DE4302426C2 - Verfahren zur Erfassung von eisenhaltigen Körpern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus dem Aufsatz von K. Willaschek und J.Greiner: "Ein magnetisch-elektrisches Verfahren zur automatischen Kontrolle des Straßenverkehrs", Zmsr 5 (1962) H. 8, S. 339-342 bekanntgeworden, bei dem ebenfalls zur Erfassung von eisenhaltigen Körpern Magnetfeldsensoren verwendet werden, die die durch die Eisenmasse bewirkte Veränderung des Erdmagnetfeldes erfassen und eine dem Körper zuordenbare Magnetfeldsignatur erzeugen.

Im vorliegenden Fall soll ein solches Verfahren insbesondere Anwendung finden bei der Füllstandsgradmessung von Waggons in Richtungsgleisen.

In diesem Zusammenhang ist die Verwendung von Dopplerradarsystemen bekannt, die sowohl berührungslos die Messung der Geschwindigkeit von Güterwagen gestatten, als auch die freie Richtungsgleislänge (Füllstandsgrad) durch eine Entfernungsmessung zu ermitteln gestatten (siehe mikrowellen magazin, Vol. 8, No. 3, 1982, Seiten 277-286).

Ferner ist es zur berührungslosen Geschwindigkeitsmessung von Güterwagen bekannt, ein optisches System nach dem Ortsfilterverfahren zu verwenden (siehe ntz, Bd. 35, 1982, Heft 1, Seiten 6-11).

Während das letzte Verfahren nur eine Geschwindigkeitsmessung gestattet, gestattet das erstgenannte Verfahren auch die Füllstandsgradmessung durch Radar-Entfernungsmessung, wobei seine Anwendung jedoch auf gerade Richtungsgleise beschränkt ist.

Schließlich hat die Erfahrung gezeigt, daß sich bei dieser Gleisfüllstandsmessung mit Radarverfahren durch die Vielzahl der auf Güterbahnhöfen vorhandenen Störziele grobe Probleme ergeben. Reflexionen von Schottersteinen, Schienenköpfen, Masten und von ferner auf Nachbargleisen stehenden Wagen erzeugen starke Echos, die sich amplitudenmäßig kaum vom Nutzecho unterscheiden. Darüber hinaus ist der Einsatz dieses Verfahrens ziemlich kostenaufwendig.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das mit geringem Aufwand sowohl die Geschwindigkeit als auch die Position von eine Signatur erzeugenden Körpern zu ermitteln gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer bevorzugten Verwendung des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die wesentlichen Elemente in einem Rangierbahnhof; und

Fig. 2-5 Diagramme einer gemessenen Magnetfeldsignatur, ihrer rechnerischen Behandlung und der daraus herleitbaren Aussagen.

Gemäß Fig. 1 ist skizzenhaft die Situation eines Rangierbahn­ hofes und seiner wesentlichen Elemente dargestellt, die der Laufzielbremsung eines Güterwagens und der Füllstandsgradmessung eines Richtungsgleises dienen.

So wird ein Güterwagen 10 in einem entkuppelten Güterwagen­ verband durch eine nicht-dargestellte Rangierlok zu einem Ablaufberg 12 geschoben, um danach unter gesteuerter Abbremsung durch wenigstens eine Gleisbremse 14 zu einem neuen Wagenverband in einem Richtungsgleis 16, 16′, 16′′ zusammengestellt zu werden. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, mittels geeigneter Sensoren Laufeigenschaften, Länge, Gewicht und Anfangsge­ schwindigkeit der abzurollenden Güterwagen zu ermitteln und diese Werte in einen Stellwerksrechner 18 einzugeben.

Ein Referenz-Magnetfeldsensor 20 ist im Bereich des Ablaufberges 12, d. h. vor der Verzweigung in die Richtungsgleise 16, 16′, 16′′ angeordnet und erfaßt die durch den Güterwagen 10 hervorgerufene Magnetfeldsignatur, d. h. die Änderung des Erdmagnetfeldes unter Berücksichtigung der bekannten Länge des Güterwagens. Bei bekannter Geschwindigkeit des Güterwagens kann die Länge desselben auch durch Lichtschranken und durch eine Zeitmessung ermittelt werden. Zu diesem Zweck ist der Stellwerksrechner 18 an einen Gleisrechner 22 angeschlossen, dem über ein Kabel 24 die Signale des Referenz-Magnetfeldsensors 20 zugeführt werden.

In den Richtungsgleisen 16, 16′, 16′′ sind auf den Schwellen in regelmäßigen Abständen von z. B. 10 m mehrere Meß-Magnetfeld­ sensoren 26, 26′, 26′′ . . . angeordnet, welche über einen Bus 28 an den Gleisrechner 22 angeschlossen sind. Weitere Busse 28′, 28′′ . . . führen zu den anderen Richtungsgleisen 16′, 16′′ . . .

Aus dem zuvor beschriebenen Anwendungsbeispiel und dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau lädt sich nun das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt anhand der Fig. 2-5 erläutern.

Der Referenz-Magnetfeldsensor 20 mit z. B. die in Fig. 2 dargestellte Signatur verteilt über die Länge des Güterwagens 10, die z. B. im vorliegenden Fall 10 m beträgt. Hierbei ist der Einfachheit halber angenommen, daß die Magnetfeldänderung einsetzt, wenn der Güterwagen mit seiner Vorderseite den Magnetfeldsensor überfährt und daß diese Magnetfeldänderung aussetzt, wenn der Güterwagen mit seiner Rückseite aus dem Bereich des Magnetfeldsensors gelangt.

Diese Referenz-Magnetfeldsignatur gemäß Fig. 2 wird temporär im Gleisrechner 22 abgespeichert. Ebenfalls in dem Gleisrechner 22 erfolgt anschließend eine Normierung dieser Referenz-Magnetfeld­ signatur auf ihren Maximalwert gemäß Fig. 3 und anschließend eine Differenzierung gemäß Fig. 4, um die Signale in Bereiche mit ansteigenden Werten (+) und abfallenden Werten (-) zu unterteilen.

Mit der auf diese Weise aufbereiteten Referenz-Magnetfeld­ signatur ist es nunmehr möglich, durch Vergleich mit bezüglich desselben Güterwagens 10 aufgenommenen Meß-Magnetfeldsignaturen im Richtungsgleis 16 eine Aussage über die Geschwindigkeit des Güterwagens 10 und dessen Position zu gewinnen. Fig. 5 zeigt zwei Meßkurven, wobei der ausgezeichneten Kurve ganz offensicht­ lich eine langsamere Geschwindigkeit als der gestrichelten Kurve zugeordnet ist. Benötigt man eine Zeit von 5s, um die komplette Magnetfeldsignatur über der Wagenlänge von 10 m aufzunehmen, so besitzt der Wagen eine Geschwindigkeit von

Die gestrichelte Kurve in Fig. 5 ist demgegenüber gestaucht und durch Verhältnisbildung der Maße 1 und 2 kann man z. B. die zugehörige Geschwindigkeit wie folgt ermitteln:

In dem Fall, wo die Messung der Signatur keine Änderung mehr erfährt, liegt ein Stillstand des Güterwagens vor, so daß z. B. beim Vorliegen des ersten Maximums die Vorderseite des Güterwagens ungefähr 4m hinter dem zugeordneten Magnetfeldsensor zum Stillstand gekommen ist.

Man erkennt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wertvolle Zusatzinformationen gewonnen werden können, die mit den bekannten Verfahren entweder gar nicht oder nur mit erheblichem Aufwand gewonnen werden können. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren entweder anstelle der bekannten Verfahren ausgeübt werden oder zusätzlich zu diesen angewandt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erfassung von eisenhaltigen Körpern mittels Magnetfeldsensoren, die die durch die Eisenmasse bewirkte Veränderung des Erdmagnetfeldes erfassen und eine dem Körper zuordenbare Magnetfeldsignatur erzeugen, gekennzeich­ net durch:

• a) Messung der Magnetfeldsignatur mit einem ersten Magnetfeldsensor an einem ersten Ort bei gleichzeitiger Messung der Länge des bewegten Körpers und Abspeicherung dieser Magnetfeldsignatur;
• b) Messung der Magnetfeldsignatur mit wenigstens einem zweiten Magnetfeldsensor an wenigstens einem zweiten Ort; und
• c) Bestimmung der Position und der Geschwindigkeit des die Magnetfeldsignatur erzeugenden Körpers an dem zweiten Ort durch Vergleich der beiden gemessenen Magnetfeldsignaturen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem ersten Ort gewonnene Magnetfeldsignatur auf Minimal-/Maximalwerte normiert und die Signatur an den Stellen auftretender Extremwerte bzw. Wendepunkte unterteilt wird.

3. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Laufzielbremsung und Füllstandsgradmessung von Eisenbahnwaggons (10) in Richtungsgleisen (16, 16′, 16′′), wobei die Eisenbahnwaggons von einem Ablaufberg (12) unter gezielter Abbremsung durch Gleisbremsen (14) kupplungsreif dem Richtungsgleis zugeführt werden.

4. Verwendung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Referenz-Magnetfeldsensors (20) im Bereich des Ablaufberges (12) und durch die Anordnung mehrerer Meß-Magnetfeldsensoren (26, 26′, 26′′) in­ vorgegebenem Abstand im Richtungsgleis (16, 16′, 16′′).

5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Abstand kürzer als die Länge eines Eisenbahnwaggons (10) ist.

6. Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldsensoren (20, 26, 26′, 26′′) an einen Gleisrechner (22) angeschlossen sind.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleisrechner (22) an einen Stellwerksrechner (18) angeschlossen ist, der die Ablaufdaten eines Eisenbahnwaggons (10) enthält.