DD274723A5 - INDUCTIVE ACCEPTANCE DETECTOR - Google Patents

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DD274723A5
DD274723A5 DD32049688A DD32049688A DD274723A5 DD 274723 A5 DD274723 A5 DD 274723A5 DD 32049688 A DD32049688 A DD 32049688A DD 32049688 A DD32049688 A DD 32049688A DD 274723 A5 DD274723 A5 DD 274723A5
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DD
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inductive proximity
proximity detector
circuit
frequency
demodulator
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DD32049688A
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Karl Ripka
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Elin-Union Aktiengesellschaft Fuer Elektrische Industrie,At
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V15/00Tags attached to, or associated with, an object, in order to enable detection of the object

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

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.The invention is an inductive proximity detector having a higher frequency magnetic field influenced by an approaching object. Heretofore, inductive proximity switches have been used in which an approachable, electrically conductive object triggers an impulse which has then been further processed. The disadvantage here is that the proximity switches respond to all ferromagnetic or electrically leitfaehigen substances. In the invention, an AC alternating field is generated by an AC voltage having a swept frequency, and the object to be detected is an open magnetic circuit passive resonant circuit. The invention makes it possible to mark working areas so clearly that they are reliably recognized and clearly distinguished from metal parts.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrat einen induktiven Annäherungsdetektor mit höherfrequentem, durch einen sich annähernden Gog, nstand beeinflußtem magr.» Sehern Wechselfeld.The invention was directed to an inductive proximity detector having higher frequency magnetic fields influenced by an approaching gas.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bisher wurden induktive Näherungsschalter verwendet, bei denen ein sich annähernder, elektrisch loitfähiger Gegenstand einen Impuls auslaste, der dann weiterverarbeitet wurde.Heretofore, inductive proximity switches have been used in which an approaching, electrically releasable object loads a pulse, which has then been further processed.

Nachteilig dabei ist, daß die Näherungsschalter auf alle ferromagnetische oder elektrisch leitftMigen Stoffe ansprechen.The disadvantage here is that the proximity switches respond to all ferromagnetic or electrically conductive materials.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, Nachteile bekannter Näherungsschalter zu vermeiden.The aim of the invention is to avoid disadvantages of known proximity switches.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Näherungsdetektor zu schaffen, welcher Fehlauslösungen al« Folge der Beeinflussung durch Metallkonstruktionsteile sicher verhindert.The object of the invention is to provide a proximity detector which reliably prevents false triggering as a consequence of the influence of metal structural parts.

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.The object is erfim'ungsgemäß achieved in that the generation of the alternating magnetic field by a j alternating voltage with f eriodically varied (swept) frequency, and that to be detected, approaching object is a passive * resonant circuit with open nugnetischem circle.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, Arbeitsbäreiche so eindeutig zu markieren, daß sie sicher erkannt und eindeutig von Metallteilen unterschieden werden.With the invention it is now possible to mark working areas so clearly that they are reliably detected and clearly distinguished from metal parts.

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.Furthermore, it follows from the invention, the advantage that the passive resonant circuit due to its simple structure with low cost absolutely occurs, impact and weather resistant executable.

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.Fine embodiment of the invention is given in that the active part of the inductive proximity detector from several, in particular two, spatially separated, preferably powered by the same driver circuit, donor coils with open magnetic circuits, which are connected together with a voltage divider to a bridge circuit aufb is.

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.The advantage here is the higher achievable sensitivity. In one embodiment of the invention, the inductive proximity detector is mounted on a VVigen and is activated only on movement of the car via a rotary movement of the wheels detecting Gaber.

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.Since an activity of the inductive A.inäherungsdetektrrs is required only when Dewegung of the car, thus resulting in the VoiUil that at standstill of the vehicle battery to be removed power is saved.

In einer alternativen Ausführung erfolgt die Entaktivierung des induktiven Annälwrungsdetektors mittels eines abfallverzögerten Zeitrelais' erst einige Zeit nach Stillstand des Wagens.In an alternative embodiment, the deactivation of the inductive Annälwrungsdetektors done by means of a deceleration delayed time relay 'only some time after stopping the car.

Auf diese Weise ist der induktive Annäherungsootektor auf Forderungen - z. B. Auslösen eines Warnsignals -, die sich in einem bestimmten Einzelfall ergeben, problemlos einstellbar.In this way, the inductive approachootector is responsive to demands - e.g. B. triggering a warning signal - resulting in a particular case, easily adjustable.

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.A further embodiment of the invention is that a generated in a low-frequency oscillator, a sawtooth voltage frequency modulated in a RF oscillator Treiber.slgnal, and that this driver signal is fed via the Einganaskieminen a bridge circuit, wherein 1/9 bridge circuit of two connected in series donor coils, which is arranged in parallel a voltage divider of two ohmic resistors, and that the connecting lines between the transmitter coils or between the ohmic resistors are connected to the input terminals of the bridge circuit, and that the connecting lines from the first donor coil to the first ohmic Resistor, or * on the second donor coil are supplied with the second ohmic resistance via the measuring terminals of the bridge circuit to the input of a signal amplifier whose output side is connected to the input side of a demodulator, and that the demodulator is a filter is connected downstream of the sweep frequency, and that the output side of the filter is connected to the input side of a demodulator, and that the demodulator is followed by a threshold value switch, and that a balance of Brückenschaltunq influencing passive resonant circuit of a parallel circuit of a coil is constructed with a capacitor. From this circuit arrangement, there is the advantage of a particularly high sensitivity, whereby large response distances can be achieved.

Ausführungsbeispieleembodiments

An Hand eines Schaltbildes wird die Erfindung nun noch näher erläutert.With reference to a circuit diagram, the invention will now be explained in more detail.

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.FIG. 1 shows a passive oscillating circuit 3, which is loosely coupled to a magnetic alternating field, which is generated by means of a bridge circuit consisting of the encoder coils 10, 11 and the ohmic resistors 12, 13. A LF oscillator 1 supplies a sägezahnförmiye voltage, which is supplied to an RF oscillator 2 and a frequency-modulated by this generated drive signal. If the resonant frequency of the passive resonant circuit is approximately in the middle of the area to be charged, energy is withdrawn from the sawtooth approximately at the center of the ramp by resonance of one of the bobbins 10, 11, thereby disturbing the bridge equilibrium.

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.As follows / divon occurs at the Meßklr Tien 1 d, 17 aor bridge circuit 4 with a frequency sweep frequency and amplitude modulated Hochfrequenraignal on. If, instead of the resonant circuit 3, a larger metal part is approaching, a signal which is only frequency-modulated, but constant in amplitude, is produced at the measuring terminals 16, 17.

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 einThe respective signal is supplied from the measuring terminals 16,17 with the interposition of a signal amplifier 5 of a responsive only to amplitude modulation first demodulator stage 6. This demodulator stage β provides a signal at the sweep frequency when the passive resonant circuit 3 approaches, but when approaching a metal part, a DC voltage. The Demoduldtorstufe 6 downstream filter 7 can only through the sweep frequency. The low-frequency signal is rectified in the second demodulator stages 8 and sieved and then in the threshold value switch 9 in a

Schaltsignal umgewandelt. 'Switching signal converted. '

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.In railway operations z. B. the marking of the wheels of permitted work areas of catenary assembly carriage by laying out the kicks, shock and absolutely weatherproof resonant circuits between the rails. The resonant circuits are reliably detected and clearly distinguished from other metal parts, such as sheet metal covers and rail crossings.

Verlassen die Wagen den erlaubten Arbeitsbereich, so wird ein Warnsignal ausgelöst.If the cars leave the permitted working area, a warning signal is triggered.

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.
1. Inductive proximity detector with higher-frequency, influenced by an approaching object magnetic alternating, characterized in that the generation of the
alternating magnetic field by an alternating voltage with periodically varied (swept) frequency is carried out, and that to be detected, approaching object is a passive
Resonant circuit with an open magnetic circuit is.
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.
2. Inductive proximity detector according to claim 1, characterized in that the active part of the inductive proximity detector of several, in particular two, spatially separated,
preferably encoder coils with open magnetic circuits fed by the same driver circuit and connected together with a voltage divider to a bridge circuit,
is constructed.
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.
3. Inductive proximity detector according to claims 1 and 2, characterized '' ate de. ' Inductive proximity sensor mounted on a cart and only when moving the cart
is activated via a donor movement detecting the movement of the wheels.
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.
4. Inductive proximity detector according to claim 1 bit 3, characterized in that by means of a decay-delayed time relay de inductive proximity detector only some time after standstill of
Car is deactivated.
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.
5. Inductive proximity detector according to claims 1 to 4, characterized in that in a low-frequency oscillator (1) generated sawtooth voltage in a high-frequency oscillator (2)
frequency-modulated generated driving signal, and that this driver signal on the
Input terminals (14,15) is fed to a Brückonschaltung (4), wherein the bridge circuit (4) consists of two series-connected donor coils (10,11), which in parallel a voltage divider of two ohmic resistors (12,13) is arranged, and in that the connecting lines between the encoder coils (10, 11) and between the ohmic resistors (12, 13) are connected to the
Input terminals (14,15) of the bridge circuit (4) are connected, and that the
Connecting lines from the first donor coil (10) with the first ohmic resistor (12), or from the second Gi spool (11) with the second ohmic resistor (13) via the
Measuring terminals (16) or (17) of the bridge circuit (4) to the input of a signal amplifier (5)
whose output side is connected to the input side of a demodulator (6), and in that a filter (7) for the sweep frequency is connected downstream of the demodulator (6), and that the output side of the filter (7) is connected to the input side of a demodulator ( 8), and that the demodulator (8) a threshold value switch (9) is looked up, and that a
Balance of the bridge circuit (4) influencing passive resonant circuit (3) from a
Parallel circuit of a coil (18) with a capacitor (19) is constructed.
DD32049688A 1987-10-06 1988-10-05 INDUCTIVE ACCEPTANCE DETECTOR DD274723A5 (en)

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