AT413917B

AT413917B - INDUCTIVE SENSOR FOR DETECTING METAL PARTS

Info

Publication number: AT413917B
Application number: AT0081700A
Authority: AT
Original assignee: Tiefenbach Gmbh
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2006-07-15
Also published as: DE19959233B4; ATA8172000A; DE19959233A1

Description

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AT 413 917 BAT 413 917 B

Die Erfindung betrifft einen induktiven Sensor zum Erfassen von Metallteilen mit einer induktiven Sensorspule, welche in einen Sensor-Stromkreis eingeschlossen ist, mit einer Auswertschaltung zum Erfassen der induktiven Bedämpfung des Sensor-Stromkreises anhand einer elektrischen Messgröße des Sensor-Stromkreises (Strom oder Spannung) und zum Einschalten bzw. Ausschalten eines Ausgangssignals, wenn die Bedämpfung einen in der Auswertschaltung gespeicherten Ansprechschwellwert überschreitet, und mit einer induktiven Prüfspule, welche konzentrisch um den Kern der Sensorspule angeordnet und von der Sensorspule galvanisch getrennt ist und welche in einen Prüf-Stromkreis eingeschlossen ist, welcher zum Zwecke der magnetischen Bedämpfung und Prüfung des Sensors für eine vorbestimmte Zeitdauer aktivierbar ist.The invention relates to an inductive sensor for detecting metal parts with an inductive sensor coil, which is enclosed in a sensor circuit, with an evaluation circuit for detecting the inductive damping of the sensor circuit based on an electrical measurement of the sensor circuit (current or voltage) and for turning an output signal on or off when the attenuation exceeds a threshold value stored in the evaluation circuit, and with an inductive test coil which is concentrically arranged around the core of the sensor coil and galvanically isolated from the sensor coil and which is included in a test circuit, which is activatable for the purpose of magnetic damping and testing of the sensor for a predetermined period of time.

Ein Sensor der eingangs genannten Art ist durch die DE 197 48 602 A1 sowie die US 4 084 135 A bekannt.A sensor of the aforementioned type is known from DE 197 48 602 A1 and US 4 084 135 A.

Der Aufbau eines solchen Sensors ergibt sich aus der DE 43 25 406 A1. Auf diese Beschreibung wird hinsichtlich Aufbau und Funktion eines Ausführungsbeispiels eines derartigen Sensors ausdrücklich Bezug genommen.The structure of such a sensor results from DE 43 25 406 A1. This description is expressly referred to in terms of structure and function of an embodiment of such a sensor.

Derartige Sensoren werden zur Erfassung der Bewegung und Anwesenheit metallischer Gegenstände verwandt. Dabei sind Anwendungen denkbar, die nur sporadisch erfolgen, gleichwohl aber ein Höchstmaß an Sicherheit erfordern. Derartige Anwendungen kommen insbesondere im Eisenbahnverkehr vor. Im folgenden wird auf die Verwendung derartiger Sensoren im Eisenbahnverkehr Bezug genommen. Damit ist allerdings keine Einschränkung auf diesen Anwendungsbereich verbunden.Such sensors are used to detect the movement and presence of metallic objects. Applications are conceivable that are only sporadic, but nevertheless require maximum security. Such applications occur in particular in railway traffic. In the following reference is made to the use of such sensors in railway traffic. However, there is no restriction on this area of application.

Um zu vermeiden, dass die Funktionsfähigkeit derartiger Sensoren, welche das elektromagnetische Feld zur Erfassung des Gegenstandes nutzen, nur dadurch festgestellt werden kann, dass man einen Versuch macht, bei welchem ein Fahrzeug das Gleis langsam befährt und dabei die Funktion des Sensors überprüft wird, ist die Schaltungsanordnung des bekannten Sensors so ausgelegt, dass die Prüfspule die gleiche Wirkung auf das Magnetfeld der Sensorspulen hat wie der Durchgang von z.B. Eisenbahnrädern. Durch diese Bedämpfung wird ein digitaler Zählimpuls ausgelöst und die Oszillatoren des Sensorspulen - Schaltkreises werden durch diese künstliche Bedämpfung in den gleichen Zustand versetzt wie durch eine äußere Bedämpfung mit einem überfahrenden Eisenbahnrad. Der so erzeugte digitale Zählimpuls wird an die angeschlossene Steuerschaltung der Weichensteuerung weitergegeben. Dort erfolgt dann der Vergleich des eingehenden Signals mit gespeicherten Standardwerten. Je nach Auslegung der Steuerung bestätigt die Auswertung des empfangenen Prüfsignals des Achszählschalters seine Funktionstüchtigkeit oder es erscheint eine Fehlermeldung.In order to avoid that the operability of such sensors, which use the electromagnetic field for detecting the object can be determined only by making an attempt in which a vehicle drives the track slowly and while the function of the sensor is checked, is the circuit arrangement of the known sensor designed so that the test coil has the same effect on the magnetic field of the sensor coils as the passage of eg Railway wheels. By this damping a digital count is triggered and the oscillators of the sensor coil - circuit are offset by this artificial damping in the same state as by an external damping with a traveling railway wheel. The digital count generated in this way is forwarded to the connected control circuit of the point controller. There then takes place the comparison of the incoming signal with stored default values. Depending on the design of the control, the evaluation of the received test signal of the Achszählschalters confirms its functionality or an error message appears.

Dazu ist es erforderlich, dass die Prüfspule im wesentlichen gleich dimensioniert ist wie die Sensorspule. Dadurch, dass Betriebsverhalten des Sensors simuliert und dasselbe Ausgangssignal wie im Betrieb erzeugt wird, ergibt sich der Nachteil, dass nur der Ausfall des Sensors entdeckt, jedoch Verschlechterungen des Sensors vor Eintritt der Katastrophenmeldung nicht sichtbar werden und daher keine vorsorglichen Maßnahmen möglich sind. Es muss zur Erfassung aller Notfälle ferner eine separate Schaltungsanordnung zur Überwachung der Spannungsversorgung der Sensor- und Prüfspulen vorgesehen sein.For this it is necessary that the test coil is dimensioned substantially the same as the sensor coil. The fact that the operating behavior of the sensor is simulated and the same output signal generated during operation, there is the disadvantage that only the failure of the sensor discovered, but deterioration of the sensor before the occurrence of the disaster message are not visible and therefore no precautionary measures are possible. It must also be provided for detecting all emergencies, a separate circuit arrangement for monitoring the power supply of the sensor and test coils.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Sensor so weiterzubilden, dass nicht nur seine Tauglichkeit zur Abgabe von Anwesenheitssignalen sondern der Zustand seiner Funktionsfähigkeit auch vor seinem Ausfall jederzeit und ohne einen Versuchsbetrieb und ohne Untersuchung der Einzelteile des Sensors auf mechanische oder elektrische Fehler überprüft werden kann.The object of the invention is to develop the known sensor so that not only its suitability for dispensing presence signals but the state of its functioning even before its failure at any time and without a trial operation and without examination of the individual parts of the sensor for mechanical or electrical errors are checked can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Auswertschaltung Grenzwerte für die höchst- und/oder kleinstzulässige Messgröße des Sensor-Stromkreises speicherbar 3This object is achieved according to the invention in that limit values for the maximum and / or smallest permissible measured variable of the sensor circuit can be stored in the evaluation circuit

AT 413 917 B und bei Einschaltung des Prüfstromkreises mit der Messgröße des Sensor-Stromkreises in der Weise vergleichbar sind, dass ein Ausgangssignal erzeugbar ist, wenn die Messgröße des Sensor-Stromkreises den jeweiligen Grenzwert erreicht. 5 Durch die DE 44 27 283 C1 ist ein induktiver Näherungsschalter bekannt, bei welchem die Prüfspule die gleiche Windungszahl aufweist wie die erste Spule, so dass die Wirkung der ersten Spule aufgehoben werden kann. Dabei sind die Windungen in Reihe geschaltet. Der Nachteil dieser Prüfbeschaltung ist zum einen, dass Fehler die Induktivität der Prüfspule auch die Induktivität der ersten Spule verändert, so dass unbeabsichtigte Änderungen nicht aufge-io deckt werden können. Schwerwiegender ist neben dem Bau- und Platzaufwand, dass die Stromkreise der ersten und der zweiten Spule vernetzt sind und Fehler daher nicht zugeordnet werden können.AT 413 917 B and are comparable with the measurement of the sensor circuit in such a way that an output signal can be generated when the measured variable of the sensor circuit reaches the respective limit value when the test circuit. By DE 44 27 283 C1 an inductive proximity switch is known in which the test coil has the same number of turns as the first coil, so that the effect of the first coil can be canceled. The windings are connected in series. The disadvantage of this test circuit is, on the one hand, that the inductance of the test coil also changes the inductance of the first coil, so that unintentional changes can not be compensated for. More serious is in addition to the construction and space requirements that the circuits of the first and the second coil are networked and therefore errors can not be assigned.

Durch die DE-Offenlegungsschrift DE 35 05 765 A1 ist ebenfalls ein induktiver Näherungsschal-15 ter mit Prüfeinrichtung bekannt. Dabei liegt die zweite Spule jedoch induktiv in dem Feld der ersten Spule und die Annäherung eines Metallteils wird durch Bedämpfung der Feldes der zweiten Spule festgestellt. Dabei erfolgt die Abstandsmessung als Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Bedämpfung der ersten Spule; die Annäherung des metallischen Gegenstandes wird jedoch durch die Bedämpfung des Feldes der zweiten Prüf - Spule abgetastet. Es muss 20 daher eine Überprüfung der Lage der zweiten Spule relativ zu der ersten Spule erfolgen, um die Funktionstüchtigkeit der Gesamtanordnung zu gewährleisten, ein Problem, das nach der Erfindung nicht auftaucht.DE-OS DE 35 05 765 A1 also discloses an inductive proximity shutter 15 ter having a test device. However, the second coil is located inductively in the field of the first coil and the approach of a metal part is determined by damping the field of the second coil. The distance measurement takes place as an output signal as a function of the damping of the first coil; however, the approach of the metallic object is scanned by the attenuation of the field of the second test coil. It is therefore necessary to check the position of the second coil relative to the first coil in order to ensure the functionality of the overall arrangement, a problem that does not arise according to the invention.

Durch die Ausgestaltung des Sensors nach dieser Erfindung kann nicht nur die Annäherung 25 eines Gegenstandes simuliert werden, indem die Sensorspule durch die Prüfspule in ähnlicher Weise bedämpft wird, vielmehr erlaubt die Erfindung darüber hinaus auch die Erkennung eines Kabelbruchs bzw. eines Kurzschlusses zwischen Sensor und Auswertschaltung, wenn die Messgröße des Sensors einen der Auswertschaltung vorgegebenen Grenzwert für die höchstzulässige (Kurzschluss) und/oder kleinste zulässige (Kabelbruch) Messgröße des Sensor-30 Schwingkreises erreicht.The design of the sensor according to this invention not only simulates the approach 25 of an object by similarly dampening the sensor coil through the test coil, but moreover allows the detection of a cable break or short circuit between the sensor and the evaluation circuit if the measured variable of the sensor reaches a limit value specified for the evaluation circuit for the maximum permissible (short circuit) and / or smallest permissible (cable break) measured variable of the sensor 30 resonant circuit.

Dabei hat sich als ausreichend und vorteilhaft herausgestellt, dass erfindungsgemäß die Prüfspule aus einer oder wenigen Windungen besteht. 35 Bei dem bekannten Sensor wird durch die Auswertung der Messgröße des Sensor-Stromkreises ein eindeutiges Signal erzeugt, das eine eindeutige Weiterverwertung ohne die Gefahr von Missverständnissen gestattet. In der Eisenbahntechnik wird dieses Signal als Meldung interpretiert und signalisiert, dass ein Gleis belegt ist (Belegt-Meldung, Anwesenheitssignal). Dasselbe Signal wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch simuliert, wenn 40 der Prüfstromkreis mit der Prüfspule aktiviert wird. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass durch die Auswertschaltung das Ausgangssignal einschaltbar ist, wenn und solange die Messgröße des Sensor-Stromkreises unterhalb des Ansprechschwellwerts liegt. Dabei ist es wichtig und bedeutsam, dass das durch Auswertung des Prüfsignals entstandene Signal eindeutig genug ist, um als Belegt-Meldung zu dienen und signalisiert zu werden. Es wird durch 45 die Einschaltung des Ausgangssignals also ein Rechteck-Signal erzeugt, das auch zu Schaltzwecken, z.B. für Signalanlagen, Weichen u.a. geeignet ist.It has been found to be sufficient and advantageous that according to the invention the test coil consists of one or a few turns. In the case of the known sensor, the evaluation of the measured variable of the sensor circuit produces a clear signal which permits unambiguous further utilization without the risk of misunderstandings. In railway engineering, this signal is interpreted as a message and signals that a track is occupied (busy message, presence signal). The same signal is also simulated in another embodiment of the invention when the test circuit is activated with the test coil. According to the invention, it is therefore provided that the output signal can be switched on by the evaluation circuit if and as long as the measured variable of the sensor circuit is below the response threshold value. It is important and significant that the signal resulting from the evaluation of the test signal is clear enough to serve as a busy message and to be signaled. Thus, by turning on the output signal, a rectangular signal is generated, which is also used for switching purposes, e.g. for signal systems, switches and the like suitable is.

Um die Verdrahtung des Prüfstromkreises bzw. des Prüf- Schwingkreises zu minimieren und dadurch eine Fernbedienung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß der Prüf-Schalter des Prüf-50 Stromkreis durch einen Spannungs- oder Stromimpuls der Auswertschaltung schließbar und/oder öffenbar.In order to minimize the wiring of the test circuit or the test resonant circuit and thereby enable a remote control, according to the invention the test switch of the test 50 circuit can be closed and / or opened by a voltage or current pulse of the evaluation circuit.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Prüf-Schalter des Prüf-Stromkreises durch einen Spannungs- oder Stromimpuls der Auswertschaltung schließbar und durch ein 55 Zeitglied, z.B. Kondensatorschaltung öffenbar. Dies kann ohne weitere Verdrahtung auch durch 4According to a further embodiment of the invention, the test switch of the test circuit is closed by a voltage or current pulse of the evaluation circuit and by a timer 55, e.g. Capacitor circuit openable. This can be done without further wiring by 4

AT 413 917 B ein Zeitglied, z.B. Kondensatorschaltung geschehen, die durch den Schließimpuls in Gang gesetzt wird. Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auswertschaltungen der Sensoren mit einer Vergleicheinrichtung verbunden sind, in der die Identität der Messgrößen der Sensor-Stromkreise verglichen wird und durch die bei Nicht-Identität ein Ausgangssignal 5 erzeugbar ist.AT 413 917 B a timer, e.g. Capacitor circuit happen, which is set by the closing pulse in motion. Furthermore, the invention provides that the evaluation circuits of the sensors are connected to a comparison device in which the identity of the measured quantities of the sensor circuits is compared and by which an output signal 5 can be generated in the case of non-identity.

Sensoren nach dieser Erfindung werden - wie auch in der o.g. DE 43 25 406 A1 beschrieben -auch als Mehrfach-Sensoren, insbesondere Doppelsensoren verwandt. Die Messwerte der Sensoren werden in der Auswertschaltung auch auf ihre zeitliche Reihenfolge untersucht. Dario aus kann ein Richtungssignal und/ oder ein Geschwindigkeitssignal abgeleitet werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht überdies darin, dass die Auswertschaltungen der Sensoren mit einer Vergleichseinrichtung verbunden sind, in der die Identität der Messgrößen der Sensor-Stromkreise verglichen wird und durch die bei Nicht-Identität ein Ausgangssignal erzeugbar ist. Dabei kann überdies auch festgestellt werden, ob die Messgrößen noch identisch 15 sind und noch die richtige zeitliche Relativlage haben, die durch ihre geometrische Anordnung bedingt ist. Das bei Nicht-Identität der Messgrößen der Sensor-Schwingkreise erzeugbare Warnsignal kann auch hier als Belegt-Meldung ausgegeben und verwertet werden.Sensors according to this invention are - as in the above. DE 43 25 406 A1 also described as multiple sensors, in particular double sensors related. The measured values of the sensors are also examined in the evaluation circuit for their time sequence. Dario from a direction signal and / or a speed signal can be derived. An embodiment of the invention moreover consists in that the evaluation circuits of the sensors are connected to a comparison device, in which the identity of the measured quantities of the sensor circuits is compared and by which an output signal can be generated in the event of non-identity. In addition, it can also be determined whether the measured variables are still identical and still have the correct temporal relative position, which is due to their geometric arrangement. The warning signal that can be generated in the case of non-identity of the measured quantities of the sensor resonant circuits can also be output and utilized as a busy message.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele und Funktion der Erfindung anhand der Zeichnung 20 beschrieben, worin Fig. 1 einen Näherungsschalter mit induktivem Sensor und eingebauter Prüfspule, Fig. 2 die Schaltung des Näherungsschalters nach Fig. 1, Fig. 3 ein Diagramm der Auswertung der Messsignale in der Auswertschaltung, Fig. 4 das Ausgangssignal der Auswertschaltung, Fig. 5 das Eingangssignal der Prüfschaltung, Fig. 6A und 6B eine Schiene mit Näherungsschalter, Fig. 7 einen Doppelsensor und Fig. 8 die Schaltung des Doppelsensors nach 25 Fig. 7 zeigen.In the following, embodiments and function of the invention will be described with reference to the drawing 20, wherein Fig. 1 is a proximity sensor with inductive sensor and built-in test coil, Fig. 2 shows the circuit of the proximity switch of FIG. 1, Fig. 3 is a diagram of the evaluation of the measurement signals in the 4 shows the output signal of the evaluation circuit, FIG. 5 shows the input signal of the test circuit, FIGS. 6A and 6B show a rail with a proximity switch, FIG. 7 shows a double sensor and FIG. 8 shows the circuit of the double sensor according to FIG.

Der Sensor wird anhand eines Näherungsschalters 1 beschrieben, der zur Sicherung und Steuerung des Eisenbahnverkehrs an einer Schiene 2 befestigt ist. Der Näherungsschalter ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Der Näherungsschalter dient zum Erfassen des Spurkranzes 3 eines 30 Rades 4 eines Eisenbahnfahrzeugs. Der Näherungsschalter ist an der Schiene 2 befestigt, so dass er eine fest definierte Position gegenüber der Schiene und dem darauf laufenden Rad hat.The sensor is described by means of a proximity switch 1, which is fastened to a rail 2 for securing and controlling the railway traffic. The proximity switch is shown in FIGS. 1 and 2. The proximity switch is used to detect the wheel flange 3 of a 30 wheel 4 of a railway vehicle. The proximity switch is attached to the rail 2 so that it has a fixed position with respect to the rail and the wheel running thereon.

Der Näherungsschalter weist eine induktive Sensorspule 5 auf. Diese besteht aus einem Ferritkern 6 mit einer kreisringförmigen Kammer, in der die Wicklung 7 der Spule eingebettet ist. Die 35 Achse der Sensorspule ist einem auf der Schiene laufenden Rad zugewandt, so dass das elektromagnetische Feld der Sensorspule von dem Rad beeinflusst wird.The proximity switch has an inductive sensor coil 5. This consists of a ferrite core 6 with an annular chamber in which the winding 7 of the coil is embedded. The axis of the sensor coil faces a wheel running on the rail, so that the electromagnetic field of the sensor coil is influenced by the wheel.

Die Sensorspule 5 ist mit einer Auswertschaltung 11 verbunden. Diese enthält u.a. einen Stromkreis, der als Schwingkreis 12 ausgeführt ist, also neben der Sensorspule als Induktivität eine 40 Spannungsquelle und einen Kondensator (Kapazität) enthält, der auf die Induktivität der Sensorspule bzw. des gesamten Schwingkreises abgestimmt ist. In diesem Sensor-Stromkreis wird die Änderung des Stroms oder des Spannungsabfalls an einem Messwiderstand, welche infolge der Änderung des elektromagnetischen Feldes der Sensorspule bei Annäherung eines metallischen Gegenstandes eintritt, gemessen und ausgewertet. Hierzu wird der Strom oder die 45 Spannung des Schwingkreises abgegriffen und in der Auswertschaltung 11 - wie später beschrieben - zu einem Ausgangssignal des Näherungsschalters umgesetzt, das einer Signaloder Weichensteuerung zugeführt wird. Der Sensor-Stromkreis wird dauernd, d.h. kontinuierlich oder in regelmäßigem Takt mit Spannung versorgt. so Einzelheiten des Schwingkreises 12 sind hier nicht beschrieben oder gezeigt; insofern wird auf die o.g. DE 43 25 406 A1 verwiesen, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen Schwingkreises zeigt. Das Signal, das der Auswertschaltung aufgegeben wird, wenn ein metallischer Gegenstand von bestimmter Größe in einen bestimmten Abstand zu dem Sensor gelangt, ist von charakteristischem Verlauf. Die Auswertschaltung zum Erfassen der induktiven 55 Bedämpfung des Schwingkreises erhält dadurch bei voller mechanischer und elektrischer Funk- 5The sensor coil 5 is connected to an evaluation circuit 11. This contains u.a. a circuit that is designed as a resonant circuit 12, so in addition to the sensor coil as inductance 40 includes a voltage source and a capacitor (capacitance), which is tuned to the inductance of the sensor coil or the entire resonant circuit. In this sensor circuit, the change of the current or the voltage drop across a measuring resistor, which occurs as a result of the change of the electromagnetic field of the sensor coil when approaching a metallic object, measured and evaluated. For this purpose, the current or voltage of the oscillating circuit is tapped and converted in the evaluation circuit 11 - as described later - to an output signal of the proximity switch, which is supplied to a signal or switch control. The sensor circuit will be continuous, i. powered continuously or in regular intervals. so details of the resonant circuit 12 are not described or shown here; insofar is the o.g. DE 43 25 406 A1, which shows a preferred embodiment of such a resonant circuit. The signal which is given to the evaluation circuit when a metallic object of a certain size reaches a certain distance from the sensor is characteristic. The evaluation circuit for detecting the inductive damping 55 of the resonant circuit thereby receives at full mechanical and electrical radio 5

AT 413 917 B tionsfähigkeit des Sensors und der Auswertschaltung ein elektrisches Signal, das der elektrischen Messgröße des Sensor-Stromkreises (Strom oder Spannung), insbesondere Sensor-Schwingkreises entspricht. 5 In Fig. 1 und 2 ist eine Prüfspule 8 in Form von einer Windung in die Sensorspule 5, d.h. in die kreisringförmige Kammer des Ferritkerns 9 und in die Wicklung 7, eingebettet; sie ist jedoch von der Wicklung 7 galvanisch getrennt und mit separaten Anschlüssen aus dem Ferritkern herausgeführt. Hierdurch lässt sich eine sehr wirksame und feinfühlig einstellbare sowie stets reproduzierbare Beeinflussung des elektromagnetischen Feldes der Sensorspule 5 erreichen. Dabei ist io die Prüfspule von der Sensorspule galvanisch getrennt und unabhängig von dieser in den Prüfstromkreis einschaltbar. Das hat auch den Vorteil, dass die Prüfspule von der Sensorspule nicht mechanisch getrennt werden kann, so dass dadurch keine Störungen entstehen können.AT 413 917 B tion capability of the sensor and the evaluation circuit an electrical signal that corresponds to the electrical measured variable of the sensor circuit (current or voltage), in particular sensor resonant circuit. In Figs. 1 and 2, a test coil 8 in the form of one turn into the sensor coil 5, i. in the annular chamber of the ferrite core 9 and in the winding 7, embedded; However, it is galvanically isolated from the winding 7 and led out with separate terminals of the ferrite core. This makes it possible to achieve a very effective and sensitive adjustable and always reproducible influencing of the electromagnetic field of the sensor coil 5. In this case, the test coil is galvanically isolated from the sensor coil and can be switched on independently of this in the test circuit. This also has the advantage that the test coil of the sensor coil can not be separated mechanically, so that no interference can occur.

Die Prüfspule 8 bzw. Prüfwicklung 10 ist mit einem Prüfstromkreis 13, auch in diesem Falle ein 15 Schwingkreis mit Kapazität und einer Konstantstromquelle, insbesondere Batterie eingeschlossen. Der Prüfstromkreis kann durch einen Prüfschalter 14 geschlossen werden. Der Schalter 14 wird durch den Signalstromkreis 15 angesteuert, z.B. dadurch, dass der Signalstromkreis kurzzeitig mit einer Überspannung beaufschlagt wird, auf die der Prüfschalter 14 anspricht und den Prüfstromkreis 13 für eine kurze Zeit schließt. Der Prüfschalter 14 öffnet wieder, wenn die Span-20 nung wieder unter den Ansprechwert abgesenkt wird. Es kann auch ein Zeitglied vorgesehen sein, das durch die Überspannung aktiviert wird und nach einer voreingestellten Zeit von z.B. einer Sekunde den Prüfschalter wieder öffnet. Der Prüfstromkreis der Prüfspule kann eine eigene Stromversorgung, z.B. Batterie, haben oder durch die Auswertschaltung mit Strom versorgbar sein. Der Prüfstromkreis kann auch von Hand oder automatisch in regelmäßigen 25 Zeitabständen geschlossen werden. Der Prüfstromkreis ist vorzugsweise ebenfalls ein Schwingkreis (Prüf- Schwingkreis).The test coil 8 or Prüfwicklung 10 is enclosed with a test circuit 13, also in this case a resonant circuit with capacity and a constant current source, in particular battery. The test circuit can be closed by a test switch 14. The switch 14 is driven by the signal circuit 15, e.g. in that the signal circuit is briefly subjected to an overvoltage, to which the test switch 14 responds and closes the test circuit 13 for a short time. The test switch 14 opens again when the chip voltage is lowered again below the threshold value. There may also be provided a timer which is activated by the overvoltage and after a preset time of e.g. one second the test switch opens again. The test circuit of the test coil may have its own power supply, e.g. Battery, or be powered by the evaluation circuit with power. The test circuit can also be closed manually or automatically at regular 25 intervals. The test circuit is preferably also a resonant circuit (test resonant circuit).

Beim Schließen des Prüfstromkreises erzeugt die Prüfspule ein elektromagnetisches Feld, welches das Feld der Sensorspule 5 stört. Die Art und der Grad der Störung wird durch die 30 Dimensionierung aller relevanten Parameter so eingestellt, dass sie der Bedämpfung nahe kommt, die das elektromagnetische Feld der Sensorspule durch ein vorbeifahrendes Eisenbahnrad dann erhält, wenn alle elektrischen und mechanischen Daten der Sensorspule 5 ihren Sollzustand haben. Die Auswertschaltung des Sensors ist mit eine Schwellwertspeicher ausgestattet, in welchem ein Ansprechschwellwert 18 speicherbar ist; der Ansprechschwellwert 18 35 ist mit der Messgröße des Sensor-Stromkreises in der Weise vergleichbar ist, dass ein eindeutiges Ausgangssignal 21 erzeugbar ist, wenn die Messgröße des Sensor-Stromkreises den Ansprechschwellwert erreicht.When closing the test circuit, the test coil generates an electromagnetic field which disturbs the field of the sensor coil 5. The nature and degree of the disturbance is adjusted by sizing all relevant parameters to approximate the attenuation that the electromagnetic field of the sensor coil receives from a passing railroad wheel when all the electrical and mechanical data from the sensor coil 5 are at their desired state , The evaluation circuit of the sensor is equipped with a threshold value memory in which a Ansprechschwellwert 18 can be stored; the Ansprechschwellwert 18 35 is comparable to the measured variable of the sensor circuit in such a way that a unique output signal 21 can be generated when the measured value of the sensor circuit reaches the Ansprechschwellwert.

Fig. 3, 4 und 5 zeigen Diagramme für den Normalbetrieb eines Näherungsschalters bei Über-40 fahren eines Rades und beim Prüfbetrieb.Fig. 3, 4 and 5 show diagrams for the normal operation of a proximity switch when driving over 40 a wheel and during test operation.

Die Kurve 16 zeigt das Ausgangssignal der Sensorspule zunächst ohne Rad und sodann in dem bedämpften Zustand, der durch das vorbeifahrende Rad bzw. dessen Spurkranz hervorgerufen wird. Das Ausgangssignal hat bei Einstellung aller Sollparameter einen typischen Verlauf 45 hinsichtlich seiner Höhe - z.B. 5 mA - und hinsichtlich des Einbruchs - auf z.B. weniger als 1,5 mA.The curve 16 shows the output signal of the sensor coil initially without a wheel and then in the damped state, which is caused by the passing wheel or its wheel flange. The output signal has a typical course 45 with respect to its height - e.g. 5 mA - and with regard to burglary - on e.g. less than 1.5 mA.

In der Auswertschaltung ist ein Ansprechwert gespeichert, der mit 18 bezeichnet ist und in dem Beispiel 1,5 mA beträgt. 50In the evaluation circuit, a response value is stored, which is designated by 18 and in the example 1.5 mA. 50

Wenn und solange das Ausgangssignal unter diesen Ansprechwert fällt, erzeugt die Auswertschaltung, wie Fig. 4 zeigt, ein Signal in Form eines Rechteckimpulses 21, der erst wieder abfällt, wenn das Ausgangssignal den Ansprechwert wieder überschreitet. Die Prüfspule und der Prüfstromkreis werden nun so ausgelegt und beaufschlagt, dass bei Aktivierung des Stromes kreises ein ähnlicher Einbruch des Ausgangssignals erfolgt. Dazu wird der AuswertstromkreisIf and as long as the output falls below this threshold value, the evaluation circuit, as shown in FIG. 4, generates a signal in the form of a rectangular pulse 21, which drops again only when the output signal exceeds the threshold again. The test coil and the test circuit are now designed and acted upon that occurs when activating the current circle a similar break in the output signal. For this purpose, the evaluation circuit

Claims

6 AT 413 917 B briefly subjected to an overvoltage and thus closed the test circuit for a certain time, as shown in the diagram 5 as a rectangular pulse 22. As a result, the field of the sensor coil 5 is vaporized and there is a collapse of the output signal of the sensor coil. The evaluation circuit thus shows in the signal circuit 15 the same signals, as if a wheel passes over the sensor 5. Thereby, from the central control, e.g. located in the interlocking, be determined by remote control, whether all mechanical and electrical parameters of the proximity switch to the nominal state. Due to the fact that the magnitude and shape of the break-in of the output signal is determined and stored as a desired course in the case of a proven setpoint condition of the sensor and the test sensor, the deviation of the break-in from the stored desired course can be determined by a test run and, as a result, whether mechanical assignment of the sensors relative to the rail as well as relative to each other or in the electrical system of the proximity switch deviations from the Sollzu-15 stand have occurred. The course 17 in FIG. 3 shows as an example the output signal of the evaluation circuit in a test run when the proximity switch has detached from the rail. This state is indicated in FIG. 6A, B. By releasing the proximity switch from the rail, the distance between the sensor coil 5 and the rail head has increased. This also changes the influence of the electromagnetic field of the sensor coil 5 by the rail 2 in the sense that the damping is reduced. Consequently, the output signal is higher. If now passes a wheel or a check by activating the test coil, although the output signal breaks. However, it does not reach the response value of 18. Consequently, the evaluation circuit outputs no signal. The absence of this signal despite the test run is registered as a warning signal and e.g. output as busy message for the track. In addition to this also present in the known sensor advantage, the invention provides the ability to monitor by entering and storing a maximum value 19 (short circuit value) 30 and / or a minimum value 20 (cable break value) in the evaluation, whether the output signal of the sensor coil 5 the allowable range leaves. This can be done on the one hand or a cable break on the other hand or in each case similar situation with electrical short circuit. 35 In FIGS. 7 and 8, a proximity sensor with a double sensor and the associated circuit are shown schematically. The proximity switch consists of two sensor coils 5, which are arranged at a distance along the rail. Both sensor coils are assigned one or one test coil at the same distance. Even if it is two Prüfspulen 8, they can be activated simultaneously. If both sensor coils 5 have their mechanical and electrical desired state, the evaluation circuit assigned to them must also generate identical signals. If deviations occur, then this too is registered as a warning signal and e.g. output as busy message for the track. 45 claims: 1. Inductive sensor for detecting metal parts with an inductive sensor coil (5), which is enclosed in a sensor circuit, with an evaluation circuit for detecting the inductive damping of the sensor circuit based on an electrical so measured variable of the sensor circuit ( Current or voltage) and for switching on or off an output signal when the attenuation exceeds a threshold value stored in the evaluation circuit, and with an inductive test coil concentrically arranged around the core of the sensor coil (5) and galvanically isolated from the sensor coil (5) is and which is included in a test circuit, which 55 for the purpose of magnetic damping and testing of the sensor for a pre-tuned time period is activated, characterized in that in the evaluation circuit (11) limits for the highest - and / or smallest permissible measured value of the sensor strobe mkreises storable and upon activation of the test circuit (13) are comparable to the measured variable of the sensor circuit in such a way that an output signal 5 can be generated when the measured variable of the sensor circuit reaches the respective limit.

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the test coil (8) consists of one or a few turns. 10

3. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the output signal is switched on by the evaluation circuit (11), if and as long as the measured variable of the sensor circuit is below the Ansprechschwellwerts.

4. Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the test switch (14) of the test circuit (13) by a voltage or current pulse of the evaluation circuit (11) closable and / or openable.

5. Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the test 20 switch (14) of the test circuit (13) by a voltage or current pulse of the evaluation circuit (11) closable and by a timer, e.g. Capacitor circuit, can be opened.

6. Multiple sensors, each according to one of the preceding claims, characterized 25 characterized in that the evaluation circuits (11) of the sensors (5) are connected to a Vergleichein direction in which the identity of the measured variables of the sensor circuits is compared and by which an output signal can be generated in the event of non-identity. 30 Including 4 sheets Drawings 35 40 45 50 55