CS251863B1 - Magnetometrický detektor, zvláště pro dopravní účely - Google Patents

Abstract

Magnetometrický detektor je určen pro zjišťování parametrů dopravy, jako je indikace přítomnosti a průjezdu, měření rychlosti a četnosti průjezdů dopravního prostředku. Základní prvek tvoří diferenciální indukční sonda. Kondenzátorem, který je připojen ha výstup, je sonda vyladěna na druhý harmonický kmitočet budicího napětí obdélníkového' průběhu. Sonda je buzena optimálním kmitočtem a amplitudou střídavého napětí, při kterém je největší amplituda výstupního napětí bez zavedených zpětných vazeb. Výstupní napětí sondy je vzorkováno* 1 a napětí z dolnOfrekvenční propusti kompenzuje přes zpětnovazební člen žádoucí změny a napětí z integračního členu kompenzuje nežádoucí změny magnetického» pole v sondě. Magnetometrický dopravní detektor je možno» použít všude tam, kde je potřeba zjišťovat dopravní prostředky, nebo předměty z feromagnetického» materiálu na vzdálenost do 3 metrů.

Description

Vynález' řeší magnetometrický detektor, zvláště pro dopravní účely, určený pro zjišťování parametrů dopravy. Detektor indikuje průjezd nebo přítomnost dopravního prostředku v zóně řízení, jeho rychlost, a může být využíváno* v automatizovaných systémech řízení· a nebo sledování dopravy.

Nevýhodou stávajících zařízení je napájení sondy napětím sinusového průběhu, změna citlivosti při změně parametrů jednotlivých prvků, nízká citlivost daná asynchronní detekcí a složitá stabilizace budicího napětí. Uvedené nevýhody mají magnetometrické detektory v různé míře. Pokud jsou schopny samy kompenzovat nežádoucí magnetická pole, nemají možnost rychlého nastavení po instalaci zařízení, nebo, při výpadku napájení v průběhu činnosti.

Podstata rnagnetometrického detektoru podle vynálezu spočívá v tom, že výstup snímacího prvku, tvořeného* diferenciální indukční sondou, je naladěn kondenzátorem, se kterým tvoří rezonanční obvod, na druhý harmonický kmitočet budicího napětí. Výstupní napětí, jehož amplituda je úměriná změně magnetického pole, která je způsobena dopravním prostředkem, se vzorkuje a přivádí na dolnofrekvenční propust, která odfiltruje druhý harmonický kmitočet a propustí jen užitečný signál. Z výstupu dolnofrekvenční propusti, který je zároveň výstupem detektoru, se zavádí přes zpětnovazební člen nia výstup snímacího- prvku záporná zpětná vazba, kompenzující změny magnetického pole. Zavedením této zpětné vazby se dociluje zvýšení přesnosti a stability zařízení.

Magnetické pole Země, rušivá magnetická pole, jakož i pomalé změny na výstu, detektoru způsobené nejrůznějšími vlivy jsou kompenzovány tím způsobem, že napětí z integrátoru s velkou časovou konstantou je zavedeno přes zpětnovazební člen tak, aby v klidovém režimu bylo výstupní napětí nulové a reagovalo pouze na žádoucí změny magnetického pole. Časovou konstantu integrátoru je možné, pro· rychle sesouhlaseiní, zmenšit automaticky při zapnutí, nebo vnějším povelem.

Snímací prvek je buzen napětím obdélníkového tvaru, optimální amplitudy a kmitočtu. Optimum se zjišťuje pro konkrétní typ diferenciální indukční sondy tak, že měníme postupně kmitočet a potom amplitudu budicího napětí a hledáme největší amplitudu druhého harmonického kmitočtu při odpojených zpětnovazebních členech a při magnetickém poli, které nezpůsobí přesycení jádra snímacího prvku. Rozladění snímacího- prvku vlivem změny velikosti napájecího* napětí zesilovače je odstraněno závislostí kmitočtu generátoru na napájecím napětí.

Hlavními výhodami rnagnetometrického detektoru podle tohtoto vynálezu jsiou: vysoká citlivost a stabilita při jednoduchosti a nízké ceně, ,a dále možnost rychlého sesouhlasení při zapnutí, nebo- v průběhu činnosti.

Na výkresu je blokové schéma zapojení rnagnetometrického dopravního detektoru.

Magnetometrický detektor má snímací prvek tvořený diferenciální indukční sondou 1. K výstupu solndy je paralelně připojen kondenzátor 5 a přes oddělovací kondenzátní’ 6 vzorkovací obvod 7, výhodně tvořený tranzistorem v inverzním zapojení. Výstup vzorkovacího obvodu 7 je spiojen se vstupem aktivní dolnofrekvenční propusti 8 prvního nebo vyššího* řádu. Výstup dolnofrekvenční propusti 8 je výstupním signálem z-ařízení a je spojen jednak s integrátorem 10, jednak se zpětnovazebním členem 9. Integrátor 10 má vstup pro řízení časové konstanty a jeho výstup je spojen se zpětnovazebním členem 11, který je výhodně tvořen stejně jako zpětnovazební člen 9 odporem.

Generátor střídavého napětí 2 pravoúhlého průběhu má kmitočet závislý na napájecím napětí. Jeho výstup je připojen jednak na vzorkovací obvodu 7, jednak na dělič kmitočtu 3, který je tvořen bistabilním klopným obvodem, jehož výstup je zapojen na zesilovač 4, tvořený komplementárními tranzistory. Výstup zesilovače 4 je spojen se vstupem snímacího prvku.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující: po připojení zařízení k napájení při nepřítomnosti dopravního prostředku se ve snímacím prvku pomocí integrátoru 10 zkompe-nzují všechna vnější pole tak, že na výstupu zařízení je nulové napětí. Tato kompenzace může proběhnout i rychle při změně časové konstanty integrátoru. Ta může být automatická, nebo řízená vnějším povelem.

Přihlížení dopravního prostředku způsobí ve snímacím prvku změnu magnetického pole a na výstupu detektoru se objeví napětí úměrné této změně. Integrátor 10 tuto změnu magnetického pole nezkompenzuje, protože jehlo často-vá konstanta je mnohem delší, než je doba setrvání dopravního prostředku v dosahu detektoru.

Zařízení podle vynálezu může být využito v systémech automatického řízení dopravy, nebo při zjišťování a sběru dat o dopravě. Dále může být využíváno v automatických systémech řízení výrobních procesů a dalších systémech, které potřebují zjišťovat dopravní prostředky, nebo předměty z feromagnetického materiálu do vzdálenosti 3 metrů.

Claims (1)

1. Magnetometrický detektor zvláště pro do právní účely s diferenciální indukční sondou, která má budicí a snímací vinutí, vyznačený tím, že generátor střídavého napětí (2) obdélníkového· tvaru má výstup připojen na řídicí vstup vzorkovacího obvodu (7) a vstup děliče kmitočtu (3), jehož výstup je spojen se vstupem zesilovače (4) a ten má připojen výstup k budicímu vinutí diferenciální indukční sondy (1), jejíž snímací vinutí je připojeno k vylaďovacímu

   VYNÁLEZU kondenzátoru (5), na výstup zpětnovazebních členů (9) a (11), a k oddělovacímu kondenzátoru (6) a ten je druhým koncem připojen na vstup vzorkovacího obvodu (7), jehož výstup je připojen na vstup dolnofrekvenční propusti (8), jejíž výstup je zároveň výstup detektoru a je připojen na první zpětnovazební člen (9) a vstup integračního členu (10), který má vstup pro rychlé sesouhlasení, jehož výstup je spojen s druhým zpětnovazebním členem (11).