индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства

Формула изобретения

Индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства, содержащий генератор сигнала переменного тока, первый выход которого соединен с индуктивным шлейфом, расположенным в границах определенного участка пути, второй выход подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого предназначен для подачи на него фиксированного напряжения, а выход подключен к входу электронного ключа, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что в него введены цифроаналоговый преобразователь, второй компаратор, последовательно соединенные генератор импульсов, элемент И и реверсивный счетчик, при этом второй выход генератора сигнала переменного тока подключен к входу опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и первому входу второго компаратора, второй вход которого предназначен для подачи на него другого фиксированного напряжения, а его выход подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, информационные выходы которого подключены к соответствующим информационным входам цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к управляющему входу генератора сигнала переменного тока, при этом выход электронного ключа подключен к второму входу элемента И.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для контроля наличия транспортного средства в границах определенного участка пути, например подгорочного парка сортировочных горок.

Известны индуктивно-проводные датчики (ИПД) для контроля наличия поезда в границах определенного участка пути, содержащие генератор сигнала переменного тока, первый выход которого соединен с индуктивным шлейфом, расположенным в границах определенного участка пути, а второй выход подключен к входу дешифратора сигналов (см. ФРГ, п. 3113197, B 61 L 25/02, 1981 г., п. 3412150, B 61 L 1/18, 1984 г., п. 3412152, B 61 L 1/18, 1984 г., ЕПВ, з. 0396798, B 61 L 1/08, 1989 г.).

Недостатком известных устройств является недостаточная точность обнаружения транспортного средства на определенном участке пути.

Из известных устройств наиболее близким является индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства, содержащий генератор сигнала переменного тока, первый выход которого соединен с индуктивным шлейфом, расположенным в границах определенного участка пути, а второй выход подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого предназначен для подачи на него фиксированного напряжения, а выход подключен к входу электронного ключа, выход которого является выходом устройства (см. ЕПВ, з. 0396798, B 61 L 1/08, 1989 г.).

Недостатком устройства является недостаточная точность обнаружения транспортного средства на определенном участке пути из-за изменения чувствительности индуктивно-проводного датчика вследствие влияния на него климатических факторов.

Задачей изобретения является повышение точности обнаружения транспортного средства путем исключения воздействия различных дестабилизирующих факторов на параметры индуктивно-проводного датчика.

Поставленная задача реализуется следующей совокупностью существенных признаков.

В индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства, содержащий генератор сигнала переменного тока, первый вход которого соединен с индуктивным шлейфом, расположенным в границах определенного участка пути, а второй выход подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого предназначен для подачи на него одного фиксированного напряжения, а выход подключен к входу электронного ключа, выход которого является выходом устройства, введены цифроаналоговый преобразователь, второй компаратор, последовательно соединенные генератор импульсов, элемент И и реверсивный счетчик, при этом второй выход генератора сигнала переменного тока подключен к входу опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и первому входу второго компаратора, второй вход которого предназначен для подачи на него другого фиксированного напряжения, а его выход подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, информационные выходы которого подключены к соответствующим информационным входам цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к управляющему входу генератора сигнала переменного тока, при этом выход электронного ключа подключен к второму входу элемента И.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с наиболее близким аналогом выявил отличия, указанные в отличительной части формулы изобретения, и не выявил технического решения с признаками, идентичными всем признакам заявляемого технического решения, что свидетельствует о соответствии изобретения условию патентоспособности "новизна".

Проведенный патентный поиск в данной области техники выявил, что совокупность отличительных признаков, обеспечивающая поставленную задачу, не известна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии данного изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства содержит генератор сигнала переменного тока 1, первый выход которого соединен с индуктивным шлейфом 2 с перекрещиванием, являющимся чувствительным элементом датчика и расположенным в границах определенного участка пути, а второй выход подключен к входу первого компаратора 3, на второй вход которого подается фиксированное напряжение U₁, а его выход подключен к входу электронного ключа 4, выход которого является выходом устройства, при этом выход генератора сигнала переменного тока 1 подключен к входу опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 5 и первому входу второго компаратора 6, на второй вход которого подается фиксированное напряжение U₂, а его выход подключен к управляющему входу реверсивного счетчика 7, информационные выходы которого подключены к информационным входам цифроаналогового преобразователя 5, выход которого подключен к управляющему входу генератора 1, при этом выход генератора импульсов 8 подключен к первому входу элемента И 9, к второму входу которого подключен выход электронного ключа 4, а его выход подключен к счетному входу реверсивного счетчика 7.

Устройство работает следующим образом.

Чувствительным элементом ИПД является индуктивный шлейф 2, уложенный внутри рельсовой колеи на определенном участке пути и входящий в состав колебательного контура генератора сигнала переменного тока 1.

При свободности участка на выходе генератора 1 присутствует сигнал переменного тока, амплитуда которого регулируется цепью отрицательной обратной связи.

Чувствительность датчика определяется разностью амплитуды сигнала генератора 1 и напряжением срабатывания U₁ первого компаратора 3. При нахождении вагона в пределах шлейфа 2 под воздействием металлической массы транспортного средства изменяются электрические параметры индуктивного шлейфа 2, происходит уменьшение амплитуды сигнала на выходе генератора 1 или срыв его колебаний.

Если амплитуда сигнала генератора 1 будет меньше порогового значения, то на выходе первого компаратора 3 сигнал отсутствует, электронный ключ 4 закрыт и на выходе ИПД сигнал отсутствует, что означает наличие транспортного средства ТС на контролируемом участке пути.

При воздействии климатических факторов (температура, влажность) амплитуда сигнала генератора 1 может изменяться, что может привести либо к ложному срабатыванию ИПД в случае, если амплитуда сигнала уменьшится до значения U₁, либо ИПД может не срабатывать под воздействием массы вагона, если амплитуда сигнала генератора возрастает.

Для исключения влияния дестабилизирующих факторов в цепь отрицательной обратной связи генератора 1 введено регулирующее звено, состоящее из цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 5, реверсивного счетчика 7, генератора импульсов 8, компаратора 6 и элемента И 9.

Сигнал с выхода генератора 1 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 5 и на первый вход второго компаратора 6. На второй вход компаратора 6 поступает опорное напряжение U₂. При превышении сигнала генератора 1 U_с > U₂ на выходе компаратора 6 формируется сигнал, под воздействием которого реверсивнный счетчик 7 будет работать на вычитание. Выходы реверсивного счетчика 7 управляют электронными ключами ЦАП и на его выходе сформируется сигнал, приводящий к увеличению глубины отрицательной обратной связи генератора 1. Сигнал U_с на его выходе уменьшится. Уменьшение сигнала будет происходит до тех пор, пока U_с не станет меньше U₂ второго компаратора 6. Тогда на его выходе сформируется сигнал, под воздействием которого реверсивный счетчик 7 начнет работать на увеличение числа на его выходе. При этом сигнал на выходе ЦАП 5 возрастает, что приведет к уменьшению глубины отрицательной обратной связи генератора 1 и, следовательно, напряжение U_с на его выходе возрастет. В свою очередь это приведет к формированию сигнала на выходе второго компаратора 6, под воздействием которого реверсивный счетчик 7 со следующим тактом генератора импульсов 8 вычтет единицу из числа, содержащего в счетчике, а это в свою очередь уменьшит сигнал на выходе ЦАП 5, что приведет к увеличению отрицательной обратной связи генератора 1 и при этом U_с уменьшится.

Таким образом, с каждым тактом генератора импульсов 8 изменение U_с будет происходить на величину



где n - число разрядов ЦАП 5.

При наезде вагона ТС на контролируемый участок пути U_с резко уменьшится, электронный ключ 4 сформирует сигнал, который через элемент И 9 запретит поступление импульсов с генератора импульсов 8 на вход реверсивного счетчика 7. Число в счетчике 7 остается постоянным. При освобождении ТС контролируемого участка сигнала U_с генератора 1 возрастает до первоначальной величины и процесс стабилизации будет продолжаться.