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Alarmanlage
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Alarmanlage gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die üblicherweise statisch überwachten Alarmanlagen können von einem
Fachmann leicht außer Betrieb gesetzt werden1 ohne daß ein Alarm ausgelöst wird.
Wird mittels eines empfindlichen Meßinstruments die Spannung zwischen den beiden
Leitungen der Alarm-Meldelinie einer Alarmanlage gemessen, eine Konstantspannungsquelle
mit einer der gemessenen Spannung entsprechenden Ausgangsspannung angeschlossen
und anschließend der Alarmmelder abgetrennt, so hält die Konstantspannungquelle
den Zustand auf der Meldelinie aufrecht, so daß die Alarmzentrale das Fehlen des
Alarmmelders nicht merkt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Zustand der
Meldelinie mittels elektronischer Meßgeräte zu ermitteln, den Alarmmelder elektronisch
nachzubauen und die elektronische Nachbildung des Alarmmelders an dessen Stelle
an die Alarm-Meldelinie zu schalten. Das Umschalten vom Alarmmelder zu der Nachbildung
erfolgt bei
Verwendung von schnellen elektronischen Bauteilen so
schnell, daß die Alarmzentrale den Übergang nicht merkt. Die Genauigkeit der elektronischen
Nachbildung bewirkt, daß die Alarmzentrale die Nachbildung als Alarmmelder ansieht,
so daß kein Alarm ausgelöst wird. Wenn ein Alarmmelder von der Alarmzentrale getrennt
und durch eine Nachbildung, beispielsweise einem Widerstandlersetzt ist, ist die
Alarmzentrale blindgeschaltet, d. h., daß die Alarmzentrale statt empfindliche Detektoren
oder Sensoren "Abschlußwiderstände" aufweist und somit ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Alarmanlage der eingangs
genannten Gattung zu schaffen, die gegenüber Unbefugten störsicher ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchsl
angegebenenMittel gelöst.
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Durch die ständige Veränderung der Versorgungsspannung der Meldelinie
ist es nicht möglich, den Alarmmelder durch eine Konstantspannungsquelle zu ersetzen.
Eine Überwachung der Versorgungsspannung und ein Anschließen einer fremden Spannungsquelle
ist bei einer sich ändernden Versorgungsspannung schwierig, da die fremde Spannungsquelle
nicht nur in der Spannung selbst mit der Versorgungsspannung der Meldelinie übereinstimmen
muß, sondern da auch andere Faktoren, wie beispielsweise Frequenz- und Phasenverschiebung
zwischen Strom und Spannung berücksichtigt werden müssen.
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Damit wird ein Abtrennen des Alarmmelders und ein Ersetzen durch die
fremde Spannungsquelle fast unmöglich. Die andere Möglichkeit, das Ersetzen durch
eine Nachbildung, erweist sich in diesem Fall ebenfalls als fast undurchführbar.
Während bei einer konstanten Versorgungsspannung der Meldelinie die Nachbildung
nur den Strom durch den Alarmmelder bei einer bestimmten Versorgungsspannung nachzubilden
hat, d. h., aus
einem einfachen Widerstand bestehen kann, sind bei
einer sich ständig verändernden Versorgungsspannung mehrere Parameter für den Alarmmelder
charakteristisch. Außer einem genauen Nachbilden des durch den Alarmmelder fließenden
Stroms bei der bestimmten Versorgungsspannung wären in diesem Fall auch noch die
Phasenbeziehung zwischen dem durch den Alarmmelder fließenden Strom und der Versorgungsspannung
der Meldelinie zu berücksichtigen. Durch die Veränderung der Versorgungsspannung
ergibt sich auch eine nicht unbedingt lineare Strom-Spannungscharakteristik, so
daß ein Nachbilden noch wesentlich erschwert wird.
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Ein, weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß dadurch die
Meldelinie gegenüber elektrischen Störungen von außerhalb in großem Maße unempfindlich
ist, obwohl sie auf geringfügige Änderungen der Werte des Alarmmelders sehr empfindlich
bleibt. Treten in der Nachbarschaft der Meldelinie große Stromspitzen auf, wie sie
beispielsweise durch elektrisches Schweißen oder durch das Vorbeifahren einer Straßenbahn
verursacht werden, so können in die Meldelinie Spannungen induziert werden, die
wesentlich höher als die in der Alarmanlage verwendete Spannung sind.
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Dabei muß man bei induzierten Spannungen zwischen Gleichtakt- und
Gegentakt-Störspannungen unterscheiden.
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Unter einer Gleichtaktspannung ist eine Spannung zu verstehen, die
sich entweder zu den Potentialen der beiden Leitungen addiert oder von ihnen subtrahiert,
also auf die beidan Leitungen in gleicher Richtung einwirkt, so daß die, Spannung
zwischen den beiden Leitungen unverändert bleibt, obwohl sich die Spannungen der
beiden Leitungen relativ zu einem Bezugspotential, beispielsweise der Erde,Andern.
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Im Gegensatz dazu versteht man unter einer Gegentaktspannung eine
Spannung, die sich zum Potential der einen Leitung addiert und vom Potential der
anderen Leitung subtrahiert. In diesem Fall verändert sich die Spannung zwischen
den
beiden Leitungen.
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Im Eingangsteil der Alarmanlage befindet sich ein Differenzverstärker,
an dessen beide Eingänge die Leitungen der Meldelinie angeschlossen sind. Da der
Differenzverstärker aus den beiden an den Eingängen liegenden Spannungen die Differenz
bildet und nur diese Differenz verstärkt und weiterverarbeitet, werden Gleichtaktspannungen
von diesem Diffexenzverstärker nicht erfaßt. Das Eingangsteil der Alarmanlage weist
ferner einen zwischen den Leitungen der Meldelinie geschalteten Kondensator auf,
der schnell verlaufende Spannungsänderungen auffängt. Somit werden auch Gegentakt-Spannungen
oberhalb einer vorbestimmten Frequenz unterdrückt. Nur Gegentakt-Spannungen die
unterhalb dieser festgelegten Frequenz liegen, erreichen den Differenzverstärker,
werden dort verstärkt und für eine endgültige Alarmabgabe weiterverarbeitet.
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Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Änderung
der Versorgungsspannung der Meldelinie nach einer Zufallsfunktion.
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Dadurch wird erreicht, daß die Versorgungsspannung zwischen mindestens
zwei festgelegten Spannungswerten hin-und hergeschaltet wird, ohne daß das Schaltmuster
vorherbestimmbar ist. Erreicht wird dies durch einen Zufallsgenerator, der beispielsweise
mittels einer Rauschdiode und eines Filters aufgebaut sein kann.
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Bin Anschließeneiner fremden Spannungsquelle läßt sich damit nicht
mehr unbemerkt durchführen. Wenn auch bei einer festen Frequenz der Versorgungsspannung
der Meldelinie noch ein unbemerktes Anschließen einer fremden Spannungsquelle unter
Berücksichtigung von Versorgungs-
spannung der Meldelinie, Strom
durch den Alarmmelder und Phase zwischen Versorgungsspannung und diesem Strom noch
möglich ist, obwohl es auf die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten stößt, so ist
dies bei Verwendung eines Zufallsgenerators nicht mehr möglich. Die fremde Spannungsquelle
müßte nicht nur in den elektrischen Werten Spannung, Strom und Phasenbeziehung an
die Meldelinie angepaßt sein, sondern auch ein völlig identisches Zufallsmuster
liefern, was jedoch naturgemäß nicht möglich ist.
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Der Aufbau einer Nachbildung eines Alarmmelders kann durch die Verwendung
nichtlinearer Glieder beispielsweise Dioden im Alarmmelder wesentlich erschwert
werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Eingangsstufe einer
Alarmanlage für eine dynamisch überwachte Meldelinie, Fig. 2 zeigt eine Prinzipschaltung
einer Versorgungsspannungssteuerung, Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung
der Ansprech-Charakteristik.
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Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist eine allgemein mit 1 bezeichnete
Alarmanlage über zwei Leitungen 3 und 4 mit einem Alarmmelder 2 verbunden. Die Eingangsstufe
der Alarmzentrale wird nachstehend ausführlich erläutert.
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Die beiden Leitungen 3 und 4 der Meldelinie sind huber eine Brückenschaltung
mit einem Differenzverstärker 5 gekoppelt.
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Ein Einstellwiderstand 6 erlaubt ein Abgleichen der BrUckenschaltung
mit dem Alarmmelder. Eine Spannungsquelle 7 ver-
sorgt die Brückenschaltung
und den angeschlossenen Alarmmelder 2 mit einer Gleichspannung, deren Wert zeitlich
verändert wird.
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Die Spannungsquelle 7 kann gemäß der Darstellung in Fig. 2 einen
Spannungsstabilisator 7 aufweisen, der mit einer veränderbaren Bezugsspannung betrieben
wird, die beispielsweise ein Zufallsgenerator 7" liefert.
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Der Einstellwiderstand 6 bildet mit einem Kondensator 8 ein RC-Glied.
Dadurch werden Gegentaktspannungen oberhalb 30 Hertz unterdrückt; der symmetrische
Aufbau des Differenzverstärkers unterdrückt außerdem jede Gleichtaktspannung.
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Eine schematische Darstellung der Ansprechcharakteristik des Differenzverstärkers
ist in Fig. 3 dargestellt.
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Ein Alarm wird nur bei Gegentaktspannungen unter 30 Hertz ausgelöst.
Je nach der augenblicklich anliegenden Spannung liegen an den Eingängen E- und E+
des Differenzverstärkers 5 Spannungen an, die von diesen verarbeitet werden. Der
Ausgang A des Differenzverstärkers 5 liefert beim Ansprechen des Alarmmelders 2
ein zur Weiterverarbeitung geeignetes Signal.
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Ein Unterbrechen oder ein Kurzschließen der Alarm-Meldelinie bringt
die Brückenschaltung in der Eingangsstufe der Alarmzentrale 1 ebenso außer Gleichgewicht
wie ein Ansprechen des Alarmmelders 2. Der Ausgang A des Differenz verstärkers 5
ist mit den weiteren Stufen der Alarmzentrale 1 verbunden, in denen das Ausgangssignal
bis zur bndgGltigen Alarmabgabe weiterverarbeitet wird