173994. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés irányérzékeny tengelyérzékelésére
5 173994 6 A találmány tárgyát képező tengelyérzékelőt a mellékelt ábrák segítségével mutatjuk be. 1. ábra. Az irányérzékeny tengelyérzékelés elvi működését szemléltető feszültség diagramok. 2. ábra. A találmány szerinti irányérzékeny tengely érzékelő egy lehetséges, példaképpeni elrendezése, a jármű tengelyének különböző helyzetéhez tartozó, a kapcsolás egyes fokozatain megjelenő feszültség jelalakokkal együtt. 3. ábra. Az irányérzékeny tengelyérzékelő rövidzárlati, nagyfrekvenciás sínáramkörhöz való csatlakoztatásának egy példaképpeni módja. 4. ábra: Az irányérzékeny tengelyérzékelőnek a klasszikus, szigetelő sínkötésekkel határolt sínáramkörre szuperponált telepítésének egy lehetséges módja. A találmány szerinti irányérzékeny tengelyérzékelő azon az elven működik, hogy a tengely helyének függvényében a tengellyel vezérelve két egymástól eltolt, de egymást részben fedő impulzust állitunk elé, melyek közül az egyiket kapuzó jelnek alkalmazzuk, míg a másik impulzusnak a kapuzó jel ideje alatt fellépő feszültség ugrását, annak iránya szerint, az egyik, illetve a másik irányú tengely áthaladás számlálására használjuk. Az elvi működés az 1. ábrán követhető, ahol az 1 impulzus, és a 2 impulzus, amelyek egymáshoz képest eltoltan jelennek meg, az 1 impulzus 3 differenciált jele jobb irányú tengely mozgásnál, és az 1 impulzus 4 differenciált jele bal irányú tengely mozgásnál. A találmány szerinti irányérzékeny tengelyérzékelő egy lehetséges, példaképpeni kapcsolási elrendezését a 2. ábra mutatja. A működés a következő: az 5 vágány szembelevő két 6 pontjára csatlakozik a célszerűen ipari vagy nagyfrekvenciás generátor, amely tápfeszültséggel látja el a sínáramköröket, illetve vezérlő jellel a rendszert. Az érzékelés jól határoltságát a generátor mindkét oldalán a 7 pont és 8 pont közötti, illetve a 10 pont és 11 pont közötti rövidzár biztosítja, amely csatlakozási pontok egymással szemben is lehetnek, és a rövidzár az üzemi frekvencián rövidzárnak tekinthető impedancia is lehet. így két rövid sínáramkör alakul ki, a 6 ponttal, 7 ponttal, 8 ponttal és 9 ponttal, valamint a 6 ponttal, 10 ponttal, 11 ponttal és 12 ponttal definiált áramkörök. A sínben, annak az áramkörökben résztvevő 6 pont és 7 pont közötti, 6 pont és 8 pont közötti, illetve a 6 pont és 10 pont közötti és 6 pont és 11 pont közötti szakaszain váltakozó áram folyik, minek következtében a sínszál két pontja között azok távolságával arányos feszültség különbség lép fel. Az érzékelőket a sín 8 pontjára és 9 pontjára, illetve all pontjára és 12 pontjára csatlakoztatva a feszültséget kicsatoljuk a sínből. A két érzékelő kicsatolása, vagy kicsatolásai más elrendezésűek is lehetnek, de az aszimmetrikus detektált jelfeszültség elérése érdekében mindig kell, hogy legyen mindkét érzékelőnek az érzékelésbe bevont olyan sínszál szakasza, amely és/vagy az azzal szemben levő sínszakasz nincs a másik érzékelő szerelvény sínre csatlakozó kicsatolása tartományába, a két kicsatolási pont közé bevonva. A tengely helyének függvényében a kialakuló érzékelő feszültségeket kvalitatíven a 2. ábra szemlélteti. Járműmentes állapotban vagyis akkor, ha nincs tengely a rövidzárakkal határolt érzékelési területen, mind a két érzékelőre a nyugalmi, maximális feszültség jut. Ha a járműtengely a 7 pont és 8 pont közötti rövidzár felől érkezik az érzékelőre, akkor a 8 pontra és a 9 pontra csatlakozó érzékelő feszültsége fokozatosan csökken, és gyakorlatilag nulla lesz, teljesen kisöntölődik, ha a tengely a 9 pontra ér. Eközben a 11 pontra és a 12 pontra kötött érzékelő feszültsége csak mintegy a felére csökken. Ha a tengely a generátor 6 pontján van, akkor mindkét érzékelőt egyformán gyakorlatilag nulla feszültségre söntöli. A tengely továbbhaladásakor a 11 pontra és a 12 pontra kötött érzékelőt továbbra is söntöli, míg a 8 pontra és 9 pontra kötött érzékelő feszültsége lassan növekszik. A tengelynek a 12 pont túlhaladásakor all pontra és 12 pontra kötött érzékelő feszültsége is növekszik, majd a 10 pontra és a 11 pontra kötött rövidzár elhagyásakor mindkét érzékelőre a maximális feszültség jut. A 8 pontra és a 9 pontra kötött érzékelő feszültség változását a 20 görbe, a 11 pontra és a 12 pontra kötött érzékelő feszültség változását a 21 görbe szemlélteti. A 14 vevőszerelvény, amely célszerűen nagy jóságtényezőjű feszültséghatár jelző fokozat gyakorlatilag Scmitt-triggerként működik, bemenete a 13 szűrőre, kimenete pedig a 17 egyenirányítóra csatlakozik. A két 17 egyenirányítón megjelenő két jelalak a 22 görbe, illetve a 23 görbe szerinti. Az így kapott két egymástól helyileg és természetesen időben is eltolt érzékelési tartomány közül tetszés szerint az egyik szolgáltatja a kapuzó jelet, mellyel kiválasztjuk a másik érzékelő detektálási tartománynak az egyik határát, pontosabban annak 15 differenciáló áramkör által előállított differenciáltját. Végül a 16 kapuzó áramkör kimenetén a példa szerinti tengely haladás irány esetén a 24 görbe szerinti, ellenkező irányú tengely mozgás esetén a 25 görbe szerinti impulzus jelenik meg. Vagyis az egyik irányú tengelymozgásnak pozití'% a másik irányú tengely mozgásnak negatív impulzus felel meg, melyeket már könnyedén külön lehet villamosán választani és számlálni. Igen lényeges az irányérzékeny detektálás szempontjából, hogy a számláló impulzus, akár az egyik irányú tengelymozgás eredményezte pozitív impulzus, akár a másik irányú tengelymozgás eredményezte negativ impulzus, a tengelynek mindig ugyanazon vágányponton való áthaladásakor jön létre. A találmány szerinti irányérzékeny tengelyérzékelő áramköri megvalósítását azzal értük el, hogy a vágány két pontja közé kötött generátorral, annak két oldalán a síneket összekötő rövidzárakkal és a sínekre kapcsolt két érzékelővel egymástól eltolt, de egymást átfedő detektálási tartományú sínáramköröket alakítunk ki, melyek jelét nagy jóságtényezőjű feszültség határérték jelzővel egymást részben átfedő impulzusokká alakítunk, melyek közül az egyik impulzus szolgáltatja a kapuzó jelet, a másik a számláló impulzus differenciált jelét. A kapuzott pozitív számláló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
