186315. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés fénysorompó érzékenységének fokozására
3 186315 4 A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés behatolás elleni fénysugár sorompó érzékenységének fokozására. A fénysugár sorompó áll egy fényforrásból, mint adóból és egy fényérzékeny elemből, mint vevőből. Ha a sugárzott fény kimarad, akkor a vevőnek a fény hatására kiadott feszültségjele megváltozik. A felerősített villamos jel megváltozása beavatkozón át relé vagy logikai áramkör vezérlésére alkalmas. A fénysugár sorompó felhasználási területe igen széles; felhasználható az élet- és vagyonvédelemben, biztonsági berendezésekben, munkavédelmi eszközökben, szállítópályák vezérléséhez, jármúérzékeléshez, darabszámláláshoz, személyszámláláshoz és számos egyéb helyen. Az általában a 920 nm körüli infravörös sugárzási tartományban működő fénysugár sorompóban a sugárzást fénydióda bocsátja ki és fotodióda ill. fototranzisztor érzékeli. Az ismert fénysugár sorompók nyílása 1,5 mm és 35 m között van. Az adó és a vevő lehet a nyílás két végpontjában elhelyezve, vagy képezhet egyetlen egységet, amikor a nyílás másik végpontjában a sugárzást visszaverő felület van; ebben az esetben a nyílás legfeljebb 15 m lehet. Az ismert fénysugár sorompó (pl. Leuze Electronic, Owen-Teck, NSZK) működésének lényege, hogy az adó által kibocsátott sugárzást hangfrekvenciás gerjesztéssel modulálják és a vevőben ugyancsak hangfrekvenciás modulált feszültség jellé átalakított kimenő jelet szelektív erősítővel felerősítik. Ezáltal a külső zavaró sugárzások hatása kiszűrhető. Nem terjedt el általánosan, de ismert egy olyan elrendezés is, amelynél a hangfrekvenciás gerjesztést periodikusan megszakítják, pulzálják, miáltal a sugárzást kibocsátó elem hőterhelése csökken és az adó egy nagyságrenddel nagyobb gerjesztést bír ki. Ezáltal az érzékenység, vagyis az áthidalható nyílás növelhető volt. A szelektív erősítésnek azonban a gerjedékenység fokozódása miatt korlátái vannak; az instabilitás miatt a fénysugárzás útja az említett 30—35 m fölé nem növelhető. A 3 045 217. ljsz. NSZK nyilvánosságra hozatali iratból ismert a belső terek felügyeletére szolgáló optikai berendezés, amely áll az ellenőrzött térszektorban fényenergia-térerősséget felépítő adóból; ez a vevőre szinkron impulzusokat ad. A vevő a fényenergiát frekvencia-szelektíven felfogja, villamos jellé alakítja, erősíti és egyenirányítja, két fényimpulzus közötti szünetekben az optikai alapszintet meghatározza és a fényimpulzus alatti jelből kivonja, végül az így képzett hasznos jelből négyzetgyököt von. A berendezés adója fénydiódából, impulzusgenerátorból, szinuszoszcillátorból és a szinkronimpulzusok kimenetéből áll. A vevő fotodiódát, továbbá sávszűrőből, előerősítőből és egyenirányítóból álló demodulátort, erősítőt és ezzel párhuzamos sample-and-hold áramkört az adó által kibocsátott szinkronimpulzusok számára, továbbá differenciálerősítőt a kivonás elvégzésére és gyökvonót tartalmaz. Ez a megoldás valójában nem térközök felügyeletére szolgáló fénysugár sorompó, nagyobb távolságok áthidalására nem alkalmas, emellett bonyolult és költséges berendezést igényel. Az 1 566 733. ljsz. NSZK közzétételi iratból megismerhető zárkireteszelő és zárellenőrző elrendezés azon az ismert megoldáson alapul, amelynél az adó fényforrása által kibocsátott és a vevőbe bevezetett fényt legalább egyféle frekvenciával megszakítják. A vevőhöz olyan eszközök csatlakoznak, amelyek észlelik a megszakítás frekvenciájának koincidenciáját. A találmány szerint az adóban fénydióda által kibocsátott fényt kétféle frekvenciával szakítják meg, amelyek közül az egyik többszöröse a másiknak. Az adó a zár kulcsát képezi. A vevő fotodiódája szélessávú szelektív erősítő bemenetihez csatlakozik, amelynek sávszélessége átfogja a kétféle frekvencia összegét és különbségét. Ennek a szelektív erősítőnek a kimenete demodulátor bemenetét képezi. A demodulator egyrészt a kisebb frekvenciára szelektív keskenysávú erősítőn, másrészt simítótagon át ÉS kapuhoz csatlakozik. Az ÉS kapu bemenetéin belépő jelek koincidenciája, vagyis a kulcsként kiképzett adó helyessége esetén a kapu egyik kimenetén, antikoincidencia, vagyis a kulcs hamissága esetén a másik kimeneten megjelenő jel a kireteszelés, ill. a riasztás vezérlésére szolgál. Ez a megoldás tehát zár optikai ellenőrzésének és nem behatolás elleni fénysugár sorompónak a feladatát látja el. Ennek megfelelően bonyolult és költséges, mert a szélessávú erősítőt követő demodulátor után a jelet keskenysávú szelektív erősítő mellett simítótagon is át kell vezetni és a kilépő kétféle jelet ÉS kapuban öszsze kelt hasonlítani. Találmányunk célja olyan módszer kidolgozása, amellyel a behatolás elleni fénysugár sorompó érzékenysége a többszörösére növelhető a kapcsolási elrendezés egyszerűbbé válása mellett. A találmány szerint úgy járunk el, hogy az adóban a fénysugár fényerősségét egy nagyobb frekvenciájú gerjesztéssel moduláljuk, majd ezt a modulált rezgést periodikusan megszakítva egy második modulálást végzünk. Mindkét modulált rezgés a vevőben a fényerősség villamos jellé való átalakítása után szelektíven erősíthető, miáltal igen nagy erősítés érhető el. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a nagyobb frekvenciára szelektív szélessávú erősítő kimenetéhez csatlakozó demodulátornak van egy megszólalási küszöbszintje, amelynél kisebb amplitúdójú jelet nem képes feldolgozni. Amennyiben tehát a demodulátorból jel lép ki, ez a nagyobb frekvenciájú jelnek a vevő által történt vételét bizonyítja. A deraodulátorból kilépő jel a második, kisebb frekvenciával van modulálva, amelyet a keskenysávú szelektív erősítő értékel ki. Ha ebből az erősítőből jel lép ki, ez azt bizonyítja, hogy a fénysugár útja megszakítatlan. A kilépő jel in-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
