Dopplereffekt

aus SecuPedia, der Plattform für Sicherheits-Informationen

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Der Dopplereffekt bezeichnet einen physikalischen Vorgang, der sich dadurch ergibt, dass Sender sich auf einen Empfänger zu oder von ihm weg bewegen.

Das Pfeifen einer vorbeifahrenden Lokomotive ist, solange sie sich auf den Beobachter zu bewegt, als ein sehr hoher Ton zu hören. Schlagartig, nachdem die Lokomotive am Beobachter vorbeigefahren ist, wird dieses Pfeifen in einer wesentlich tieferen Frequenz wahrgenommen.

Die Ursache für diese Erscheinung liegt darin, dass von der mit konstanter Tonhöhe abgestrahlten Wellenfront beim Zubewegen auf den Beobachter mehr Schwingungen je Zeiteinheit wahrgenommen werden als beim Entfernen. Diese relative Frequenzänderung wird als Tonhöhenverschiebung wahrgenommen und als Dopplereffekt bezeichnet.

Anwendungen

Innerhalb der Sicherheitstechnik wird der Dopplereffekt sowohl bei Ultraschall-Doppler-Bewegungsmeldern als auch bei Mikrowellen-Doppler-Bewegungsmeldern ausgenützt.

Ultraschallbewegungsmelder

Ultraschall-Bewegungsmelder

Der Ultraschall-Bewegungsmelder ist ein Gerät, das unter Ausnutzung des Dopplereffektes eine dreidimensionale Raumüberwachung ermöglicht. In einem Gehäuse ist je ein Ultraschallsender und ein Ultraschallempfänger installiert. Zusätzlich befindet sich in demselben Gehäuse eine Auswertelektronik, die überprüft, ob die vom Sender ausgestrahlten Wellen, die im Raum reflektiert werden und zum Empfänger zurückkommen, genau die gleiche Frequenz wie die abgestrahlten Wellen haben.

Dies trifft solange zu, wie sich im Raum nichts bewegt. Sofern sich ein Körper auf den Melder zu bewegt, werden je Zeiteinheit mehr Wellenfronten reflektiert und vom Empfänger aufgenommen, was dieser als Frequenzverschiebung erkennt und ggf. als Alarm bewertet. Durch spezielle Filter- und Auswerteschaltungen sowie durch die richtige Wahl der Arbeitsfrequenz (20-45 kHz) werden Umwelteinflüsse, die zu Fehlauslösungen führen könnten, weitgehend eliminiert.

Mikrowellen-Bewegungsmelder

Der Mikrowellen-Bewegungsmelder ist ebenfalls ein räumlich wirkender Melder, der den Dopplereffekt ausnutzt. Bei diesem Gerät werden Hochfrequenzwellen von z.B. 9,35 GHz entsprechend 9.350.000.000 Hz eingesetzt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen entspricht der Lichtgeschwindigkeit, beträgt also 300.000 km pro Sekunde.

Mikrowellenbewegungsmelder
Mikrowellen-Bewegungsmelder werden vorzugsweise zur Überwachung einzelner gefährdeter Objekte oder von Teilbereichen in großen Räumen eingesetzt. Ihr Überwachungsbereich ist je nach Ausführung zwischen 15 und 35 m in der Länge und 5 bzw. 10 m in der Breite anzusetzen.

Siehe auch




Diese Seite wurde zuletzt am 22. Mai 2011 um 10:12 Uhr von Admin geändert. Basierend auf der Arbeit von Hartmut Unruh.

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