible that normally no echo signal 30 occurs. This is particularly the case with extensive water accumulations, in particular in ponds and lakes, in which the detection device 23 is relatively far away from corresponding reflection means or when a corresponding reflection is not possible due to boundary surfaces 31 , 37 oriented at extremely oblique angles to one another.

Die Referenzwerte 39, 41 für die Laufzeit der ausgesandten und rückübermittelten Ul traschallwellen 28, 29 und für die Intensität der Ultraschallwellen 29 des Echosignals 30 werden nach jedem Prüfzyklus überwacht und dürfen dabei in einem relativ engen Toleranzbereich variieren. Dies ist deshalb vorteilhaft, da die Schallgeschwindigkeit in festen, flüssigen und auch gasförmigen Medien in relativ engen Bereichen unter an derem temperaturabhängig ist. Die Referenzwerte 39, 41 werden dabei von Prüfzyklus zu Prüfzyklus in engen Wertebereichen von der Auswertevorrichtung 10 adaptiv ver ändert, wodurch langfristige Veränderungen der Prozeßparameter, wie z. B. ein leichter Temperaturanstieg der Flüssigkeit 4, in den den Normalzustand der Flüssigkeitsan sammlung definierenden Referenzwerten 39, 41 adaptiv mitgeführt und dadurch den langfristig sich verändernden Ist-Zuständen automatisch angepaßt werden.The reference values 39 , 41 for the transit time of the transmitted and retransmitted ultrasonic waves 28 , 29 and for the intensity of the ultrasonic waves 29 of the echo signal 30 are monitored after each test cycle and may vary within a relatively narrow tolerance range. This is advantageous because the speed of sound in solid, liquid and also gaseous media is temperature-dependent in relatively narrow areas. The reference values 39 , 41 are adaptively changed ver from test cycle to test cycle in narrow value ranges by the evaluation device 10 , whereby long-term changes in the process parameters, such as. B. a slight rise in temperature of the liquid 4 , adaptively carried in the reference values 39 , 41 defining the normal state of the liquid collection and thereby automatically adapted to the long-term changing actual states.

Taucht nun ein Fremdkörper, insbesondere ein Festkörper 3 unterhalb der Flüssigkeits oberfläche 21 ein und gelangt dabei in den Ausbreitungsbereich der Ultraschallwellen 28, so werden diese im Vergleich zum Ruhe- bzw. Normalzustand des Beckens 2 durch den Festkörper 3, z. B. den Menschen 6, frühzeitig reflektiert und zumindest teil weise zur Detektionseinrichtung 23 zurückgeworfen. Die durch den Festkörper 3 verur sachten Zustandsänderungen, insbesondere die Auswirkungen auf die Signallaufdauer und auf die Intensität der Ultraschallwellen 28, 29 werden über den Ultraschallempfän ger 27 erfaßt und über die Auswertevorrichtung 10 verarbeitet. Die Auswertevorrich tung 10 registriert durch das Eintauchen eines Festkörpers 3 insbesondere eine plötz liche Verkürzung der Signallaufzeit und in Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls des in die Flüssigkeit 4 eingetretenen Festkörpers 3 zumeist eine Steigerung der Intensität des Echosignals 30, jedenfalls aber eine Veränderung der empfangenen Ultraschall wellenintensität bezugnehmend auf die Referenzwerte 39, 41 für den Normal- bzw. Ruhezustand. Von Meßzyklus zu Meßzyklus ermittelte Ist-Werte 42, 43 für die Lauf dauer und/oder die Intensität der Ultraschallwellen 28, 29 geben dabei Auskunft über die aktuellen Zustände in der Flüssigkeit 4.Now immerses a foreign body, in particular a solid 3 below the liquid surface 21 and thereby enters the propagation area of the ultrasonic waves 28 , these are compared to the rest or normal state of the pool 2 by the solid 3 , for. B. the person 6 , reflected early and at least partially thrown back to the detection device 23 . The state changes caused by the solid body 3 , in particular the effects on the signal duration and on the intensity of the ultrasonic waves 28 , 29 are detected by the ultrasonic receiver 27 and processed by the evaluation device 10 . The Auswertevorrich tung 10 registered by the immersion of a solid 3 in particular a sudden Liche shorten the signal propagation time and in dependence of the elastic modulus of the entered into the liquid 4 solid 3 mainly an increase of the intensity of the echo signal 30, but in any case a change of the received ultrasonic wave intensity referring to the reference values 39 , 41 for the normal or idle state. Actual values 42 , 43 for the duration and / or the intensity of the ultrasonic waves 28 , 29 determined from measuring cycle to measuring cycle provide information about the current conditions in the liquid 4 .

Die durch einen Sonderzustand in der Flüssigkeit 4, wie z. B. durch das Eintauchen des Festkörpers 3 oder menschlichen Körpers erheblich veränderten Ist-Werte 42, 43 für die gegenwärtige Signallaufdauer und Intensität des Echosignals 30 werden von der Auswertevorrichtung 10 mit den den Normalzustand definierenden Referenzwerten 39, 41 verglichen und dadurch sprunghafte Veränderungen dieser Werte festgestellt. Gege benenfalls kann dieser Meßzyklus mehrmals wiederholt werden, um durch Vergleich mehrerer aufeinanderfolgender Ist-Werte 42, 43 mit den Referenzwerten 39, 41 eine hochsichere Zustandsbestimmung bezüglich der zu überwachenden Flüssigkeit 4 zu er langen. Nachdem ein Meßzyklus nur wenige Millisekunden in Anspruch nimmt ist der hierfür benötigte Zeitaufwand vernachlässigbar klein. Nachdem der Sonderzustand in der Flüssigkeit 4 gesichert detektiert ist, ist automatisch die Alarmvorrichtung 11 akti viert.The by a special condition in the liquid 4 , such as. B. by immersing the solid 3 or human body, the actual values 42 , 43 for the current signal duration and intensity of the echo signal 30 are changed considerably by the evaluation device 10 with the reference values 39 , 41 defining the normal state, and thereby sudden changes in these values are determined . If necessary, this measuring cycle can be repeated several times in order to obtain a highly reliable determination of the state of the liquid 4 to be monitored by comparing several successive actual values 42 , 43 with the reference values 39 , 41 . After a measuring cycle only takes a few milliseconds, the time required for this is negligibly small. After the special condition in the liquid 4 is reliably detected, the alarm device 11 is automatically activated.

Die Sensorvorrichtung 8 bzw. die Detektionseinrichtung 23 und die Auswertevorrich tung 10 bilden also ein Ultraschallmeßsystem 44. Durch die über das Ultraschallmeß system 44 registrierbaren Änderungen des Echosignals 30, d. h. es tritt ein im Ver gleich zum Normalzustand des zu überwachenden Systems atypisches Echosignal 30 auf, wird automatisch die Alarmvorrichtung 11 aktiviert. Tritt im Normalfall keine nennenswerte Reflexion der Ultraschallwellen 28 auf, so kann dann durch Eintreten des Festkörpers 3 in die Flüssigkeit 4 ein Echosignal 30 erfaßt werden. Es ist also auch hierbei der Eintritt eines Festkörpers 3 in die Flüssigkeit 4 erkannt und dadurch ebenfalls die Alarmvorrichtung 11 aktiviert.The sensor device 8 or the detection device 23 and the evaluation device 10 thus form an ultrasound measuring system 44 . The alarm device 11 is automatically activated by the changes in the echo signal 30 that can be registered via the ultrasound measuring system 44 , ie an atypical echo signal 30 occurs in comparison with the normal state of the system to be monitored. If no significant reflection of the ultrasonic waves 28 occurs in the normal case, then an echo signal 30 can be detected by entering the solid 3 into the liquid 4 . The entry of a solid 3 into the liquid 4 is thus also recognized and the alarm device 11 is thereby also activated.

Der außerhalb des Gebäudes 14 angeordneten Auswertevorrichtung 10 ist eine Sen de- und/oder Empfangsvorrichtung 45 mit einer Antenne 46 zugeordnet, um die erfaßte Sondersituation drahtlos der entfernt angeordneten Alarmvorrichtung 11 zu überbrin gen. Zur Meldung der erfaßten Sondersituation über eine drahtlose Verbindung kön nen sämtliche aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren und Vorrichtungen ein gesetzt werden. So ist es z. B. möglich, die drahtlose Verbindung unter Einsatz von frequenz- oder amplitudenmodellierten Signalen herzustellen. Das von der Auswerte vorrichtung 10 ausgesandte Alarmsignal - dargestellt durch die elektromagnetischen Wellen 13 - wird dabei von einer der Alarmvorrichtung 11 zugeordneten Antenne 47 aufgenommen und von einer dieser zugeordneten Sende- und/oder Empfangsvorrich tung 48 demoduliert und nachfolgend die optische und/oder akustische Signalisiervor richtung 18 aktiviert.The evaluation device 10 arranged outside the building 14 is assigned a transmitting and / or receiving device 45 with an antenna 46 in order to transmit the detected special situation wirelessly to the remotely located alarm device 11. All can be used to report the detected special situation via a wireless connection known methods and devices are used from the prior art. So it is z. B. possible to establish the wireless connection using frequency or amplitude-modeled signals. The alarm signal emitted by the evaluation device 10 - represented by the electromagnetic waves 13 - is picked up by an antenna 47 assigned to the alarm device 11 and demodulated by an associated transmitting and / or receiving device 48 and subsequently the optical and / or acoustic signaling direction 18 activated.

Die Antennen 46, 47 können dabei je nach Einsatzort, Wirkungsweise und Sicherheits anforderungen durch Blattantennen, Stabantennen, Parabolantennen oder dgl. gebildet sein. Der Auswertevorrichtung 10 ist bevorzugt eine Zustandsanzeige 49 zugeordnet, über welche der Betreiber bzw. der Systemverantwortliche der Überwachungseinrich tung 1 den aktuellen Zustand der Auswertevorrichtung 10 bzw. der gesamten Überwa chungseinrichtung 1 kontrollieren kann. Insbesondere sind über diese Zustandsanzei gen 49 die ordnungsgemäße Funktion der drahtlosen Verbindung zur Alarmvorrich tung 11 und/oder die korrekte Funktion der Detektionseinrichtung 23 überprüfbar. Die Zustandsanzeige 49 umfaßt hierzu bevorzugt Leuchtmittel unterschiedlicher, farbli cher Lichtabstrahlung. Die Anzeige des jeweiligen Zustandes der Überwachungseinrich tung 1 bzw. der Auswertevorrichtung 10 kann jedoch auch durch eine periodische An steuerung der Leuchtmittel der Zustandsanzeige 49 erfolgen. Die Zustandsanzeige 49 ist ausgehend vom Beckenrand für den Betreiber bzw. den Administrator durch die Flüssigkeit 4 hindurch einsehbar und z. B. bei Ausstrahlung eines grünen Lichtsignals als in Ordnung befindbar.Depending on the place of use, mode of operation and safety requirements, the antennas 46 , 47 can be formed by leaf antennas, rod antennas, parabolic antennas or the like. The evaluation device 10 is preferably associated with a status display 49, via which the operator or the system administrator of the monitoring equip device 1 the current status of the evaluation device 10 or the entire surveil monitoring device can control the first In particular, the proper functioning of the wireless connection to the alarm device 11 and / or the correct functioning of the detection device 23 can be checked via these status indicators 49 . For this purpose, the status display 49 preferably comprises lamps of different, color light emission. However, the respective status of the monitoring device 1 or the evaluation device 10 can also be displayed by periodically controlling the lamps of the status display 49 . The status indicator 49 is visible from the pool edge for the operator or administrator through the liquid 4 and z. B. when emitting a green light signal as in order.

Die von der Detektionseinrichtung 23 in Abhängigkeit der physikalischen Zustände in der Flüssigkeit 4 abgegebenen elektrischen Signale werden bevorzugt von einem Mikrokontroller 50 verarbeitet und ausgewertet. Hierzu umfaßt der Mikrokontroller 50 bevorzugt integrierte Analog/Digitalwandler, über welche die von der Detektionsein richtung 23 abgegebenen Analogsignale digitalisiert und somit vom Mikrokontroller 50 verarbeitet werden können. Selbstverständlich ist es auch möglich, die von der Detektionseinrichtung 23, insbesondere vom Ultraschallempfänger 27 gelieferten elek trischen Analogsignale einem eigenständigen Analog/Digitalwandler zuzuführen, wel cher ausgangsseitig mit dem Mikrokontroller 50 in entsprechender Leitungsverbin dung steht und die zu geführten Analogsignale dem Mikrokontroller 50 ebenso in digitalisierter Form zur Verfügung stellt.The electrical signals emitted by the detection device 23 as a function of the physical states in the liquid 4 are preferably processed and evaluated by a microcontroller 50 . For this purpose, the microcontroller 50 preferably comprises integrated analog / digital converters, via which the analog signals emitted by the detection device 23 can be digitized and thus processed by the microcontroller 50 . Of course, it is also possible to supply the electrical analog signals supplied by the detection device 23 , in particular by the ultrasound receiver 27 , to an independent analog / digital converter, which has a corresponding line connection on the output side to the microcontroller 50 and the analog signals to be supplied to the microcontroller 50 in digitized form as well Provides form.

Gegebenenfalls wird der Ultraschallgenerator 25 mit einem Analogsignal angeregt, wodurch diesem ein Digital/Analogwandler vorgeordnet sein kann, der die vom Mikro kontroller 50 gelieferten Digitalsignale in ein entsprechendes Analogsignal umwan delt. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, den Ultraschallgenerator 25 - wie dieser nachfolgend noch näher beschrieben wird - mit Digitalsignalen, wie z. B. Rech tecksignalen, entsprechender elektrischer Leistung und Frequenz anzusteuern und die Funktion als Aktor 22 zu aktivieren.If necessary, the ultrasound generator 25 is excited with an analog signal, whereby this can be arranged upstream of a digital / analog converter which converts the digital signals supplied by the microcontroller 50 into a corresponding analog signal. Of course, it is also possible to use ultrasound generator 25 - as will be described in more detail below - with digital signals, such as. B. Rech tecksignalen, corresponding electrical power and frequency and activate the function as an actuator 22 .

Bevorzugt sind zwischen der Detektionseinrichtung 23 und dem Mikrokontroller 50 Umsetzer 51, 52 angeordnet, die die eingangsseitig zugeführte elektrische Leistung und/oder elektrische Spannung erhöhen bzw. absenken und so eine entsprechende An passung zwischen den elektrischen Signalpegeln des Mikrokontrollers 50 und der Detektionseinrichtung 23 vornehmen. Diese Umsetzer 51, 52 für elektrische Signale können dabei in die Detektionseinrichtung 23 integriert sein oder als eigenständige Baugruppe dem Mikrokontroller 50 zugeordnet sein.Preferably, between the detection device 23 and the microcontroller 50, converters 51 , 52 are arranged which increase or decrease the electrical power and / or electrical voltage supplied on the input side and thus make a corresponding adjustment to the electrical signal levels of the microcontroller 50 and the detection device 23 . These converters 51 , 52 for electrical signals can be integrated in the detection device 23 or can be assigned to the microcontroller 50 as an independent assembly.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Auswertevorrichtung 10 weiters eine netz unabhängige Energieversorgungsvorrichtung 53 zugeordnet. Diese Energieversor gungsvorrichtung 53 umfaßt eine elektrochemische Spannungsversorgungsvorrichtung 54, insbesondere einen Batterie- oder Akkupack. Zusätzlich umfaßt die Energieversor gungsvorrichtung 53 eine photovoltaische Spannungsquelle, insbesondere eine Solar zellenanordnung 55. Die von der Solarzellenanordnung 55 und/oder von der elektro chemischen Spannungsversorgungsvorrichtung 54 gelieferte elektrische Energie wird einem Umformer 56 zugeführt, der die eingangsseitig zugeführte elektrische Energie, insbesondere die Spannungspegel der elektrischen Signale auf die von der Auswerte vorrichtung 10 und/oder von der Detektionseinrichtung 23 benötigten Spannungspegel umsetzt und diese unterschiedlichen Spannungspegel dem Mikrokontroller 50 bzw. der Detektionseinrichtung 23 zuführt bzw. zur Verfügung stellt. Von der Detektionseinrich tung 23 werden nämlich üblicherweise höhere Spannungspegel benötigt als von den digitaltechnischen Komponenten.In the exemplary embodiment shown, the evaluation device 10 is also assigned a network-independent energy supply device 53 . This energy supply device 53 comprises an electrochemical voltage supply device 54 , in particular a battery pack. In addition, the energy supply device 53 comprises a photovoltaic voltage source, in particular a solar cell arrangement 55 . The electrical energy supplied by the solar cell arrangement 55 and / or by the electrochemical voltage supply device 54 is supplied to a converter 56 , which converts the electrical energy supplied on the input side, in particular the voltage level of the electrical signals, to the device 10 from the evaluation device 10 and / or from the detection device 23 converts the required voltage level and supplies or makes these different voltage levels available to the microcontroller 50 or the detection device 23 . Higher voltage levels are usually required by the detection device 23 than by the digital components.

Der von der Solarzellenanordnung 55 bei günstigen Bedingungen generierte Energie überschuß wird bevorzugt der elektrochemischen Spannungsversorgungsvorrichtung 54 zugeführt, insbesondere in deren Akkumulatoren geladen, um über diese Spannungs versorgungsvorrichtung 54 auch während ungenügender Lichtverhältnisse, wie z. B. während der Nacht, die Energieversorgung der Detektionseinrichtung 23 und/oder der Auswertevorrichtung 10 aufrecht erhalten zu können.The electrochemical power supply device 54 is over the generated by the solar cell array 55 in favorable conditions energy preferably fed, loaded in particular in its batteries to supply apparatus of this voltage 54 during insufficient lighting such. B. during the night, the power supply of the detection device 23 and / or the evaluation device 10 can be maintained.

Darüber hinaus ist es möglich, der Auswertevorrichtung 10 eine Ladevorrichtung zu zuordnen, die elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromversorgungsnetz 17 um formt und den elektrischen Komponenten zur Verfügung stellt bzw. in die Akkumula toren der Spannungsversorgungsvorrichtung 54 lädt. Gegebenenfalls ist es auch mög lich, der Energieversorgungsvorrichtung 53 eine Schnittstelle zu Peripheriegeräten, insbesondere Kontaktbuchsen zuzuordnen, über welche die elektrochemische Span nungsversorgungsvorrichtung 54 vom Benutzer wahlweise an eine Ladevorrichtung angeschlossen und unter Ausnutzung der jeweiligen Kapazität aufgeladen werden kann.In addition, it is possible to assign a charging device to the evaluation device 10 , which converts electrical energy from the public power supply network 17 and makes it available to the electrical components or charges it into the accumulators of the voltage supply device 54 . If necessary, it is also possible to assign the energy supply device 53 an interface to peripheral devices, in particular contact sockets, via which the electrochemical voltage supply device 54 can be optionally connected by the user to a charging device and charged using the respective capacity.

Die Solarzellenanordnung 55 kann dabei, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, außerhalb der Flüssigkeit 4 am Rand des Beckens 2 angeordnet sein und mit der in der Flüssigkeit 4 plazierten Auswertevorrichtung 10 leitungsverbunden sein, um eine mög lichst effektive Lichteinstrahlung auf die Solarzellenanordnung 55 zu erreichen.The solar cell arrangement 55 can, as is shown schematically in FIG. 1, be arranged outside the liquid 4 at the edge of the basin 2 and be connected to the line of the evaluation device 10 placed in the liquid 4 in order to provide the most effective possible light irradiation onto the solar cell arrangement 55 to reach.

Die Solarzellenanordnung 55 kann aber auch - wie aus Fig. 2 ersichtlich - zumindest einen Teilbereich der Oberfläche eines Gehäuses 57 für die Auswertevorrichtung 10 bilden. Die Solarzellenanordnung 55 ist dabei bevorzugt der Oberseite des Gehäuses 57 zugeordnet und bildet zumindest einen Teilbereich der Deckfläche des Gehäuses 57. Das die Auswertevorrichtung 10 aufnehmende Gehäuse 57 ist dabei wasserdicht ausgebildet und umschließt sämtliche elektrischen Komponenten. Lediglich die mem branartigen Übertragungsmittel bzw. die Sende- und Empfangsorgane der Detektions einrichtung 23 ragen durch das Gehäuse 57 bzw. ist der Gehäusemantel für diese mechanischen Übertragungsmittel unterbrochen und stehen dadurch direkt mit der Flüssigkeit 4 in Wirkverbindung. Das flüssigkeitsdichte Gehäuse 57 ist über Befesti gungsmittel 58, insbesondere mittels Schrauben an der Begrenzungsfläche 37 inner halb des Beckens 2 und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels lösbar befestigt. Das Ge häuse 57 weist eine hohe Formstabilität auf und positioniert die Detektionseinrichtung 23 weitgehend starr gegenüber der Begrenzungsfläche 37.However, as can be seen from FIG. 2, the solar cell arrangement 55 can also form at least a partial area of the surface of a housing 57 for the evaluation device 10 . The solar cell arrangement 55 is preferably assigned to the top of the housing 57 and forms at least a partial area of the top surface of the housing 57 . The housing 57 accommodating the evaluation device 10 is designed to be watertight and encloses all electrical components. Only the mem branch-like transmission means or the transmitting and receiving elements of the detection device 23 protrude through the housing 57 or the housing shell is interrupted for these mechanical transmission means and are thus directly connected to the liquid 4 . The liquid-tight housing 57 is releasably secured by fastening means 58 , in particular by means of screws to the boundary surface 37 inside the basin 2 and below the liquid level. The housing 57 has a high dimensional stability and positions the detection device 23 largely rigidly relative to the boundary surface 37 .

Anstelle der in Fig. 2 dargestellten, von der Begrenzungsfläche 37 ab stehenden Mon tage der Auswertevorrichtung 10 und der Detektionseinrichtung 23 ist es auch mög lich, das Gehäuse 57 ebenflächig bzw. bündig mit der Begrenzungsfläche 37 ab schließen zu lassen, d. h. das Gehäuse 57 mit den elektrischen Komponenten in die Becken wandung zu integrieren. Diese integrierte Anordnung der Auswertevorrichtung 10 oder zumindest der Detektionseinrichtung 23 ist insbesondere bei Neuplanungen von Becken 2 bzw. Behältern 5 in einfacher Art und Weise möglich. Die integrierte Anord nung der Auswertevorrichtung 10 bzw. der Detektionseinrichtung 23 ist durch die in strichlierten Linien dargestellte Begrenzungsfläche 37 in Fig. 2 veranschaulicht.Instead of the mounting surface of the evaluation device 10 and the detection device 23 shown in FIG. 2, standing from the boundary surface 37 , it is also possible to have the housing 57 close or flush with the boundary surface 37 , ie let the housing 57 be closed to integrate the electrical components into the pool wall. This integrated arrangement of the evaluation device 10 or at least the detection device 23 is possible in a simple manner, in particular when planning new basins 2 or containers 5 . The integrated arrangement of the evaluation device 10 or the detection device 23 is illustrated by the boundary surface 37 shown in broken lines in FIG. 2.

Weiters ist es möglich, lediglich die Detektionseinrichtung 23 innerhalb der Flüssig keit 4 anzuordnen und die Auswertevorrichtung 10, die Energieversorgungsvorrich tung 53 und alle weiteren beschriebenen elektrischen Komponenten außerhalb des Beckens 2 bzw. des Behälters 5 anzuordnen, wodurch lediglich die Detektionseinrichtung 23 bzw. die Sensorvorrichtung 8 den hohen Anforderungen hinsichtlich Dichtheit ent sprechen muß.Furthermore, it is possible to arrange only the detection device 23 within the liquid speed 4 and to arrange the evaluation device 10 , the energy supply device 53 and all the other electrical components described outside the basin 2 or the container 5 , whereby only the detection device 23 or the sensor device 8 must meet the high requirements with regard to tightness.

Zumindest die Detektionseinrichtung 23 ist gesichert unterhalb der Flüssigkeitsober fläche 21 angeordnet und strahlt die Ultraschallwellen 28 in das flüssige Medium ab. Äußere Einflüsse, wie z. B. Regenschauer 59, Windeinflüsse 60 und dadurch bedingte Wellen 61 an der Flüssigkeitsoberfläche 21, haben dabei kaum Auswirkungen auf das Ultraschallmeßsystem 44. Insbesondere haben diese äußeren Einwirkungen keinen Ein fluß auf die Meßergebnisse und stellen somit auch keine Störgrößen dar. Weiters ha ben durch die Regenschauer 59, durch den Windeinfluß 60 und/oder durch die Wellen 61 hervorgerufene Geräusche und auch aus sonstigen Schallquellen stammende Geräu sche keinen Einfluß auf das Ultraschallmeßsystem 44, da der von der Überwachungsein richtung 1 eingesetzte und ausgewertete Frequenzbereich der Schallsignale im MHz-Be reich liegt. Daher können durch natürliche Schallquellen, wie z. B. die Stimmbänder des Menschen 6 keine prozeßrelevanten Echosignale 30 erzeugt werden, wodurch eine Fehlalarmierung der Überwachungseinrichtung 1, bei welcher in Wirklichkeit kein Fremdkörper 3 bzw. menschlicher Körper in die Flüssigkeit 4 eingetaucht ist, nahezu ausgeschlossen werden kann. At least the detection device 23 is secured below the liquid surface 21 and radiates the ultrasonic waves 28 into the liquid medium. External influences, such as B. rain showers 59 , wind 60 and the resulting waves 61 on the liquid surface 21 have little effect on the ultrasonic measuring system 44th In particular, these external influences have no influence on the measurement results and therefore do not represent any disturbance variables. Furthermore, noises caused by the rain showers 59 , the influence of wind 60 and / or the waves 61 and noises originating from other sound sources have no influence on the ultrasonic measuring system 44 , since the frequency range of the sound signals used and evaluated by the monitoring device 1 is in the MHz range. Therefore, by natural sound sources such. B. the vocal cords of the human 6 no process-relevant echo signals 30 are generated, whereby a false alarm of the monitoring device 1 , in which in reality no foreign body 3 or human body is immersed in the liquid 4 , can be almost excluded.

Durch die vorhergehend beschriebene, gesicherte Anordnung der Detektionseinrich tung 23 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels können auch durch leichte Wellen 61 keine und/oder auch keine atypischen Echosignale 30 bzw. keine veränderten Echosignale 30 gebildet werden, wodurch die ordnungsgemäße Funktion der Überwachungseinrich tung 1 auch bei widrigen äußeren Bedingungen erhalten bleibt.Due to the previously described, secure arrangement of the detection device 23 below the liquid level, no and / or also no atypical echo signals 30 or no modified echo signals 30 can be formed by light waves 61 , so that the proper function of the monitoring device 1 even in the case of adverse external conditions Conditions are maintained.

Der Aufbau der eingesetzten Detektionseinrichtung 23 wird nachfolgend noch näher erläutert werden.The structure of the detection device 23 used will be explained in more detail below.

In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausbildungsvariante der erfindungsgemäßen Über wachungseinrichtung 1 gezeigt.In FIGS. 3 and 4 is a further design variant of the monitoring device according to the invention About shown. 1

Hierbei sind über die Begrenzung des Beckens 2 und/oder des Behälters 5 mehrere Detektionseinrichtungen 23, umfassend zumindest einen Ultraschallgenerator 25 und zumindest einen Ultraschallempfänger 27, verteilt angeordnet, wobei bevorzugt der Ultraschallgenerator 25 und der Ultraschallempfänger 27 durch eine einzige Kompo nente gebildet wird, die beide Funktionen zeitlich aufeinanderfolgend erfüllt.Here, a plurality of detection devices 23 , comprising at least one ultrasound generator 25 and at least one ultrasound receiver 27 , are arranged distributed over the boundary of the basin 2 and / or the container 5 , the ultrasound generator 25 and the ultrasound receiver 27 preferably being formed by a single component which fulfills both functions in succession.

Jede innerhalb der Flüssigkeit 4 angeordnete Detektionseinrichtung 23 ist dabei über eine Leitung 62 bis 65 mit der vom Becken 2 entfernt angeordneten Auswertevorrich tung 10 und/oder Alarmvorrichtung 11 leitungsverbunden. Über diese Leitungen 62 bis 65 wird jede der Detektionseinrichtungen 23 von der Auswertevorrichtung 10 der art angesteuert, daß vorerst der Ultraschallgenerator 25 aktiviert ist und nachfolgend der Ultraschallempfänger 27 die gegebenenfalls auftretenden Ultraschallwellen 29 bzw. Echosignale 30 empfängt und als elektrische Signale an die Auswertevorrichtung 10 weiterleitet. Die Alarmvorrichtung 11 ist hierbei direkt der Auswertevorrichtung 10 zugeordnet bzw. mit dieser leitungsverbunden, wodurch eine kompakte Einheit gebil det ist, die an einem vom Überwachungspersonal oder vom Betreiber gut einseh- und/ oder wahrnehmbaren Bereich des Gebäudes 14 angeordnet werden kann.Each detection device 23 arranged within the liquid 4 is connected via a line 62 to 65 to the evaluation device 10 and / or alarm device 11 arranged away from the basin 2 . Via these lines 62 to 65 , each of the detection devices 23 is controlled by the evaluation device 10 in such a way that the ultrasound generator 25 is initially activated and subsequently the ultrasound receiver 27 receives the ultrasound waves 29 or echo signals 30 which may occur and forwards them as electrical signals to the evaluation device 10 . The alarm device 11 is in this case directly assigned to the evaluation device 10 or is connected to this line, whereby a compact unit is formed which can be arranged in an area of the building 14 which is easily visible and / or perceptible by the monitoring personnel or by the operator.

Das Ultraschallmeßsystem 44 umfaßt hierbei mehrere Detektionseinrichtungen 23, die von einer zentralen Auswertevorrichtung 10 angesteuert werden. Meßbereiche 66 bis 69 einander benachbarter Detektionseinrichtungen 23 bzw. einander benachbart ange ordneter Ultraschallgeneratoren und/oder -empfänger 25, 27 überlappen dabei einan der. Die Meßbereiche 66 bis 69 sind derart gewählt, daß zumindest die Randbereiche des Beckens 2 bzw. des Behälters 5 lückenlos abgedeckt sind. Gegebenenfalls können die Meßbereiche 66 bis 69 auch derart gewählt werden, daß die gesamte Flüssigkeits oberfläche 21 bzw. die gesamte Beckenfläche bezogen auf die Ebene 35 lückenlos überdeckt und somit gänzlich überwachbar ist.The ultrasound measuring system 44 in this case comprises a plurality of detection devices 23 which are controlled by a central evaluation device 10 . Measuring ranges 66 to 69 of mutually adjacent detection devices 23 or mutually adjacent ultrasonic generators and / or receivers 25 , 27 overlap one another. The measuring areas 66 to 69 are selected such that at least the edge areas of the basin 2 or the container 5 are covered without gaps. If necessary, the measuring ranges 66 to 69 can also be selected in such a way that the entire liquid surface 21 or the entire pool surface is covered completely with respect to the level 35 and can therefore be monitored entirely.

Bei der Inbetriebnahme der Überwachungseinrichtung 1 werden vorerst die Referenz werte 39, 41 des betreffenden Überwachungsobjektes übermittelt. Die Referenzwerte 39, 41 werden dabei für den Ruhe- bzw. Normalzustand des zu überwachenden Flüssig keitssystem ermittelt. Geringfügige Änderungen der Zustände des Systems werden da bei kontinuierlich mitgeführt und somit eine fortlaufende Adaption der Referenzwerte 39, 41 vorgenommen. Die Referenzwerte 39, 41 definieren gewissermaßen einen Soll zustand des Systems bzw. sind diese auch mit Soll-Werten des zu überwachenden Systems vergleichbar.When the monitoring device 1 is started up , the reference values 39 , 41 of the relevant monitoring object are initially transmitted. The reference values 39 , 41 are determined for the idle or normal state of the liquid system to be monitored. Minor changes in the states of the system are carried along continuously and thus the reference values 39 , 41 are continuously adapted. The reference values 39 , 41 to a certain extent define a target state of the system or are also comparable with target values of the system to be monitored.

Zur Initialisierung werden wiederum über die Detektionseinrichtungen 23 die Werte für die Signallaufzeit ausgesandter Ultraschallwellen 28 und nachfolgend gegebenen falls empfangener Ultraschallwellen 29 und gegebenenfalls die Werte für die Intensität der empfangenen Ultraschallwellen 29 bzw. des empfangenen Echosignals 30 aufge nommen und in der zentralen Auswertevorrichtung 10 hinterlegt. Diese Initialisierung der Auswertevorrichtung 10 kann dabei durch zyklisch aufeinanderfolgendes Ansteu ern und Auswerten jeder einzelnen Detektionseinrichtung 23 erfolgen. Die Initialisie rung der Auswertevorrichtung 10 zur Referenzwertbildung kann aber auch durch gleichzeitiges Ansteuern aller Detektionseinrichtungen 23 und Erfassen der vielfachen Echosignale 30 erfolgen. Diese Initialisierungsphase ist vom Betreiber der Überwa chungseinrichtung 1 einzuleiten und der ordnungsgemäße Abschluß derselben wird diesem bevorzugt über eine optische Ausgabevorrichtung 70, welche mit dem Mikro kontroller 50 leitungsverbunden ist, mitgeteilt. Die Ausgabevorrichtung 70 ist bevor zugt durch ein LCD-Display und/oder durch einzelne Leuchtmittel gebildet. Der bei der Initialisierung der Überwachungseinrichtung 1 ausgeführte Ansteuer- und Aus wertezyklus der einzelnen Detektionseinrichtungen 23, insbesondere die Frequenz und die Intensität der auszusendenden Ultraschallwellen bleibt bei der nachfolgenden Überwachungs- bzw. Aktivphase der Überwachungseinrichtung 1 beibehalten.For initialization, the values for the signal propagation time of emitted ultrasound waves 28 and subsequently possibly received ultrasound waves 29 and, if appropriate, the values for the intensity of the received ultrasound waves 29 or the received echo signal 30 are again recorded via the detection devices 23 and stored in the central evaluation device 10 . This initialization of the evaluation device 10 can be carried out by cyclically successive activation and evaluation of each individual detection device 23 . The initialization of the evaluation device 10 for forming the reference value can, however, also be carried out by simultaneously actuating all detection devices 23 and detecting the multiple echo signals 30 . This initialization phase is to be initiated by the operator of the monitoring device 1 and the proper completion thereof is preferably communicated to the latter via an optical output device 70 , which is connected to the microcontroller 50 by a line. The output device 70 is preferably formed by an LCD display and / or by individual lamps. The triggering and evaluation cycle of the individual detection devices 23 executed during the initialization of the monitoring device 1 , in particular the frequency and the intensity of the ultrasound waves to be emitted, is maintained in the subsequent monitoring or active phase of the monitoring device 1 .

Während der automatisch ablaufenden Aktivphase der Überwachungseinrichtung 1 werden ständig die jeweiligen Ist-Werte 42 und/oder 43 für die Laufdauer und/oder die Intensität der Ultraschallsignale erfaßt und mit den während der Initialisierungs phase ermittelten und fortlaufend an die gegebenenfalls geringfügig geänderten Systembedingungen angepaßten Referenzwerten 39 und/oder 41 verglichen. Wird hier bei ein atypischer bzw. stark abweichender Ist-Wert 42 für die Signallaufzeit und/oder ein atypischer bzw. stark abweichender Ist-Wert 43 bezüglich der Signalintensität er kannt, so wird die Alarmvorrichtung 11 aktiviert. Eine Veränderung der Ist-Werte 42, 43 für die Signallaufzeit und/oder für die Signalintensität kann nur durch Eintauchen eines Festkörpers 3 in die Flüssigkeit 4, z. B. durch Eintauchen eines menschlichen Körpers ins Wasser 7 hervorgerufen werden. Ein eintauchender Festkörper 3 verur sacht nämlich unweigerlich eine Veränderung der Ultraschallwellen 28, 29, welche von der Auswertevorrichtung 10 als Sondersituation registriert und folglich die Alarm vorrichtung 11 aktiviert wird.During the automatically running active phase of the monitoring device 1 , the respective actual values 42 and / or 43 for the running time and / or the intensity of the ultrasound signals are continuously recorded and with the reference values 39 determined during the initialization phase and continuously adapted to the possibly slightly changed system conditions and / or 41 compared. If here at an atypical or strongly deviating actual value 42 for the signal runtime and / or an atypical or strongly deviating actual value 43 with respect to the signal intensity, the alarm device 11 is activated. A change in the actual values 42 , 43 for the signal transit time and / or for the signal intensity can only be achieved by immersing a solid 3 in the liquid 4 , e.g. B. caused by immersing a human body in water 7 . An immersing solid 3 inevitably causes a change in the ultrasonic waves 28 , 29 , which is registered by the evaluation device 10 as a special situation and consequently the alarm device 11 is activated.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Becken 2 innerhalb eines Gebäudes 14 ange ordnet und stellt ein Schwimmbecken 16 dar. Die Alarmvorrichtung 11 ist im gezeig ten Ausführungsbeispiel örtlich direkt der Auswertevorrichtung 10 zugeordnet, da die Alarmvorrichtung 11 durch entsprechend laute Akustiksignale und/oder durch entspre chend intensive Lichtsignale eine weitläufige Alarmierung erzielt.In the embodiment shown, the pool 2 is arranged within a building 14 and represents a swimming pool 16. The alarm device 11 is locally assigned directly to the evaluation device 10 in the embodiment shown, since the alarm device 11 by correspondingly loud acoustic signals and / or by accordingly intensive Light signals achieved extensive alarms.

Gegebenenfalls ist es auch möglich, eine Fernalarmierung über ein der Auswertevor richtung 10 zugeordnetes Modem 71 durchzuführen. Dieses Modem 71 wird dabei im Alarmfall von der Auswertevorrichtung 10, insbesondere vom Mikrokontroller 50 an gesteuert und über ein öffentliche Telefonnetz 72 die Alarmierung vorgenommen. Die im Alarmfall relevanten Rufnummern von Teilnehmern im Telefonnetz 72 sind im Speicher 40 hinterlegt und können vom Betreiber der Überwachungseinrichtung 1 mit tels einer Eingabevorrichtung 73 individuell eingegeben werden. Die Eingabevorrich tung 73 ist bevorzugt durch eine Tastatur und/oder durch eine Folientastatur gebildet. Dabei ist es aber auch möglich, die Eingabe- und Ausgabevorrichtung 73, 70 zu kom binieren und der Auswertevorrichtung 10 insbesondere einen Touch-Screen zuzuord nen.If necessary, it is also possible to carry out a remote alarm via a modem 71 assigned to the evaluation device 10 . In the event of an alarm, this modem 71 is controlled by the evaluation device 10 , in particular by the microcontroller 50 , and the alarm is triggered via a public telephone network 72 . The telephone numbers of subscribers in the telephone network 72 which are relevant in the event of an alarm are stored in the memory 40 and can be individually entered by the operator of the monitoring device 1 by means of an input device 73 . The input device 73 is preferably formed by a keyboard and / or by a membrane keyboard. However, it is also possible to combine the input and output device 73 , 70 and to assign the evaluation device 10, in particular a touch screen.

Die Auswertevorrichtung 10 und die Alarmvorrichtung 11 sind im gezeigten Ausfüh rungsbeispiel gänzlich durch das öffentliche Stromversorgungsnetz 17 mit elektrischer Energie versorgt. Die Auswertevorrichtung 10 umfaßt hierzu wiederum den Umformer 56, der die aus dem öffentlichen Stromversorgungsnetz 17 zur Verfügung gestellte elektrische Energie, insbesondere deren Spannungswert auf ein für die elektrischen Komponenten der Auswertevorrichtung 10 und der Alarmvorrichtung 11 benötigtes Potential um setzt. Über eine dem Umformer 56 zugeordnete Schaltvorrichtung 74, wie z. B. einen Dreh- oder Kippschalter, ist die Energieversorgung der Auswertevorrich tung 10 und/oder der Alarmvorrichtung 11 vom Betreiber der Überwachungseinrich tung 1 ein- und abschaltbar. Über diese Schaltvorrichtung 74 ist also die gesamte Überwachungseinrichtung 1 gänzlich stromlos zu schalten bzw. vom Stromversorgungs netz 17 galvanisch entkoppelbar.The evaluation device 10 and the alarm device 11 are supplied in the exemplary embodiment shown entirely by the public power supply network 17 with electrical energy. For this purpose, the evaluation device 10 in turn comprises the converter 56 , which converts the electrical energy made available from the public power supply network 17 , in particular its voltage value, to a potential required for the electrical components of the evaluation device 10 and the alarm device 11 . Via a switching device 74 assigned to the converter 56 , such as, for. B. a rotary or toggle switch, the power supply to the device 10 and / or the alarm device 11 can be switched on and off by the operator of the monitoring device 1 . Via this switching device 74 , the entire monitoring device 1 can therefore be switched completely currentless or can be galvanically decoupled from the power supply network 17 .

Für eine Signalübertragung ausgehend von der Auswertevorrichtung 10 zu den ent fernt angeordneten Detektionseinrichtungen 23 ist zumindest ein Umsetzer 51, 52 an geordnet, der die eingangsseitig zu geführte elektrische Energie verstärkt, insbesondere deren Spannungsamplitude erhöht und nachfolgend über die Leitungen 62 bis 65 den Detektionseinrichtungen 23 zuführt und somit Ultraschallwellen 28 abstrahlt. Die Um setzer 51, 52 sind bevorzugt der Auswertevorrichtung 10 zugeordnet bzw. eingangs seitig mit dem Mikrokontroller 50 verbunden.For a signal transmission from the evaluation device 10 to the remotely arranged detection devices 23 , at least one converter 51 , 52 is arranged, which amplifies the electrical energy supplied on the input side, in particular increases its voltage amplitude and subsequently supplies the detection devices 23 via lines 62 to 65 and thus emits ultrasonic waves 28 . The converter 51 , 52 are preferably assigned to the evaluation device 10 or connected on the input side to the microcontroller 50 .

Zur Übertragung der von den Detektionseinrichtungen 23, insbesondere durch deren Ultraschallempfänger 27 erfaßten Ultraschallsignale 29 ist jedem Ultraschallempfän ger 27 zumindest ein Umsetzer 75 bis 78 zugeordnet, der die von den Ultraschall empfängern 27 abgegebenen elektrischen Signale umsetzt und über die Leitungen 62 bis 65 der Auswertevorrichtung 10, insbesondere dem Mikrokontroller 50 zuführt. Be vorzugt sind die Umsetzer 75 bis 78 den Ultraschallempfängern 27 unmittelbar nachge ordnet und setzen deren Signal für die Übertragung über die relativ weitläufigen Lei tungen 62 bis 65 entsprechend um.For transmitting the detected by the detection means 23, in particular by the ultrasonic receiver 27 ultrasonic signals 29 each Ultraschallempfän is ger 27 associated with at least a transducer 75 to 78, which converts the receivers of the ultrasonic 27 output electric signals, and via the lines 62 to 65 of the evaluation device 10 , in particular to the microcontroller 50 . Be preferred, the converters 75 to 78 the ultrasound receivers 27 are immediately arranged and implement their signal for transmission over the relatively extensive lines 62 to 65 accordingly.

Der Ultraschallgenerator 25 und der Ultraschallempfänger 27 sind dabei bevorzugt durch ein und dieselbe Komponente gebildet, die aufeinanderfolgend sowohl als Aktor 22 für die Aussendung von Ultraschallwellen 28 als auch als Sensor 9 zur Erfassung von Ultraschallwellen 29 fungiert. Die Detektionseinrichtung 23 ist bevorzugt durch einen Piezowandler 79 gebildet, der einerseits Ultraschallwellen 28 abgeben und ande rerseits Ultraschallwellen 29 empfangen kann. Insbesondere konvertiert der Piezo wandler 79 in der Funktion als Ultraschallgenerator 25 die eingangsseitig zu geführten, hochfrequenten elektrischen Signale in mechanische Schwingungen, insbesondere in Ultraschallschwingungen, die an die Flüssigkeit 4 abgegeben werden. In der Funktion des Piezowandlers 79 als Ultraschallempfänger 27 werden die eingangsseitig auf den Piezowandler 79 einwirkenden Ultraschallwellen 29, die sich als mechanische, hoch frequente Schwingungen im flüssigen Medium darstellen, ausgangsseitig als hochfre quente, elektrische Signale ausgegeben. Der Piezowandler 79 ist also ein elektrisch/me chanischer als auch ein mechanisch/elektrischer Wandler. Der beschriebene Piezo wandler 79 ist bevorzugt auch bei der Ausführungsvariante gemäß den Fig. 1 und 2 eingesetzt. The ultrasound generator 25 and the ultrasound receiver 27 are preferably formed by one and the same component, which functions successively both as an actuator 22 for emitting ultrasound waves 28 and as a sensor 9 for detecting ultrasound waves 29 . The detection device 23 is preferably formed by a piezo transducer 79 which on the one hand emits ultrasonic waves 28 and on the other hand can receive ultrasonic waves 29 . In particular, the piezo transducer 79 converts, in the function as an ultrasound generator 25 , the high-frequency electrical signals fed to the input side into mechanical vibrations, in particular into ultrasound vibrations, which are emitted to the liquid 4 . In the function of the piezo converter 79 as an ultrasonic receiver 27 , the ultrasonic waves 29 acting on the input side on the piezo converter 79 , which are mechanical, high-frequency vibrations in the liquid medium, are output on the output side as high-frequency electrical signals. The piezo converter 79 is thus an electrical / mechanical as well as a mechanical / electrical converter. The piezo transducer 79 described is preferably also used in the embodiment variant according to FIGS. 1 and 2.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante der Detektionseinrichtung 23, insbesondere des Piezowandlers 79 im Detail gezeigt. Der Piezowandler 79 weist zumindest eine Schichte aus Piezokeramik 80 auf, die zumindest an ihren beiden Flachseiten bzw. an den beiden, verhältnismäßig großflächigen Bereichen mit je einer großflächigen Elek trode 81, 82 verbunden ist, die jeweils einen Großteil der Flachseite der Schicht aus Piezokeramik 80 überdecken. Bevorzugt ist die Detektionseinrichtung 23 jedoch aus mehreren miteinander verbundenen und abwechselnd angeordneten Schichten aus Pie zokeramik 80 und Elektroden 81, 82 gebildet, so daß ein piezoelektrischer Multilayer- Wandler gebildet ist. Der Piezowandler 79 weist dabei mehrere Schichten aus Piezo keramik 80 auf, die abwechselnd von den Elektroden 81, 82 örtlich voneinander abge trennt, jedoch untereinander mechanisch zu einem einstückigen Bauteil verbunden sind.In Fig. 5 a variant embodiment of the detection device 23, in particular of the piezoelectric transducer 79 is shown in detail. The piezoconverter 79 has at least one layer made of piezoceramic 80 , which is connected at least on its two flat sides or on the two, relatively large areas, each with a large-area electrode 81 , 82 , each of which a large part of the flat side of the layer made of piezoceramic 80 cover up. However, the detection device 23 is preferably formed from a plurality of interconnected and alternately arranged layers of piezoceramic 80 and electrodes 81 , 82 , so that a piezoelectric multilayer transducer is formed. The piezo transducer 79 has a plurality of layers made of piezo ceramic 80 , which alternately separates locally from the electrodes 81 , 82 , but are mechanically connected to one another to form a one-piece component.

Einander unmittelbar benachbarte Elektroden 81, 82 sind dabei durch die Schichten aus Piezokeramik 80 elektrisch voneinander isoliert. Die Leitung 62 stellt die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Detektionseinrichtung 23 und der in Fig. 5 nicht dargestellten Auswertevorrichtung 10 dar. Die Leitung 62 ist insbesondere durch ein mehradriges Kabel gebildet, wobei zumindest eine Ader 83 mit sämtlichen Elektroden 81 und zumindest eine weitere Ader 84 mit sämtlichen Elektroden 82 elektrisch lei tend verbunden ist. Über die Ader 83 wird beispielsweise das positive Potential und über die Ader 84 das negative Potential des elektrischen Signals übertragen.Electrodes 81 , 82 which are directly adjacent to one another are electrically insulated from one another by the layers of piezoceramic 80 . The line 62 represents the electrically conductive connection between the detection device 23 and the evaluation device 10 ( not shown in FIG. 5). The line 62 is in particular formed by a multi-core cable, at least one core 83 with all electrodes 81 and at least one further core 84 is electrically connected to all electrodes 82 tend. For example, the positive potential is transmitted via the wire 83 and the negative potential of the electrical signal is transmitted via the wire 84 .

Die Piezokeramikschichten und Elektroden 81, 82 sind mit einer Haltevorrichtung 85 verbunden, die gleichzeitig einen Teilbereich der Umhausung des Multilayer-Bauteils darstellt und darüber hinaus die Elektroden 81, 82 für das negative und positive Poten tial der elektrischen Spannung an den Stirnseitenbereichen elektrisch voneinander iso liert, so daß Kurzschlüsse zwischen Elektroden 81, 82 unterschiedlicher Polarität ver hindert sind. Die Haltevorrichtung 85 des Piezowandlers 79 ist bevorzugt aus Kunst stoff gebildet und schließt den piezoelektrischen Multilayer-Wandler flüssigkeitsdicht ein. Zumindest eine Flachseite des piezoelektrischen Multilayer-Wandlers steht dabei mit einer Wandung der Haltevorrichtung 85 bzw. eines Gehäuses 86 in direktem Kon takt, so daß die vom piezoelektrischen Multilayer-Wandler generierten mechanischen Schwingungen direkt auf die Gehäusefrontwand und in weiterer Folge auf das flüssige oder gasförmige Medium übertragen werden können. Umgekehrt können dabei die im flüssigen oder gasförmigen Medium vorherrschenden, hochfrequenten mechanischen Schwingungen direkt auf den piezoelektrischen Multilayer-Wandler übertragen wer den. The piezoceramic layers and electrodes 81 , 82 are connected to a holding device 85 , which at the same time represents a partial area of the housing of the multilayer component and, moreover, the electrodes 81 , 82 for the negative and positive potential of the electrical voltage at the end face areas is electrically isolated from one another , so that short circuits between electrodes 81 , 82 of different polarity are prevented. The holding device 85 of the piezo transducer 79 is preferably formed from plastic and includes the piezoelectric multilayer transducer in a liquid-tight manner. At least one flat side of the piezoelectric multilayer transducer is in direct contact with a wall of the holding device 85 or a housing 86 , so that the mechanical vibrations generated by the piezoelectric multilayer transducer directly on the front wall of the housing and subsequently on the liquid or gaseous Medium can be transferred. Conversely, the prevailing high-frequency mechanical vibrations in the liquid or gaseous medium can be transferred directly to the piezoelectric multilayer transducer.

Eine Frontwand 87 des Gehäuses 86 ist dabei gegenüber der Haltevorrichtung 85 be weglich ausgebildet. Der piezoelektrische Multilayer-Wandler weist eine der Front wand 87 zugeordnete, nach außen gewölbte Oberfläche auf, so daß in Draufsicht gemäß Fig. 5 die Detektionseinrichtung 23 einen kreissektorförmigen Umriß aufweist.A front wall 87 of the housing 86 is movable relative to the holding device 85 be. The piezoelectric multilayer transducer has a wall 87 assigned to the front, curved surface, so that the detection device 23 has a circular sector-shaped outline in plan view according to FIG. 5.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsvariante der Detektionseinrichtung 23 bzw. des Piezowandlers 79. Hierbei sind mehrere piezoelektrische Multilayer-Wandler zu einem einstückigen Bauteil zusammengefaßt. Die einzelnen Segmente der piezoelektrischen Multilayer-Wandler sind dabei benachbart zueinander in Zeilenform und/oder in einer Matrix aus mehreren piezoelektrischen Wandlern zusammengesetzt. Die aneinanderge reihten piezoelektrischen Wandler bilden dabei wieder eine nach außen gewölbte Frontwand 87 der Detektionseinrichtung 23. Zur Bildung eines weiten Abstrahl- und/ oder Erfassungswinkels 88, bezogen auf eine horizontale Ebene, werden mehrere Seg mente von piezoelektrischen Multilayer-Wandlern aneinandergereiht, so daß ein groß flächiger Meßbereich 66 erzielt wird. Die in etwa keulenförmige Richtcharakteristik eines jeden piezoelektrischen Multilayer-Wandlers wird dabei durch die beschriebene Zusammensetzung mehrerer Segmente zu einem großflächigen Meßbereich 66 erwei tert. Zur Erzielung eines auf eine vertikale Ebene bezogenen großen Abstrahl- und/ oder Erfassungswinkels 89 können ebenso mehrere Segmente von piezoelektrischen Multilayer-Wandlern übereinander angeordnet sein, so daß eine im wesentlichen kugel abschnittsförmige Abstrahl- und/oder Erfassungsfläche 90 bzw. eine mehrdimensional gewölbte Frontwand 87 der Detektionseinrichtung 23 gebildet ist. FIG. 6 shows another embodiment variant of the detection device 23 or the piezo converter 79 . Here, several piezoelectric multilayer transducers are combined to form a one-piece component. The individual segments of the piezoelectric multilayer transducers are composed adjacent to one another in row form and / or in a matrix composed of a plurality of piezoelectric transducers. The juxtaposed piezoelectric transducers again form an outwardly curved front wall 87 of the detection device 23 . To form a wide radiation and / or detection angle 88 , based on a horizontal plane, several segments of piezoelectric multilayer transducers are strung together so that a large-area measuring range 66 is achieved. The approximately lobe-shaped directional characteristic of each piezoelectric multilayer transducer is expanded by the described composition of several segments to form a large-area measuring region 66 . In order to achieve a large radiation and / or detection angle 89 related to a vertical plane, a plurality of segments of piezoelectric multilayer transducers can also be arranged one above the other, so that an essentially spherical radiation and / or detection surface 90 or a multi-dimensionally curved front wall 87 of the detection device 23 is formed.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform der Detektionseinrichtung 23 ergibt dem nach einen räumlichen, insbesondere einen im wesentlichen kegelförmigen Meßbe reich 66.The embodiment of the detection device 23 shown in FIG. 6 results in a spatial, in particular a substantially conical measuring area 66 .

Fig. 7 veranschaulicht das Funktionsprinzip des Ultraschallmeßsystems 44, wie dieses in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist. Die nachfolgende Beschreibung nimmt dabei mit einigen Bezugszeichen bezug auf die Abbildungen gemäß den Fig. 1 bis 6. FIG. 7 illustrates the principle of operation of the ultrasonic measuring system 44 , as is shown in FIGS. 1 to 4. The following description uses some reference numerals to refer to the illustrations in FIGS. 1 to 6.

Im Diagramm gemäß Fig. 7 ist auf der Ordinate die Intensität I und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen. Das Ultraschallmeßsystem 44 sendet dabei zu einem Zeitpunkt 91 über die Detektionseinrichtung 23 ein relativ kurzes Schwingungspaket von Ultra schallwellen 28 ab. Dieses Schwingungspaket wird z. B. durch, Anlegen eines hochfre quenten Spannungssignals 92 mit einer Amplitude 93 von über 50 V an die Detektions einrichtung 23 generiert. Das Spannungssignal 92 wird dabei über eine Zeitdauer 94 von wenigen Mikrosekunden an die Detektionseinrichtung 23 angelegt. Nach dem Ver streichen der Zeitdauer 94 wird über die Detektionseinrichtung 23 ein gegebenenfalls auftretendes Echosignal 30 erfaßt.In the diagram according to FIG. 7, the intensity I is plotted on the ordinate and the time t on the abscissa. The ultrasound measuring system 44 sends a relatively short oscillation packet of ultrasonic waves 28 at a point in time 91 via the detection device 23 . This vibration package is such. B. by generating a high-frequency voltage signal 92 with an amplitude 93 of over 50 V to the detection device 23 generated. The voltage signal 92 is applied to the detection device 23 over a period 94 of a few microseconds. After the elapse of the time period 94 , an echo signal 30 that may occur is detected via the detection device 23 .

Während der Initalisierungsphase der Überwachungseinrichtung 1 ist das Echosignal 30 zu einem Zeitpunkt 95 mit einer Amplitude 96 als von Detektionseinrichtung 23 abgegebenes Spannungssignal 97 erfaßt worden. Der Zeitpunkt 95 und/oder die Ampli tude 96 bilden also die Referenzwerte 39, 41 für die Auswertevorrichtung 10. Üblicher weise ist das durch die Ultraschallwellen 29 in der Detektionseinrichtung 23 generier te Spannungssignal aufgrund der Dämpfung der Ultraschallwellen 28, 29 in der Flüssigkeit 4 bezüglich des Spannungsmaximums geringer als das für die Aussendung der Ultraschallwellen 28 angelegte Spannungssignal 92.During the initialization phase of the monitoring device 1 , the echo signal 30 was detected at an instant 95 with an amplitude 96 as a voltage signal 97 emitted by the detection device 23 . The time 95 and / or the amplitude 96 thus form the reference values 39 , 41 for the evaluation device 10 . Usually, the voltage signal generated by the ultrasonic waves 29 in the detection device 23 due to the damping of the ultrasonic waves 28 , 29 in the liquid 4 is lower than the voltage signal 92 applied for the transmission of the ultrasonic waves 28 .

Taucht nach Abschluß der Initialisierungsphase ein Festkörper 3 in die Flüssigkeit 4 ein, so wird bereits zu einem früheren Zeitpunkt 98, bezugnehmend auf die Ausgabe des Spannungssignals 92, ein Echosignal 30 bzw. ein dementsprechendes Spannungs signal 99 erkannt. Das zum Zeitpunkt 98 auftretende Spannungssignal 99 weist dabei üblicherweise auch eine höhere Amplitude 100 als das im Normalfall des zu überwa chenden Systems auftretende Spannungssignal 97 auf.Immerses a solid 3 in the liquid 4 after the completion of the initialization phase, then an echo signal 30 or a corresponding voltage signal 99 is detected at an earlier point in time 98 , with reference to the output of the voltage signal 92 . The voltage signal 99 occurring at the point in time 98 usually also has a higher amplitude 100 than the voltage signal 97 occurring in the normal case of the system to be monitored.

Die unterschiedlichen Zeitpunkte 95, 98 und/oder die unterschiedlichen Intensitäten bzw. Amplituden 96, 100 der durch die unterschiedlichen Echosignale 30 von der De tektionseinrichtung 23 erzeugten Spannungssignale 97, 99 werden von der Auswerte vorrichtung 10 erfaßt und als Sondersituation erkannt, woraufhin die Alarmvorrich tung 11 aktiviert ist.The different times 95 , 98 and / or the different intensities or amplitudes 96 , 100 of the voltage signals 97 , 99 generated by the different echo signals 30 from the detection device 23 are detected by the evaluation device 10 and recognized as a special situation, whereupon the alarm device 11 is activated.

In den Fig. 8 und 9 ist ein weiteres Verfahren zur Detektierung von Festkörpern 3 in der Flüssigkeit 4 veranschaulicht, wobei bei manchen Bezugszeichen der nachfolgen den Beschreibung auf die Darstellungen gemäß den Fig. 1 bis 6 bezug genommen ist und diese den jeweiligen zuvor beschriebenen Abbildungen zu entnehmen sind.In FIGS. 8 and 9, another method is illustrated for the detection of solid bodies 3 in the liquid 4, is being made to the illustrations according to FIGS. 1 through 6 in some reference numerals of the follow description and from this the respective above-described figures can be seen.

Ein Diagramm 101 zeigt dabei Kennwerte der vom Ultraschallmeßsystem 44 ausge sandten Ultraschallschwingung und ein Diagramm 102 zeigt die Kennwerte mehrerer Ultraschallsignale bzw. mehrerer Schwingungspakete von Ultraschallwellen 29, wie sie vom Ultraschallmeßsystem 44 in Abhängigkeit des in der Flüssigkeit 4 befindli chen Festkörpers 3 empfangen werden können. Auf der Ordinate der Diagramme 101, 102 sind dabei die Amplitude bzw. die Intensität der ausgesandten Ultraschallwellen 28, 29, die jeweilige Frequenz der ausgesandten Ultraschallwellen 28 und möglicher weise auftretende Frequenzen empfangener Ultraschallwellen 29 ablesbar.A diagram 101 shows characteristic values of the ultrasonic vibration emitted by the ultrasonic measuring system 44 and a diagram 102 shows the characteristic values of several ultrasonic signals or several vibration packets of ultrasonic waves 29 , as can be received by the ultrasonic measuring system 44 as a function of the solid 3 located in the liquid 4 . On the ordinate of the diagrams 101 , 102 , the amplitude or the intensity of the emitted ultrasound waves 28 , 29 , the respective frequency of the emitted ultrasound waves 28 and possibly occurring frequencies of received ultrasound waves 29 can be read.

Bei diesem Verfahren wird von der Detektionseinrichtung 23, insbesondere vom Ultra schallgenerator 25 ein Ultraschallwellenpaket, d. h. mehrere Perioden einer hochfre quenten Schwingung mit einem konstanten Frequenzwert 103 und einem bestimmten, konstanten Amplitudenwert 104 ausgesandt. Der Frequenzwert 103 der ins flüssige Medium abgegebenen Ultraschallwellen 28 beträgt dabei z. B. 100 kHz und der an den elektroakustischen Wandler, insbesondere an den Ultraschallgenerator 25 angelegte Amplitudenwert, insbesondere die an den elektroakustischen Ultraschallwandler ange legte Signalspannung beträgt beispielsweise 7 V_SS (Volt Spitze - Spitze). Die durch den Ultraschallgenerator 25 im flüssigen Medium hervorgerufenen Ultraschallwellen werden dabei z. B. für eine Zeitdauer von einigen Millisekunden mit konstanter Fre quenz abgestrahlt, wie dies dem Diagramm 101 zu entnehmen ist.In this method, the detection device 23 , in particular the ultrasound generator 25 , emits an ultrasound wave packet, ie several periods of high frequency oscillation with a constant frequency value 103 and a specific, constant amplitude value 104 . The frequency value 103 of the ultrasonic waves 28 emitted into the liquid medium is z. B. 100 kHz and the amplitude value applied to the electroacoustic transducer, in particular to the ultrasonic generator 25 , in particular the signal voltage applied to the electroacoustic ultrasonic transducer is, for example, 7 V _SS (volt peak - peak). The ultrasonic waves caused by the ultrasonic generator 25 in the liquid medium are z. B. emitted for a period of a few milliseconds with constant Fre frequency, as can be seen in the diagram 101 .

Nach Abschluß der Sendephase der Ultraschallwellen 28 wird durch die natürliche Re flexion des Beckens 2 bzw. des Flüssigkeitssystems vom Ultraschallempfänger 27 der Detektionseinrichtung 23 das Echosignal 30 durch die reflektierten Ultraschallwellen 29 empfangen. Das üblicherweise auftretende und daher die Ruhecharakteristik des Beckens 2 beschreibende Echosignal ist durch eine Linie 105 im Diagramm 102 darge stellt. Das reflektierte Ultraschallsignal im Ruhezustand des Beckens 2 bzw. der Flüs sigkeit 4 weist dabei einen Frequenzwert 106 auf, welcher weitgehend gleich dem Fre quenzwert 103 der abgestrahlten Ultraschallwellen 28 entspricht. Ein Amplitudenwert 107 des im Normalfall auftretenden Echosignals 30 ist durch die natürliche Dämpfung der Ultraschallsignale in der Flüssigkeit 4 geringer als der Amplitudenwert 104 der ausgesandten Ultraschallwellen 28. Der üblicherweise auftretende, typische Amplitu denwert 107 des zu überwachenden Systems wird dabei in der Auswertevorrichtung 10 des Ultraschallmeßsystems 44 gespeichert.After completion of the transmission phase of the ultrasonic waves 28 , the echo signal 30 is received by the reflected ultrasonic waves 29 by the natural re flexion of the pool 2 or the liquid system from the ultrasonic receiver 27 of the detection device 23 . The echo signal that usually occurs and therefore describes the rest characteristic of the basin 2 is represented by a line 105 in the diagram 102 . The reflected ultrasound signal in the idle state of the basin 2 or the liquid 4 has a frequency value 106 which largely corresponds to the frequency value 103 of the emitted ultrasound waves 28 . An amplitude value 107 of the normally occurring echo signal 30 is lower than the amplitude value 104 of the emitted ultrasound waves 28 due to the natural damping of the ultrasound signals in the liquid 4 . The typically occurring, typical amplitude value 107 of the system to be monitored is stored in the evaluation device 10 of the ultrasound measuring system 44 .

Die tatsächliche Alarmierung bzw. Warnung erfolgt bei deutlicher Abweichung von der ursprünglichen Charakteristik des Beckens 2 bzw. der Flüssigkeit 4 oder wenn sich Objekte bzw. Festkörper 3 im flüssigen Medium bewegen.The actual alarm or warning is given if there is a clear deviation from the original characteristics of the basin 2 or the liquid 4 or if objects or solids 3 move in the liquid medium.

Ein Eintritt eines Festkörpers 3 in die Flüssigkeit 4 bewirkt zumindest eine Abwei chung des Ist-Wertes des aktuellen Amplitudenwertes gegenüber dem den Ruhezu stand des Systems definierenden Amplitudenwert 107 des Echosignals 30. An entry of a solid 3 into the liquid 4 causes at least a deviation of the actual value of the current amplitude value from the amplitude value 107 of the echo signal 30 which defines the state of the system at rest.

Treten in der zu überwachenden Flüssigkeit 4 auch Bewegungen des Festkörpers 3 auf, so ändert sich durch Reflexion, Überlagerung und/oder Dämpfung der Ultraschall weilen 28, 29 die Amplitude und/oder die Frequenz des Echosignals 30. Wird dabei vom Ultraschallempfänger ein gegenüber dem ausgesandten Signal höherfrequenteres Signal empfangen, wie dies durch die Linie 108 verdeutlicht ist, so bewegt sich der Festkörper 3 auf die Detektionseinrichtung 23 zu. Wird hingegen von der Detektions einrichtung 23 ein Signal mit im Vergleich zum Normalzustand niedrigerer Frequenz empfangen, wie dies durch die Linie 109 dargestellt ist, so bewegt sich der Festkörper 3 von der Detektionseinrichtung 23 weg.If movements of the solid 3 also occur in the liquid 4 to be monitored, the amplitude and / or the frequency of the echo signal 30 changes due to reflection, superimposition and / or damping of the ultrasound 28 , 29 . If the ultrasound receiver receives a signal with a higher frequency than the emitted signal, as is illustrated by line 108 , then the solid 3 moves towards the detection device 23 . On the other hand, if the detection device 23 receives a signal with a lower frequency than the normal state, as shown by the line 109 , the solid 3 moves away from the detection device 23 .

Ein relativ kleiner Amplitudenwert 110 des durch die Linie 109 dargestellten Signals deutet auf einen relativ kleinen Festkörper 3 in der Flüssigkeit 4 hin. Hingegen weist ein vergleichsweise größerer Amplitudenwert 111 des durch die Linie 108 dargestell ten Empfangssignals auf ein vergleichsweise größeres Objekt hin.A relatively small amplitude value 110 of the signal represented by line 109 indicates a relatively small solid 3 in the liquid 4 . On the other hand, a comparatively larger amplitude value 111 of the received signal represented by line 108 indicates a comparatively larger object.

Über die Veränderung der Amplitudenwerte 107, 110, 111 kann von der Auswertevor richtung 10 also auf die Objektgröße bzw. auf die Reflexionsgröße des Festkörpers 3 in der Flüssigkeit 4 geschlossen werden. Anhand der Veränderung der Frequenzwerte der durch die Linien 105, 108, 109 dargestellten Empfangssignale kann von der Aus wertevorrichtung 10 auf die Geschwindigkeit des Festkörpers 3 bzw. des jeweiligen Objektes relativ zum Sensor 9 bzw. zur Detektionseinrichtung 23 geschlossen werden. Darüberhinaus kann über die Sprungweite der einzelnen Frequenzwerte der empfange nen Signale - Linien 108, 109 - relativ zum Frequenzwert 106 für den Ruhezustand des Systems auf die Geschwindigkeit der Bewegung des Festkörpers 3 in der Flüssig keit 4 bezug genommen werden.Via the change in the amplitude values 107 , 110 , 111 , the evaluation device 10 can therefore infer the object size or the reflection size of the solid 3 in the liquid 4 . On the basis of the change in the frequency values of the received signals represented by lines 105 , 108 , 109 , the evaluation device 10 can infer the speed of the solid 3 or the respective object relative to the sensor 9 or the detection device 23 . In addition, the jump of the individual frequency values of the received signals - lines 108 , 109 - relative to the frequency value 106 for the idle state of the system can refer to the speed of the movement of the solid 3 in the liquid 4 .

Mit diesem Verfahren können also auch Bewegungen von schallreflektierenden Fest körpern 3 im flüssigen Medium durch eine Auswertung der Frequenzverschiebung der Ultraschallwellen 28, 29 erkannt werden. Diese Frequenzverschiebung wird allgemein Dopplereffekt genannt und im Ultraschallmeßsystem 44 zur Detektierung und Feststel lung der Geschwindigkeit von Festkörpern 3 in der Flüssigkeit 4 herangezogen. Allge mein wird hier mit hoher, konstanter Frequenz abgestrahlt und eine Frequenzverschie bung der auftretenden Reflexionen vom Ultraschallmeßsystem 44 ausgewertet. Für diese spezielle Form der Auswertung ist der Sensor 9 und der Aktor 22 für die Ultra schallwellen 28, 29 getrennt angeordnet. Der Sensor 9 und der Aktor 22 bilden also kein einstückiges Bauteil und sind dabei bevorzugt unmittelbar nebeneinander angeord net. Die Amplitude der empfangenen Echosignale gibt Auskunft über die Größe des detektierten Festkörpers in der Flüssigkeit 4 und der Frequenzversatz der Ultraschall wellen 28, 29 bzw. das Echosignal 30 gibt Auskunft über die Geschwindigkeit des Festkörpers 3 in der Flüssigkeit 4.With this method, movements of sound-reflecting solid bodies 3 in the liquid medium can also be detected by evaluating the frequency shift of the ultrasonic waves 28 , 29 . This frequency shift is generally called Doppler effect and used in the ultrasound measuring system 44 for detecting and determining the speed of solids 3 in the liquid 4 . In general, here is emitted at a high, constant frequency and a frequency shift of the reflections that occur is evaluated by the ultrasound measuring system 44 . For this special form of evaluation, the sensor 9 and the actuator 22 for the ultra sound waves 28 , 29 are arranged separately. The sensor 9 and the actuator 22 thus do not form a one-piece component and are preferably net arranged directly next to one another. The amplitude of the received echo signals provides information about the size of the detected solid in the liquid 4 and the frequency offset of the ultrasound waves 28 , 29 and the echo signal 30 provides information about the speed of the solid 3 in the liquid 4th

Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung 1 setzt also grundlegend das Funk tionsprinzip von Sonar- bzw. von Echolotsystemen entsprechend adaptiert für die De tektierung des Eintritts von Festkörpern 3, insbesondere von Menschen 6 in mit Flüs sigkeit 4 gefüllte Becken 2 bzw. Behälter 5 oder auch Seen bzw. Teiche für eine Alar mierung von bestimmten Personen, z. B. zur Hilfestellung oder Rettung ein.The monitoring device 1 according to the invention thus fundamentally adapts the functional principle of sonar or sonar systems appropriately adapted for the detection of the entry of solids 3 , in particular people 6 into pools 2 or containers 5 filled with liquid 4 or containers 5 or also lakes or Ponds for alarming certain people, e.g. B. to help or rescue.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständ nis des Aufbaus der Überwachungseinrichtung 1 bzw. der Detektionseinrichtung 23 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the structure of the monitoring device 1 or the detection device 23, these or their components have been partially shown to scale and / or enlarged and / or reduced.

Die den eigenständigen, erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The task underlying the independent, inventive solutions can Description can be taken.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2; 3, 4; 5; 6; 7; 8, 9 gezeigten Ausfüh rungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschrei bungen dieser Figuren zu entnehmen. Above all, the individual in FIGS. 1, 2; 3, 4; 5; 6; 7; 8, 9 shown embodiments form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.

Reference list

11

Überwachungseinrichtung
Monitoring device

22nd

Becken
pool

33rd

Festkörper
Solid

44th

Flüssigkeit
liquid

55

Behälter
container

66

Mensch
man

77

Wasser
water

88th

Sensorvorrichtung
Sensor device

99

Sensor
sensor

1010th

Auswertevorrichtung
Evaluation device

1111

Alarmvorrichtung
Alarm device

1212th

Pfeil
arrow

1313

Welle
wave

1414

Gebäude
building

1515

Wohnhaus
Residential building

1616

Schwimmbecken
Swimming pool

1717th

Stromversorgungsnetz
Power supply network

1818th

Signalisiervorrichtung
Signaling device

1919th

Warnlampe
Warning lamp

2020th

Signalhorn
Bugle

2121

Flüssigkeitsoberfläche
Liquid surface

2222

Aktor
Actuator

2323

Detektionseinrichtung
Detection device

2424th

Wellensender
Wave transmitter

2525th

Ultraschallgenerator
Ultrasonic generator

2626

Wellenempfänger
Wave receiver

2727

Ultraschallempfänger
Ultrasound receiver

2828

Ultraschallwelle
Ultrasonic wave

2929

Ultraschallwelle
Ultrasonic wave

3030th

Echosignal
Echo signal

3131

Begrenzungsfläche
Boundary surface

3232

Behälterwand
Container wall

3333

Doppelpfeil
Double arrow

3434

Wasserspiegel
Water level

3535

Ebene
level

3636

Tiefe
depth

3737

Begrenzungsfläche
Boundary surface

3838

Pfeil
arrow

3939

Referenzwert
Reference value

4040

Speicher
Storage

4141

Referenzwert
Reference value

4242

Ist-Wert
Actual value

4343

Ist-Wert
Actual value

4444

Ultraschallmeßsystem
Ultrasonic measuring system

4545

Sende- und/oder Empfangs vorrichtung
Sending and / or receiving device

4646

Antenne
antenna

4747

Antenne
antenna

4848

Sende- und/oder Empfangs vorrichtung
Sending and / or receiving device

4949

Zustandsanzeige
Status display

5050

Mikrokontroller
Microcontroller

5151

Umsetzer
Converter

5252

Umsetzer
Converter

5353

Energieversorgungsvorrichtung
Power supply device

5454

Spannungsversorgungsvorrichtung
Power supply device

5555

Solarzellenanordnung
Solar cell arrangement

5656

Umformer
Converter

5757

Gehäuse
casing

5858

Befestigungsmittel
Fasteners

5959

Regenschauer
rain shower

6060

Windeinfluß
Influence of wind

6161

Welle
wave

6262

Leitung
management

6363

Leitung
management

6464

Leitung
management

6565

Leitung
management

6666

Meßbereich
Measuring range

6767

Meßbereich
Measuring range

6868

Meßbereich
Measuring range

6969

Meßbereich
Measuring range

7070

Ausgabevorrichtung
Dispenser

7171

Modem
modem

7272

Telefonnetz
Telephone network

7373

Eingabevorrichtung
Input device

7474

Schaltvorrichtung
Switching device

7575

Umsetzer
Converter

7676

Umsetzer
Converter

7777

Umsetzer
Converter

7878

Umsetzer
Converter

7979

Piezowandler
Piezo converter

8080

Piezokeramik
Piezoceramic

8181

Elektrode
electrode

8282

Elektrode
electrode

8383

Ader
Vein

8484

Ader
Vein

8585

Haltevorrichtung
Holding device

8686

Gehäuse
casing

8787

Frontwand
Front wall

8888

Abstrahl- und/oder Erfassungs winkel
Beam and / or detection angle

8989

Abstrahl- und/oder Erfassungs winkel
Beam and / or detection angle

9090

Abstrahl- und/oder Erfassungs fläche
Radiation and / or detection area

9191

Zeitpunkt
time

9292

Spannungssignal
Voltage signal

9393

Amplitude
amplitude

9494

Zeitdauer
Duration

9595

Zeitpunkt
time

9696

Amplitude
amplitude

9797

Spannungssignal
Voltage signal

9898

Zeitpunkt
time

9999

Spannungssignal
Voltage signal

100100

Amplitude
amplitude

101101

Diagramm
diagram

102102

Diagramm
diagram

103103

Frequenzwert
Frequency value

104104

Amplitudenwert
Amplitude value

105105

Linie
line

106106

Frequenzwert
Frequency value

107107

Amplitudenwert
Amplitude value

108108

Linie
line

109109

Linie
line

110110

Amplitudenwert
Amplitude value

111111

Amplitudenwert
Amplitude value

Claims

1. Monitoring device for liquid-filled basins or containers, which has a sensor device with a sensor arranged in the liquid for determining the presence of a person in the liquid and an evaluation and / or alarm device connected to the sensor, characterized in that that the monitoring device ( 1 ) comprises an ultrasound measuring system ( 44 ) arranged in the liquid ( 4 ) and that when an echo signal ( 30 ) occurs or when the echo signal ( 30 ) changes, the alarm device ( 11 ) is activated.

2. Monitoring device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic measuring system ( 44 ) has a detection device ( 23 ) for emitting and for detecting ultrasonic waves ( 28 , 29 ).

3. Monitoring device according to claim 1 or 2, characterized in that the detection device ( 23 ) has a wave transmitter ( 24 ) for emitting ultrasonic waves ( 28 ) and a wave receiver ( 26 ) for receiving ultrasonic waves ( 29 ).

4. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the wave transmitter ( 24 ) by an ultra sound generator ( 25 ) and the wave receiver ( 26 ) is formed by an ultrasonic receiver ( 27 ).

5. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 23 ) in the liquid speed ( 4 ) is arranged and with the outside of the liquid ( 4 ) arranged evaluation and / or alarm device ( 10 , 11 ) is connected to the line.

6. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the main direction of propagation - double arrow ( 33 ) - of the ultrasonic waves ( 28 , 29 ) generated by the ultrasonic measuring system ( 44 ) extends in a plane ( 35 ) aligned parallel to the liquid surface ( 21 ) .

7. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 25 ) at a depth ( 36 ) between 2 cm to 100 cm, preferably between 5 cm to 30 cm based on a direction perpendicular to the liquid surface ( 21 ) is arranged below the liquid level.

8. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 25 ) on a loading boundary surface ( 37 ) of the basin ( 2 ) or the container ( 5 ) is arranged and the direction of radiation - arrow ( 38 ) - from this boundary surface ( 37 ) in Rich direction to the opposite boundary surface ( 31 ) is directed.

9. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a plurality of detection devices ( 23 ), in particular a plurality of ultrasound generators ( 25 ) and ultrasound receivers ( 27 ) are arranged over the boundary of the basin ( 2 ) and / or container ( 5 ) .

10. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that measuring ranges ( 66 to 69 ) of the ultrasound transmitter and / or receiver ( 25 , 27 ) arranged next to one another overlap one another.

11. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 10 ) via a liquid-tight housing ( 57 ) in the liquid ( 4 ), in particular in the water ( 7 ) and arranged with the remotely located alarm device ( 11 ) connected is.

12. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 10 ) a Sen de- and / or receiving device ( 45 ) and the remotely located alarm device ( 11 ) a corresponding transmitting and / or receiving device ( 48 ) assigned.

13. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the alarm device ( 11 ) has an optical and / or acoustic signaling device ( 18 ).

14. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the detection devices ( 23 ) distributed over the basin ( 2 ) within the liquid ( 4 ) are arranged via lines ( 62 to 65 ) with the outside of the liquid ( 4 ). arranged, central evaluation and / or alarm device ( 10 , 11 ) are connected.

15. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation and / or alarm device ( 10 , 11 ) by means of a modem ( 71 ) with individually definable subscribers in a public telephone network ( 72 ) can be connected.

16. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 23 ) and / or evaluation device ( 10 ) is supplied with electrical energy by a network-independent energy supply device ( 53 ).

17. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the energy supply device ( 53 ) is formed by an electrochemical voltage supply device ( 54 ), in particular by accumulators or batteries.

18. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the energy supply device ( 53 ) is formed by a solar cell arrangement ( 55 ).

19. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the solar cell arrangement ( 55 ) is connected to the electro-chemical voltage supply device ( 54 ).

20. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the solar cell arrangement ( 55 ) and the voltage supply device ( 54 ) is connected to a converter ( 56 ), which the electrical components the required electrical energy, in particular the required voltage level provides.

21. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 10 ) comprises a computation unit, in particular a microcontroller ( 50 ) which is line-connected to the detection devices ( 23 ) and temporally offset electrical signals to the De tection devices ( 23 ) and receives electrical signals from the detection devices ( 23 ).

22. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 23 ) is assigned a converter ( 75 to 78 ) which converts the electrical signals supplied by the ultrasound receiver ( 27 ).

23. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the microcontroller ( 50 ) is assigned a converter ( 51 , 52 ) which converts the signals to be led by the microcontroller ( 50 ) and forwards them to the ultrasound generator ( 25 ).

24. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that reference values ( 39 , 41 ) for the initial or idle state of the pool ( 2 ) or the container ( 5 ) in a memory ( 40 ) of the evaluation device ( 10 ) are stored.

25. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the reference values ( 39 , 41 ) represent characteristic values for the transit time of the ultrasonic waves ( 28 , 29 ) and / or characteristic values for the intensity of the echo signal ( 30 ) which can be received, if necessary .

26. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the reference values ( 39 , 41 ) during the initialization or start phase of the monitoring device ( 1 ) are automatically determined and the characteristics of the liquid ( 4 ) or the basin ( 2 ) describe in the initial or idle state.

27. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that after the start or initialization phase, actual values ( 42 , 43 ) with respect to the duration of the ultrasonic waves ( 28 , 29 ) and / or with respect to the intensity of the echo signal ( 30 ) are detected by the evaluation device ( 10 ).

28. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the reference values ( 39 , 41 ) from the evaluation device ( 10 ) are automatically adapted in narrow value ranges to the long-term changing system conditions.

29. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 10 ), in particular the microcontroller ( 50 ), the largely static reference values ( 39 , 41 ) with the possibly dynamically changing actual values ( 42 , 43 ) continuously compares.

30. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 25 ) is formed by a piezo transducer ( 79 ).

31. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic receiver ( 27 ) is formed by a piezo transducer ( 79 ).

32. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piezo transducer ( 79 ) is formed from a piezoelectric composite material.

33. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a one-piece piezo transducer ( 79 ) is alternately controlled as an ultrasonic generator and / or receiver ( 25 , 27 ).

34. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piezo transducer ( 79 ) forms the detection device ( 23 ) and acts in succession as an actuator ( 22 ) and as a sensor ( 9 ).

35. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piezo transducer ( 79 ) has at least one intermediate layer made of piezoceramic ( 80 ) with electrodes arranged on the two flat sides thereof ( 81 , 82 ).

36. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piezo transducer ( 79 ) is designed as a piezoelectric multilayer transducer and several layers of piezoceramic ( 80 ) are alternately separated from the electrodes ( 81 , 82 ).

37. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electrodes ( 81 ) with one wire ( 83 ) and electrodes ( 82 ) with one wire ( 84 ) of a line ( 62 to 65 ) are electrically contacted.

38. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piezo transducer ( 79 ) is arranged in a liquid-tight housing ( 86 ).

39. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that an electrically insulating front wall ( 87 ) of the housing ( 86 ) is in movement connection with the piezo transducer ( 79 ).

40. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the frequency range of the ultrasonic waves ( 28 , 29 ) is between 0.1 MHz and 10 MHz.

41. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a corresponding ultrasonic receiver ( 27 ) is assigned to a limiting surface ( 37 ) of the container ( 2 ) of the ultrasonic transmitter ( 25 ) and the opposite limiting surface ( 31 ) of the basin ( 2 ) .

42. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 23 ) with the ultrasound generator ( 25 ) and the ultrasound receiver ( 27 ) is arranged on a boundary surface ( 31 ) of the basin ( 2 ) and emitted ultrasound waves ( 28 ) is reflected on a boundary surface ( 37 ) of the basin ( 2 ) opposite the boundary surface ( 31 ) and can be received by the ultrasound receiver ( 27 ) of the detection device ( 23 ).

43. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a plurality of piezo transducers ( 79 ) are arranged in a line ne next to one another.

44. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a plurality of piezo transducers ( 79 ) are arranged in an array next to one another and one above the other.

45. Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a radiation and / or detection surface ( 90 ) of the detection device is spatially curved.

46. Method for monitoring a basin filled with liquid or Container, wherein the ge arranged by a sensor device in the liquid delivered signals are fed to an evaluation and / or alarm device and the sensor device for detecting the presence of a person in the liquid speed serves, characterized in that during an initialization phase the Monitoring device characteristic reference values for the to be monitored Liquid can be determined and stored in a memory and then selected Characteristic continuously during the active phase of the monitoring device Actual values of the liquid are recorded and compared with the reference values.

47. The method according to claim 46, characterized in that the character system reference values are determined automatically.

48. The method according to claim 46 and / or 47, characterized in that the characteristic reference values of the system adaptive over long-term periods be carried along.

49. The method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that the reference values and actual values sent the transit time and subsequently possibly received ultrasound waves in the liquid and / or describe the intensity of the ultrasonic waves of the echo signal.

50. The method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that if the actual values deviate from a tolerance area the alarm device is activated.

51. The method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that the amplitude and / or the frequency of the echo signal or of the received ultrasonic waves is evaluated by the evaluation device.

52. The method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that based on a change in the amplitude of the received Echo signals or the received ultrasonic waves referring to the Ru amplitude value from the evaluation device to a size of the solid in the liquid or the reflection size of the same becomes.

53. The method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that based on the change in frequency of the received Echo signals or the received ultrasonic waves compared to a Ru he state-defining frequency value of the echo signals from the evaluation device to a velocity of the solid in the liquid relative to the detection direction is closed.

54. The method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that when the frequency of the received echo signal increases compared to a frequency value for the idle state from the evaluation device device on a movement of the solid in the direction of the detection device is closed.

55. The method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that when the frequency value decreases the receive NEN echo signals compared to a system defining the idle state Frequency value from the evaluation device to one from the detection device removing movement of the solid in the liquid is closed.