DE2611692A1

DE2611692A1 - Multiple burglar alarm network - uses glass breakage detection monitor recognises two phase characteristic of breaking glass

Info

Publication number: DE2611692A1
Application number: DE19762611692
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Karger
Original assignee: WEKATRONIK SICHERUNGSSYSTEME G
Current assignee: WEKATRONIK SICHERUNGSSYSTEME G
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2611692B2; DE2611692C3

Abstract

A burglar alarm network uses a number of parallel connected monitors which recognize the characteristic two phase disturbance envelope of breaking glass. The monitors are mounted in a small box (1) on a base plate (2) and are potted in a suitable resin (6). The box is fixed closely to the protected object incorporating typically a glass window. An electromechanical transducer (4) typically a piezo-electric crystal feeds a two transistor amplifier (11, 16) which charges up a capacitance (23) during the first high energy phase of a glass breakage. The longer, low energy signal following this triggers a flip-flop (26, 27) if the capacitance charge (23) is sufficient, and if this happens the central alarm is triggered over the common supply and signal cable (3). Several such transducers can be connected in parallel to this cable, which terminates in a matching resistance (34).

Description

Glasbruchmelder flir Ruhestrom-Alarm-Anlagen Glass break detector for quiescent current alarm systems

Die Erfindung betrifft einen Glasbruchmelder ftfr Ruhestrom-Alarm-Anlagen, wobei an der zu sichernden Scheibe ein Schwingungswandler angebracht ist.The invention relates to a glass break detector ftfr closed-circuit alarm systems, a vibration transducer is attached to the pane to be secured.

Es iet bekannt, daß sich der Glasbruoh im wesentlichen in zwei Phasen aufteilen läßt. In der ersten Phase, die mit dem Anbruoh der zunächst noch intakten Glasscheibe identisch ist, wird infolge der hohen aufgewendeten meohanischen Energie im ereten Augenblick der Zerstörung ein kurz andauerndes mechanisches Sohwingungsgemisch hoher Amplitude erzeugt. Unmittelbar danach beginnt die weitere Zersplitterung des Glasers, die sich unter we- Hentlich geringerem Energieaufwand vollzieht. In dieser zweiten Phase ist daher die Amplitude der entstehenden Schwingungen entsprechend geringer. Entscheidend ist jedoch, daß in dieser zweiten Phase abhängig von der Größe, Dicke und Beschaffenheit der Glasscheibe diese wenigstens um den Faktor 10 länger andauert als die Phase 1. Die Frequenzen der SchwingRngen, die in beiden Phasen entstehen, reichen vom hörbaren Bereich mit abnehmender Amplitude bis hin zu einigen Megahertz. In der Praxis hat sich der Bereich zwischen etwa 150 und 200 Kilohertz zur Auswertung bewährt. Darunter lassen sich Schwingungen zu leicht kllnstlich nachbilden, während darilber die mit wirtschaftlichen Mitteln erzielbare elektrische Schwingungsamplitude einen zu geringen Wert besitzt.It is known that the glass brew essentially consists of two phases can be divided. In the first phase, with the Anbruoh the initially still intact Glass pane is identical, is due to the high mechanical energy expended At the first moment of destruction, a brief mechanical vibration mixture high amplitude generated. Immediately thereafter, the further fragmentation of the begins Glasers who Often times less energy is required. In this second phase, the amplitude of the resulting vibrations is therefore corresponding less. It is crucial, however, that this second phase depends on the The size, thickness and nature of the glass pane reduce this by at least a factor of 10 lasts longer than phase 1. The frequencies of the oscillations that occur in both Phases arise, range from the audible range with decreasing amplitude to to a few megahertz. In practice, the range has been between about 150 and 200 Kilohertz proven for evaluation. Underneath, vibrations can be easily artificially created emulate, while it is the economically achievable electrical Oscillation amplitude has a value that is too low.

i's sind Glaabruchmelder bekannt, die die vorstehend beschriebene erste Phase des Glaabruches auswerten, indem die hierbei entstehende hohe Schwingungsamplitude beispielsweise mit Hilfe eines piezokeramischen Elementes in elektrische Wechselspannungen umgeformt wird. Diese Wechselspannungen schalten aktive Halbleiter durch und erzeugen im weiteres Verlauf ein Signal, das von der Alarmanlage ausgewertet wird. Diese Schaltungen brauchen im Wartezustand keinen Betriebsstrom und belasten somit nicht die Betriebsdaten der Meldelinie, haben jedoch den Nachteil, daß leicht kenntlich herbeigeitihrte Fehlmeldungen ermöglicht werden, da sich die betreffenden Schwingungspakete mit einfachen Mitteln nachbilden lassen. Die in der zweiten Phase des Glaabruches auftretenden Schwingungen laseen sich nur mit gieren Mitteln nachbilden, so daß eine logische Verkndptung der beiden Phasen zur Auswertung eine größere Sicherheit gegentiber Fehlmeldungen ergibt. FUr die Auswertung der in der zweiten Phase entstehenden Schwingungen bedarf es jedoch eines Kleineignalverstärkers, der mit den zur Verftigung stehenden Mitteln nur mit Hilfe eines ständig fließenden Betriebsstromes verwirklioht werden kann. Sind in der Meldelinie eine größere Anzahl von Glasbruohmeldern angeordnet, dann fUhrt dies zu einer unzulässigen Verschiebung der Strom-/SpannungHdaten der Meldelinie.i's glass smoke alarms are known that have the above-described Evaluate the first phase of the glass breakage by measuring the resulting high vibration amplitude for example with the help of a piezoceramic element in electrical alternating voltages is reshaped. These alternating voltages switch active semiconductors through and generate them in the further course a signal that is evaluated by the alarm system. These In the waiting state, circuits do not need any operating current and therefore do not load the operating data of the alarm line, however, have the disadvantage that they are easily recognizable caused false messages are made possible, since the relevant vibration packets can be reproduced with simple means. The one in the second phase of the glass break Occurring vibrations can only be reproduced with greedy means, so that a logical connection of the two phases for evaluation provides greater security counter to false reports results. For the evaluation of the results in the second phase Vibrations, however, require one Small signal booster that with the means available only with the help of a constantly flowing one Operating current can be realized. There are a larger number in the reporting line Arranged by glass alarms, this leads to an impermissible shift the current / voltage data of the zone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glasbruohmelder so auszubilden, daß bei einer logischen VerknUpfung der beiden Phasen des Glasbruches im Wartezuetand Stromverbrauoh vermieden wird.The invention is based on the object of providing a Glasbruohmelder so to train that with a logical connection of the two phases of glass breakage in the waiting state power consumption is avoided.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an den Sohwingungewandler ein Frequenzfilter angeschlossen ist, dessen Schwingungen Uber eine Veratärkerschaltung mit wenigstens einem aktiven Halbleiter verstärkt sind, und daß die Verstärkersohaltung durch eine Regelspannungserzeugung und Rückführung zu den Basisanschlüssen der Halbleiter diese hyetereseartig fUr eingangsseitige Weoheelepannungen mit geringer Amplitude sensibilieiern Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daß ein Glasbruohmelder geschaffen wird, der eine hohe Betriebssicherheit besitzt und ohne zusätzliche Stromversorgungsleitungen in theoretisoh unbegrenzter Anzahl an eine einzige Meldelinie angeschlossen werden kann. Duroh die erfindungsgemäße AuefUhrungeform lassen sich die beim Glaebruoh auftretenden Phasen wirtschaftlich ausnutzen.According to the invention, this object is achieved in that the vibration converter a frequency filter is connected, the oscillations of which are transmitted via a converter circuit are amplified with at least one active semiconductor, and that the amplifier holding by generating a control voltage and returning it to the base terminals of the semiconductors this hyeteresis-like for input-side wave voltages with low amplitude Sensibilieiern The invention has the particular advantage that a Glasbruohmelder is created, which has a high level of operational reliability and without additional power supply lines Theoretically unlimited numbers can be connected to a single alarm line can. Duroh the embodiment according to the invention can be compared to the Glaebruoh Exploit occurring phases economically.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß als Verstrkungssohalter zwei bipolare Transistoren vorgesehen sind.An advantageous embodiment consists in that as a reinforcement so holder two bipolar transistors are provided.

Weiter ist es vorteilhaft, daß zur Regelspannungserzeugung und Rückführung eine GleBchrichterverdoppelungsschaltung und ein Speicherkondensator vorgesehen sind.It is also advantageous that for the control voltage generation and feedback a rectifier doubling circuit and a storage capacitor are provided are.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform geht man so vor, daß beim Ausbleiben ausreichender Glasbruchschwingungen zur Verstärkeranordnung Entladewiderstände geschaltet sind.According to a further advantageous embodiment, the procedure is as follows: that in the absence of sufficient glass breakage vibrations for the amplifier arrangement Discharge resistors are connected.

Es ist weiterhin von Vorteil, daß am Ausgang der Verstärkeranordnung ein Zeitglied für die Alarmmeldung vorgesehen ist.It is also advantageous that at the output of the amplifier arrangement a timer is provided for the alarm message.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die charakteristischen Signalimpulse am Verstärkerausgang mit Hilfe einer Zählschaltung aufgezeichnet sind.An advantageous embodiment provides that the characteristic Signal pulses at the amplifier output are recorded with the help of a counting circuit.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß zum Auslösen des Alarme eine bistabile Kippstufe vorgesehen ist und in deren Strompfad eine Leuchtdiode angeschlossen ist.Finally, it is advantageous that a bistable is used to trigger the alarm Flip-flop is provided and a light-emitting diode is connected in the current path.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten kU8-führungsbeispiels näher erläutert.The invention is in the following description based on a The kU8 example shown in the drawings is explained in more detail.

Es zeigen, Figur 1 eine schaubildliche Darstellung des Glasbruchmelders, Figur 2 einen Querschnitt durch das Gerät, Figur 3 eine Ausführungstcrm für die elektrische Schaltung des Glasbruchmelders und Figur 4 die elektrische Anordnung des Melder innerhalb der Meldelinie Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Gerät besitzt ein zweiteiliges Gehäuse bestehend aus einer Haube 1 und einer Wanne 2. Der elektrische Anschluß über ein Kabel 3. In den Gehäuseboden ist eine durch einen Teller geschützte Scheibe 4 eines ßchwingungswandlere eingelassen. Die elektronische Schaltung 5 ist zum Schutz gegen Witterungseinflüsse in eine Vergußmasse 6 eingebettet. Ferner befindet sich in der Haube 1 eine Leuchtdiode 7. Das Gerät wird mit der zur Scheibe 4 angeordneten Seite auf dem zu überwachenden Objekt mit möglichet intensivem Kontakt berestigt.It shows, Figure 1 is a diagrammatic representation of the glass break detector, FIG. 2 shows a cross section through the device, FIG. 3 shows an embodiment for the electrical circuit of the glass break detector and Figure 4 the electrical Arrangement of the detector within the reporting line The one shown in FIGS. 1 and 2 The device has a two-part housing consisting of a hood 1 and a tub 2. The electrical connection via a cable 3. There is a through in the bottom of the housing a plate protected disk 4 of a ßchwingungswandlere let in. The electronic Circuit 5 is embedded in a potting compound 6 for protection against the effects of the weather. There is also a light-emitting diode 7 in the hood 1. The device is connected to the for Disc 4 arranged side on the object to be monitored with possible intensive Contact confirmed.

Das elektrische Schaltbild in Figur 3 zeigt den Schwingungewandler 4, der die mechanischen Schwingungen in entsprechende Spannungsiapulse umsetzt, wobei diese Spannungsimpulse von einer Schwingkreis mit der Spule 8 und dem Kondensator 9 aufgenommen werden und dieser Schwingkreis die glasbruchtypischen Frequenzen um 170 Kilohertz ausfiltert. Diesem Schwingkreis 8,9 ist ein erster Verstärker 11 in Porn eines Transistors nachgeschaltet, wobei die Spannungsimpulse an die über die Spule 8 und den Widerßtand10 gleichspannungsmäßig an Masse liegende Basis des Transistors 11 gelangen und dieser duroh die Schwingungen der ersten Phase in deren Rhythmus durchgesteuert wird. Ii Arbeitswiderstand 12 werden verstärkte Impulse erzeugt. Die Basis eines weiteren Verstärkers 16 ist mit dem Kollektor des ersten Verstärkers 11 über einen Kondensator 13 verbunden, wobei dieser Transistor 16 einer die an der Basis angeordneten Widerstände 14, 15 und LO gesperrt ist. Die über den Transistor 11 ankommenden Impulse steuern diesen intermidLerend in den Sättigungsbereich, wodurch am entsprechenden Arbeltswiderstand 17 eine ebenfalls impulsförmige Spannung erzeugt wird. Aus ihr wird über den Kondensator 18 mittels der Dioden 19,20 eine pulsierende Gleichapannung erzeugt, die den integrierenden Kondensator 21 auflädt. Die so gewonnene Regelspannung gelangt über die Widerstände 14, 15 an die Basisanschlüsse der Verstärkertransistoren 11,16 und steuert diese zuerst in den für Kleinsignale optimalen Arbeitspunkt-A-Bereich und sodann weiter in den ßättigungsbereich. Hieraus resultiert eine zunächst wachsende Verstärkungsziffer der gesamten Anordnung, die jedoch bei Erreichen des Sättigungsbereichs wieder sinkt. Gleichermaßen sinkt, bezogen auf eine gleichbleibende Eingangswechselspannung die Ausgangswechselspannung des Verstärkers. Dies hat eine sinkende Regelspannung zur Folge, die zunächst wiederum eine höhere Verstärkungeziffer bewirkt. Die Verstärkung wird also selbsttätig von einem Minimalwert im Wartezuetand in den Optimalbereich geregelt.The electrical circuit diagram in Figure 3 shows the vibration converter 4, which converts the mechanical vibrations into corresponding voltage pulses, these voltage pulses from a resonant circuit with the coil 8 and the capacitor 9 are recorded and this resonant circuit around the frequencies typical for glass breakage Filters out 170 kilohertz. This resonant circuit 8, 9 is a first amplifier 11 in Porn connected downstream of a transistor, the voltage pulses being transmitted to the Coil 8 and the resistor 10, the base of the transistor, which is grounded in terms of DC voltage 11 and this duroh the vibrations of the first phase in their rhythm is controlled. Ii working resistance 12 amplified pulses are generated. The base of another amplifier 16 is connected to the collector of the first amplifier 11 connected via a capacitor 13, this transistor 16 one the resistors 14, 15 and LO arranged at the base are blocked. The one about the Pulses arriving at transistor 11 control this intermittently into the saturation area, whereby a pulse-shaped voltage is also applied to the corresponding Arbeltswiderstand 17 is produced. It becomes a through the capacitor 18 by means of the diodes 19,20 pulsating DC voltage generated, which charges the integrating capacitor 21. The control voltage obtained in this way reaches the base connections via the resistors 14, 15 of the amplifier transistors 11, 16 and controls them first in the for small signals optimal working point A range and then further into the saturation range. From this the result is an initially increasing gain for the entire arrangement, the but decreases again when the saturation range is reached. Likewise decreases, related to a constant AC input voltage, the AC output voltage of the Amplifier. This results in a falling control voltage, which in turn initially causes a higher gain factor. The gain is therefore automatic from regulated to a minimum value in the waiting state in the optimum range.

In diesem ,umstand ist die Schaltung bereit für die Verarbeitung der zweiten Phase, wobei die durch die zweite Phase auftretenden schwachen Impulse ausreichen, die Transistoren 11, 16 durchzusteuern und zwar so lange das Eingangs signal einen bestimmten Minimalwert nicht unterschreitet.In this circumstance the circuit is ready to process the second phase, where the weak impulses arising from the second phase are sufficient, to control the transistors 11, 16 and that as long as the input signal one does not fall below a certain minimum value.

Für die Verarbeitung dieses Stromes iet der Velstarkeranordnung ein Zeitglied, bestehend sus dem Widerstand 22 und dem Kondensator 23 nachgeschaltet, das bei Überschreitet der EB-Schwellspannung eines Transistors 26 lie aus den Transistoren 26 und 27 bestehende bistabile Kippstute in den leitenden Zustand schaltet und somit ein enteprechendes Meldesignal erzeugt wird, in dem über den Schutzwiderstand 28 und die Meldelinienanschlüsse 24 und 25 die Linienspannung auf einen sich aus den Komponenten 26, 27 und 28und dem Linienstrom ergebenden Sättigungswert verringert. Ein Kondensator 30 hält die Betriebspannung dee Verstärkers für die Dauer der Auswertung stabil, wobei die Diode 29 die Schaltung gegen Falschpolung und inverse Induktionsapannungen schützt.The amplifier arrangement is used to process this stream Timing element, consisting of resistor 22 and capacitor 23 connected downstream, when the EB threshold voltage of a transistor 26 is exceeded lie from the transistors 26 and 27 existing bistable Kippstute in the conductive state switches and thus a corresponding message signal is generated in which the Protective resistor 28 and the alarm line connections 24 and 25 the line voltage a saturation value resulting from components 26, 27 and 28 and the line current decreased. A capacitor 30 holds the operating voltage of the amplifier for the Duration of the evaluation stable, with the diode 29 protecting the circuit against incorrect polarity and protects inverse induction voltages.

Reicht die über den Kondensator 18 abgegebene Energie nicht mehr aus, die Verstärkeranordnung im Sättigung bereich zu halten - beispielsweise dann, wenn nicht das aus Phase 1 und Phase 2 bestehende Schwingungspaket ansteht - dann fällt die Schaltung in den stromlosen Zustand zurück, wobei eine Entladung über die Widerstünde 15, 10 erfolgt Die Wirkungsweise des Gerätes innerhalb der Meldelinie erläutert Figur 4. An die Meldezentrale 31 ist über die Direktklemmen 32 und 33 die zweiadrige Meldelinie angeschlossen. Sie führt über die Ansohlußleitungen 24 und 25 zum Endwiderstand 34. Der zwischen den Adern der Meldelinie bestehende Potentialuntorschied 35 ist mit der Betriebs spannung des Glasbruohmelders identisch. If the energy given off via the capacitor 18 is no longer sufficient from keeping the amplifier arrangement in the saturation area - for example, if the vibration package consisting of phase 1 and phase 2 is not present - then the circuit falls back into the de-energized state, with a discharge over the resistance 15, 10 takes place The mode of operation of the device within the reporting line explains Figure 4. The alarm center 31 is connected to the direct terminals 32 and 33 connected to the two-wire signal line. It leads via the connection lines 24 and 25 to the end resistor 34. The potential difference between the wires of the alarm line 35 is identical to the operating voltage of the glass alarm detector.

Nach der Auslösung eines Glasbruchmelders 36 bricht die Spannung 35 zusammen und löst die Meldung aus.After a glass breakage alarm 36 is triggered, the voltage 35 breaks together and triggers the message.

Aus Figur 4 erklärt Iboh auch dio Bedeutung der Betriebsstromfreiheit des Gerätes. Die Gleichspannungsquelle 37 bestimmt zusammen mit dem Innenwiderstand 38 und dem Endwiderstand 34 die Linienspannung 35, die von einer Neßvorrichtung 39 permanent überwacht wird. Jeder parallel zu 34 fließende Strom würde die Linienspannung verändern. ;)ie müßte jedem zusätzlich eingesetzten Glasbruchmelder mit entsprechendem Aufwand neu angepaßt werden. Auch wäre dies wegen der physikalischen Gesetzmäßigkeit nur begrenzt möglich. Gleichzeitig müßte der durch beiden Melder fließende Strom mit einem der Meßtoleranz der Anordnung 39 entsprechendem hohen Aufwand stabilisiert sein.From Figure 4, Iboh also explains the importance of the absence of operating current of the device. The DC voltage source 37 determines together with the internal resistance 38 and the terminal resistor 34 the line voltage 35, which is measured by a measuring device 39 is permanently monitored. Any current flowing in parallel to 34 would be the line voltage change. ;) ie would have to each additionally used glass breakage detector can be readjusted with appropriate effort. Also this would be because of the physical Legality only possible to a limited extent. At the same time it would have to go through both detectors flowing current with a high corresponding to the measurement tolerance of the arrangement 39 Effort to be stabilized.

Claims

Claims 1) Glass break detectors for quiescent current Plarm systems, wherein a vibration transducer is attached to the disk to be secured, thereby characterized in that a frequency filter (8,9) is connected to the vibration converter (4) is whose oscillations via an amplifier circuit with at least one active Semiconductors (11,16) are amplified, and that the amplifier maintenance by a control voltage generation and return (19, 20, 21) to the base keys of the semiconductors (11, 16) hysteresis-like - sensitized for alternating voltages with low amplitudes on the input side.

2) (break alarm according to claim 1, characterized in that two bipolar transistors (11, 16) are provided as an amplifier circuit.

3) Glass smoke detector according to claim 1 and 2, characterized in that that for the control voltage generation and feedback a rectifier doubling circuit (19, 20) and a storage capacitor (21) are provided.

4) glass break detector according to claim 1 to 3, characterized in that that in the absence of sufficient glass fracture vibrations for the amplifier arrangement (11,16) discharge resistors (10,15) are connected.

5) glass break detector according to claim 1 to 4, characterized in that that at the output of the amplifier arrangement (11.16) a timing element (22,25) for the alarm message is provided.

6) glass break detector according to claim 1 to 4, characterized in that that the characteristic signal pulses at the amplifier output iit a counting circuit are recorded.

7) glass break detector according to claim 1 to 6, characterized in that that a bidirectional trigger stage (26, 27) is provided to trigger the alarm and a light-emitting diode (7) is connected in the current path.