CH680881A5

CH680881A5 -

Info

Publication number: CH680881A5
Application number: CH2862/90A
Authority: CH
Inventors: Peter Steiner; Markus Rechsteiner; David Siegwart
Original assignee: Cerberus Ag
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1992-11-30
Also published as: EP0476397A1; EP0476397B2; DE59100692D1; EP0476397B1; ATE98390T1

Abstract

In a combined infrared/ultrasonic intrusion detector, which simultaneously detects the body radiation and the movement of an intruder in order to raise the alarm, an attempt to render the infrared part of the detector ineffective by mounting a radiation screen in front of the radiation entry window (9) is detected by providing to the side of the window (9) an ultrasonic emitter (10) and an ultrasonic receiver (11), by means of which an ultrasound field is built up in front of the window (9). An interference signal is triggered in the event of a change in sound pressure or sound propagation time. This also makes it possible to recognise screens which are transparent to other radiations, for example light or microwaves, and cannot be detected therewith. In order to prevent the mounting of a screen such as a foil or spray layer directly on the window (9), the window (9) is mounted in a recess (8) on the front side (7) of the housing (1) and covered approximately in the plane of the front side (7) with a cover (14) which has very fine openings and is transparent both to ultrasound and to infrared radiation. An ultrasonic component (10) is located inside the recess (8), while another ultrasonic component (11) is located outside thereof, so that the cover (14) is transirradiated by ultrasound and it is possible to recognise a change in the permeability of the cover (14). <IMAGE>

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen Intrusionsdetektor mit einem für Infrarotstrahlung empfindlichen Sensor, auf welchen Strahlung aus wenigstens einem räumlichen Sichtfeld auftrifft, mit wenigstens einem Ultraschallemitter und wenigstens einem Ultraschallempfänger, sowie mit einer Auswerteschaltung zur Alarmsignalgabe bei einer gleichzeitigen vorbestimmten Änderung der auf den Sensor auftreffenden Infrarotstrahlung und einer vorbestimmten Änderung des vom Ultraschallempfänger empfangenen Ultraschalles. The invention relates to an intrusion detector with a sensor sensitive to infrared radiation, on which radiation is incident from at least one spatial field of view, with at least one ultrasound emitter and at least one ultrasound receiver, and with an evaluation circuit for alarm signaling with a simultaneous predetermined change in the infrared radiation incident on the sensor and one predetermined change in the ultrasound received by the ultrasound receiver.

Solche Intrusionsdetektoren sind beispielsweise aus US-A 3 725 888 bekannt. Sie bestehen aus einer Kombination eines passiven Infrarotdetektors und eines Ultraschalldetektors, die miteinander in einer UND-Schaltung (AND gate) verbunden sind. Der Infrarotteil reagiert hierbei auf die Körperstrahlung eines Menschen im infraroten Spektralbereich und der Ultraschallteil auf die Bewegung eines Eindringlings in einem Ultraschallfeld infolge der Frequenzverschiebung des von einem sich bewegenden Eindringling reflektierten Ultraschalles gemäss dem Doppler-Effekt. Durch Kombination beider Prinzipien lässt sich ein unerwünschtes Eindringen einer Person in einen geschützten Bereich mit grösserer Sicherheit und Selektivität erkennen als durch Verwendung nur eines einzigen Detek-tionsverfahrens. Eine fehlerhafte Alarmsignalgabe kann daher auf diese Weise mit grösserer Sicherheit vermieden werden. Such intrusion detectors are known, for example, from US Pat. No. 3,725,888. They consist of a combination of a passive infrared detector and an ultrasonic detector, which are connected to one another in an AND circuit (AND gate). The infrared part reacts to the body radiation of a person in the infrared spectral range and the ultrasound part to the movement of an intruder in an ultrasound field due to the frequency shift of the ultrasound reflected by a moving intruder according to the Doppler effect. By combining both principles, an unwanted intrusion of a person into a protected area can be identified with greater security and selectivity than by using only a single detection method. Faulty alarm signaling can therefore be avoided with greater certainty in this way.

Passive Infrarot-Intrusionsdetektoren sind beispielsweise aus EP-A 0 189 536 bekannt. Sie dienen dazu, ein in einen überwachten Bereich eingedrungenes Objekt, z.B. einen Eindringling, mittels der von diesem ausgesandten Infrarotstrahlung zu de-tektieren und über eine Auswerteschaltung ein Alarmsignal auszulösen. Hierbei wird durch eine Anzahl von Reflektor- oder Spiegelsegmenten, über die die eintreffende Strahlung zum Sensor geleitet wird, eine entsprechende Anzahl von räumlich verteilten Sichtfeldern gebildet, bei deren Durchschreitung durch einen Eindringling eine Bestrahlungsänderung des Sensors und damit ein Alarmsignal erzeugt wird. Der Sensor kann dabei ein einziges Sensorelement aufweisen oder aber als Mehrfach- oder Dualsensor mit zwei oder mehr getrennten Sensorelementen oder Flakes ausgeführt sein, wodurch die Anzahl der Sichtfelder mindestens verdoppelt wird. Passive infrared intrusion detectors are known for example from EP-A 0 189 536. They are used to detect an object that has entered a monitored area, e.g. an intruder, by means of the infrared radiation emitted by the intruder and triggering an alarm signal via an evaluation circuit. In this case, a corresponding number of spatially distributed fields of view is formed by a number of reflector or mirror segments, via which the incoming radiation is directed to the sensor, and when passed through an intruder, a radiation change of the sensor and thus an alarm signal is generated. The sensor can have a single sensor element or can be designed as a multiple or dual sensor with two or more separate sensor elements or flakes, whereby the number of fields of view is at least doubled.

Zum Schutz des Sensors und der optischen Reflektoren vor Beschädigung oder Verstaubung sowie zur Tarnung des Detektors ist dabei das Gehäuse des Detektors in Einstrahlungsrichtung durch ein infrarotdurchlässiges Fenster abgeschlossen, das für die nachzuweisende Strahlung, z.B. für die Körperstrahlung eines Menschen im Wellenlängenbereich von etwa 5-15 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 7-12 Mikrometer, durchlässig, für kürzerwellige Strahlung jedoch weitgehend undurchlässig ist. Dieses Fenster kann selbst wiederum optisch bündelnd ausgeführt sein, z.B. als Fresnel-Linse, die die gewünschten Sichtfeider erzeugt, so dass gegebenenfalls auf Spiegelsegmente verzichtet werden kann. To protect the sensor and the optical reflectors from damage or dust as well as to camouflage the detector, the housing of the detector is closed in the direction of radiation by an infrared-transmissive window, which is suitable for the radiation to be detected, e.g. is transparent to the body radiation of a person in the wavelength range of about 5-15 micrometers, preferably between 7-12 micrometers, but is largely impermeable to shorter-wave radiation. This window can in turn be optically bundled, e.g. as a Fresnel lens, which generates the desired visual field, so that it is possible to dispense with mirror segments.

Andererseits sind Ultraschall-lntrusionsdetekto-ren z.B. aus der CH-A 556 070 oder der EP-A 0158 022 bekannt. Diese weisen einen Ultraschallemitter auf, der Ultraschall mit einer Frequenz von über 20 kHz in den überwachten Bereich vor dem Detektor abstrahlt, sowie einen Ultraschallempfänger, der den aus dem Raum reflektierten Ultraschall aufnimmt und der Auswerteschaltung zuführt. Während ortsfeste Objekte nur Ultraschall mit der Sendefrequenz reflektieren, verursacht ein sich bewegender Eindringling gemäss seiner Bewegungsgeschwindigkeit eine Frequenzverschiebung nach dem Doppler-Effekt. Die Auswerteschaltung löst dann ein Älarmsignal aus, wenn diese Frequenzverschiebung solchen Werten entspricht, wie sie für einen sich bewegenden Menschen typisch sind, und wenn gleichzeitig eine Infrarotstrahlung empfangen wird, wie sie ebenfalls für menschliche Eindringlinge charakteristisch ist. On the other hand, ultrasonic intrusion detectors are e.g. known from CH-A 556 070 or EP-A 0158 022. These have an ultrasound emitter, which emits ultrasound with a frequency of over 20 kHz in the monitored area in front of the detector, and an ultrasound receiver, which records the ultrasound reflected from the room and feeds it to the evaluation circuit. While fixed objects only reflect ultrasound at the transmission frequency, a moving intruder causes a frequency shift according to the Doppler effect according to its speed of movement. The evaluation circuit then triggers an alarm signal if this frequency shift corresponds to values which are typical for a moving person and if at the same time infrared radiation is received, which is also characteristic of human intruders.

Es liegt in der Natur der Sache, dass von Eindringlingen häufig versucht wird, solche Intrusionsdetektoren unwirksam und funktionsunfähig zu machen. Dazu würde es genügen, nur einen der beiden Detektionsteile zu sabotieren, da diese in UND-Schaltung liegen. Zur Ausserbetriebsetzung des Ultraschallteiles müsste jedoch der gesamte Detektor abgedeckt werden, was sofort sichtbar wäre. Daher wird zur Überlistung des Intrusionsdetek-tors meist die Anbringung einer Strahlungsabschirmung vor dem Detektor oder auf dem Fenster selbst versucht, welche die eintreffende Infrarotstrahlung vom Sensor fernhält. Es ist relativ einfach, solche Eingriffe fast unsichtbar zu machen, da die meisten im sichtbaren Spektralbereich transparenten Materialien, wie Glas, Haushaltfolien, Haarlack-Spray, transparente Schutzlacke etc., langwellige Infrarotstrahlung im betreffenden Spektralbereich absorbieren. Für Einbruch- und Eindringschutzanlagen für Objekte mit grossen Risiken und Werten ist es daher wünschenswert, derartige Überlistungsversuche an den einzelnen Detektoren festzustellen und zu signalisieren. It is in the nature of things that intruders often try to make such intrusion detectors ineffective and inoperable. To do this, it would suffice to sabotage only one of the two detection parts, since these are in an AND circuit. To shut down the ultrasonic part, however, the entire detector would have to be covered, which would be immediately visible. Therefore, in order to outwit the intrusion detector, an attempt is usually made to attach a radiation shield in front of the detector or on the window itself, which keeps the incoming infrared radiation away from the sensor. It is relatively easy to make such interventions almost invisible, since most transparent materials in the visible spectral range, such as glass, household foils, hair lacquer spray, transparent protective lacquers, etc., absorb long-wave infrared radiation in the relevant spectral range. For intrusion and intrusion protection systems for objects with high risks and values, it is therefore desirable to identify and signal such attempts to outsmart the individual detectors.

Aus EP-A 0 189 536 oder aus GB-A 2 141 228 ist es bekannt, die Durchlässigkeit des Fensters für Infrarotstrahlung durch eine aussen am Gehäuse angebrachte Infrarotstrahlungsquelle zu überwachen, die durch das Fenster hindurch den Sensor bestrahlt. Bei Ausbleiben oder Verminderung dieser Strahlung wird eine Störung signalisiert. Auf diese Weise kann jedoch nur eine direkt auf dem Fenster aufliegende strahlungsundurchlässige Schicht erkannt werden, jedoch keine Objekte kurz vor dem Detektor oder in einer gewissen Entfernung von diesem. From EP-A 0 189 536 or from GB-A 2 141 228 it is known to monitor the permeability of the window for infrared radiation by means of an infrared radiation source attached to the outside of the housing and irradiating the sensor through the window. If this radiation is absent or reduced, a fault is signaled. In this way, however, only a radiation-impermeable layer lying directly on the window can be recognized, but no objects shortly before or at a certain distance from the detector.

Dieser Nachteil kann, wie z.B. in US-A 4 752 768 gezeigt, durch Verwendung einer Reflex-Lichtschranke mit einem entfernt vom Detektor vorgesehenem Reflektor beseitigt werden, mit welcher der Zwischenraum zwischen Detektor und Reflektor auf das Anbringungen von Strahlungsabschirmungen überwacht wird. Nachteilig ist hierbei, dass Reflektor und Detektor genau zueinander justiert sein müssen, was die Anlage kompliziert, kostspielig, This disadvantage, e.g. in US Pat. No. 4,752,768, can be eliminated by using a reflective light barrier with a reflector provided remote from the detector, with which the space between the detector and reflector is monitored for the application of radiation shields. The disadvantage here is that the reflector and detector must be precisely adjusted to one another, which complicates the system, is expensive,

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schwer montierbar und störanfällig macht. Zudem kann mit einem Zusatzreflektor nur jeweils ein Sichtfeld überwacht werden. Ausserdem wird bei solchen bekannten Anlagen aus verschiedenen Gründen kürzerwellige Strahlung verwendet, so dass nur Objekte erkannt werden können, die auch im kurzwelligen Infrarot bei etwa 0,9 Mikrometer Wellenlänge Strahlung absorbieren. difficult to assemble and prone to failure. In addition, only one field of view can be monitored with an additional reflector. In addition, shorter-wave radiation is used in such known systems for various reasons, so that only objects can be recognized which also absorb radiation in the short-wave infrared at a wavelength of approximately 0.9 micrometers.

Bei einer weiteren, z.B. aus EP-A 0 274 889 bekannten Intrusionsschutzeinrichtung ist ein Infrarotsensor mit einem Mikrowellensystem in einer logischen Schaltung kombiniert, die ein Alarmsignal nur dann auslöst, wenn gleichzeitig beide Systeme ein Signal abgeben. Hierbei ist der Infrarotsensor zwischen dem Mikrowellensender und Empfänger unmittelbar benachbart zu diesen hinter dem Eintrittsfenster angeordnet. Ein Versuch, das Fenster abzudecken oder mit einer Spray-Schicht zu versehen oder eine Abschirmung vor dem Fenster anzubringen, kann vom Mikrowellenteil detektiert werden. Damit können jedoch nur Objekte festgestellt werden, die Mikrowellen reflektieren oder absorbieren, d.h. vorzugsweise metallisch leitende Materialien, jedoch gerade nicht zahlreiche für Infrarotstrahlung undurchlässige und häufig zu Sabotageversuchen verwendete Folien oder Lacke. Another, e.g. Intrusion protection device known from EP-A 0 274 889 combines an infrared sensor with a microwave system in a logic circuit which only triggers an alarm signal if both systems simultaneously emit a signal. Here, the infrared sensor is arranged between the microwave transmitter and receiver directly adjacent to the latter behind the entrance window. An attempt to cover the window or to apply a spray layer or to place a shield in front of the window can be detected by the microwave part. However, this means that only objects that reflect or absorb microwaves, i.e. preferably metallic conductive materials, but not many films or lacquers that are opaque to infrared radiation and are often used for sabotage attempts.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend angeführten Nachteile des Standes der Technik zu eliminieren und insbesondere einen kombinierten Intrusionsdetektor der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der einen Versuch der Sabotage oder Verminderung der Funktionsfähigkeit durch eine Abschirmung mit grösserer Sicherheit und mit geringem Aufwand festzustellen und zu signalisieren vermag. The invention sets itself the task of eliminating the above-mentioned disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a combined intrusion detector of the type specified at the outset which attempts to sabotage or reduce the functionality by means of shielding with greater certainty and with little effort and can signal.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Detektor ein Gehäuse mit einem Infraroteintrittsfenster aufweist, welches in einer Vertiefung des Gehäuses angebracht ist, dass Ultraschallemitter und Ultraschallempfänger seitlich des Fensters so angeordnet sind, dass vor dem Fenster ein Ultraschallfeld gebildet ist und die Auswerteschaltung bei einer vorbestimmten zeitlichen Änderung des Ultraschallfeldes ein Störungssignal auslöst. According to the invention, this object is achieved in that the detector has a housing with an infrared entrance window, which is mounted in a recess in the housing, that the ultrasound emitter and ultrasound receiver are arranged on the side of the window in such a way that an ultrasound field is formed in front of the window and the evaluation circuit is located at one predetermined interference in the ultrasound field triggers an interference signal.

Eine solche zeitliche Änderung des Ultraschallfeldes besteht z.B. in einer Änderung des Schalldruckes oder der Laufzeit des von Objekten im überwachten Raum reflektierten Ultraschalles. Sobald sich eine solche Messgrösse im Vergleich zu einem früheren Zeitpunkt oder zu einem Mittelwert aus früheren Messungen geändert hat, ist dies ein Anzeichen, dass im Raum eine Änderung vorgenommen wurde, z.B. eine Abschirmung im Raum plaziert wurde. Eine solche zeitliche Parameteränderung des Schallfeldes kann leicht von der Doppler-Frequenzauswertung getrennt verarbeitet werden. Such a temporal change in the ultrasound field exists e.g. in a change in the sound pressure or the transit time of the ultrasound reflected by objects in the monitored room. As soon as such a measured variable has changed compared to an earlier point in time or to an average from previous measurements, this is an indication that a change has been made in the room, e.g. a shield has been placed in the room. Such a temporal parameter change of the sound field can easily be processed separately from the Doppler frequency evaluation.

Hierbei wird die bisher offenbar nicht erkannte oder berücksichtigte Analogie von fernem Infrarot im Frequenzbereich der menschlichen Körperstrahlung und des nahen, zum Hörbereich benachbarten Ultraschalles bezüglich ihrer Ausbreitung ausgenützt, insbesondere der Umstand, dass sich dieser Ultraschall in Luft nahezu ungehindert ausbreitet, The analogy of far infrared in the frequency range of human body radiation and the near ultrasound adjacent to the listening area, which has apparently not been recognized or taken into account so far, is exploited with regard to its propagation, in particular the fact that this ultrasound spreads almost freely in air.

von praktisch allen festen Oberflächen jedoch reflektiert oder absorbiert wird. Somit können mittels Ultraschall auch ferneres Infrarot absorbierende Abschirmungen erkannt werden, die für Mikrowellen oder Licht und für benachbartes Infrarot transparent sind. is reflected or absorbed by practically all solid surfaces. It is thus also possible to use ultrasound to detect shields which absorb infrared further and which are transparent to microwaves or light and to neighboring infrared.

Mit Vorteil sind Ultraschallemitter und -empfän-ger an verschiedenen Seiten des Eintrittsfensters angeordnet, so dass das Ultraschallfeld die Fensterfläche überdeckt. Stattdessen kann es jedoch vorteilhaft sein, Ultraschallemitter und -empfänger benachbart an derselben Fensterseite anzuordnen und den Ultraschall mittels an einer oder verschiedenen Seiten des Fensters vorgesehenen Reflektoren über das Fenster zu leiten. Ultrasonic emitters and receivers are advantageously arranged on different sides of the entrance window, so that the ultrasonic field covers the window area. Instead, however, it can be advantageous to arrange the ultrasound emitter and receiver adjacent to the same window side and to guide the ultrasound over the window by means of reflectors provided on one or different sides of the window.

Mit besonderem Vorteil sind die Austrittsfläche des Ultraschallemitters und die Eintrittsfläche des -empfängers beidseits einer durch die Vorderwand des Gehäuses am Ort des Fensters gebildeten Ebene angeordnet, so dass wenigstens eine akustisch wirksame Fläche der Ultraschall-Kompo-nenten, z.B. Emitter, Empfänger oder ein Reflektor, innerhalb der Vertiefung liegt. Dabei ist es vorteilhaft, etwa in der Ebene der Vorderwand vor dem Fenster eine mit feinen Öffnungen versehene, wenigstens zum grossen Teil infrarot- und ultraschalldurchlässige Abdeckung, z.B. ein feinmaschiges Gitter oder eine perforierte Folie, vorzusehen und derart anzuordnen, dass die Vorderflächen des Ultraschallemitters und des -empfängers auf verschiedenen Seiten der Abdeckung liegen und die Abdeckung somit vom erzeugten Ultraschall durchstrahlt und auf einen Versuch der Undurchlässig-machung, beispielsweise durch Besprayen, überwacht wird. The exit surface of the ultrasound emitter and the entrance surface of the receiver are particularly advantageously arranged on both sides of a plane formed by the front wall of the housing at the location of the window, so that at least one acoustically effective surface of the ultrasound components, e.g. Emitter, receiver or a reflector, lies within the depression. It is advantageous here, for example in the plane of the front wall in front of the window, to provide a cover with fine openings, at least for the most part permeable to infrared and ultrasound, e.g. a fine-meshed grid or a perforated film is to be provided and arranged in such a way that the front surfaces of the ultrasound emitter and receiver lie on different sides of the cover and thus the cover radiates through the generated ultrasound and monitors for an attempt to make it impermeable, for example by spraying becomes.

Da der erfindungsgemässe Intrusionsdetektor ohnehin sowohl einen infrarotteil als auch einen Ultraschallteil aufweist, lässt er sich in vorteilhafter Weise ohne wesentlich erhöhten Aufwand durch eine zeitliche Ultraschallfeld-Auswertung sowie eine im Prinzip bekannte Infrarot-Fensterüberwachungsvorrichtung ergänzen, wodurch die Sabotagesicherheit optimiert und die Fehlalarmanfälligkeit minimiert wird. Since the intrusion detector according to the invention has both an infrared part and an ultrasound part in any case, it can advantageously be supplemented without much more effort by a temporal ultrasound field evaluation and an infrared window monitoring device known in principle, thereby optimizing the sabotage security and minimizing the susceptibility to false alarms.

Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the figures.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Intrusionsdetektor im Vertikalschnitt entlang der Symmetrieebene S-S, 1 shows an intrusion detector in vertical section along the plane of symmetry S-S,

Fig. 2 einen Intrusionsdetektor in Frontansicht, 2 an intrusion detector in front view,

Fig. 3a einen Horizontalschnitt entlang der Ebene A-A, 3a shows a horizontal section along the plane A-A,

Fig. 3b einen Diagonalschnitt entlang der Ebene B-B und Fig. 3b is a diagonal section along the plane B-B and

Fig. 4 einen anderen Intrusionsdetektor in Frontansicht Fig. 4 shows another intrusion detector in front view

Der in Fig. 1 dargestellte Infrarot-Intrusionsde-tektor weist ein Gehäuse 1, vorzugsweise aus Kunststoff auf. Im Inneren des Gehäuses 1 ist eine Infrarotstrahlung im ausgewerteten Spektralbereich von 5-15, insbesondere 7-12 Mikrometer gut reflektierender, vorzugsweise metallischer Spiegel The infrared intrusion detector shown in Fig. 1 has a housing 1, preferably made of plastic. Inside the housing 1 there is infrared radiation in the evaluated spectral range of 5-15, in particular 7-12, micrometers, which is a good reflecting, preferably metallic, mirror

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oder Reflektor 2 angeordnet, der beispielsweise wie in EP-A 0 189 536 beschrieben oder in anderer geeigneter Weise als Segmentspiegel ausgebildet sein kann, um eine Anzahl von räumlichen Sichtbereichen für die auf den Detektor einfallenden Infrarotstrahlung zu bilden. Der oben an die Spiegelsegmente anschliessende Teil 3 dient zur Abschirmung elektromagnetischer Felder von der davor angeordneten Schaltungsplatine 4 mit den darauf angebrachten Komponenten der Auswerteschaltung. Diese ist, wie an sich z.B. aus EP-A 0 025 188 bekannt, eingerichtet, selektiv eine durch die Bewegung eines Eindringlings durch ein Sichtfeld erzeugte Bestrahlungsänderung des Sensors, d.h. bei einer vorbestimmten Änderung der auf den Sensor auftreffenden Infrarotstrahlung ein Ausgangssignal auszulösen. Auf dem unteren Teil der Platine 4 ist der Infrarotsensor 5 angbracht, der z.B. als py-roelektrischer Sensor ausgeführt ist und mindestens im Spektralbereich der menschlichen Körperstrahlung empfindlich ist. Dieser Sensor 5 kann ein einziges strahlungsempfindliches Element aufweisen oder als Mehrfach- oder Dualsensor mit wenigstens zwei benachbarten Sensorelementen ausgeführt sein. Vor der Schaltungsplatine 4 befindet sich eine weitere elektromagnetische Abschirmung 6, z.B. aus einem geeigneten metallischen Blech. or reflector 2 is arranged, which can be configured, for example, as described in EP-A 0 189 536 or in another suitable manner as a segment mirror, in order to form a number of spatial viewing areas for the infrared radiation incident on the detector. The part 3 which adjoins the mirror segments at the top serves to shield electromagnetic fields from the circuit board 4 arranged in front thereof and the components of the evaluation circuit mounted thereon. As such, this is e.g. known from EP-A 0 025 188, set up selectively a radiation change of the sensor generated by the movement of an intruder through a field of view, i.e. trigger an output signal when there is a predetermined change in the infrared radiation impinging on the sensor. On the lower part of the board 4, the infrared sensor 5 is attached, which e.g. is designed as a pyroelectric sensor and is sensitive at least in the spectral range of human body radiation. This sensor 5 can have a single radiation-sensitive element or can be designed as a multiple or dual sensor with at least two adjacent sensor elements. In front of the circuit board 4 there is another electromagnetic shield 6, e.g. from a suitable metallic sheet.

An der Vorderwand 7 des Gehäuses 1 ist in einer Vertiefung 8 ein Eintrittsfenster 9 vorgesehen, durch welches auf den Detektor auftreffende Infrarotstrahlung hindurchtreten und über den Reflektor 2 auf den Sensor 5 gelangen kann. Um Störstrahlungen anderer Wellenlängen vom .Sensor 5 fernzuhalten, ist das Fenster 9 aus einem Material ausgeführt, das vorzugsweise für menschliche Körperstrahlung, d.h. im Wellenlängenbereich von etwa 5-15, insbesondere 7-12 Mikrometer durchlässig ist, z.B. aus geeignetem Kunststoff, Spezialglas oder Silizium. Ausserdem schützt das Fenster das Innere des Detektors, insbesondere die optischen Reflektoren 2 und den Sensor 5 vor Beschädigungen und Verstaubung. Das Fenster kann zudem auch als optisch wirksames Element ausgeführt sein, z.B. als Fresnel-Unse, um bei der Strahiungs-bündelung und Erzeugung von separaten Sichtfeldern mitzuwirken. On the front wall 7 of the housing 1, an entry window 9 is provided in a recess 8, through which infrared radiation incident on the detector can pass and can reach the sensor 5 via the reflector 2. In order to keep interference radiation of other wavelengths away from the sensor 5, the window 9 is made of a material which is preferably for human body radiation, i.e. is transparent in the wavelength range of about 5-15, in particular 7-12, micrometers, e.g. made of suitable plastic, special glass or silicon. In addition, the window protects the inside of the detector, in particular the optical reflectors 2 and the sensor 5, from damage and dust. The window can also be designed as an optically active element, e.g. as a Fresnel-Unse, to participate in the bundling of radiation and the creation of separate fields of view.

Um zu verhindern, dass der Detektor dadurch unwirksam gemacht werden kann, dass vor dem Detektorgehäuse eine strahlungsabsorbierende Abschirmung angebracht wird, die die eintreffende Infrarotstrahlung vom Eintrittsfenster 9 fernhält, ist der Detektor mit einer Vorrichtung zum Erkennen und Signalisieren einer solchen funktionsmindern-den Abschirmung ausgerüstet. In order to prevent the detector from being rendered ineffective by attaching a radiation-absorbing shield in front of the detector housing, which shields the incoming infrared radiation from the entrance window 9, the detector is equipped with a device for recognizing and signaling such a function-reducing shield.

Diese besteht, wie in Fig. 2 wiedergegeben, aus einem an einer Seite des Strahlungseintrittsfensters 9 vorgesehenen Ultraschallemitter 10 und einem an der gegenüberliegenden Seite des Fensters 9 liegenden Ultraschallempfänger 11. Der Emitter 10 sendet Ultraschall in Frequenz etwas oberhalb des Hörbereiches aus, beispielsweise im Frequenzbereich um etwa 25 kHz. Unmittelbar vor dem Fenster 9 und im gesamten Raumbereich vor dem Detektor wird dadurch ein Ultraschallfeld US1 gebildet, welches sich bei Anbringung einer schallabschirmenden Wand vor dem Detektor ändert. Der Empfänger 11 ist an eine geeignete Auswerteschaltung angeschlossen, die ein Störungssignal auslöst, wenn sich der vom Empfänger 11 registrierte Ultraschall in vorbestimmter Weise ändert, wie es für die Anbringung einer Abschirmung vor dem Detektor charakteristisch ist. Insbesondere wird die Intensität des empfangenen Ultraschalles und dessen Zeitverlauf mit den zu einem früheren Zeitpunkt gewonnenen Messergebnissen oder aus früheren Messungen gebildeten Mittelwerten verglichen und Abweichungen festgestellt, die für Veränderungen im überwachten Raum vor dem Detektor typisch sind. As shown in FIG. 2, this consists of an ultrasound emitter 10 provided on one side of the radiation entry window 9 and an ultrasound receiver 11 located on the opposite side of the window 9. The emitter 10 emits ultrasound in frequency somewhat above the hearing range, for example in the frequency range around 25 kHz. Immediately in front of the window 9 and in the entire area in front of the detector, an ultrasound field US1 is formed, which changes when a sound-shielding wall is attached in front of the detector. The receiver 11 is connected to a suitable evaluation circuit which triggers a fault signal when the ultrasound registered by the receiver 11 changes in a predetermined manner, as is characteristic for the application of a shield in front of the detector. In particular, the intensity of the ultrasound received and its time course are compared with the measurement results obtained at an earlier point in time or mean values formed from earlier measurements, and deviations are determined which are typical for changes in the monitored space in front of the detector.

Da ein Ultraschallfeld im genannten Frequenzbereich praktisch von allen festen Grenzflächen, also allen Oberflächen beeinflusst wird, sich in Luft jedoch fast ungehindert ausbreitet, werden auf diese Weise mittels Ultraschall auch solche Abschirmmaterialien erfasst und gemeldet, die zwar fernes Infrarot absorbieren, jedoch für Licht und Mikrowellen praktisch transparant sind, was bisher bei Infra-rot-lntrusionsdetektoren mit auf Infrarot- oder Mikrowellenbasis arbeitenden Sabotageschutzvorrichtungen nicht möglich war. Since an ultrasonic field in the frequency range mentioned is influenced by practically all solid interfaces, i.e. all surfaces, but spreads almost unhindered in air, shielding materials that absorb far infrared, but for light and microwaves, are also detected and reported in this way using ultrasound are practically transparent, which has hitherto not been possible with infra-red intrusion detectors with tamper protection devices working on the basis of infrared or microwaves.

Da der Intrusionsdetektor ohnehin eine Ultraschallvorrichtung enthält, kann diese mit überraschenden Vorteilen und ohne besonderen zusätzlichen Aufwand zur Funktionsüberwachung des Infrarotteiles des Intrusionsdetektors herangezogen werden. Dazu ist es lediglich erforderlich, an der Gehäuse-Vorderseite 7, wie in Fig. 2 und 3a gezeigt, die Ultraschallemitter 10, 12 so anzuordnen, dass der in den Raum vor dem Detektor ausgestrahlte Ultraschall vor dem Infrarotfenster 9 ein Ultraschallfeld bildet. Die Auswerteschaltung ist dann so auszubilden, dass sie ein Alarmsignal auslöst, wenn der von einem sich bewegenden Objekt reflektierte Ultraschall eine vorbestimmte Frequenzverschiebung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes zeigt und gleichzeitig der Infrarotteil ein Ausgangssignal abgibt, sowie ein Störungssignal, wenn der empfangene Ultraschall eine bestimmte Änderung gegenüber früheren Zeitpunkten aufweist. Die dafür erforderliche Schaltung lässt sich mühelos und ohne grossen Aufwand in die bereits vorhandenen Auswerteschaltung integrieren. Since the intrusion detector contains an ultrasound device anyway, this can be used with surprising advantages and without any special additional effort for function monitoring of the infrared part of the intrusion detector. All that is necessary is to arrange the ultrasound emitters 10, 12 on the front side 7 of the housing, as shown in FIGS. 2 and 3a, in such a way that the ultrasound emitted into the space in front of the detector forms an ultrasound field in front of the infrared window 9. The evaluation circuit is then to be designed such that it triggers an alarm signal when the ultrasound reflected by a moving object shows a predetermined frequency shift in accordance with the speed of movement of the object and at the same time the infrared part emits an output signal and a fault signal when the received ultrasound detects a certain change compared to earlier times. The circuit required for this can be easily and effortlessly integrated into the existing evaluation circuit.

Die beschriebene Vorrichtung ist zwar in der Lage, eine Infrarotabschirmung vor dem Detektor in einem grossen Distanzbereich mit grosser Sicherheit festzustellen. Eine direkt auf das Fenster 9 aufgebrachte Abschirmung kann damit aber nicht ohne weiteres erfasst werden. Um einen solchen Sabotageversuch zu erschweren, ist das Eintrittsfenster 9 in einer Vertiefung 8 der Gehäuse-Vor-derwand 7 angebracht, was die Anbringung einer passenden Abschirmfolie behindert. Mit einem Spraymittei könnte das Fenster trotzdem noch erreicht werden. Zum Schutz vor einem derartigen Versuch ist es von Vorteil, etwa in der Ebene der Vorderwand 7 des Gehäuses 1 vor dem Fenster 9 eine mit feinen Öffnungen versehene Abdeckung 14 vorzusehen, die wenigstens zum grossen Teil infrarot- und ultraschalldurchlässig ist. Hierbei kann es sich z.B. um ein feinmaschiges Gitter handeln, The described device is indeed able to determine infrared shielding in front of the detector in a large distance range with great certainty. However, a shield applied directly to the window 9 cannot be detected easily. In order to make such an attempt at sabotage more difficult, the entrance window 9 is installed in a recess 8 in the front wall 7 of the housing, which hinders the fitting of a suitable shielding film. The window could still be reached with a spray. To protect against such an experiment, it is advantageous to provide a cover 14 provided with fine openings, for example in the plane of the front wall 7 of the housing 1 in front of the window 9, which cover is at least largely infrared and ultrasound-permeable. This can e.g. a fine-mesh grid,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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40 40

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50 50

55 55

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4 4th

7 7

CH 680 881 A5 CH 680 881 A5

8 8th

wie es für den Schutz von Bildschirmen oder als Insektengitter verwendet wird, oder um eine mit feinen Löchern versehene Folie, z.B. aus Polyäthylen. Die Öffnungen sollten dabei eine Grösse höchstens im Bereich von Zehntelmillimetern haben, so dass sie durch Besprayen geschlossen werden und die Abdeckung 14 damit undurchlässig wird. Wenn nun, wie in Fig. 3b gezeigt, die Schallaustrittsfläche des Ultraschallemitters 10 innerhalb der Vertiefung 8 hinter der Abdeckung 14 angebracht ist, die Fläche des Empfängers 11 jedoch an der Vorderseite 7 ausserhalb der Abdeckung 14, so durchsetzt der Ultraschall im Normalfall die Abdeckung 14 durch die Öffnungen. Er wird jedoch bei Schliessung der Öffnungen durch aufgesprayten Lack blockiert, so dass auch hier ein Sabotageversuch erkannt und gemeldet wird. as used for the protection of screens or as an insect screen, or around a film with fine holes, e.g. made of polyethylene. The openings should have a size at most in the range of tenths of a millimeter, so that they are closed by spraying and the cover 14 is thus impermeable. If, as shown in FIG. 3b, the sound exit surface of the ultrasound emitter 10 is located inside the recess 8 behind the cover 14, but the surface of the receiver 11 on the front side 7 outside the cover 14, the ultrasound normally penetrates the cover 14 through the openings. However, it is blocked by sprayed paint when the openings are closed, so that a sabotage attempt is recognized and reported here too.

Zur Erzielung einer noch grösseren Sicherheit kann, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, in der Schulter der Vertiefung 8 eine Infrarotstrahlungsquelle 15 vorgesehen sein, die durch das Fenster 9 hindurch über einen optischen Reflektor 16 den Sensor 5 bestrahlt. Bei Ausbleiben oder Verminderung dieser Strahlung wird in an sich bekannter Weise ein Störungssignal erzeugt. In order to achieve even greater security, as can be seen from FIG. 2, an infrared radiation source 15 can be provided in the shoulder of the depression 8 and irradiates the sensor 5 through the window 9 via an optical reflector 16. If this radiation is absent or reduced, an interference signal is generated in a manner known per se.

Verschiedene Varianten der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind möglich, ohne den Rahmen des Erfindungsgedankens zu verlassen. Zwar können jeweils zwei Ultraschallemitter und -empfänger vorgesehen sein, jedoch kann auch, wie in Fig. 4 gezeigt, nur ein einziger Ultraschallemitter 17 und ein Empfänger 18 an derselben Seite des Fensters 9 angebracht sein. Der Ultraschall wird hier vom Emitter 17 über einen oder mehrere akustische Reflektoren 19, z.B. Blechstreifen, über das Fenster 9 hinweg dem Empfänger 18 zugeleitet. Different variants of the described exemplary embodiments are possible without leaving the scope of the inventive concept. Although two ultrasound emitters and receivers can be provided in each case, however, as shown in FIG. 4, only a single ultrasound emitter 17 and a receiver 18 can be attached to the same side of the window 9. The ultrasound is here from the emitter 17 via one or more acoustic reflectors 19, e.g. Sheet metal strips, fed to the receiver 18 through the window 9.

Von Vorteil ist es, den Ultraschallempfänger 11, 18 so zu schalten, dass er abwechselnd im Normalbetrieb während bestimmter Raumüberwachungsphasen, etwa von mehreren Sekunden Dauer, das Auftreten von nach dem Doppler-Effekt verschobenen Frequenzen feststellt, dazwischen während der periodischen Kontrollphasen von einigen Zehntelsekunden Dauer jedoch die Prüfung mittels kurzer Ultraschallimpulse oder Modulationen der Ultraschallsender 10, 12, 17 erfolgt, wobei markante Schallfeldänderungen gegenüber vorhergehenden Kontrollphasen als Anzeichen eines Sabotageversuches gewertet werden. It is advantageous to switch the ultrasound receiver 11, 18 in such a way that, in normal operation, it detects the occurrence of frequencies shifted according to the Doppler effect during certain room monitoring phases, for example of several seconds, in between during the periodic control phases of a few tenths of a second however, the test is carried out by means of short ultrasound pulses or modulations of the ultrasound transmitters 10, 12, 17, with striking changes in the sound field compared to previous control phases being regarded as signs of an attempt at sabotage.

Es ist sogar möglich, nur ein einziges Ultraschall-emitter/empfänger-Element zu verwenden. Das Element emittiert periodisch abwechselnd kurze Kon-trollimpulse und wird unmittelbar anschliessend auf normalen Empfangsbetrieb umgestellt. Auf der gegenüberliegenden Fensterseite sorgen akustische Reflektoren dafür, dass im ungestörten Fall ein genau bekannter Echoimpuls zum Empfänger zurückgelangt, der sich jedoch bei jeder Veränderung infolge geänderter Reflexionen im Raum vor dem Detektor in seiner Amplitude und im zeitlichen Verlauf ändert. It is even possible to use only a single ultrasound emitter / receiver element. The element periodically emits short control pulses alternatingly and is then immediately switched to normal reception mode. On the opposite side of the window, acoustic reflectors ensure that in the undisturbed case a well-known echo pulse returns to the receiver, but changes in amplitude and in time with every change due to changed reflections in the space in front of the detector.

Claims

1. intrusion detector with a sensor (5) sensitive to infrared radiation, on which radiation is incident from at least one spatial field of view, with at least one ultrasound emitter (10, 12, 17) and at least one ultrasound receiver (11, 18), and with an evaluation circuit (4 ) for alarm signaling in the event of a simultaneous predetermined change in the infrared radiation incident on the sensor (5) and a predetermined change in the ultrasound received by the ultrasound receiver (11, 18), characterized in that the detector has a housing (1) with an entry window (9) , which is mounted in a recess (8) of the housing (1), that the ultrasound emitter (10, 12, 17) and ultrasound receiver (11, 18) are arranged on the side of the window (9) in such a way that in front of the window (9) Ultrasonic field is formed and that the evaluation circuit (4) triggers a fault signal when the ultrasonic field changes over time.

2. Detector according to claim 1, characterized in that the ultrasound emitter (10) and the ultrasound receiver (11) are arranged on opposite sides of the window (9).

3. Detector according to claim 1, characterized in that the ultrasound emitter (17) and the ultrasound receiver (18) are arranged on the same side of the window (9) and that the ultrasound via at least one acoustic reflector (19) on another side of the window (9) from the emitter (17) to the receiver (18).

4. Detector according to claim 3, characterized in that ultrasound emitter (18) serves simultaneously as an ultrasound receiver and is periodically switched alternately as an ultrasound emitter and as an ultrasound receiver.

5. Detector according to one of claims 1-3, characterized in that at least one of the emitter (10, 12, 17), receiver (11, 18) and reflector (19) with its acoustically active surface within the recess ( 8) lies behind the plane formed by the front wall (7) and at least one other ultrasound component with its acoustically active surface outside the recess (8).

6. Detector according to claim 5, characterized in that in front of the window (9) approximately in the plane of the front wall (7) is provided with fine openings, at least for the most part infrared and ultrasonic transparent cover (14).

7. Detector according to claim 6, characterized in that the size of the openings of the cover (14) is at most in the range of tenths of a millimeter.

8. Detector according to one of claims 1-7, characterized in that the evaluation circuit (4), with which the ultrasonic emitter (10, 12, 17) and ultrasonic receiver (11, 17, are connected) with a predetermined change in the sound pressure and / or triggers a fault signal when there is a predetermined change in transit time compared to an earlier time.

9. Detector according to one of claims 1-8, characterized in that the evaluation circuit (4) is set up, periodically alternating egg

5

10. Detector according to any one of claims 1-9, characterized in that an infrared radiation source (15) is provided in front of the entrance window (9), which irradiates the infrared sensor (15) through the window (9).

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5

9

CH 680 881 A5

ne frequency shift of the received reflected ultrasound and a temporal change in the amplitude and / or the time profile of the received reflected ultrasound for signaling.