DE3220068C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Fest­ stellung von Bewegungen, bei der im Felde eines von ei­ nem Oszillator ausgebildeten Schwingungskreises ein auf Bewegungen ansprechendes Element angeordnet ist und ein Ausgangssignal hervorgerufen wird, wenn die bei Bewegung des Elementes auftretende Änderung der Ampli­ tudenmodulation des Schwingungskreises ein vorbestimm­ tes Maß überschreitet, wie sie aus der DE 26 30 725 A1 bekannt ist.

In der US-PS 42 05 300 ist bereits ein Fahrzeugdieb­ stahl-Alarmsystem beschrieben, das eine Mehrzahl stel­ lungsempfindlicher Schalter zur Abführung einer Bewe­ gung des Fahrzeugs enthält. Jeder dieser Schalter weist einen individuellen Anfangszustand auf, der von der Stellung oder Lage der tragenden Fläche für das Fahr­ zeug abhängt, und ist so angeordnet, daß er seinen Zu­ stand, ausgehend von dem Anfangszustand, in Abhängig­ keit von einer Bewegung ändert. Die Schalter sind in ihrem Anfangszustand entweder geöffnet oder geschlossen, je nach der Ausrichtung der Fahrzeugfläche und der Stel­ lung oder Lage des Schalters. Einige dieser Schalter sind im Anfangszustand offen, andere geschlossen. Die Schalter erfahren einzeln und selektiv eine Veränderung aus dem Anfangszustand heraus in Abhängigkeit von einer Bewegung des Fahrzeuges. Es sind elektrische Schaltun­ gen vorgesehen, die darauf ansprechen, wenn die Schal­ ter einzeln und selektiv Veränderungen aus dem Anfangs­ zustand heraus aufgrund einer Bewegung des Fahrzeugs erfahren, und die dazu dienen, einen Sperr- oder Alarm­ stromkreis zu betätigen.

Das System ist insofern besonders vorteilhaft, als es keine besondere Ausrichtung des Bewegungsdetektors er­ fordert. Der Bewegungsdetektor kann in einer beliebigen Ausrichtung angebracht werden. Ein Signal wird nur auf­ grund einer Bewegung erzeugt, wenn einer oder mehrere der vorhandenen Schalter ihren Zustand ändern.

Bei einer in dem erwähnten Patent beschriebenen Ausfüh­ rungsform sind Quecksilberschalter mit unterschiedlichen Ausrichtungen in einer Schalterbaugruppe vorgesehen.

Ferner ist in der US-PS 30 74 049 ein Alarmsystem be­ schrieben, bei dem ein bewegungsempfindlicher Schalter einstellbar in einer Lage auf einem Fahrzeug so ange­ bracht ist, daß er gekippt wird, wenn das Fahrzeug ge­ schüttelt, zum Schwanken gebracht oder gekippt wird. Die Lage des Schalters muß genau eingestellt werden, so daß er sich in geöffnetem Zustand befindet, um den Alarm auszulösen. Durch eine Bewegung des Fahrzeugs wird der Schalter geschlossen. Dadurch löst er den erforderlichen Alarm aus. Das Erfordernis, den Schalter zunächst ein­ stellen zu müssen, damit der Alarm ausgelöst werden kann, ist dabei ein erheblicher Nachteil.

Eine weitere bekannte Einrichtung zur Überwachung und Sicherung von Objekten ist als Einrichtung zur Feststel­ lung von Bewegungen ausgebildet, bei der im Felde eines als Oszillator ausgebildeten Schwingkreises ein auf Be­ wegungen ansprechendes Element vorgesehen ist, das aus einer Leiterschleife und einem Kondensator besteht, wo­ bei ein Ausgangssignal hervorgerufen wird, wenn eine Bewegung festgestellt wird (DE 26 30 725 A1).

Eine andere bekannte Vorrichtung zum Schutz beweglicher Gegenstände weist eine Auswerteelektronik auf, die ei­ nen Amplitudendiskriminator enthält (DE 28 52 246 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung nach dem Oberbegriff so auszubilden, daß sie in beliebiger Lage, ohne besondere Einstellung, ein Aus­ gangssignal abgibt, wenn sie gekippt oder anderweitig bewegt wird, wobei eine große Empfindlichkeit und Be­ triebssicherheit, unabhängig von der Ausrichtung in der Ruhestellung, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichneten Merkmale gelöst.

Dabei wird einerseits eine Stromeinspeisung für den Schwingungskreis benutzt, so daß eine Änderung des däm­ pfenden Elementes bei Bewegungen zu maximalen Amplitu­ denänderungen am Schwingungskreis führen. Andererseits werden durch den Hüllkurvendetektor die bei Bewegung auftretenden Schwankungen erfaßt, und mit einem als Hüllkurvendetektor ausgebildeten Wegedetektor werden weiter auch die durch Bewegungen bedingten Abweichungen vom Ruhewert nach oben oder unten festgestellt, und ein Ausgangssignal wird an eine Alarmanlage geliefert. Ins­ gesamt wird so eine von defizilen Nullwerteinstellungen und von etwaigen späteren Erschütterungen im Betriebs­ zustand unabhängige Funktion sichergestellt. Die bewe­ gungsempfindliche Einrichtung weist dabei einen abge­ stimmten elektrischen Stromkreis auf, der mit einer durch die Stromkreiskomponenten des Oszillators bestimm­ ten Frequenz zum Schwingen gebracht wird. Eine bewe­ gungsempfindliche Einrichtung, die mit dem abgestimmten Kreis gekoppelt ist, dient zum Modulieren der Amplitude der Schwingungen in Abhängigkeit von einer Bewegung. Eine das Oszillatorsignal aufnehmende Vorrichtung bil­ det ein Ausgangssignal, wenn die Amplitudenmodulation einen vorbestimmten Wert überschreitet. Das Ausgangs­ signal wird dazu benutzt, eine zugeordnete Alarmvorrich­ tung, eine Sperrvorrichtung oder eine Schaltung anderer Art zu betätigen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschema einer Einrichtung zur Fest­ stellung von Bewegungen,

Fig. 2 typische Signale des abgesstimmten Stromkrei­ ses von Fig. 1, und

Fig. 3 ein mehr ins Einzelne gehendes Schaltbild der Einrichtung von Fig. 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 enthält das be­ wegungsempfindliche System einen abgestimmten Stromkreis mit einer Induktanz 11 und einer Kapazität 12. Ein Ver­ stärker 13, der mit dem abgestimmten Kreis verbunden ist, dient zur Energiespeisung, wodurch der Kreis mit einer vorbestimmten Frequenz, die von den Werten der Induktanz und der Kapazität abhängt, in Schwingungen ver­ setzt wird. Die Verstärkerschaltung ist hier eine strom­ begrenzende Verstärkerschaltung. Sie wirkt daher als Stromquelle, welche die Oszillatorschaltung mit im wesent­ lichen konstanter Leistung speist, so daß diese normaler­ weise mit einer vorbestimmten Amplitude arbeitet.

Ein Quecksilbertropfen 14 in einer Glasröhre 16 ist längs der Achse der Induktanzspule 11 angeordnet. Eine Bewegung der Röhre verursacht auch eine Bewegung des Quecksilbertropfens längs der Röhre in und außerhalb der Mitte der Spule, wo das Magnetfeld am stärksten ist. Dadurch werden veränderliche Verluste in den abgestimmten Kreis eingeführt, wodurch die Amplitude der Spannungen an dem abgestimmten Kreis verändert wird. Es ist klar, daß auch andere bewegliche Elemente anstelle des Queck­ silbertropfens benutzt werden können. Z. B. ist auch ein auf einer weichen Federung angebrachtes Metallstück ver­ wendbar. Ein beliebiges bewegungsempfindliches Teil, das Verluste in den abgestimmten Kreis einzuführen geeignet ist, ist ausreichend. Dies wird anhand von Fig. 2 erläu­ tert, in der die normale Schwingungsamplitude bei 17 ge­ zeigt ist. Die mit 18 bezeichneten Schwingungen entspre­ chen einer Stellung des Quecksilbertropfens, bei der schwere Verluste eingeführt werden, so daß die Amplitude der Schwingungen entsprechend abnimmt, während der Ab­ schnitt 19 eine Zunahme der Schwingungsamplituden zeigt, welche auftritt, wenn sich der Quecksilbertropfen in sei­ ner äußersten Stellung befindet. Bei einem normalen Ruhe­ betrieb haben die Schwingungen einen Amplitudenwert 17. Bei einer Bewegung des Quecksilbertropfens längs der Röhre 16 ergeben sich dagegen sowohl verminderte Schwingungs­ amplituden, wie bei 18 gezeigt, als auch vergrößerte Schwingungsamplituden, wie bei 19 gezeigt.

Ein Hüllkurvendetektor 21 ist mit dem Oszillator über das Emitterfolgeglied 22 verbunden, so daß der Hüll­ kurvendetektor den abgestimmten Kreis nicht belastet. Der Hüllkurvendetektor empfängt die amplitudenmodulierte Schwingung, liefert ein veränderliches Gleichstromaus­ gangssignal und ist kapazitiv gekoppelt mit dem Gleich­ stromverstärker 23. Am Ausgang des Verstärkers 23 tritt eine veränderliche Spannung auf, die der Bewegung des Quecksilbertropfens entspricht. Die veränderliche Aus­ gangsspannung aus dem Verstärker 23 wird einem Pegel­ detektor 24 zugeführt, der zwei Vergleicher enthalten kann, die auf einen hohen und einen niedrigen Grenzwert eingestellt sind, entsprechend den Maximalwerten der Ausgangsspannung aus dem Verstärker, die in Fig. 2 mit 18 bzw. 19 bezeichnet sind. Wenn die Spannung außerhalb dieses "Fensters" fällt, entscheidet die Schaltung, daß eine Bewegung aufgetreten ist, und bildet ein Ausgangs­ signal auf der Leitung 26. Wenn ein solches Bewegungs­ fühlersystem in einem Fahrzeug benutzt wird, kann es als Diebstahlsicherung vergleichbar derjenigen nach der US-PS 42 05 300 verwendet werden.

In Fig. 3 ist ein mehr ins Einzelne gehendes Schalt­ bild einer Einrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Eine solche Ausführungsform wurde aufgebaut und erfolgreich erprobt, und zwar mit Ausgangsspannungen bei 31 im Be­ trag von +12 Volt im Ruhezustand, d. h. wenn keine Bewe­ gung vorhanden war, und von 0 Volt, wenn der Bewegungs­ detektor eine Bewegung feststellte. Die Werte der hier­ bei benutzten Schaltungskomponenten sind in Fig. 3 ange­ geben. Die Verstärker U1A, U1B waren Dual-Arbeitsverstär­ ker vom Typ LF353 und die Verstärker U2A, U2B waren Ver­ gleicher vom Typ LM393.

Der Arbeitsverstärker U1A und die dazugehörigen Kom­ ponenten bilden den Verstärker 13 für den Betrieb des ab­ gestimmten Kreises mit der Induktivität 11 und dem Kon­ densator 12. Der Ausgangswert aus dem Arbeitsverstärker wird dem abgestimmten Kreis über den Widerstand R1 zuge­ führt, um die Schwingungen aufrechtzuerhalten. Der Wider­ stand R1 ist so bemessen, daß der Verstärker sich wie eine Stromquelle verhält. Die Spannung an der Spule, die durch die Stromquelle geliefert wird, nimmt ab, wenn der Quecksilbertropfen sich näher zur Mitte der Spule bewegt, wobei die Verluste des abgestimmten Kreises maximal sind, wie bei 18 in Fig. 2 angedeutet. Die Schwingungsfrequenz des Kreises ist nicht kritisch. Sie wurde bei diesem Aus­ führungsbeispiel der Bequemlichkeit halber bei etwa 160 kHz gewählt, um eine vernünftig bemessene Komponente in der zugeordneten Schaltung verwenden zu können. Der Verstärker U1A arbeitet bei seinem maximalen Ausgangswert, um eine konstante Betriebsspannung für die Schaltung zu liefern.

Der Transistor 32 ist als Emitterfolgeglied geschal­ tet, um die Belastung des abgestimmten Kreises klein zu halten. Er wirkt außerdem als Hüllkurvendetektor, dessen Ausgangssignal eine Amplitude hat, die der Hüllkurve des Oszillatorsignals (Fig. 2) entspricht und dem Gleichstrom­ verstärker 23 zugeführt wird, der die Bauelemente U1B nebst den zugehörigen Komponenten enthält. Der Ausgangs­ wert dieses Verstärkers ist eine langsam schwankende Gleichspannung, die etwa 100mal größer ist als der Aus­ gangswert des Hüllkurvendetektors. Der Kondensator C1 und der Widerstand 33 bilden eine Rückkopplungsschaltung für den Verstärker 23, so daß dieser nicht auf Detektor­ wellen oder andere Störungen anspricht, die von der hohen Impedanz des Hüllkurvendetektors aufgenommen werden könnten. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers kann mit dem Potentiometer 34 eingestellt werden.

Der Ausgangswert aus dem Verstärker 23 wird dem Pegel­ detektor 24 zugeführt. Dieser Pegeldetektor, der die Dual- Vergleicher U2A und U2B umfaßt, ist als "Fenster"-Detektor geschaltet. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Ausgangsvergleicher, wenn die Ausgangsspannung unter 4,62 Volt absinkt oder über 7,38 Volt ansteigt, auf Erd­ potential gebracht. Unter solchen Bedingungen ist die Ausgangsleitung 31 geerdet. Dies wird dazu benutzt, eine dazugehörige Schaltung zu triggern, beispielsweise eine Einbruchsalarmschaltung, ein Licht- oder ein sonstiges dazugehöriges Alarmsystem.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Feststellung von Bewegungen, bei der im Felde eines von einem Oszillator ausgebildeten Schwin­ gungskreises (11, 12) ein auf Bewegungen ansprechendes Element (14) angeordnet ist und ein Ausgangssignal her­ vorgerufen wird, wenn die bei Bewegung des Elementes (14) auftretende Änderung der Amplitudenmodulation des Schwing­ kreises (11, 12) ein vorbestimmtes Maß überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis (11, 12) von einer als Strom­ quelle wirkenden, strombegrenzenden Verstärkerschaltung (13) gespeist wird und daß die Schwingung des Schwing­ kreises (11, 12) von einem Hüllkurvendetektor (21) empfan­ gen und über einen Verstärker (23) einem als Fenster­ detektor ausgebildeten Pegeldetektor (24) zugeführt wird, der ein Ausgangssignal an eine Alarmanlage (27) liefert, wenn bei Bewegungen das Element (14) an­ spricht und die Ausgangsspannung des Verstärkers (23) einen Grenzwert über- bzw. unterschreitet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als auf Bewegungen entsprechendes Element (14) ein im Magnetfeld der Spule (11) des Schwingungskrei­ ses (11, 12) in einer Glasröhre (16) angeordneter Quecksilbertropfen (14) dient.