DE3302883A1

DE3302883A1 - Circuit arrangement for generating axle counting pulses for axle counting systems

Info

Publication number: DE3302883A1
Application number: DE19833302883
Authority: DE
Inventors: Franz-Lothar Ing.(Grad.) 3300 Braunschweig Bauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-08-02
Also published as: DE3302883C2

Abstract

In order to generate axle counting pulses in axle counting systems, a track device is used having two AC-fed transmitting circuits (SS1, SS2) and receiving circuits (ES1, ES2) assigned thereto. The useful reception voltage of the respective receiving circuit (ES1 and ES2, respectively) is modulated when a vehicle wheel passes by. The level change of two transmitting and receiving circuits arranged one next to the other in the direction of travel is evaluated to form axle counting pulses which are dependent on the direction of travel. For each receiving circuit (ES1, ES2), a bandwidth is provided which is at least as large as the maximum repetition frequency of a steeply edged interference voltage. Between the respective receiving circuit (ES1 and ES2) and a device (Z) which evaluates the useful reception voltage of the receiving circuit a temperature compensation element (TK1 and TK2, respectively) and a bandpass filter (BP1 and BP2, respectively) are connected. The bandwidth of this band pass filter has larger dimensions than given by double the repetition frequency of the axle counting pulses. In addition, the bandwidth of this band pass filter (BP1 and BP2, respectively) is smaller than the bandwidth of the associated receiving circuit (ES1 and ES2, respectively). By means of these measures, undesired interference signals are largely suppressed. <IMAGE>

Description

Schaltungsanordnung zum Erzeugen von AchszählimpulsenCircuit arrangement for generating axle counting pulses

für Achszählanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Achszählimpulsen für Achszählanlagen mit Hilfe von Gleisgeräten, die mindestens einen wechselstromgespeisten Sendekreis vorgegebener Sendefrequenz und einen mit diesem gekoppelten Empfangskreis aufweisen, deren durch die zu zählenden Räder veränderbare Nutzempfangsspannung in einer Auswerteeinrichtung eine Umsetzerschaltung steuert.for axle counting systems The invention relates to a circuit arrangement for generating axle counting pulses for axle counting systems with the help of track devices, the at least one AC-fed transmission circuit with a specified transmission frequency and have a receiving circuit coupled to this, the ones to be counted by Wheels variable useful reception voltage in an evaluation device, a converter circuit controls.

Diese bekannten Einrichtungen (DE-PS 16 05 427) werden im Eisenbahnsicherungswesen beispielsweise als elektronische Impulsgeber eingesetzt, die das Passieren von Fahrzeugachsen an vorgegebenen Stellen des Gleises ermitteln sollen. Diese Impulsgeber bestehen vielfach aus einer auf der einen Seite einer Eisenbahnschiene zwischen dem Schienenkopf und dem Schienenfuß angeordneten Sendespule, die mit Wechselstrom gespeist wird und auf die Jeweilige Sendefrequenz abgestimmt sein kann. Gegenüber auf der anderen Seite der EisenbahnschAiene ist eine mit der Sendespule gekoppelte Empfangs spule vorgesehen.These known facilities (DE-PS 16 05 427) are used in railway security For example, it is used as an electronic pulse generator to prevent vehicle axles from passing through should be determined at specified points on the track. These pulse generators exist often from one on one side of a railroad track between the rail head and the transmitter coil arranged on the rail foot and fed with alternating current and can be tuned to the respective transmission frequency. Opposite on the other Side of the EisenbahnschAiene is a receiving coil coupled to the transmitting coil intended.

Wenn nun der Laufkranz eines Fahrzeugrades diese Spulenanordnung durchläuft, erhöht sich die Kopplung zwischen der Sende- und der Empfangsspule derart, daß sich die Nutzempfangsspannung erhöht. Diese Nutzempfangsspannung wird einer Auswerteeinrichtung zugeführt.If the tread of a vehicle wheel now runs through this coil arrangement, the coupling between the transmitting and receiving coils increases in such a way that the useful reception voltage increases. This useful reception voltage is used by an evaluation device fed.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, Zwillingsanordnungen von Sende- und Empfangskreisen vorzusehen, die beim Passieren von Fahrzeugrädern in der Auswerteeinrichtung zeitlich gegeneinander versetzt liegende Impulse liefern. Hierdurch ist eine fahrrichtungsabhängige Bewertung möglich.It has proven advantageous to use twin arrangements of transmission and to provide receiving circuits which, when vehicle wheels are passed, in the evaluation device deliver impulses that are offset in time. This means that it is dependent on the direction of travel Evaluation possible.

Zahlreiche Untersuchungen auf die .Ursache und die Beseitigung von Störgrößen bei derartigen Anordnungen haben ergeben, daß steile Änderungen von magnetischen Fremdfeldern am Ort der Empfangskreise in deren Spulen unerwünschte Spannungen induzieren. Als-Ursache sind Magnetfeldänderungen aufgrund von Sprüngen des Bahnrückstromes oder von schnellbewegten erregten Magnetschienenbremsen bzw.Numerous investigations into the cause and the elimination of Disturbances in such arrangements have shown that sharp changes in magnetic External fields at the location of the receiving circuits induce undesired voltages in their coils. The cause is changes in the magnetic field due to jumps in the railway return current or from rapidly moving excited magnetic rail brakes or

von elektrischen Bauteilen wie Drosseln auf den Triebfahrzeugen, die entsprechend dem Takt von Gleichrichter-Puls-Frequenzen erregt werden, festgestellt worden. Die unerwünschten steilflankigen Störspannungen regen die Spulen der Empfangskreise zu exponentiell abklingenden Eigenschwingungen an, die sich den Augenblickswerten der Nutzempfangs spannung überlagern. Auf diese Weise können die Nutzempfangsspannungen unter Umständen bis zur Unkenntlichkeit verzerrt werden, was im Endeffekt zu Fehlzählungen und damit zu Freimeldestörungen des jeweiligen Gleisabschnittes führen kann. Mit den bisher eingesetzten Geräten können Störungen der o. g. Art nicht ausgeschlossen werden.of electrical components such as chokes on the locomotives that are excited according to the cycle of rectifier pulse frequencies, determined been. The undesirable steep-edged interference voltages excite the coils of the receiving circuits to exponentially decaying natural oscillations, which are related to the instantaneous values superimpose the useful reception voltage. In this way, the useful receive voltages may be distorted beyond recognition, which ultimately leads to miscounts and thus can lead to clearance reporting malfunctions on the respective track section. With the devices used up to now can interfere with the above. Kind not excluded will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaltungsanordnungen der o. a. Art so zu verbessern, daß die genannten Störsignale schließlich keinen Einfluß mehr haben auf die Richtigkeit der Achszählergebnisse.The invention is based on the object of the circuit arrangements o. a. Art to be improved so that the above-mentioned interference signals ultimately have no effect have more on the accuracy of the axle counting results.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für den Empfangskreis eine Bandbreite vorgesehen ist, die mindestens so groß ist wie die maximale Folgefrequenz einer Störspannung, daß zwischen dem Empfangskreis und die Auswerteschaltung neben einem Temperaturkompensationsglied ein Bandpaß vorgesehen ist, dessen Bandbreite größer als die doppelte Folgefrequenz der Achszählimpulse und kleiner ist als die Bandbreite des Empfangskreises.According to the invention the object is achieved in that for the receiving circuit a bandwidth is provided which is at least as large as the maximum repetition frequency an interference voltage that between the receiving circuit and the evaluation circuit as well a temperature compensation element is provided a bandpass whose bandwidth greater than twice the repetition frequency of the axle counting pulses and less than that Bandwidth of the receiving circuit.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann in vorteilhafter Weise ausschließlich unter Verwendung von passiven Bauelementen eine Reduzierung der Störspannungen auf einen Wert von unterhalb 20 96 der ursprünglichen Amplitude erzielt werden.With the help of the circuit arrangement according to the invention can be advantageous Way a reduction using only passive components of the interference voltages to a value below 20 96 of the original amplitude be achieved.

Die Empfangskreise können in bevorzugter Weise als breitbandige Bandfilterempfänger ausgebildet werden.The receiving circuits can preferably be used as broadband band filter receivers be formed.

Weiterhin ist es zweckmäßig und sehr vorteilhaft, daß die Umsetzerschaltung für die Nutzempfangsspannung aus einem Amplitudenmodulator besteht mit nachgeschaltetem Tiefpaß zur Unterdrückung von Träger- und oberen Seitenfrequenzen des Amplitudenmodulators. Mit dieser Umsetzerschaltung werden aus den vorhandenen Nutzempfangsspannungen Wechselspannungen abgeleitet, deren Frequenz um eine Zehnerpotenz niedriger liegt als die Sendefrequenz des Gleisgerätes. Dies hat besonders Vorteile für die Übertragung der Signale in den Bereich der Achszählwerke.Furthermore, it is expedient and very advantageous that the converter circuit for the useful receive voltage consists of an amplitude modulator with a downstream Low-pass filter for suppressing carrier and upper side frequencies of the amplitude modulator. With this converter circuit, the existing useful reception voltages are converted into alternating voltages derived whose frequency is a power of ten lower than the transmission frequency of the track device. This has particular advantages for the transmission of the signals in the area of the axle counters.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend kurz erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is briefly explained below.

Die Zeichnung zeigt im linken Teil ein stilisiertes Gleisgerät mit zwei Sendekreisen SS1 und SS2 in Form von wechselstromgespeisten Spulen L1 und L2. Jede der Spulen L1 bzw. L2 ist mit einem Wechselspannungsgenerator G1 bzw. G2 verbunden, der eine Sendefrequenz f1 bzw. f2 erzeugt. Die Spulen L1 und L2 sind an der einen Seite einer Schiene S angebracht, auf deren anderer Seite zwei Empfangskreise ES1 und ES2 angeordnet sind. Jeder dieser Empfangskreise ist als Bandfilterempfänger mit großer Bandbreite ausgebildet und besteht aus zwei die Bandfiltercharakteristik bildenden Parallelschwingkreisen mit den passiven Bauelementen L11, C1 und L12, C2 bzw. L21, C3 und L22 und C4. Die Empfangskreise ES1 und ES2 sind an der Schiene S so angebracht, daß die Spulen L7 des Sendekreises SS1 mit den Spulen LII und L12 des Empfangskreises ES1 miteinander gekoppelt sind, derart, daß beim Durchlaufen eines Radkranzes der Kopplungsgrad erhöht wird. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Spulen L2, L21 und L22. Die bereits erwähnte große Bandbreite der beiden Empfangskreise ESI und ES2 ist für ein schnelles Ausschwingverhalten erforderlich mit dem Ziel, daß bei den in der Einleitung näher erläuterten Störspannungen ein schnelles Abklingen erfolgt. Aufgrund dieser Erkenntnis wird die Bandbreite Jedes Empfangskreises ES1 bzw.The drawing shows a stylized track device in the left part two transmission circuits SS1 and SS2 in the form of alternating current fed coils L1 and L2. Each of the coils L1 and L2 is connected to an alternating voltage generator G1 or G2, which generates a transmission frequency f1 or f2. The coils L1 and L2 are on one Side of a rail S attached, on the other side of which two receiving circuits ES1 and ES2 are arranged. Each of these receiving circuits acts as a band filter receiver formed with a large bandwidth and consists of two band filter characteristics forming parallel resonant circuits with the passive components L11, C1 and L12, C2 or L21, C3 and L22 and C4. The receiving circuits ES1 and ES2 are attached to the rail S so that the coils L7 of the transmission circuit SS1 with the coils LII and L12 of the receiving circuit ES1 are coupled to one another, such that when The degree of coupling is increased when passing through a wheel rim. The same applies accordingly analogously for coils L2, L21 and L22. The already mentioned wide range of the two receiving circuits ESI and ES2 is for a fast decay behavior necessary with the aim that with the interference voltages explained in more detail in the introduction a rapid fade occurs. Based on this knowledge, the bandwidth Each receiving circuit ES1 resp.

ES2 so bemessen, daß sie mindestens so groß ist wie die maximale Folgefrequenz einer Störspannung. Ausgangsseitig ist der Empfangskreis ES1 bzw. ES2 mit einem Temperaturkompensationsglied TK1 bzw. TK2 verbunden. Diese Temperaturkompensationsglieder können beispielsweise als Heißleiterschaltung ausgeführt sein und bewirken, daß die Empfangskreise ES7 bzw. ES2 bei den sehr unterschiedlich hohen Temperaturen des Gleisgerätes einen konstanten Pegel der Nutzempfangsspannung ausgeben. Diese Nutzempfangsspannung, aber auch evtl. Störspannungen, gelangen auf einen nachgeordneten Bandpaß BPI bzw. BP2, für den eine spezielle Bemessung erforderlich ist. So wird die jeweilige Bandbreite größer gemacht als die doppelte Folgefrequenz der Achszählimpulse. Das bedeutet, daß die Bandbreite der beiden Bandpässe BP1 und BP2 von der max.ES2 dimensioned so that it is at least as large as the maximum repetition frequency an interference voltage. The receiving circuit ES1 or ES2 is on the output side with a Temperature compensation element TK1 or TK2 connected. These temperature compensation elements can for example be designed as a thermistor circuit and have the effect that the receiving circuits ES7 and ES2 at the very different temperatures of the track device output a constant level of the useful receive voltage. These Usable received voltage, but also any interference voltages, reach a subordinate Bandpass filter BPI or BP2, for which a special dimensioning is required. So will made the respective bandwidth larger than twice the repetition frequency of the axle counting pulses. This means that the bandwidth of the two bandpass filters BP1 and BP2 of the max.

Fahrgeschwindigkeit der die Schiene S befahrenen Züge und von deren Achsabstand abhängt. Ferner soll die Bandbreite der beiden Bandpässe BP1 und BP2 kleiner sein als die Bandbreite des zugeordneten Empfangskreises ES1 bzw.Travel speed of the trains traveling on the S rail and of their Center distance depends. Furthermore, the bandwidth of the two bandpass filters BP1 and BP2 be smaller than the bandwidth of the assigned receiving circuit ES1 or

ES2.ES2.

Aufgrund der besonderen Bemessung der Empfangskreise ESI und ES2 und der diesen nachgeordneten Bandpässe 3P1 und BP2 wird erreicht, daß das in einer Störspannung enthaltene unerwünschte Frequenzspektrum unterdrückt werden kann, so daß sich der Störabstand zu der Nutzempfangsspannung am Ausgang der Bandpässe BP1 und BP2 ganz erheblich erhöht.Due to the special dimensioning of the receiving circuits ESI and ES2 and the bandpass filters 3P1 and BP2 achieves that the unwanted frequency spectrum contained in an interference voltage can be suppressed can, so that the signal-to-noise ratio to the useful received voltage at the output of the bandpass filters BP1 and BP2 increased quite considerably.

Zur Auswertung der von den beiden Bandpässen BP1 und BP2 ausgegebenen Nutzempfangsspannungen mit den Frequenzen f1 und f2 dienen bei dem gewählten Ausführungsbeispiel Amplitudenmodulatoren AM7 bzw. AM2 in Verbindung mit weiteren Wechselspannungsgeneratoren G3 und G4. Diese Wechselspannungsgeneratoren erzeugen Trägerfrequenzen f3 bzw. f4, die Jeweils unterhalb der zugeordneten Sendefrequenz f1 bzw. f2 liegen. Die Ausgänge der beiden Amplitudenmodulatoren AMI und AM2 sind zusammengefaßt und mit Hilfe der Leitungen LGI und LG2 auf einen Tiefpaß TP geführt. Dieser hat die Aufgabe, die Trägerfrequenzen f3 und f4 sowie die beim Modulationsvorgang entstehenden oberen Seitenfrequenzen für die weitere Verarbeitung zu sperren. Den Tiefpaß TP passieren somit nur noch die unteren Seitenfrequenzen der beiden Amplitudenmodulatoren AMI und AM2, die in einem nachgeordneten Verstärker VR, dessen Verstärkungsgrad den Fegelverhältnissen der nachgeordneten Leitungen LG3 und LG4 manuell angepaßt werden kann, verstärkt werden. To evaluate the output from the two bandpass filters BP1 and BP2 Useful reception voltages with frequencies f1 and f2 are used in the selected exemplary embodiment AM7 or AM2 amplitude modulators in conjunction with other AC voltage generators G3 and G4. These alternating voltage generators generate carrier frequencies f3 or f4, which are each below the assigned transmission frequency f1 or f2. The exits the two amplitude modulators AMI and AM2 are combined and with the help of Lines LGI and LG2 led to a low-pass filter TP. This one has the task of Carrier frequencies f3 and f4 as well as the upper ones that arise during the modulation process Lock page frequencies for further processing. Pass the low pass TP thus only the lower side frequencies of the two amplitude modulators AMI and AM2, which are in a downstream amplifier VR, the gain of which the Levels of the downstream lines LG3 and LG4 can be adjusted manually can be reinforced.

Die mit dem Bezugszeichen Z versehene Baugruppe ist praktisch in einem Stellwerk untergebracht und beinhaltet Einrichtungen, die aufgrund der über die Leitungen LG3 und LG4 zugeführten Signale schließlich fahrrichtungsabhängige Achszählimpulse auslöst, die dann weiter verarbeitet werden. So kann das Achszählergebnis über die Leitung LG5 an weitere, nicht dargestellte Einrichtungen zu Vergleichszwecken abgegeben werden.The assembly marked with the reference character Z is practically in one Signal box housed and includes facilities that are due to the over the Signals fed to lines LG3 and LG4, finally, axle counting pulses dependent on the direction of travel triggers, which are then processed further. In this way, the axle counting result can be accessed via the Line LG5 given to other facilities, not shown, for comparison purposes will.

Die beschriebenen Einrichtungen außerhalb des Stellwerkes haben den Vorteil, daß sie wartungsfrei sind, wobei notwendige Einstellarbeiten jedoch in gewartete Räume (Stellwerk) verlagert sind.The facilities described outside the signal box have the The advantage that they are maintenance-free, although necessary adjustments are in Maintained rooms (signal box) have been relocated.

Anstelle der den Bandpässen BP1 und BP2 nachgeordneten Einrichtungen kann auch eine andere Umsetzerschaltung zur Anwendung kommen. So ist es beispielsweise möglich, die vom Bandpaß BP1 bzw. BP2 ausgegebenen Nutzempfangsspannungen gleichzurichten und in Abhängigkeit von der jeweiligen Amplitude, die sich ja beim Vorhandensein eines Fahrzeugrades im Bereich des Gleisgerätes ändert, einen in der Frequenz steuerbaren Generator zu beaufschlagen. Es wären zwei steuerbare Generator vorzusehen mit unterschiedlichen Frequenzbereichen, deren Ausgangssignale dem Stellwerk Z zugeführt werden. Instead of the devices downstream of the bandpass filters BP1 and BP2, another converter circuit can also be used. For example, it is possible to rectify the useful reception voltages output by the bandpass filter BP1 or BP2 and, depending on the respective amplitude, which changes when a vehicle wheel is present in the area of the track device, to apply a frequency-controllable generator. Two controllable generators with different frequency ranges would have to be provided, the output signals of which are fed to the signal box Z.

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Claims

Claims e circuit arrangement for generating axle counting pulses for axle counting systems with the help of track devices that have at least one AC-powered Sending circuit with a specified transmission frequency and a receiving circuit coupled with this have whose useful reception voltage, which can be changed by the wheels to be counted controls a converter circuit in an evaluation device, d a -d u r c h g e it is not possible to state that there is a bandwidth for the receiving circuit (ES1 or ES2) is provided, which is at least as large as the maximum repetition frequency of a Interference voltage between the receiving circuit (ES1 or ES2) and the evaluation circuit (Z) in addition to a temperature compensation element (TK1 or TK2) a bandpass filter (BP1 or BP2) is provided, the bandwidth of which is greater than twice the repetition frequency of the Axis counting pulses and is smaller than the bandwidth of the receiving circuit (ES1 or ES2).

2. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the receiving circuit (ES1 or ES2) is designed as a band filter receiver is.

3. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the converter circuit consists of an amplitude modulator (AM1 or AM2) with a downstream low-pass filter (TP) to suppress carrier and upper side frequencies of the amplitude modulator (AMi or AM2).