DD274723A5 - Induktiver annaeherungsdetektor - Google Patents

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um einen induktiven Annaeherungsdetektor mit hoeherfrequentem, durch einen sich annaehernden Gegenstand beeinflussten magnetischem Wechselfeld. Bisher wurden induktive Naeherungsschalter verwendet, bei denen ein sich annaehernder, elektrisch leitfaehiger Gegenstand einen Impuls ausloeste, der dann weiterverarbeitet wurde. Nachteilig dabei ist, dass die Naeherungsschalter auf alle ferromagnetischen oder elektrisch leitfaehigen Stoffe ansprechen. Bei der Erfindung wird durch eine Wechselspannung mit gewobbelter Frequenz ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, und der zu erfassende, sich annaehernde Gegenstand ist ein passiver Resonanzkreis mit offenem magnetischem Kreis. Die Erfindung ermoeglicht es, Arbeitsbereiche so eindeutig zu markieren, dass sie sicher erkannt und eindeutig von Metallteilen unterschieden werden.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrat einen induktiven Annäherungsdetektor mit höherfrequentem, durch einen sich annähernden Gog, nstand beeinflußtem magr.» Sehern Wechselfeld.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bisher wurden induktive Näherungsschalter verwendet, bei denen ein sich annähernder, elektrisch loitfähiger Gegenstand einen Impuls auslaste, der dann weiterverarbeitet wurde.

Nachteilig dabei ist, daß die Näherungsschalter auf alle ferromagnetische oder elektrisch leitftMigen Stoffe ansprechen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Nachteile bekannter Näherungsschalter zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Näherungsdetektor zu schaffen, welcher Fehlauslösungen al« Folge der Beeinflussung durch Metallkonstruktionsteile sicher verhindert.

Die Aufgabe wird erfim'ungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes durch ein j Wechselspannung mit f eriodisch variierter (gewobbelter) Frequenz erfolgt, und daß der zu erfassende, sich annähernde Gegenstand ein passive* Resonanzkreis mit offenem nugnetischem Kreis Ist.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, Arbeitsbäreiche so eindeutig zu markieren, daß sie sicher erkannt und eindeutig von Metallteilen unterschieden werden.

Ferner ergibt sich aus der Erfindung der Vorteil, daß der passive Resonanzkreis wegen seines einfachen Aufbaues mit geringen Kosten absolut tritt-, schlag- und wetterfest ausführbar ist.

Fine Ausgestaltung der Erfindung ist darin gegeben, daß der aktive Teil des induktiven Annäherungsdetektors aus mehreren, insbesondere zwei, räumlich getrennten, vorzugsweise von derselben Treiberschaltung gespeisten, Gebercpulen mit offenen magnetischen Kreisen, die zusammen mit einem Spannungsteiler zu einer Brückenschaltung verbunden sind, aufg .baut ist.

Von Vorteil dabei ist die höhere erreichbare Empfindlichkeit. In einer Weiterbildung der Erfindung ist der induktive Annäherungsdetektor auf einem VVigen montiert und wird nur bei Bewegung des Wagens über einen die Drehbewegung der Räder erfassenden Gaber aktiviert.

Da eine Aktivität des induktiven A.inäherungsdetektrrs nur bei Dewegung des Wagens gefordert ist, ergibt sich somit der VoiUil, daß bei Stillstand der der Fahrzeugbatterie zu entnehmende Strom eingespart wird.

In einer alternativen Ausführung erfolgt die Entaktivierung des induktiven Annälwrungsdetektors mittels eines abfallverzögerten Zeitrelais' erst einige Zeit nach Stillstand des Wagens.

Auf diese Weise ist der induktive Annäherungsootektor auf Forderungen - z. B. Auslösen eines Warnsignals -, die sich in einem bestimmten Einzelfall ergeben, problemlos einstellbar.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine in einem NF-Oszillator erzeugte, sägezahnförmige Spannung ein in einem HF-Oszillator erzeugtes Treiber.slgnal frequenzmoduliert, und daß dieses Treibersignal über die Einganaskieminen einer Brückenschaltung zugeführt ist, wobei 1/9 Brückenschaltung aus zwei in Serie geschalteten Geberspulen besteht, denen parallel ein Spannungsteiler aus zwei ohmschen Widerständen angeordnet ist, und daß die Verbindungsleitungen zwischen den Geberspulen bzw. zwischen den ohmschen Widerständen an die Eingangsklemmen der Brückenschaltung angeschlossen sind, und daß die Verbindungsleitungen von der ersten Geberspule mit dem ersten ohmschen Widerstand, bzw. *on der zweiten Geberspule mit dem zweiten ohmschen Widerstand über die Meßklemmen der Brückenschaltung dem Eingang eines Signalverstärkere zugeführt sind, dessen Ausgangsseite an die Eingangsseite eines Demodulators angeschlossen ist, und daß dem Demodulator ein Filter für die Wobbelfroquenz nachgeschaltet ist, und daß die Ausgangsseite des Filters mit der Eingangsseite eines Demodulators verbunden ist, und daß dem Demodulator ein Schwellwertschalter nachgeschaltet ist, und daß ein das Gleichgewicht der Brückenschaltunq beeinflussender passiver Resonanzkreis aus einer Parallelschaltung einer Spule mit einem Kondensator aufgebaut ist. Aus dieser Schaltungsanordnung ergibt sich dor Vorteil einer besonders hohen Empfindlichkeit, wodurch große Ansprechentfernungen erreichbar sind.

Ausführungsbeispiele

An Hand eines Schaltbildes wird die Erfindung nun noch näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen passiven Schwingkreis 3, der lose mit einem magnetischem Wechselfeld gekoppelt ist, das mit Hilfe einer aus den Geberspulen 10,11 und den ohmschen Widerständen 12,13 bestehenden Brückenschaltung erzeugt wird. Ein NF-Oszillator 1 liefert eine sägezahnförmiye Spannung, welche einem HF-Oszillator 2 zugeführt wird und ein von diesem erzeugtes Treibersignal frequenzmoduliert. Liegt die Resonanzfrequenz des passiven Schwingkreises ungefähr in der Mitte des geADbbelten Bereiches, dann wird bei jedom Sägezahn etwa in der Mitte der Rampe durch Resonanz einer der Geborspulen 10, 11 Energie entzogen und damit das Brückengleichgewicht gestört.

Als Folgt/ divon tritt an den Meßklr Tien 1 d, 17 aor Brückenschaltung 4 ein mit der Wobbeifrequenz frequenz- und amplitudenmoduliertes Hochfrequenraignal auf. Nähert sich anstatt des Resonanzkreises 3 ein größerer Metallteil, so entsteht an den Meßklemmen 16,17 ein lediglich frequenzmoduliertes, jedoch amplitudenkonstantes Signal.

Das jeweilige Signal wird von den Meßklemmen 16,17 unter Zwischenschaltung eines Signalverstärkers 5 einer nur auf Amplitudenmodulation ansprechenden ersten Demodulatorstufe 6 zugeführt. Diese Demodulatorstufe β liefert ein Signal mit der Wobbeifrequenz, wenn sich der passive Resonanzkreis 3 annähert, bei Annäherung eines Metallteiles jedoch eine Gleichspannung. Der der Demoduldtorstufe 6 nachgeschaltete Filter 7 läßt nur die Wobbeifrequenz durch. Das niederfrequente Signal wird in der zweiten Demodulator ufe 8 gleichgerichtet und gesiebt und anschließend im Schwellwertschalter 9 in ein

Schaltsignal umgewandelt. '

Im Bahnbetrieb z. B. erfolgt die Markierung der Räder von erlaubten Arbeitsbereichen von Fahrleitungsmontagewagen durch Auslegen der tritt-, schlag- und absolut wetterfesten Resonanzkreise zwischen den Schienen. Die Resonanzkreise werden sicher erkannt und eindeutig von anderen Metallteilen, beispielsweise Blechabdeckungen und Schienenkreuzungen, unterschieden.

Verlassen die Wagen den erlaubten Arbeitsbereich, so wird ein Warnsignal ausgelöst.

Claims (5)

1. Induktiver Annäherungsdetektor mit höherfrequentem, durch einen sich annähernden Gegenstand beeinflußtem magnetischem Wechselfald, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des
magnetischen Wechselfeldes durch eine Wechselspannung mit periodisch variierter (gewobbelter) Frequenz erfolgt, und daß der zu erfassende, sich annähernde Gegenstand ein passiver
Resonanzkreis mit offenem magnetischem Kreis ist.

2. Induktiver Annäherungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil des induktiven Annäherungsdetektors aus mehreren, insbesondere zwei, räumlich getrennten,
vorzugcweise von derselben Treiberschaltung gespeisten, Geberspulen mit offenen magnetischen Kreisen, die zusammen mit einem Spannungsteiler zu einer Brückenschaltung verbunden sind,
aufgebaut ist.

3. Induktiver Annäherungsdetektor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, '"aß de.' induktive Annäherungsdotektor auf einem Wagen montiert und nur bei Bewegung des Wagens
über einen die Diohbewegung der Räder erfassenden Geber aktiviert ist.

4. Induktiver Annäharungsdetektor nach Anspruch 1 bit 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines abfallverzögerten Zeitrelais de induktive Näherungsdetektor erst einige Zeit nach Stillstand des
Wagens entaktiviert ist.

5. Induktiver Annäherungsdetektor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine in einem NF-Oszillator (1) erzeugte, sägezahnförmige Spannung ein in einem HF-Oszillator (2)
erzeugtes Treibersignal frequenzmoduliert, und daß dieses Treibersignal über die
Eingangsklemmen (14,15) einer Brückonschaltung (4) zugeführt ist, wobei die Brückenschaltung (4) aus zwei in Serie geschalteten Geberspulen (10,11) besteht, denen parallel ein Spannungsteiler aus zwei ohmschen Widerständen (12,13) angeordnet ist, und daß die Verbmdungsleitungen zwischen den Geberspulen (10,11) bzw. zwischen den ohmschen Widerständen (12,13) an die
Eingangsklemmen (14,15) der Brückenschaltung (4) angeschlossen sind, und daß die
Verbindungsleitungen von der ersten Geberspule (10) mit dem ersten ohmschen Widerstand (12), bzw. von der zweiten Gi berspule (11) mit dem zweiten ohmschen Widerstand (13) über die
Meßklemmen (16) bzw. (17) der Brückonschaltunq (4) dem Eingang eines Signalverstärkers (5)
zugeführt sind, dessen ,Ausgangsseite an die Eingangsseite eines Demodulators (6) angeschlossen ist, und daß dem Demodulator (6) ein Filter (7) für die Wobbeifrequenz nachgeschaltet ist, Jnd daß die Ausgangsseite des Filters (7) mit der Eingangsseite eines Demodulators (8) verbunden ist, und daß dem Demodulator (8) ein Schwellwertschalter (9) nachgeschaut ist, und daß ein das
Gleichgewicht der Brückenschaltung (4) beeinflussender passiver Resonanzkreis (3) aus einer
Parallelschaltung einer Spule (18) mit einem Kondensator (19) aufgebaut ist.