201167. lajstromszámú szabadalom • Ultrahangos érzékelő, előnyösen behatolás érzékelésére
1 HU 201167 B 2 A találmány tárgya ultrahangos érzékelő, előnyösen behatolás érzékelésére, amely ultrahang adót és vevőt tartalmaz, ahol az ultrahang adóhoz ultrahang oszcillátor csatlakozik, az oszcillátorhoz pedig a kiküldött impulzuscsomagok idejét meghatározó kapcsoló áramkör van csatlakoztatva. A csökkenő közbiztonság és az anyagi értékek akkumulációja miatt a vagyonvédelmi berendezésekkel szemben egyre növekvő igények jelentkeznek. Ez a növekvő igény késztette a konstruktőröket egyre megbízhatóbb és érzékenyebb érzékelőket tartalmazó riasztó berendezések kifejlesztésére. Ilyen érzékelők ma már kereskedelmi cikként kerülnek forgalomba. A riasztó berendezésekhez kapcsolható érzékelőket csoportosíthatjuk többek között az őrzött tér kiterjedése szerint is. A legegyszerűbb érzékelők egy fényvagy infrasorompó megszakítását érzékelik. Egyszerűségük ellenére ma már csak korlátozottan alkalmazzák ezeket az érzékelőket vagyonvédelmi célra, mivel az őrizendő térnek csak egy vonal mentén húzódó nagyon kis részét képesek figyelni, és így könnyen megkerülhetők. Ezenkívül az adó és a vevő általában nagyobb távolságra van egymástól, ami a rendszer huzalozását teszi bonyolultabbá. Egy másik csoportba sorolhatók az olyan érzékelők, amelyek egy zárt térben képesek a mozgás érzékelésére. Ilyenek a passzív infraérzékelők, a Doppler érzékelők és az olyan mozgásérzékelők, amelyek a zárt térben kialakuló állóhullámok változását figyelik. A legtöbb ismert és kereskedelmi forgalomban lévő érzékelő Doppler elven működő ultrahangos érzékelő. Ilyen érzékelőket gyárt többek között a magyar NIVELCO, az amerikai RACAL és a nyugatnémet HIRSCHMANN cég. Ezen érzékelők közös jellemzője, hogy csak távolodó, illetve közeledő mozgásra megfelelő az érzékenységük, és nagyobb távolságok (nagyobb terek) figyelése esetén az érzékenységet olyan nagyra kell állítani, hogy az már károsan befolyásolja a zavarérzékenységet. A fokozott zavarérzékenység miatt az ilyen elven működő érzékelők gyakran adnak riasztó jelzést hálózati, akusztikai, rövid- és ultrarövidhullámú zavarok esetén. A 174.806 lajstromszámú HU szabadalomból olyan megoldás ismerhető meg, amely az állóhullámok kialakulásának elvét járulékosan használja a Doppler effektus kiegészítőjeként. Ezen szabadalom hibáit a 190.553 lajstromszámú HU szabadalom (Nagyérzékenységű ultrahangos mozgásérzékelő kapcsolási elrendezés) igyekszik kiküszöbölni, ugyanis az állóhullámok megváltozása zavaró tárgy miatt általában kisebb, mint a környezeti hatások (hő, páratartalom, a hullámterjedés sebességváltozása, stb.). A nevezett szabadalom olyan visszacsatolást alkalmaz, amely a környezeti lassú változásokat (0,01 Hz - 0,1 Hz) kikompenzálja, de gyorsabb, behatoló személytől eredő változásokat nem. A 185.674 számú HU szabadalom (Eljárás és készülék mozgásérzékelésre, különösen biztonsági berendezésekhez) a jelamplitúdót vizsgálja, illetve hasonlítja össze a mozgás előtti és mozgás alatti visszaverődésben. Egy adott térben a behatolás érzékelése a sorompó és a télfigyelés mellett megoldható a visszaverődött jel futási idejének mérésével, azaz a közvetett távolságmérés alapján is. Ezeknél a berendezéseknél nem a távolság pontos meghatározása a cél, de adott esetben arra is alkalmasak. A visszaverődéses ultrahang érzékelők alapvetően három útvonal mentén haladó jeleket érzékelnek. A legközelebbi és ezért leghamarabb a vevőbe jutó jelek az adóból egyenes vonalon a vevőbe jutó közvetlen jelek. A második útvonal az adóból a figyelt tárgyig és onnan a vevőig vezet. Több tárgy esetén természetesen a legközelebbi tárgy a figyelt tárgy. A harmadik útvonal az adótól a háttérben lévő falig vagy távolabbi tárgyig és onnan a vevőig vezet. A figyelt tárgy biztonságos érzékeléséhez mind az első, mind a harmadik típusú jelek által okozott zavaró hatást ki kell küszöbölni. A 184.565 HU szabadalmi leírás távolságmérésre alkalmas impulzus üzemű ultrahangos érzékelőt ismertet. Ennél a megoldásnál impulzusadó áramkör gondoskodik az ultrahang adó szakaszos üzeméről és időmérő áramkör végzi a kiadott és a visszaverődött jelek közötti idő mérését. A megfelelő jelszinteket és jelalakokat erősítő és jelformáló fokozat, a közvetlen jel kizárását pedig kapujelképző áramkör biztosítja. Ennél a megoldásnál az impulzusadó frekvenciája, azaz a két indító impulzus közötti idő felülről korlátozza a mérhető távolság értékét. A 3,781,772 US szabadalmi leírás olyan ultrahangos érzékelőt ismertet, amelynél az ultrahang oszcillátorral vezérelt ultrahang adó által kiadott impulzussorozat jelidejének korlátozására kapcsoló áramkör van az oszcillátor kimenete és engedélyező bemenete közé iktatva. Az adó által kisugárzott közvetlen jelek és a távoli falról visszavert távoli jelek vételének kizárására olyan kapuáramkör van a vevő és a kimeneti jelfogót vezérlő erősítő közé beiktatva, amely kiszűri a közvetlen és a távoli jeleket. Hátrányos ennél a megoldásnál, hogy a kapuáramkör állandó szélességű tiltójelet állít elő, ami csak egy meghatározott távolságtartományban teszi lehetővé az érzékelést. A találmány célja ezek alapján az ismert érzékelő eszközök hibáinak kiküszöbölése, azaz egy olyan érzékelő megadása, amely az ismert megoldásoknál egyszerűbb szerkezeti felépítésű, ugyanakkor megfelelően nagy érzékenységű és biztosítja mind a közeli, mind pedig a távoli visszavert jelek zavaró hatásának kiküszöbölését. A találmány alapjául az a felismerés szolgál, hogy nem korlátozzuk az érzékelő érzékelési tartományát, ha nem fix frekvenciával működtetjük az ultrahang adót és nem képezünk egy állandó jelszélességű tiltójelet, ami a vevő jelét egy előre meghatározott ideig letiltja, hanem a vevő kimenőjelét használjuk fel az adó vezérlésére. Ebben az esetben csak közvetlen jelek leválasztásáról kell gondoskodni, mert a távoli jelek hatása automatikusan kiküszöbölődik. A találmány elé kitűzött célt a legáltalánosabb értelemben egy olyan ultrahangos érzékelővel élhetjük el, amelynél az ultrahang oszcillátorral vezérelt ultrahang adó folyamatos üzemét megszakító kapcsoló áramkör egy az ultrahang vevő kimenetére csatlakoztatott, az ultrahang vevő által vett impulzussorozat idejére tiltó jelet előállító tiltó kapu. A további jelfeldolgozás könnyebbé tételére célszerű a vevő kimenetére jelformáló egységet, előnyösen demodulátorból és aluláteresztő szűrőből kialakított jelformáló egységet is csatlakoztatni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
