Bosch Security: Einbruchmelder mit SDF und TriFocus für mehr Detektionssicherheit. Der perfekte Einbruchmelder reagiert schnell und präzise auf unbefugtes Eindringen, verhindert den Kosten- und Zeitaufwand durch Fehlalarme und ist einfach zu installieren. Zahlreiche Hersteller von Sicherheitssystemen arbeiten deshalb an der Entwicklung von Produkten, die eine optimale Überwachung bei möglichst vollständiger Vermeidung von Fehlalarmen ermöglichen.

Die neuen "Professional Serie"-Einbruchmelder von Bosch Sicherheitssysteme kommen laut eigener Aussage diesem Idealbild sehr nahe. In einem zweiteiligen Artikel werden die innovativen Basistechnologien beschrieben und neue Funktionen vorgestellt, die die Montage vereinfachen und die Ausfallsicherheit erhöhen.

Es gibt heutzutage eine große Auswahl von Einbruchmeldern an, um allen Anwendungsfällen gerecht zu werden. Anfang 2005 führte Bosch bspw. die Passiv-Infrarot-(PIR) und Mikrowellen-Bewegungsmelder "Blue Line" ein. Die "Blue Line"-Melder sind für das mittlere kommerzielle Marktsegement und anspruchsvolle Anwendungen im Wohnbereich konzipiert, und basieren auf den proprietären Technologien "First Step Processing" (FSP) und TriTech. FSP ermöglicht eine nahezu verzögerungsfreie Reaktion auf bewegte Personen und markierte bisher die Spitze der Detektionssicherheit und Fehlalarmimmunität.

Durch die Bosch "Professional Series"-Einbruchmelder wird nun eine neue Dimension der Leistungsfähigkeit erreicht, die auf anspruchsvolle gewerbliche und industrielle Anwendungen ausgerichtet ist. Diese Melderfamilie umfasst eine Reihe von Modellen, die seit August 2006 schrittweise auf dem globalen Sicherheitsmarkt eingeführt werden. "Professional Series" setzt auf mehrere innovative Technologien. Zu den wichtigsten zählen "Sensor Data Fusion" (SDF) und das optische System "TriFocus". TriFocus-Optik für maximale Signalstärke.

Diese neue, patentierte Technologie setzt drei Präzisionsoptiken für Fern-, Mittel- und Nahbereichsüberwachung zusammen mit zwei separaten PIR-Sensorelementen ein (Abb. 1, links). TriFocus gewährleistet maximale Lichtstärke bei nahezu rauschfreier Signalqualität und bildet auf diese Weise die Grundlage für die digitale Signalverarbeitungstechnologie "Sensor Data Fusion".

Das optische System umfasst drei Brennweiten, die für die verschiedenen Überwachungsbereiche des Melders optimiert wurden: Der Nahbereich wird mit einer auf Unterkriechschutz optimierten kurzbrennweitigen Optik abgedeckt, die eine nahtlose Überwachung bis zur Wand sicherstellt. Ein Linsenarray mit mittlerer Brennweite ist für den mittleren Entfernungsbereich optimiert, und eine Optik mit langer Brennweite gewährleistet optimale Überwachung bis zur Nennreichweite des Melders. Dieser Ansatz gewährleistet eine lückenlose Überwachung des gesamten Überwachungsbereiches mit 86 Zonen auf 11 Ebenen bei gleich bleibend hoher Signalqualität.

TriFocus ermöglicht eine justagefreie Montage, um die von der Installation herkömmlicher Bewegungsmelder bekannten Justagefehler zu vermeiden: Unabhängig von der Montagehöhe zwischen zwei und drei Metern sowie der Raumgröße ist bis zur Nennreichweite ohne weitere Einstellarbeiten für optimale Detektionssicherheit gesorgt (Abb. 1, rechts, zeigt die durchschnittliche Montagehöhe).

Optional können "Professional Series"-Melder durch einfaches Betätigen eines DIP-Schalters in auf mittlere Reichweiten optimierte Bewegungsmelder (Überwachungsbereich 7,5 m) konvertiert werden. Der Errichter benötigt somit weniger Material und muss gleichzeitig keine Kompromisse hinnehmen, wie sie beim Einsatz gewöhnlicher Bewegungsmeldern für längere Reichweiten in kleinen Räumen auftreten.

Überwachung großer Entfernungen

Die verbesserte optische Leistungsfähigkeit einer TriFocus-Optik kann anhand der Lichtstärke eines Kameraobjektivs verdeutlicht werden, d.h. dem Verhältnis der Objektivbrennweite zum Durchmesser: Wenn ein Linsenelement im Vergleich zu seiner Brennweite zu klein ist, ist die von dieser Linse erfasste Infrarotenergie zu gering, um ein nutzbares Signal zu erzeugen. Dies ist vergleichbar mit einem Objektiv geringer maximaler Blendenöffnung, das bei schlechten Lichtverhältnissen eingesetzt wird.

Herkömmliche Melder mit nur einem Linsenarray oder Spiegel und nur einem einzigen PIR-Sensor, die z. B. einen Bereich von 0–15 m abdecken müssen, weisen Einschränkungen auf, die eine Überwachung aller Entfernungen mit derselben Signalqualität unmöglich machen. So werden häufig Leistungseinbußen bei größeren Entfernungen nahe der Nennreichweite in Kauf genommen. "Professional Series" bietet hingegen eine im Vergleich zu herkömmlichen Meldern in etwa verdoppelte Lichtstärke, so dass eine optimale Überwachung aller Entfernungen bis zu 18 m möglich wird.

In der Vergangenheit war die Herstellung hochwertiger PIR-Linsen schwieriger als die Herstellung entsprechender Spiegel. Daher wurden für anspruchsvollere Anwendungen bevorzugt spiegelbasierte Melder eingesetzt. Bosch hat diese Einschränkung nun durch ein neues und proprietäres Linsendesign überwunden, das einen verbesserten optischen Wirkungsgrad ermöglicht. In Kombination mit einem neuartigen Präzisionsherstellungsprozess wird so eine optische Gesamtqualität gewährleistet, die die besten spiegelbasierten Produkte übertrifft. Dies wird in Abbildung 2 verdeutlicht.

Damit ist es zum ersten Mal möglich, die Vorteile linsenbasierter Melder im Vergleich zu Spiegelmeldern vollständig auszuschöpfen: Die typische höhere Zonendichte und die lückenlose Überwachung eines linsenbasierten Designs ist nun auch für anspruchsvolle Anwendungen im oberen Marktsegment verfügbar. Ferner sind die TriFocus-Linsen Teil des abgedichteten Meldergehäuses. Dies ermöglicht höchste Ausfallsicherheit durch eine präzise und langzeitstabile Positionierung der optischen Elemente sowie Schutz vor eindringenden Insekten.

Was ist "Sensor Data Fusion"?

Bei herkömmlichen PIR/Mikrowellen-Meldern und anderen Einbruchmeldern mit mehreren Sensortechnologien werden Alarmentscheidungen unabhängig voneinander in jedem Detektionskanal getroffen. Wenn alle Kanäle übereinstimmen, wird ein Alarm ausgelöst. Während dieser Ansatz zu verbesserter Fehlalarmimmunität führt, wird durch die einfache Kombination mehrerer Sensortechnologien nicht automatisch auch die Detektionssicherheit erhöht.

"Sensor Data Fusion" (SDF) eliminiert diesen Schwachpunkt nun durch die intelligente Verarbeitung der Signale nicht nur eines Mikrowellen- und eines PIR-Sensors, sondern von bis zu fünf Sensoren: zwei PIR-Sensoren, einem Temperatursensor, einem Weißlichtsensor und – bei einigen Modellen – einem Mikrowellensensor. Die Daten aller Sensoren werden simultan durch eine proprietäre digitale Signalverarbeitung in einem Hochleistungs-Mikrokontroller prozessiert.

Die Alarmentscheidung basiert auf einem komplexen Algorithmus, der alle Informationen berücksichtigt, die durch Datenfusion der Einzelsensoren erzeugt wurden. Diese Technologie erlaubt nicht nur eine Verbesserung der Detektionssicherheit um 35 % bei gleichzeitig verbesserter Fehlalarmimmunität, sondern ermöglicht auch eine Fülle neuer Funktionen, die im Teil 2 dieses Artikels vorgestellt werden.

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