DE2121538A1

DE2121538A1 - DEVICE FOR DISPLAYING SNOW AND ICE PRECIPITATION, IN PARTICULAR ON ROADS AND RAILWAYS

Info

Publication number: DE2121538A1
Application number: DE19712121538
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Protze
Original assignee: Eltra GmbH and Co KG Leicht und Trambauer
Current assignee: Eltra GmbH and Co KG Leicht und Trambauer
Priority date: 1971-05-03
Filing date: 1971-05-03
Publication date: 1973-01-18
Also published as: DE2121538B2; DE2121538C3

Description

Vorrichtung zur Anzeige von Schnee- und Eisniederschlägen, insbesondere auf Strassen und Gleisanlagen.Device for displaying snow and ice precipitation, in particular on roads and tracks.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige von Schnee- und Eisniederschlägen, insbesondere auf Strassen-und Gleisanlagen. Bei solchen Vorrichtungen ist es-wichtig, alle Arten von Niederschlägen zu erfassen, die in gefrorener Form, d.h. als Schnee oder Eis liegenbleiben; dies sind vor allem Schneefall, Schneeverwehungen, Glatteis und Reifbildung.The invention relates to a device for displaying snow and Ice precipitation, in particular on roads and rail tracks. With such devices it is-important to record all types of precipitation that is in frozen form, i.e. to remain as snow or ice; these are mainly snowfall, snowdrifts, Black ice and frost formation.

Derartige Vorrichtungen dienen dazu, beim Auftreten von Schnee oder Eis ein Anzeigesignal auszulösen und/oder vorhandene Heizeinrichtungen für Strassenbeläge oder Weichenanlagen einzuschalten.Such devices are used when snow or Ice to trigger a display signal and / or existing heating devices for road surfaces or turn on turnouts.

Es sind Anzeigevorrichtungen für Schneefall bekannt, bei denen der Schnee mit eingebauten Heizvorrichtungen geschmolzen wird und das Schmelzwasser einen beheizten Bimetallstreifen abkühlt, dessen Abkühlung das Anzeigesignal auslöst.There are display devices for snowfall are known in which the Snow is melted with built-in heaters and the melt water a heated bimetal strip cools, the cooling of which triggers the display signal.

Um eine Auslösung des Anzeigesignais- durch Regenwasser zu verhindern, arbeitet die Vorrichtung nur in einem -nach oben begrenzten tI1emperaturbereich.To prevent the display signal from being triggered by rainwater, the device works only in an upwardly limited temperature range.

Andere bekannte Vorrichtungen zur Anzeige von Glatteis enthalten einen oder mehrere Temperaturfühler in der Aussenluft und in der Fahrbahndecke, die, ggf. mit beheizten -N--äss-efühlern, bei gleichzeitigem Auftreten von Messwerten in vorgegebenen Messwertbereichen ein Anzeigesignal auslös-en. -Bei einer b-kannt'en -Vorrichtung zur Anzeige von Eis und Schnee besitzt ein behei-zter Nässefühler zwei im Abstand zueinander angeordnete, durch einen Isolator getrennte Elektroden. Der am Isolator auftretende, feuchtigkeitsabhängige Widerstandswert dient zusammen mit --weiteren, von femperaturfühlern ermitt-elten Werten zur Auslösung des Anzeigesignals, sofern die gemessenen Werte in vorgegebenen Messwertbereichen liegen. Da die Erfassung-mehrerer Messwerte und ein Vergleich d-er Messwerte mit vorgegebenen Werten-notwendig ist, ist diese Vorrichtung sehr aufwendig in ihrem Aufbau.Other known devices for indicating black ice include one or several temperature sensors in the outside air and in the road surface, which, if necessary, with heated -N - ß-e sensors, with simultaneous occurrence of measured values in specified Trigger a display signal. -By a b-known device A heated moisture sensor has two at a distance to display ice and snow mutually arranged electrodes separated by an insulator. The one at the isolator occurring, moisture-dependent resistance value is used together with - additional, values determined by temperature sensors to trigger the display signal, if the measured values are in the specified measured value ranges. Since the capture-several Measured values and a comparison of the measured values with specified values is necessary, this device is very complex in its construction.

Die bekannten Vorrichtungen häben- ausserdem insgesamt den Nach-teil, dass sie nicht sicher-zwischen Regen undanderen Arten von Niederschlägen unterscheiden können, die als Schneekristalle oder Eis liegenbleiben, wo zu neben Schnee auch Hagel, Graupel und Nebelniederschläge gehören, die zu Rauhreif und Glatteisbildung führen können. Dies hat seinen Grund darin, dass auch im positiven Temperaturbereich der Niederschlag als-Schnee.The known devices also have the overall disadvantage that they cannot confidently distinguish between rain and other types of precipitation that remain as snow crystals or ice, wherever next to snow as well Hail, sleet and foggy precipitation are among the things that lead to hoarfrost and black ice formation being able to lead. The reason for this is that it is also in the positive temperature range the precipitation as-snow.

Graupel oder Hagel auftreten kann, und der Arbeitsbereich der Vorrichtungen deshalb um ein bestimmtes Mass in den positiven Temperaturbereich hineinreichen muss.Sleet or hail can occur and the working area of the fixtures therefore by a certain amount in the positive temperature range must reach in.

Dies bedingt wiederum, dass auch Regen, der im Temperaturbereich kurz oberhalb- des- Gefrierpunktes fällt und keine Eisbildung verursacht, ein-Anzeigesignal auslöst. Wenn das Anzeigesignal beispielsweise zum Einschalten von Heizanlagen für Fahrbahndecken und Gleisanlagen von Weichen dient, können derartige Fehlmeldungen im Laufe eines Winters zu erheblichen Energieverlusten führen.This in turn means that there is also rain, which is brief in the temperature range falls above freezing point and does not cause ice formation, a display signal triggers. If the display signal is used, for example, to switch on heating systems for Such false messages can be used for the road surface and track systems used by points lead to considerable energy losses in the course of a winter.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden und eine Anzeigevorrichtung der genannten Art zu schaffen, die zwischen Schnee und Eis einerseits und nicht erstarrten oder erstarrenden Niederschlägen andererseits unterscheiden kann.The object of the invention is to overcome these disadvantages and a To create display device of the type mentioned, between snow and ice on the one hand and, on the other hand, distinguish between solidified and solidified precipitates can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung mit zwei benachbart zueinander angeordneten Elektroden und einem Schaltkreis, der auf vorgegebene Werte des zwischen den beiden Elektroden auftretenden Widerstandes anspricht, die beiden Elektroden durch einen nach unten offenen Spalt voneinander getrennt und mit diesem in einer im wesentlichen waagerechten Ebene angeordnet sind. Der Elektrodenabstand ist so gewählt, dass Regenwasser ungehindert hindurchfliessen kann, ohne dass ein Widerstandsabfall zwischen den Elektroden zustandekomst. Fallen die Niederschläge in Form von Schnee, Hagel oder Graupel oder wird Schnee auf die Elektroden geweht, so bleiben sie auf der so gebildeten Fläche liegen, und es entsteht eine leitende Verbindung zwischen den Elektroden. Das gleiche geschieht, wenn durch Rauhreif oder Eisbildung der Spalt zwischen den Elektroden überbrückt wird. Da nur ein einziger Messwert zur Unterscheidung der Niederschläge ausreicht, kann die Vorrichtung in ihrem Aufbau sehr einfach und damit wenig störanfällig gehalten werden. Zusätzliche Temperaturfühler sind nicht nötig.According to the invention, this object is achieved in that, in the case of a Device with two electrodes arranged adjacent to one another and a circuit, the to predetermined values of the resistance occurring between the two electrodes responds, the two electrodes through a gap open at the bottom from each other are separated and arranged with this in a substantially horizontal plane. The electrode spacing is chosen so that rainwater can flow through it unhindered without a drop in resistance between the electrodes. Falling the precipitation in the form of snow, hail or sleet or will snow on the When electrodes are blown, they remain on the surface formed in this way, and it is created a conductive connection between the electrodes. The same thing happens when through Rime or ice formation bridges the gap between the electrodes. Because only A single measured value is sufficient to differentiate between the precipitation, the device can in their structure can be kept very simple and therefore less prone to failure. Additional Temperature sensors are not necessary.

Um die Ansprechempfindlichkeit des aus den Elektroden gebildeten Tastfühlers zu erhöhen, bilden die elektroden gemäss einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens jeweils mehrere Stäbe eines Stabrostes.About the sensitivity of the touch probe formed from the electrodes to increase, form the electrodes according to one embodiment of the inventive concept several bars of a bar grating.

Vorteilhaft wird in dem Schaltkreis ein Zeitverzögerungsschalter vorgesehen, der bei nur kurzzeitigem Widerstandsabfall zwischen den elektroden das Auslösen des Anzeigesignals verhindert. Dadurch wird vermieden, dass ein durch Spritzwasser oder sonstige Einflüsse kurzzeitiger Widerstandsabfall zwischen den Elektroden bereits zur Auslösung des Anzeigesignals führt.A time delay switch is advantageously provided in the circuit, tripping if there is only a brief drop in resistance between the electrodes of the display signal prevented. This avoids being splashed by water or other influences such as a short-term drop in resistance between the electrodes leads to the triggering of the display signal.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Abtauheizung für die Elektroden, damit der Schnee oder das Eis, die zu einer Auslösung des Anzeigesignals geführt haben, durch Abtauen entfernt werden können.Another embodiment of the invention is characterized by a Defrost heater for the electrodes to keep the snow or ice causing a trip of the display signal can be removed by defrosting.

Weitere Vorteile uns die Ansendungsmdglichkeiten der erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. In dieser zeigen: Figo 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Tastfühler nach der Erfindung mit dem Schaltbild des zugehörigen Schaltkreises und Fig. 2 eine Draufsicht auf den Tastfühler.Further advantages result from the sending options of the invention from the following description of an exemplary embodiment and the drawing. In this: Figo 1 shows a vertical section through a touch probe according to the Invention with the circuit diagram of the associated circuit and FIG. 2 is a plan view on the touch probe.

In der Zeichnung ist vereinfacht eine in eine Strassendecke eingebaute Anzeigevorrichtung mit dem zugehörigen Schaltkreis dargestellt. In gleicher Ebene mit der Strassenoberfläche 1 liegt der Uastfühler, der aus zwei Reihen von Elektroden 2 bzw. 3 besteht. Benachbarte Elektroden der beiden Reihen sind jeweils durch einen Spalt 4 getrennt. Die Breite dieses Spaltes ist so gewählt, dass Regenwasser ungehindert hindurchfliessen kann, ohne dass eine länger dauernde elektrische Uberbrückung der Elektroden zustandekommt. Die Elektroden 2 und die Elektroden 3 der beiden Reihen sind jeweils durch eine elektrische Leitung miteinander'und mit einem Schaltkreis 5 verbunden, der aus dem Widerstandsabfall zwischen ihnen ein elektrisches Signal bildet, das, ggf. nach Verstärkung, das Anzeigesignal auslöst, Die Spalten4 sind nach unten zu einer Wanne 9 geöffnet, die den durch die Spalten 4 hindurchfliessenden Regen oder den abtauenden Schnee oder das abtauende Eis aufnimmt und zu einem Kanal 10 abführt.In the drawing, a simplified one is built into a road surface Display device shown with the associated circuit. On the same level with the road surface 1 lies the Uastsensor, which consists of two rows of electrodes 2 and 3 respectively. Adjacent electrodes of the two rows are each through one Gap 4 separated. The width of this gap is chosen so that rainwater is unhindered can flow through without a long-lasting electrical bridging of the Electrodes come about. The electrodes 2 and the electrodes 3 of the two rows are each connected to one another by an electrical line and to a circuit 5 connected, an electrical signal from the drop in resistance between them forms, which, if necessary after amplification, triggers the display signal. The columns are 4 open down to a tub 9, which flows through the columns 4 through Rain or the thawing snow or the thawing ice picks up and to a canal 10 leads away.

Unterhalb des aus den elektroden 2 und 3 gebildeten Stabrostes ist eine Abtauheizung 8 angeordnet, durch die der Stabrost beheizt werden kann, um Eis und Schnee abzuschmelzen. Diese Abtauheizung kann auch so angeordnet sein, dass sie den in der Wanne 9 gesammelten Niederschlag verdunstet.Below the bar grate formed from the electrodes 2 and 3 is a defrost heater 8 is arranged through which the bar grate can be heated to ice and melt away the snow. This defrost heater can also be arranged so that it evaporates the precipitate collected in the tub 9.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch den Schaltkreis 5 beim Widerstandsabfall zwischen den Elektroden 2 und 3 ein Verzögerungsschalter in Form eines Thermorelais 6 betätigt, der nach einer einstellbaren Zeitspanne sowohl ein Anzeigegerät 7 für das Anzeigesignal wie auch die Anschlussleitungen ii für die Abtauheizung 8 mit einer Spannungsquelle G verbindet. Der Verzbgerungsschalter verhindert, dass kurzzeitig auftretende leitende Verbindungen zwischen den elektroden 2 und 3, beispielsweise durch Regenwasser oder Spritswasser eine Meldung auslösen können.In the illustrated embodiment, the circuit 5 a delay switch when there is a drop in resistance between electrodes 2 and 3 actuated in the form of a thermal relay 6, which both after an adjustable period of time a display device 7 for the display signal as well as the connecting cables ii connects to a voltage source G for the defrost heater 8. The delay switch prevents brief conductive connections between the electrodes 2 and 3 trigger a message, for example through rainwater or splash water can.

Statt des Anzeigegerätes 7 oder-zugleich mit oder von diesem kann auch eine Objektbeheizung, beispielsweise eine (nicht dargestellte) Strassendecken-Heizung oder eine Weichenheizung, eingeschaltet werden, um den Schnee oder das Eis von dem Objekt, der Strassenoberfläche oder den Weichen abzutauen. Die dann gleichzeitig eingeschaltete Abtauheizung ist so ausgelegt, dass die Abtauzeit am Tastfühler der Abtauzeit des Objektes nacheilt. Wenn der Schnee oder das Eis abgetaut ist, wird die Abtauheizung für die Elektroden und die Objektbeheizung wieder selbsttätig ausgeschaltet0 Die Elektroden 2 und 3 können auch zugleich als Heizelemente für die Abtauheizung ausgebildet sein.Instead of the display device 7 or at the same time with or from this can also object heating, for example a street ceiling heater (not shown) or a point heater, switched on to keep the snow or ice off the To defrost the object, the road surface or the switches. Then at the same time switched on defrosting heating is designed so that the defrosting time on the touch sensor of the Object defrosting time is lagging behind. When the snow or ice has thawed, will the defrost heating for the electrodes and the object heating switched off again automatically 0 The electrodes 2 and 3 can also be used as heating elements for the defrost heater be trained.

Da der Tastfühler vorzugsweise in der Fahrbahndecke von Strassen oder bei Gleisanlagen in unmittelbarer Nähe einer zu überwachenden Weiche angeordnet wird, kann u. U.Since the probe is preferably in the pavement of streets or in the case of track systems, arranged in the immediate vicinity of a point to be monitored may, under certain circumstances

die Objektbeheizung durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung ausreichend auf den Tastfühler wirken, so dass eine gesonderte Abtauheizung 8 überflüssig wird.the object heating by conduction and / or thermal radiation is sufficient act on the touch sensor, so that a separate defrost heater 8 is superfluous.

Um bei einem Einbau zu ebener Erde ein zuverlässiges Abführen des an dem Tastfühler entstehenden Schmelzwassers zu gewährleisten, muss die Wanne 9 frostsicher angelegt sein; sie mündet beispielsweise in das Kanalsystem 10 der Strasse oder in ein tiefer gelegtes frostsicheres Sickerloch, Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann sogar Regen, der auf der kalten Fahrbahnoberfläche oder durch Unterkühlung zu Eis erstarrt, gemeldet werden, ebenso wie auch Nebelniederschläge, die zu Rauhreif- oder Eisbildung führen.In order to ensure reliable discharge of the To ensure that the melt water produced by the probe, the pan 9 be frost-proof; it opens into the channel system 10, for example the Street or in a deeper, frost-proof drainage hole, with the inventive Device can even rain on the cold road surface or by hypothermia frozen into ice, as well as fog precipitation, which leads to hoarfrost or ice formation.

Die Erfindung ist in Ausführung und Anwendung nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt. Sie kann mit Vorteil dort angewendet werden, wo das rechtzeitige Erkennen von in fester Form liegenbleibenden Niederschlägen notwendig ist und ggf. automatisch Heizanlagen oder dergl.The invention is not so in design and application as described Example limited. It can be used with advantage where it is timely It is necessary to recognize precipitation that remains in solid form and, if necessary, automatic heating systems or the like.

eingeschaltet werden müssen, und kann in der Ausführung der jewerZligen Anwendung angepasst werden.must be switched on, and can be used in the execution of the respective Application can be customized.

Claims

1i device for displaying snow and ice precipitation, in particular on roads and tracks, with two adjacent and spaced apart Electrodes and a circuit that operates on predetermined values of the between the two Electrodes occurring resistance responds, characterized in that the two electrodes (2, 3) from each other through a gap (4) that is open at the bottom are separated and arranged with this in a substantially horizontal plane.

2. Device according to claim 1, characterized in that the zzlektroden (2, 3) each form several bars of a bar grating.

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized by a defrost heater (8) for the electrodes (2, 3).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the circuit (5, 7) the defrost heater (8) switches on when the display throat is triggered.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the electrodes (2, 3) are designed as heating elements for the defrost heater (8) are.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized by a delay switch (6) in the circuit (5, 7), which is only briefly Drop in resistance between the electrodes (2, 3) triggering the display signal prevented.

7. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electrodes (2, 3) with an object heater through Thermal conduction and / or thermal radiation are coupled.

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