Dispositif pour la signalisation du verglas sur une piste de roulement,
notamment sur route
La présente invention concerne un dispositif de signalisation du verglas sur une piste de roulement, notamment sur routes, sur autoroutes et aérodromes.
L'expérience prouve que la présence de verglas sur un sol donné, est liée à la présence d'eau, à la température à la surface de ce sol, et à la température de la couche d'air située juste au-dessus dudit sol.
En vue de résoudre ce problème d'une façon économique et sûre, la présente invention a pour objet un tel dispositif caractérisé en ce qu'il comprend des organes détecteurs de l'humidité de la surface du sol par mesure de sa résistance superficielle, des organes détecteurs des températures de la surface de ce sol et de la couche d'air qui le baigne, un organe signalisateur du verglas actionné par la fermeture de deux contacts en série appartenant respectivement à deux relais, un premier organe de commande sensible au détecteur d'humidité superficielle et excitant l'un des deux relais en cas d'humidité au sol et un second organe de commande sensible à la fois aux détecteurs de température du sol et de température de l'air et excitant le second relais quand l'une au moins de ces deux températures est voisine du zéro Celsius.
Comme on le voit, ce dispositif agit comme un intégrateur des conditions précitées, puisque l'organe signalisateur n'est déclenché que par la fermeture des deux contacts montés en série.
Une forme de réalisation de l'invention est décrite, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé dans lequel:
la fig. 1 est un schéma général d'un dispositif selon l'invention;
la fig. 2 représente un tronçon de route équipé d'un détecteur d'humidité superficielle;
la fig. 3 est une section droite d'une barre de mesure d'humidité, en place dans la chaussée;
la fig. 4 est une coupe longitudinale de la même barre présentant un canal dans lequel est logé l'élément résistant d'un détecteur de température par variation de résistance;
la fig. 5 montre un élément de mesure de la température de l'air ambiant, et
la fig. 6 est un schéma des circuits de la fig. 1.
Sur la fig. 1, Ri représente la résistance superficielle d'un certain nombre d'éléments de route, R2 est une résistance variable avec la température, affectée à la détection de la température au sol, R3 est une autre résistance, telle que la précédente, mesurant la résistance dans l'air.
Deux organes de commande A, B, connus en soi, sont alimentés par une tension continue o, - u à travers une résistance r. L'organe A, excité par l'une des bornes X de la résistance R1 dont l'autre borne est à un potentiel +u, commande un relais RA dont l'excitation ferme un contact RAl.
L'organe B est excité à la fois par la borne Y de la résistance R2 et par la borne Z de la résistance R3 (les autres bornes de R2 et R3 étant respectivement au potentiel tu, comme R1).
L'organe de sortie de B est un deuxième relais
RB dont l'excitation ferme un contact RB1 en série avec RA1.
Ces deux contacts RA1 et RBl sont montés, en série avec une lampe L1, aux bornes d'une source de courant alternatif de tension U.
La lampe L1 est destinée à éclairer un panneau signalisateur P, de façon à annoncer le danger de verglas, lorsque les conditions requises sont réalisées, comme on va le voir ci-après.
L1 ne s'allume donc que lorsque RA1 et RBl sont fermés.
Une seconde lampe L2 éclairant un panneau si gnalant seulement Route glissante par suite de la seule présence d'humidité, n'a besoin pour s'allumer que de la seule fermeture de RA1.
En outre, les tensions +u, o, -u sont prises sur un diviseur de tension à résistance monté sur un pont redresseur alimenté par la source alternative de tension U.
Ce dispositif fonctionne comme suit: si la route est exempte d'humidité, la résistance Ri est très élevée et provoque dans l'organe A l'absence d'excitation de la bobine RA, en sorte que le contact RA1 demeure ouvert, et que la lampe Li ne s'allume pas (non plus que L2 d'ailleurs).
Si la route est chargée d'humidité, liquide ou solide, A excite RA et provoque la fermeture de RA1.
L2 s'allume, mais pas nécessairement L1. Pour que cette dernière lampe s'allume, il faut, en outre, comme on l'a vu, que le relais RB soit excité et ferme son contact RB1.
A cet effet, l'organe B est réalisé de façon à exciter RB, sous l'effet des valeurs prises par les résistances R2 et R3, lorsque l'une ou l'autre de ces deux résistances se trouve à une température voisine du zéro Celsius.
Ainsi le signal Verglas est-il déclenché quand sont réalisées les deux conditions suivantes: 1. surface de la route chargée d'eau; 2. la température superficielle de la route, ou bien
la température de l'air qui la baigne, est à une
température voisine de zéro.
Tel est bien le but de la présente invention.
La résistance r a pour effet d'avancer quelque peu l'affichage de la signalisation par rapport à l'état réel de la route, de façon que le conducteur soit prévenu du danger un peu avant sa présence réelle.
Les fig. 2 à 5 précisent des moyens de réalisation importants.
Sur la fig. 2, qui représente une route H vue du dessus, les éléments J sont des barres métalliques enfouies transversalement par paires (fig. 3) dans de petites tranchées remplies d'une substance de fixation G telle que du bitume, de sorte que seul le sommet de la barre émerge de la chaussée. Ces paires peuvent être connectées en parallèle. La fig. 4 est une coupe longitudinale d'une telle barre J.
Dans chacune de ces paires, les barres J sont espacées d'une longueur M, les paires étant distantes de N. M a une valeur suffisante pour une mesure sensible, par exemple quelques mètres. Le nombre des paires et leur espacement seront choisis en fonction de la longueur de route sur laquelle on désirera opérer une mesure moyenne. Selon une forme de réalisation possible (mais non nécessaire) des barres
J, celles-ci sont creusées d'un évidement longitudinal
T dans lequel est logé un élément de résistance R2 servant à mesurer par variation de résistance, la température à la surface de la route.
Mais les résistances R2 peuvent être constituées par des éléments enfouis dans les tranchées contenant les barres J, mais extérieurement à ces barres.
Bien d'autres dispositions sont encore possibles.
Ainsi, en vue d'une pose rapide, les barres peuvent être remplacées par des rubans plats serrés contre la route et les résistances R2 par d'autres rubans plats posés à côté des premiers.
Les résistances R3, affectées à la mesure de la température de l'air ambiant, peuvent être constituées par des éléments placés dans des boîtes montées sur poteaux sur les côtés de la route H (fig. 5) mais à une distance latérale de celle-ci suffisante pour éviter des accidents.
Parmi les modes de réalisations possibles des organes de commande A et B, on peut indiquer, à titre d'exemple, celui de la fig. 6, sur laquelle les éléments homologues à ceux de la fig. 1 ont été représentés par les mêmes références.
On n voit ainsi que l'organe A se compose essentiel- lement de trois étages d'amplification desservis respectivement par trois transistors T1, T2, T3, recevant le signal de R1 en X et dont la sortie attaque la bobine de relais RA.
Le premier étage, celui de T1, est équipé des résistances rl, r2, r3, r4 et du condensateur C1. Le second étage, celui de T2 reçoit le signal issu du précédent sur un circuit équipé d'un condensateur C2 et de résistances r5, r7 et r6. Le circuit du transistor
T3 est équipé d'une diode D1 et attaque RA aux bornes d'une résistance r8 en série avec un condensateur C3.
L'organe de commande B comprend deux éléments analogues à A, dont le premier, excité par R2 en Y, amplifie ce signal à travers les transistors T4,
T5 (desservis suivant le schéma par les résistances r9, rlO, rll, r12, r13, r14, r23, r24, les condensateurs
C4 et C5), et dont le second, excité par R3 en Z, amplifie ce dernier signal à travers les transistors T6,
T7 (desservis suivant le schéma par les résistances r16, rl7, r18, r19, r20, r21, r22, r25, les condensateurs C7, C8).
Les signaux de sortie de ces deux éléments attaquent, comme le montre le schéma, un transistor T8 par l'entremise d'un circuit porte de type ou composé de deux diodes D3, D4, ce transistor ayant en outre son émetteur en série, dans le sens passant, avec une diode D2 et alimentant, par son circuit collecteur, une résistance rl5 en série avec un condensateur C6, ces deux derniers éléments attaquant, par leurs bornes extrêmes, la bobine R3.
Device for signaling ice on a rolling track,
especially on the road
The present invention relates to a device for signaling ice on a runway, in particular on roads, motorways and aerodromes.
Experience proves that the presence of ice on a given ground is linked to the presence of water, to the temperature at the surface of this ground, and to the temperature of the air layer located just above said ground. .
In order to solve this problem in an economical and safe manner, the present invention relates to such a device characterized in that it comprises elements for detecting the humidity of the surface of the ground by measuring its surface resistance, devices for detecting the temperatures of the surface of this ground and the layer of air which bathes it, a signaling device for ice storm actuated by the closing of two contacts in series belonging respectively to two relays, a first control device sensitive to the detector of 'surface moisture and energizing one of the two relays in the event of soil moisture and a second control member sensitive to both soil temperature and air temperature sensors and energizing the second relay when either at least of these two temperatures is close to zero Celsius.
As can be seen, this device acts as an integrator of the aforementioned conditions, since the signaling device is only triggered by the closing of the two contacts connected in series.
An embodiment of the invention is described, by way of example, with reference to the accompanying drawing in which:
fig. 1 is a general diagram of a device according to the invention;
fig. 2 shows a section of road equipped with a surface humidity detector;
fig. 3 is a cross section of a humidity measuring bar, in place in the roadway;
fig. 4 is a longitudinal section of the same bar having a channel in which is housed the resistance element of a temperature detector by variation of resistance;
fig. 5 shows an element for measuring the ambient air temperature, and
fig. 6 is a circuit diagram of FIG. 1.
In fig. 1, Ri represents the surface resistance of a number of road elements, R2 is a variable resistor with temperature, assigned to detecting the ground temperature, R3 is another resistor, such as the previous one, measuring the resistance in air.
Two control members A, B, known per se, are supplied with a direct voltage o, - u through a resistor r. Component A, excited by one of the terminals X of resistor R1, the other terminal of which is at a potential + u, controls a relay RA whose excitation closes a contact RA1.
Organ B is excited both by terminal Y of resistor R2 and by terminal Z of resistor R3 (the other terminals of R2 and R3 being respectively at potential tu, like R1).
The output device of B is a second relay
RB whose excitation closes a contact RB1 in series with RA1.
These two contacts RA1 and RBl are mounted, in series with a lamp L1, at the terminals of an alternating current source of voltage U.
The lamp L1 is intended to illuminate a signpost P, so as to announce the danger of ice, when the required conditions are met, as will be seen below.
L1 therefore only lights up when RA1 and RBl are closed.
A second L2 lamp illuminating a sign so annoying only Slippery road due to the sole presence of humidity, only needs to light up when RA1 is closed.
In addition, the voltages + u, o, -u are taken from a resistance voltage divider mounted on a rectifier bridge supplied by the alternating voltage source U.
This device works as follows: if the road is free of humidity, the resistance Ri is very high and causes in unit A the absence of energization of the coil RA, so that the contact RA1 remains open, and that the Li lamp does not light up (nor does L2 for that matter).
If the road is loaded with moisture, liquid or solid, A excites RA and causes RA1 to close.
L2 lights up, but not necessarily L1. In order for this last lamp to light up, it is also necessary, as we have seen, for the relay RB to be energized and to close its contact RB1.
For this purpose, member B is made so as to excite RB, under the effect of the values taken by resistors R2 and R3, when one or the other of these two resistors is at a temperature close to zero Celsius.
Thus the Ice signal is triggered when the following two conditions are met: 1. road surface laden with water; 2. the surface temperature of the road, or
the temperature of the air that bathes it is at a
temperature close to zero.
This is indeed the aim of the present invention.
The resistance r has the effect of moving the display of the signaling forward somewhat in relation to the actual condition of the road, so that the driver is warned of the danger a little before his actual presence.
Figs. 2 to 5 specify important means of achievement.
In fig. 2, which represents a road H seen from above, the J elements are metal bars buried transversely in pairs (fig. 3) in small trenches filled with a fixing substance G such as bitumen, so that only the top of the bar emerges from the roadway. These pairs can be connected in parallel. Fig. 4 is a longitudinal section of such a bar J.
In each of these pairs, the bars J are spaced apart by a length M, the pairs being distant by N. M has a sufficient value for a sensitive measurement, for example a few meters. The number of pairs and their spacing will be chosen as a function of the length of road on which it is desired to take an average measurement. According to a possible (but not necessary) embodiment of the bars
J, these are hollowed out with a longitudinal recess
T in which is housed a resistance element R2 used to measure by variation of resistance, the temperature at the surface of the road.
But resistors R2 can be formed by elements buried in the trenches containing the bars J, but outside these bars.
Many other arrangements are still possible.
Thus, with a view to rapid installation, the bars can be replaced by flat ribbons tight against the road and resistors R2 by other flat ribbons placed next to the first ones.
The resistors R3, assigned to the measurement of the ambient air temperature, can be made up of elements placed in boxes mounted on posts on the sides of the road H (fig. 5) but at a lateral distance from it. this sufficient to avoid accidents.
Among the possible embodiments of the control members A and B, one can indicate, by way of example, that of FIG. 6, on which the elements homologous to those of FIG. 1 have been represented by the same references.
It can thus be seen that the unit A consists essentially of three amplification stages served respectively by three transistors T1, T2, T3, receiving the signal from R1 at X and whose output drives the relay coil RA.
The first stage, that of T1, is equipped with resistors r1, r2, r3, r4 and capacitor C1. The second stage, that of T2, receives the signal from the previous one on a circuit equipped with a capacitor C2 and resistors r5, r7 and r6. The transistor circuit
T3 is equipped with a diode D1 and drives RA across a resistor r8 in series with a capacitor C3.
The control member B comprises two elements similar to A, the first of which, excited by R2 in Y, amplifies this signal through the transistors T4,
T5 (served according to the diagram by the resistors r9, rlO, rll, r12, r13, r14, r23, r24, the capacitors
C4 and C5), and the second of which, excited by R3 in Z, amplifies this last signal through transistors T6,
T7 (served according to the diagram by resistors r16, rl7, r18, r19, r20, r21, r22, r25, capacitors C7, C8).
The output signals of these two elements drive, as shown in the diagram, a transistor T8 through a gate circuit of the type or composed of two diodes D3, D4, this transistor also having its emitter in series, in the on-going direction, with a diode D2 and supplying, through its collector circuit, a resistor rl5 in series with a capacitor C6, these last two elements attacking, via their end terminals, the coil R3.