Kapazitives Intrusionsschutzsystem

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein kapazitives Intrusionsschutzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bei kapazitiven Intrusionsschutzsystemen sind die Elektroden über Kabel, im allgemeinen Koaxialkabel, mit der Auswerteeinrichtung verbunden. Zur Erfassung von Eindringlingen werden die Kapazitäten bzw. Kapazitätsänderungen zwischen Sende- und Empfangselektroden und/oder aber auch zwischen den Sendeelektroden und der Erde (Erdpotential) gemessen und daraus Alarmkriterien für einen Alarm abgeleitet. Zur Erfassung der Elektrodenkapazitäten werden die über die Elektrodenkapazität fließenden Ströme gemessen und bewertet. Beispielsweise ist in der DE-A- 33 29 554 ein derartiges Verfahren beschrieben. Dort werden zur Messung der kapazitiven Zustandsänderungen an einem Schutzzaun in jedem Elektrodenstromkreis mit Hilfe von Strommeßeinrichtungen die Elektrodenströme gemessen und daraus die jeweilige Betriebskapazität der Elektrode gewonnen. Insbesondere bei längeren Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Elektroden und der Auswerteeinrichtung überlagern sich zu den gemessenen Strömen in der Auswerteeinrichtung störende Ströme, die durch die Kabelkapazität fließen und dadurch das Meßergebnis verfälschen. Dies führt in nachteiliger Weise zu Falschmessungen und dadurch häufig zu Fehlalarmen.

[0003] In der EP-A-131 738 wurde daher schon eine Meßanordnung zur Kapazitätsmessung vorgeschlagen, bei der die störenden Einflüsse durch die Kabelkapazitäten vermieden werden. Bei der dort beschriebenen Anordnung sind für jede Elektrode zusätzliche und Rückleitungen vorgesehen, die über zusätzliche Übertrager an der Elektrode angeschlossen sind. Diese Maßnahmen sind sehr aufwendig und verteuern derartige Intrusionsschutzsysteme.

[0004] Ferner ist bekannt, kurze kapazitätsarme Kabel zu verwenden, um die störenden Einflüsse genügend klein zu halten. Dies hat aber den Nachteil, daß die Einsatzmöglichkeiten im Falle von kürzeren Verbindungskabeln eingeschränkt sind, und daß andererseits das Intrusionsschutzsystem mit teueren Spezialkabeln sehr verteuert wird. Da diese störenden Einflüsse insbesondere durch die Sendeströme, da hier hohe Spannungen anliegen, verursacht werden, hat man schon auf die Messung der Sendeströme verzichtet. Dies wiederum führt zu beträchtlichen Informationsverlusten, so daß ein zuverlässiges Auswerten und ein sicheren Ansprechen des Intrusionsschutzsystems nicht immer gewährleistet ist.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden und für ein kapazitives Intrusionsschutzsystem eine Meßanordnung zur Messung der Sendeströme im Elektrodenstromkreis anzugeben, bei dem die Kabelkapazitäten keinen störenden Einfluß auf das Meßergebnis haben. Dabei sollen weder teuere Spezialkabel noch aufwendige Schaltungsanordnungen verwendet werden.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem eingangs geschilderten Intrusionsschutzsystem dadurch gelöst, daß im Sendestromkreis zwischen dem Sender und dem Koaxialleiter der Verbindungsleitung eine Strommeßeinrichtung angeordnet ist, daß zwischen dem Schirmleiter der Verbindungsleitung und dem Erdpotential eine weitere Strommeßeinrichtung angeordnet ist, und daß die Differenz aus dem Meßstrom und dem durch die Kabelkapazität fließenden Kabelstrom gebildet und der tatsächlich ermittelte Elektrodenstrom weiterverarbeitet wird.

[0007] Bei der erfindungsgemäßen Meßanordnung werden beide Ströme einzeln gemessen. Durch die Differenzbildung wird der Kabelstrom eliminiert, so daß der tatsächlich über die Elektroden fließende Elektrodenstrom gemessen und ausgewertet wird.

[0008] Dabei kann in vorteilhafter Weise der jeweils gemessene Strom mit einem Analog-Digital-Wandler umgesetzt werden und die Differenz in einem angeschlossenen Mikrorechner gebildet werden.

[0009] In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann als Meßeinrichtung zur Messung des im Koaxialleiter fließenden Meßstroms und zur Messung des Kabelstroms über den Schirmleiter ein besonders ausgebildeter Meßwandler vorgesehen sein. Die Primärwicklung ist dabei, wie bekannt, im Elektrodenstromkreis angeordnet. Über die Sekundärwicklung wird der zu messende Strom oder die dazu proportionale Spannung abgegriffen. Erfindungsgemäß ist eine zusätzliche, dritte Wicklung im Meßwandler angeordnet, die einerseits am Schirmleiter der koaxialen Verbindungsleitung angeschlossen ist und andererseits auf Erdpotential liegt. Durch diese zusätzliche Wicklung wird der Kabelstrom derart geführt, daß er vom ursprünglichen Meßstrom subtrahiert wird. Dadurch wird in einfacher jedoch vorteilhafter Weise erreicht, daß der über die unvermeidbaren Kabelkapazitäten fließende Kabelstrom die Messung nicht mehr störend beeinflußt. Erfindungsgemäß weist dabei die Primärwicklung und die zusätzliche dritte Wicklung die gleiche Windungszahl auf, so daß der durch die dritte Wicklung fließende Kabelstrom entgegen dem eigentlichen Meßstrom fließt und auf die Weise subtrahiert wird. Es wird daher an der Sekundärwicklung der tatsächlich über die Elektrodenkapazität zur Erde fließende Strom gemessen.

[0010] Anhand der Figuren wird die Erfindung im folgenden kurz erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine bekannte Meßanordnung,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Meßanordnung und

Fig. 3 die erfindungsgemäße Meßanordnung mit einem Meßwandler.

[0011] In Fig. 1 ist im Elektrodenstromkreis in der Auswerteeinrichtung AWE ein Meßwandler MW mit seiner Primärwicklung PW angeordnet. Der Meßwandler ist am Sender SEN angeschlossen, der beispielsweise eine Wechselspannung US von 100 Volt erzeugt. Der Sender liegt mit seinem zweiten Anschluß auf Erdpotential EP. In den Koaxialleiter KL der Verbindungsleitung VL fließt der Meßstrom IM, der über die Sekundärwicklung SW des Meßwandlers MW gemessen, beispielsweise in Form einer proportionalen Spannung dort abgegriffen werden kann. Der gemessene Strom IM besteht jedoch aus der Summe des über die Elektrode E und die Elektrodenkapazität CE zum Erdpunkt EP fließenden Elektrodenstroms IE und dem über die Kabelkapazität CK zum Schirm Sch des Koaxialkabels bzw. Erdpotential EP fließenden Kabelstroms IK. In Abhängigkeit von der Kabelkapazität CK wird der gemessene Stromwert verfälscht.

[0012] In der in Fig.2 dargestellten erfindungsgemäßen Meßanordnung ist im Elektrodenstromkreis, also zwischen dem Sender SEN und dem Koaxialleiter KL der Verbindungsleitung VL eine erste Meßeinrichtung MIM angeordnet. Der Schirmleiter Sch der koaxialen Verbindungsleitung VL ist nicht unmittelbar geerdet, sondern führt zur Auswerteeinrichtung AWE. Dort ist der Schirmleiter Sch an einer weiteren Meßeinrichtung MIK angeschlossen, die mit ihrem zweiten Anschluß auf Erdpotential EP liegt. Über eine in der Auswerteeinrichtung befindliche Subtrahiereinrichtung wird der Kabelstrom IK vom Meßstrom IM subtrahiert, so daß der tatsächlich über die Elektrode E und Elektrodenkapazität CE fließende Elektrodenstrom IE gemessen wird.

[0013] Ein einfaches Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Dort ist in der Auswerteeinrichtung AWE die Meßeinrichtung ME von einem Meßwandler MW gebildet, der neben der bekannten Primärwicklung PW im Elektrodenstromkreis und der Sekundärwicklung SW zum Abgreifen des Meßstroms IM eine dritte Wicklung W3 aufweist. Diese dritte Wicklung W3 ist entsprechend der Fig. 2 einerseits am Schirmleiter Sch der koaxialen Verbindungsleitung VL angeschlossen, über den der durch die Kabelkapazität CK hervorgerufene Kabelstrom IK fließt. Das andere Ende der dritten Wicklung W3 liegt auf Erdpotential EP. Die Windungszahlen der Primärwicklung PW und der dritten zusätzlichen Wicklung W3 sind gleich groß, so daß die Zusatzwicklung W3 entgegengesetzt durchströmt wird und der störende Kabelstrom IK vom Meßstrom IM subtrahiert wird, so daß der tatsächlich zu messende Elektrodenstrom IE ermittelt wird.

[0014] Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden ausschließlich die Elektrodenströme IE gemessen, auch wenn die Elektroden E über lange Verbindungskabel VL mit den Auswerteeinrichtungen AwE verbunden sind. Die erfindungsgemäße Anordnung wird bei einem kapazitiven Intrusionsschutzsystem für mehrere Elektroden angewandt, die von einem Sender gespeist werden und bei denen die Elektrodenströme zur Ermittlung der Elektrodenkapazitäten gemessen werden.

Ansprüche

1. Kapazitives Intrusionsschutzsystem, bei dem die über die Elektrodenkapazität fließenden Ströme gegen Erde ausgewertet werden und bei dem die Elektroden (E) über koaxiale Verbindungsleitungen (VL) mit einer Auswerteeinrichtung (AWE) verbunden sind, in der mit in den Verbindungsleitungen (VL) angeordneten Meßeinrichtungen (ME) die jeweiligen Elektrodenströme (IE) gemessen werden,
wobei im Sendestromkreis zwischen dem Sender (SEN) und dem Koaxialleiter (KL) der Verbindungsleitung (VL) eine Strommeßeinrichtung (MIM) angeordnet ist,
und wobei die andere Seite des eine Spannungsquelle bildenden Senders (SEN) mit Erde (EP) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Schirmleiter (Sch) der Verbindungsleitung (vL) und dem Erdpotential (EP) eine weitere Strommeßeinrichtung (MIK) angeordnet ist,
und daß die Differenz aus dem Meßstrom (IM) und dem durch die Kabelkapazität (CK) verursachten Kabelstrom (IK) gebildet und der tatsächlich ermittelte Elektrodenstrom (IE) weiter verarbeitet wird.

2. Kapazitives Intrusionsschutzsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweils gemessenen Meß- und Kabelströme (IM und IK) digitalisiert und in einem Mikrorechner weiterverarbeitet werden.

3. Kapazitives Intrusionsschutzsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strommeßeinrichtungen (MIM, MIK) von einem Meßwandler (MW) gebildet sind, der zusätzlich zur Primärwicklung (PW), die im Sendestromkreis liegt, und zur Sekundärwicklung (SW), an der der Neßstrom (IM) angegriffen wird, eine dritte wicklung (W3) aufweist, die zwischen dem Schirmleiter (Sch) der Verbindungsleitung (VL) und Erdpotential (EP) liegt, wobei die Primärwicklung (PW) und die dritte wicklung (W3) gleiche windungszahlen aufweisen und gegensinnig durchströmt werden.

Claims

1. Capacitive intrusion protection system in which the currents flowing across the electrode capacitance are evaluated to earth and in which the electrodes (E) are connected via coaxial connecting lines (VL) to an evaluation device (AWE) in which the respective electrode currents (IE) are measured with measuring devices (ME) arranged in the connecting lines (VL), a current measuring device (MIM) being arranged in the transmitting current circuit between the transmitter (SEN) and the coaxial conductor (KL) of the connecting line (VL), and the other side of the transmitter (SEN) forming a voltage source being connected to earth (EP), characterised in that a further current measuring device (MIK) is arranged between the shielding conductor (Sch) of the connecting line (VL) and the earth potential (EP), and in that the difference between the measuring current (IM) and the cable current (IK) caused by the cable capacitance (CK) is formed and the electrode current (IE) actually identified is further processed.

2. Capacitive intrusion protection system according to Claim 1, characterised in that the respectively measured measuring and cable currents (IM and IK) are digitised and further processed in a microcomputer.

3. Capacitive intrusion protection system according to Claim 1, characterised in that the current measuring devices (MIM, MIK) are formed by a measuring transducer (MW) which, in addition to the primary winding (PW) which is situated in the transmitting current circuit and to the secondary winding (SW) at which the measuring current (IM) is tapped off, has a third winding (W3) which is situated between the shielding conductor (Sch) of the connecting line (VL) and earth potential (EP), the primary winding (PW) and the third winding (W3) having identical numbers of turns and being flowed through in opposite directions.

Revendications

1. Système capacitif de protection contre une intrusion, dans lequel les courants circulant dans la capacité d'électrodes en direction de la terre sont évalués et dans lequel les électrodes (E) sont reliées par l'intermédiaire de cbles coaxiaux de liaison (VL) à un dispositif d'évaluation (AWE), dans lequel les courants respectifs (IE) des électrodes sont mesurés au moyen de dispositifs de mesure (ME) installés dans les câbles de liaison (VL),
et dans lequel un dispositif ampèremétrique (MIM) est disposé dans le circuit d'émission entre l'émetteur (SEN) et le conducteur central (KL) du câble coaxial de liaison (VL), et dans lequel l'autre côté de l'émetteur (SEN) constituant une source de tension est relié à la terre (EP),
caractérisé par le fait
qu'un autre dispositif ampèremétrique (MIK) est disposé entre le conducteur de blindage (Sch) du câble de liaison (VL) et le potentiel de terre (EP), et
qu'on forme la différence entre le courant de mesure (IM) et le courant (IH) du câble, produit par la capacité (CK) de ce câble, et qu'on traite ensuite le courant (IE) des électrodes, effectivement déterminé.

2. Système capacitif de protection contre une intrusion suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on numérise et on traite ensuite dans un micro-ordinateur le courant de mesure et le courant du câble (IM et IK) respectivement mesurés.

3. Système capacitif de protection contre une intrusion suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les dispositifs ampèremétriques (MIM, MIK) sont formés par un transformateur de mesure (MW), qui comporte, en plus de l'enroulement primaire (PW), qui est situé dans le circuit d'émission, et de l'enroulement secondaire (SW), dans lequel est prélevé le courant de mesure (IM), un troisième enroulement (W3), qui est situé entre le conducteur de blindage (Sch) du câble de liaison (VL) et le potentiel de terre (EP), l'enroulement primaire (PW) et le troisième enroulement (W3) possédant les mêmes nombres de spires et étant parcourus par des courants de sens opposés.

Zeichnung