индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства в границах определенного участка пути

Формула изобретения

Индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства в границах определенного участка пути, содержащий генератор сигнала, 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 датчика, отличающийся тем, что в него введены второй и третий компараторы, генератор импульсов, реверсивный счетчик, мультиплексор, элементы ИЛИ и И, резисторный делитель напряжения, при этом второй выход генератора сигнала подключен к первым входам второго и третьего компараторов, вторые входы которых предназначены для подачи на них соответствующих фиксированных напряжений, а выходы подключены к первому и второму входам соответственно элемента ИЛИ и к входам управления соответственно на вычитание и на сложение реверсивного счетчика, выходы которого подключены к адресным входам мультиплексора, выход которого подключен к входу обратной связи генератора сигнала, второй выход которого подключен также к входу резисторного делителя напряжения, выходы которого подключены к информационным входам мультиплексора, а к первому, второму и третьему входам элемента И подключены выходы соответственно элемента ИЛИ, генератора импульсов и первого компаратора, а выход элемента И подключен к счетному входу реверсивного счетчика.

Описание изобретения к патенту

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

Известны индуктивно-проводные датчики для контроля наличия поезда в границах определенного участка пути, содержащие генератор, первый выход которого соединен с индуктивным шлейфом, расположенным в границах определенного участка пути, а второй выход подключен к входу дешифратора сигналов (см. патенты ФРГ 3113197, B 61 L 25/02, 1981 г.; 3412150, B 61 L 18/19 84 г.; 3412152, B 61 L 1/18, 1984 г.; заявку ЕПВ 0396798, B 61 L 1/08, 1989 г.).

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

Из известных устройств наиболее близким является индуктивно-проводной датчик для обнаружения транспортного средства в границах определенного участка пути, содержащий генератор сигнала, 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. заявку ЕПВ, 0396798, B 61 L 1/08, 1989 г.).

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

Задачей изобретения является повышение точности обнаружения ТС 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 в границах определенного участка пути, содержащий генератор сигнала, 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, введены второй и третий компараторы, генератор импульсов, реверсивный счетчик, мультиплексор, элементы ИЛИ и И, резисторный делитель напряжения, при этом второй выход генератора сигнала подключен к первым входам второго и третьего компараторов, вторые входы которых предназначены для подачи на них соответствующих фиксированных напряжений, а выходы подключены к первому и второму входам соответственно элемента ИЛИ и к входам управления соответственно на вычитание и на сложение реверсивного счетчика, выходы которого подключены к адресным входам мультиплексора, выход которого подключен к входу обратной связи генератора сигнала, второй выход которого подключен также к входу резисторного делителя напряжения, выходы которого подключены к информационным входам мультиплексора, а к первому, второму и третьему входам элемента И подключены соответственно выходы элемента ИЛИ, генератора импульсов и первого компаратора, а выход элемента И подключен к счетному входу реверсивного счетчика.

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 наличие решений, имеющих признаки, совпадающие с некоторыми отличительными признаками изобретения, но вся совокупность отличительных признаков, обеспечивающая поставленную задачу, не известны 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 в границах определенного участка пути содержит генератор 1 сигнала, первый выход которого соединен с индуктивным шлейфом 2 с перекрещиванием, являющимся чувствительным элементом датчика, расположенным в границах определенного участка пути, а второй выход подключен к входу первого компаратора, на второй вход которого подается фиксированное напряжение U₁, а выход которого подключен к входу электронного ключа 4, выход которого является выходом устройства, при этом выход генератора 1 подключен к входам резисторного делителя напряжения 5 и первым входам второго 6 и третьего 7 компараторов, на вторые входы которых подаются соответствующие фиксированные напряжения U₂ и U₃, соответственно, а выходы второго 6 и третьего 7 компараторов подключены, соответственно, к первому и второму входам элемента ИЛИ 8 и к управляющим входам на вычитание и на сложение реверсивного счетчика 9, выход элемента ИЛИ 8 подключен к первому входу элемента И 10, к второму входу которого подключен выход генератора импульсов 11, к третьему входу подключен выход первого компаратора 3, а выход элемента И 10 подключен к счетному входу реверсивного счетчика 9, выход которого подключен к адресным входам мультиплексора 12, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами резистивного делителя напряжения 5, а выход подключен к входу обратной связи генератора 1.

Устройство работает следующим образом.

Чувствительным элементом индуктивно-проводного датчика является индуктивный шлейф 2, уложенный внутри рельсовой колеи на определенном участке пути и входящий в состав колебательного контура генератора 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 ТС изменяются электрические параметры индуктивного шлейфа 2, происходит уменьшение амплитуды сигнала на выходе генератора 1 или срыв колебаний генератора.

Если амплитуда сигнала генератора будет меньше порогового значения, то на выходе первого компаратора 3 сигнал будет отсутствовать, электронный ключ 4 будет закрыт и на выходе датчика сигнал будет отсутствовать.

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

Для исключения влияния дестабилизирующих факторов в цепи отрицательной обратной связи генератора 1 введено регулирующее звено, состоящее из двух компараторов 6 и 7, контролирующих верхний и нижний уровень допустимого изменения амплитуды сигнала генератора под воздействием дестабилизирующих факторов, элемента ИЛИ 8, элемента И 10, реверсивного счетчика 9, мультиплексора аналоговых сигналов 12, генератора импульсов 11 и резисторного делителя напряжения 5.

Сигнал с выхода генератора 1 поступает на входы второго и третьего компараторов 6 и 7.

Второй компаратор 6 срабатывает при превышении сигналом генератора допустимой амплитуды U₂ пороговое. Выходной сигнал второго компаратора 6 через элемент ИЛИ 8 поступает на вход элемента И 10, давая, тем самым, разрешение импульсам генератора 11 на прохождение на счетный вход реверсивного счетчика 9, Одновременно, выходной сигнал второго компаратора 6 дает команду реверсивному счетчику 9 работать на вычитание. Кодом реверсивного счетчика 9 управляются электронные ключи мультиплексора 12, имеющие раздельные входы и объединенные выходы.

Информационные входы электронных ключей мультиплексора 12 соединены с резисторным делителем напряжения 5.

При уменьшении кода на выходе реверсивного счетчика 9 напряжение на выходе мультиплексора 12 будет увеличиваться, что приведет к увеличению глубины отрицательной обратной связи генератора 1 и, следовательно, к уменьшению амплитуды выходного сигнала генератора 1. Уменьшение сигнала будет происходить до тех пор, пока он не станет меньше порога срабатывания U₂ пороговое второго компаратора 6, что приведет к отсутствию сигнала на выходе второго компаратора 6, т.е. к его обратному срабатыванию и запрещению прохождения счетных импульсов через элемент И 10 на вход реверсивного счетчика 9.

При уменьшении амплитуды сигнала генератора 1 меньше установленного нижнего предела U₃ пороговое срабатывает третий компаратор 7, выходным сигналом которого через элементы ИЛИ и И дается разрешение на прохождение счетных импульсов с генератора импульсов 11 на вход реверсивного счетчика 9. Одновременно, выходной сигнал третьего компаратора 7 дает команду реверсивному счетчику 9 работать на сложение.

Код числа на его выходе будет увеличиваться, а напряжение на выходе мультиплексора 12 уменьшиться. Это напряжение приведет к уменьшению глубины отрицательной обратной связи генератора 1 и, следовательно, к увеличению амплитуды его выходного сигнала.

Увеличение сигнала будет происходить до тех пор, пока он не станет больше порога срабатывания U₃ пороговое третьего компаратора 7, что приведет к его обратному срабатыванию и запрещению прохождения счетных импульсов через элемент И 10 на вход реверсивного счетчика 9. Код на выходе реверсивного счетчика 9 изменяться не будет.

При быстром изменении выходного сигнала генератора 1, связанного с наездом вагона на индуктивный шлейф, осуществляется блокировка регулирующего звена датчика подачей запрещающего сигнала на элемент И 10 с выхода первого компаратора 3.