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Moderne Außensensorik

Detektion am virtuellen Zaun

Die Außenabsicherung von Objekten gewinnt immer mehr an Bedeutung. Moderne Technik und Detektionsverfahren erlauben bereits eine frühzeitige Alarmierung – noch bevor ein Einbruchversuch stattfindet. So profitieren Videoüberwachungssysteme und Alarmanlagen von zusätzlichen, lichtunabhängigen Signalgebern.

Welche Sensoren in Frage kom- men, hängt oft von den Gegebenheiten vor Ort ab. Angefangen vom einfachen Infrarot-Bewegungsmelder bis hin zu Laser- und Radartechnik ist mittlerweile ein breites Spektrum für jeden Anwendungsfall verfügbar. PIR-Melder und Lichtschranken Für einfache Anwendungen oder kürzere Strecken sind oft bereits klassische PIR- Melder (Passive Infrared Receiver) ausreichend. Diese empfangen die Wärmestrahlung der Umgebung und detektieren Temperaturveränderungen, die bei Bewegung im Erfassungsbereich auftreten. Bei der Installation eines PIR-Melders ist darauf zu achten, dass sich keine Störquellen, wie Klimaanlagen oder reflektierende Oberflächen im Erfassungsbereich befinden. Es können auf einfache Weise Flächen bis zu einer Größe von 15 Metern abgedeckt werden. Eine wichtige Zusatzfunktion ist zum Beispiel die Kleintier- Toleranz, mittels der Tiere bis zur Größe eines Hundes ignoriert werden und nur Personen die Alarmierung auslösen. Außerdem bieten besondere Bauformen der PIR-Melder mit entsprechender Optik auch Sicherheit für größere Strecken. Über Reflektoren kann die Körpertemperatur eines Menschen sogar auf Entfernungen von bis zu 100 Metern detektiert werden. So können auch längere Perimeter mit

PIR-Meldern geschützt werden.

Eine andere Möglichkeit, größere Strecken abzusichern, bieten Lichtschranken. Diese bestehen jeweils aus einem Sender und einem Empfänger. Der Sender gibt hierbei einen oder mehrere gebündelte, meist auch gepulste, Lichtstrahlen zum Empfänger ab. Sie arbeiten im Infrarot-Bereich, so dass die Strahlen nicht mit bloßem Auge sichtbar sind und die Absicherung entsprechend diskret ist. Werden diese unterbrochen, meldet der Empfänger den Alarm. Je nach Modell können Strecken von unter einem Meter bis hin zu mehreren Hundert Metern eingesetzt werden. Eine freie Sichtlinie und genaue Ausrichtung von Sender und Empfänger aufeinander sind für eine zuverlässige Funktion unerlässlich. Gerade im Außenbereich ist es wichtig, Umwelteinflüsse und kleinere Tiere herausfiltern zu können. Dies wird beispielsweise durch Messung der Unterbrechungsdauer oder den Einsatz von Lichtschranken mit zwei oder sogar vier Strahlen in einem Modul realisiert. So werden nur dann Alarme ausgelöst, wenn die Unterbrechung lange genug andauert und dabei alle Strahlen gleichzeitig unterbrochen wurden. Unter außergewöhnlich schwierigen Bedingungen hilft eine automatische Leuchtstärkenregulierung, die schlechter werdende Sicht mit erhöhter Sendeleistung zu kompensieren. Für besonders hohe Ansprüche werden die eigentlichen Lichtschranken in spezielle Säulen montiert. Dadurch lassen sich auch mehrere Lichtschranken auf derselben Strecke einrichten, um ein einfaches Übersteigen verhindern zu können. So ist es möglich, auch größere Grundstücksgrenzen komplett zu schützen. Hierbei ist sicherzustellen, dass jeder Empfänger jeweils nur von einem Sender angesprochen wird. In diesem Fall kommen Lichtschranken mit Kanalauswahl zum Einsatz. Mittels unterschiedlicher Frequenzen je Paar wird ein Übersprechen verhindert.

Lasertechnik für besondere Anforderungen

Verhindern die Gegebenheiten vor Ort den Einsatz klassischer PIR-Melder oder Lichtschranken, oder gehen die Ansprüche darüber hinaus, bietet die moderne Sensortechnik Lösungen, die sich durch ein erhöhtes Maß an Flexibilität und besondere Analyseverfahren auszeichnen. So werden etwa immer mehr Laserscanner, auch „LiDAR“ genannt ( Light detection and ranging) eingesetzt. Diese geben einen Laserstrahl ab, der durch Rotation des Laserkopfes oder eines Spiegels fein zerstreut wird. Es können mittlere Reichweiten bis zu hundert Metern erreicht werden. Mit dem sogenannten „Time-of-flight-Verfahren“ wird die Laufzeit des Laserstrahles bis zum Empfang seiner Reflektion gemessen. Aus Laufzeit und Anzahl zusammenhängender Reflektionen werden Position und Größe von Objekten im Erfassungsbereich bis auf wenige Zentimeter genau errechnet.

In einer kurzen Einlernphase erkennt der Laser feststehende Hindernisse wie Gebäude oder den Boden. Später auftretende Bewegungen werden anhand von Größe, Position und Verweildauer untersucht. Die exakten Messergebnisse und vielseitigen Einstellmöglichkeiten erlauben eine Anpassung an unterschiedlichste Anwendungen und zuverlässige Alarmierung. Die Flexibilität moderner Laser ermöglicht den Einsatz in vertikaler Ausrichtung als „virtuellen Zaun“ an Grundstücksgrenzen oder direkt an der Gebäudefassade sowie in horizontaler Ausrichtung zur Flächenüberwachung. Durch den klar definierten Erfassungsbereich und die Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen, ist eine zuverlässige Absicherung auch in schwierigsten Bereichen möglich. Speziell für Sicherheitsanwendungen entwickelte Laserscanner zeichnen sich durch anwendungsspezifische Algorithmen und eine einfache Installation aus. So werden Umwelteinflüsse und Kleintiere ignoriert, während Personen zuverlässig detektiert werden. Einfache Installation mit wenigen Komponenten, moderne Software und Automatismen erleichtern die Inbetriebnahme. Ein weiteres Detektionsverfahren speziell zur Zaundetektion nutzt die Lasertechnik in Verbindung mit Glasfaserkabeln, die direkt am Zaun angebracht werden. Eine Auswerteeinheit sendet einen Laserstrahl durch das Kabel und misst über den eigenen Empfänger Veränderungen des Laserstrahles. Beim Versuch, den Zaun zu überklettern oder zu durchtrennen übertragen sich Vibrationen auf das Kabel, welche die Lichtbrechung des Lasers verändern und so vom Sensor erkannt werden. Anhand von Frequenz, Stärke und Anzahl aufeinander folgender Erschütterungen können Überstieg und Durchtrennen unterschieden sowie Wettereinflüsse herausgefiltert werden. Mit dieser Technik lassen sich Zaunverläufe von wenigen Metern bis zu mehreren Kilometern komplett überwachen.

Radarsysteme halten Einzug in der Sicherheitstechnik

Radartechnik, wie sie bereits in der Luftfahrt oder in modernen Autos genutzt werden, findet inzwischen auch Anwendung in der Sicherheitstechnik. Fest installierte Radars ermöglichen die Überwachung von Flächen aus Entfernungen von deutlich über einem Kilometer. Um Personen von anderen Störeinflüssen unterscheiden zu können, werden unter anderem Informationen über Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und zurückgelegter Strecke ausgewertet. Die Integration der verschiedenen Sensortypen in Videoanlagen als Alarmgeber ist ebenso möglich, etwa in übergeordneten Gebäudemanagementsystemen. Je nach Anforderung kann ein Sensortyp als einzelne Barriere oder als Kombination verschiedener Techniken für eine mehrschichtige Detektion genutzt werden. Auf diese Weise trägt Außensensorik in verschiedensten Anwendungen zur Verbesserung von Sicherheitssystemen bei.

Johannes Faber, Technical Presales Engineer DACH Region, OPTEX ( Europe ) LIMITED