EP1270363A1

EP1270363A1 - Position marking device of a metallic body

Info

Publication number: EP1270363A1
Application number: EP02090189A
Authority: EP
Inventors: Richard Dr. Schubert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-01-02
Also published as: DE10130799C1

Abstract

The device has sensors (4) that are contactlessly activated by the metal body (2). They are especially used for identifying defined end positions of the metal body. The sensors are distributed over the displacement path of the body. There is an evaluation device that determines the current body position by comparing the sensor signals with defined signals for positions to be detected.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Einrichtung ist u. a. aus der DE 26 30 387 C3 bekannt.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1. Such a device is u. a. known from DE 26 30 387 C3.

Dort geht es um eine Überwachungseinrichtung für die Endlagen schwenkbarer Schienen von Eisenbahnweichen. Diese Schienen sind auf einem Gleiskörper schwenkbar gelagert. In den Gleiskörper eingelassen sind induktiv wirkende Schienenschalter, die in den beiden Endlagen der beweglichen Schienen von diesen berührungslos betätigt werden und dabei Endlagemeldungen abgeben. Diese bekannte Überwachungseinrichtung ist aufgrund ihrer konstruktiven Ausgestaltung ausschließlich dazu geeignet, ganz bestimmte Endlagen einer Schiene zu detektieren, nämlich diejenigen, die sich aus dem Stellhub der Weiche und der konstruktiven Anordnung eines zum Auslösen einer Meldung verwendeten Gegenstückes an der beweglichen Schiene, der sogenannten Weichenzunge, gegenüber der durchgehenden Schiene ergibt. Zum Erkennen anderer Endlagen der beweglichen Schiene weiter zur Zungenspitze oder zur Zungenwurzel müssen die ortsfesten Sensoren wegen des dort veränderten Stellhubes in anderem gegenseitigen Abstand zueinander und zur durchgehenden Schiene angeordnet sein. Dies erfordert eine aufwendige Lageberechnung für die Sensoren und eine aufwendige Montage vor Ort. Die Endlageerfassung einer beweglichen Schiene ist beliebig ungenau; die Endlagemeldung wird auch gegeben, wenn die zu detektierende Endlage um einige Millimeter abweicht von der vorgegebenen Soll-Endlage. It is about a monitoring device for the end positions swiveling rails of railway switches. These rails are pivoted on a track body. In the track body embedded inductive rail switches, those in the two end positions of the movable rails of these are operated without contact and end position messages submit. This known monitoring device is due Their constructive design is only suitable for to detect certain end positions of a rail, namely those resulting from the stroke of the switch and the constructive arrangement of one for triggering a message used counterpart on the movable rail, the so-called Switch tongue, opposite the continuous rail results. For recognizing other end positions of the movable rail further to the tip of the tongue or to the root of the tongue stationary sensors because of the changed stroke in there other mutual distance to each other and to the continuous Rail be arranged. This requires an elaborate process Position calculation for the sensors and complex assembly on site. The end position detection of a movable rail is arbitrarily imprecise; the end position message is also given if the end position to be detected deviates by a few millimeters from the specified target end position.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches anzugeben, die ohne aufwendige Positionierung von ortsfesten Sensoren an beliebiger Stelle entlang des Verstellweges eines metallischen Körpers auskommt und mit der eine beliebig feinfühlige Lageerfassung dieses Körpers möglich ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll darüber hinaus in der Lage sein, zwischen Beeinflussungen durch den zu detektierenden metallischen Körper und etwaigen Fremdkörpern zu unterscheiden.The object of the invention is a device according to the preamble of the claim to specify that without expensive Positioning of fixed sensors anywhere along the adjustment path of a metallic body and with an arbitrarily sensitive position detection this Body is possible. The device according to the invention is intended in addition to being able to influence between influences through the metallic body to be detected and any Distinguish foreign bodies.

Die Erfindung löst diese Aufgaben durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Durch die Verwendung einer Vielzahl von in einem Raster angeordneten Sensoren ist es möglich, den metallischen Körper innerhalb seines Verstellweges hinlänglich genau zu orten und aus den Ortungsmeldungen der Sensoren auf seine jeweilige Lage zu schließen.The invention solves these problems by the features of the claim 1. By using a variety of in sensors arranged in a grid, it is possible to the metallic Body sufficiently precise within its adjustment range to locate and from the location reports of the sensors to close its respective position.

In besonders vorteilhafter Weise geschieht dabei die Kalibrierung der Einrichtung vor Ort durch einen Lernvorgang der Bewertungseinrichtung.The calibration is carried out in a particularly advantageous manner the establishment on site through a learning process of Evaluator.

Die Selektivität der Lagekennzeichnung ist abhängig von der Anzahl der durch einen metallischen Körper gemeinsam beeinflussten Sensoren und dem Grad ihrer Beeinflussung. Vorteilhaft sind die Sensoren baulich in einem Sensorarray vereinigt, das ober- oder unterhalb oder seitlich des metallischen Körpers in seinem Verstellweg angeordnet ist. Zum Schutz vor mechanischer Beschädigung ist das Array durch eine für Hochfrequenzfelder durchlässige Schutzschicht abzudecken.The selectivity of the location marking depends on the Number of those influenced jointly by a metallic body Sensors and the degree of their influence. Advantageous the sensors are structurally combined in a sensor array, the above or below or to the side of the metallic Body is arranged in its adjustment path. To protect against The array is mechanically damaged by one for radio frequency fields cover permeable protective layer.

Wenn diese Sensoren dazu eingerichtet sind, Ausgangssignale zu erzeugen, die in ihrer Amplitude oder Frequenz abhängig sind vom Abstand des zu detektierenden metallischen Körpers vom jeweiligen Sensor, dann ist neben dem Erkennen des unbeeinflussten und des beeinflussten Zustandes auch das Erkennen eines teilbeeinflussten Zustandes möglich. Diese Zustandsmeldungen zusammen mit den übrigen Sensormeldungen ermöglichen eine eindeutige Aussage über die Lage des zu detektierenden metallischen Körpers in der Überwachungszone.If these sensors are set up to output signals generate that depend in their amplitude or frequency are from the distance of the metallic body to be detected from the respective sensor, then next to the detection of the uninfluenced and also the recognition of the affected state a partially influenced state is possible. These status reports enable together with the other sensor messages a clear statement about the location of the to be detected metallic body in the surveillance zone.

Zur feinfühligen Lageerfassung sind die Sensoren längs des Verstellweges in mehreren Reihen quer zum Verstellweg des metallischen Körpers anzuordnen, wobei die Sensoren benachbarter Reihen vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet sind. Dies macht eine feinfühlige Lageerfassung möglich. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass gleichartig ausgebildete Sensoren über die Überwachungszone gleichmäßig verteilt angeordnet sind oder dass Sensoren mit unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit oder unterschiedlicher Schaltfläche so über den Überwachungsbereich verteilt sind, dass mit ihnen eine Grobortung und eine Feinortung möglich ist.For sensitive position detection, the sensors are along the Adjustment path in several rows across the adjustment path of the metallic Arrange body, with the sensors adjacent Rows are preferably offset from one another. This makes sensitive position detection possible. It can the arrangement must be such that similarly trained Sensors evenly distributed over the monitoring zone are arranged or that sensors with different sensitivity or different button like this that are spread over the surveillance area with them a rough location and a fine location is possible.

Insbesondere induktive Sensoren können nicht nur durch die zu detektierenden metallischen Körper, sondern auch durch magnetische Fremdfelder beeinflusst werden, die zu falschen Lagemeldungen führen können. Um solche falschen Lagemeldungen auszuschließen, sieht die Erfindung spezielle Ausgestaltungen der Sensorwicklungen vor. Die Unterscheidung zwischen Beeinflussung durch einen metallischen Körper und Beeinflussung durch ein Störfeld wird dadurch ermöglicht, dass die Sensoren in den erfindungsgemäß vorgesehenen Teilwicklungen unterschiedlich gerichtete Magnetfelder erzeugen, die vom zu erfassenden metallischen Körper jeweils gleichsinnig beeinflusst werden. Störmagnetfelder hingegen wirken auf die beiden Teilwicklungen im Sinne einer Erhöhung des Feldes in der einen und einer Verminderung des Feldes in der anderen Teilwicklung. Damit hebt sich die Beeinflussung der beiden Teilwicklungen durch ein Fremdfeld bei geeigneter Dimensionierung der Spulen und geeigneter Anordnung der Spulen gegenseitig auf und der Sensor bleibt unbeeinflusst.In particular, inductive sensors can not only by the detecting metallic body, but also by magnetic Foreign fields are influenced, leading to incorrect situation reports being able to lead. To make such false reports exclude, the invention sees special configurations of the sensor windings. The distinction between influencing through a metallic body and influence An interference field enables the sensors different in the partial windings provided according to the invention generate directional magnetic fields from that to be detected metallic body influenced in the same direction become. Interference magnetic fields, however, affect the two Partial windings in the sense of increasing the field in the one and a decrease in the field in the other partial winding. This increases the influence on the two partial windings by an external field with suitable dimensions the coils and appropriate arrangement of the coils each other on and the sensor remains unaffected.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in besonders vorteilhafter Weise in der Lage, durch Langzeitbeobachtung der sich im Betrieb ergebenden Sensormeldungen Veränderungen im Schaltverhalten zu erkennen. Solche Veränderungen können ihre Ursache in den einzelnen Sensoren haben, können aber auch darauf beruhen, dass sich z. B. die Dicke der Schutzschicht über den Sensoren verändert und damit die Sensoren positionsbezogen früher oder später schalten als bei ihrer Installation.The device according to the invention is particularly advantageous Way, through long-term observation of the Operation resulting sensor messages changes in switching behavior to recognize. Such changes can be the cause in the individual sensors, but can also on it are based on the fact that z. B. the thickness of the protective layer over the Changes sensors and thus the sensors related to position switch sooner or later than when you installed it.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch angedeuteten Ausführungsformen am Ausführungsbeispiel einer Weichenzunge näher erläutert.

Figur 1: zeigt die Draufsicht auf eine Weiche im Bereich der Zungenspitze zusammen mit einem Sensorarray zum Bestimmen der aktuellen Weichenlage, in
Figur 2: die Pegelwerte der obersten Sensorreihe aus Figur 1, in
Figur 3: das Anpassen einer Soll-Kurve an die gemessenen Pegelwerte, in
Figur 4: das Erkennen eines über dem Sensorarray befindlichen metallischen Fremdkörpers, in
Figur 5: das Erkennen der Schieflage einer Weichenzunge, in
Figur 6: ein Sensorarray mit unterschiedlich ausgebildeten Einzelsensoren und in den
Figuren 7 und 8: spezielle Ausgestaltungen von Sensorwicklungen zur Unterdrückung der Einflüsse von Fremdmagnetfeldern.

The invention is explained in more detail below with reference to embodiments schematically indicated in the drawing using the embodiment of a switch tongue.

Figure 1: shows the top view of a switch in the area of the tongue tip together with a sensor array for determining the current switch position, in
Figure 2: the level values of the top row of sensors from Figure 1, in
Figure 3: the adaptation of a target curve to the measured level values, in
Figure 4: the detection of a metallic foreign body located above the sensor array, in
Figure 5: recognizing the skew of a switch tongue, in
Figure 6: a sensor array with differently designed individual sensors and in the
Figures 7 and 8: special designs of sensor windings to suppress the influence of external magnetic fields.

Figur 1 zeigt in ausschnittsweiser schematischer Darstellung die Draufsicht auf eine Weiche im Bereich einer Zungenspitze. Mit 1 ist die feststehende Fahrschiene, mit 2 die demgegenüber bewegliche Weichenzunge bezeichnet. Unterhalb der beiden Fahrschienen befindet sich ein Sensorarray 3 mit einer Vielzahl von über den Verstellweg der Weichenzunge verteilt angeordneten Einzelsensoren 4. Die Einzelsensoren sind mindestens in den Bereichen, in denen es darum geht, die Lage der Weichenzunge 2 zu erfassen, in dichtem Abstand nebeneinander angeordnet. Sie sind vorzugsweise als an sich bekannte induktive Sensoren ausgebildet, die dazu eingerichtet sind, ihr Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Bedämpfung durch einen über ihnen befindlichen metallischen Körper markant zu verändern und damit die Form und die Lage dieses Körpers kenntlich zu machen. Das Sensorarray befindet sich an, auf, unter oder in einer Führungs- oder Gleitebene für die Weichenzunge. Es ist zum metallischen Körper durch mindestens eine für die Hochfrequenzfelder der Sensoren durchlässige Schutzschicht abgedeckt. Diese Schutzschicht schützt die Sensorköpfe vor Witterungseinflüssen und mechanischen Beschädigungen durch Fremdkörper und Eispartikel.Figure 1 shows a partial schematic representation the top view of a switch in the area of a tongue tip. With 1 is the fixed rail, with 2 the opposite Movable switch tongue called. Below the two Rails is a sensor array 3 with a variety from arranged distributed over the adjustment path of the switch tongue Individual sensors 4. The individual sensors are at least in the areas where it is about the location of the switch tongue 2 to be detected, arranged side by side at a close distance. They are preferably known as inductive per se Sensors formed, which are set up their output signal depending on the damping by one to significantly change the metallic body above them and thus the shape and location of this body is recognizable close. The sensor array is on, on, under or in a guide or sliding plane for the switch tongue. It is to the metallic body by at least one for that High frequency fields of the sensors permeable protective layer covered. This protective layer protects the sensor heads Weather influences and mechanical damage Foreign bodies and ice particles.

Jeder Sensor hat ein definiertes Ansprechverhalten und reagiert individuell auf die Verstimmung des Resonanzkreises seines Oszillators als Folge der Bedämpfung durch die Eisenmasse der in das Sensorfeld eintauchenden Weichenzunge. In Figur 1 ist der Grad der Bedämpfung der Sensoren durch unterschiedliche graphische Hinterlegung der Sensorsymbole verdeutlicht. Leere Kreise stehen für nicht beeinflusste Sensoren, schraffierte Kreise für geringfügig bedämpfte Sensoren und schwarze Kreise für voll bedämpfte Sensoren.Each sensor has a defined response behavior and reacts individually to the detuning of the resonance circuit of its oscillator as a result of damping by the mass of iron the switch tongue dipping into the sensor field. In Figure 1 is the degree of damping of the sensors by different graphic storage of the sensor symbols clarifies. Empty circles represent unaffected sensors, hatched circles for slightly damped sensors and black circles for fully damped sensors.

In Figur 2 sind beispielhaft die Pegelwerte der obersten Sensorreihe aus Figur 1 wiedergegeben. Es ist erkennbar, dass sich die Pegelausgangswerte der Sensoren in Abhängigkeit von ihrer Bedämpfung durch den zu detektierenden metallischen Körper markant verändern. Diese Veränderung lässt sich durch Strom- oder Spannungsmessungen an den Sensoren unschwer erkennen und für eine nachfolgende Bewertung digitalisieren. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Bewertungseinrichtung bestimmt aus dem jeweils vorliegenden Beeinflussungsmuster aller Sensoren des Sensorarrays die Form und die Lage des jeweils detektierten metallischen Körpers, hier der Weichenzunge. Das kann gemäß Figur 3 in vorteilhafter Weise dadurch geschehen, dass geprüft wird, ob die Pegelwerte der Sensoren in den einzelnen Sensorreihen quer zur Fahrschiene 1 an Soll-Kurven 5 anzupassen sind oder umgekehrt, ob sich eine hinterlegte Soll-Kurve an den Verlauf der Sensorpegel anpassen lässt. Ist das mindestens annähernd der Fall, so lässt sich aus dieser Soll-Kurve die äußere Kontur und die Lage des zu detektierenden metallischen Körpers, hier der Weichenzunge, recht genau bestimmen. In besonders vorteilhafter Weise werden die Soll-Kurven zum Bestimmen der Lage eines metallischen Körpers dadurch gebildet, dass dieser in einer Initialisierungsphase über das Sensorarray bewegt wird und dass dabei die Beeinflussungen der einzelnen Sensoren ermittelt und von einer Bewertungseinrichtung festgehalten wird. Für spätere Lagebestimmungen des so vermessenen metallischen Körpers greift die Bewertungseinrichtung auf die hinterlegten Beeinflussungswerte zurück. In Figure 2, the level values of the top row of sensors are exemplary reproduced from Figure 1. It can be seen that the level output values of the sensors depend on their damping by the metallic to be detected Change body significantly. This change can be It is easy to recognize current or voltage measurements on the sensors and digitize for subsequent evaluation. An evaluation device, not shown in the drawing determined from the respective influencing pattern of all sensors of the sensor array the shape and position of the each detected metallic body, here the switch tongue. According to FIG. 3, this can be done advantageously happen that it is checked whether the level values of the sensors in the individual sensor rows at right angles to the travel rail 1 5 are to be adjusted or vice versa, whether a deposited Adjust the target curve to the course of the sensor level leaves. If this is at least approximately the case, then from this target curve the outer contour and the position of the detecting metallic body, here the switch tongue, determine quite precisely. In a particularly advantageous manner the target curves for determining the location of a metallic Body formed by this in an initialization phase is moved over the sensor array and that the influences of the individual sensors determined and by an assessment facility is held. For later Position of the metallic body measured in this way the evaluation facility accesses the stored influencing values back.

Sensorbeeinflussungen, die nicht dem für den zu erfassenden metallischen Körper hinterlegten Beeinflussungsmuster entsprechen, kennzeichnen Störfälle. Solche Störfälle sind in den Figuren 4 und 5 angenommnen. In Figur 4 befindet sich ein Fremdkörper 6, z. B. eine Getränkedose, im Erfassungsbereich der Sensoren 4 des Sensorarrays 3. Das detektierte Beeinflussungsmuster entspricht nicht den für eine Weichenzunge hinterlegten Beeinflussungsmustern; die Bewertungseinrichtung kann daher nicht auf eine aktuelle Lage einer Weichenzunge im Bereich des Sensorarrays schließen.Sensor influences that are not the same for the one to be detected metallic influence deposited influence patterns, indicate malfunctions. Such accidents are in Figures 4 and 5 accepted. In Figure 4 there is a Foreign bodies 6, e.g. B. a beverage can, in the detection area of the sensors 4 of the sensor array 3. The detected influencing pattern does not correspond to that deposited for a switch tongue Interference patterns; the evaluation facility cannot therefore point to a current position of a switch tongue in the Close the area of the sensor array.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist angenommen, dass eine Weichenzunge 7, z. B. durch Bruch, die dargestellte Schieflage einnimmt. Zwar werden durch die Weichenzunge eine Vielzahl von Sensoren des Sensorarrays beeinflusst; das Beeinflussungsmuster entspricht aber nicht den in der Initialisierungsphase aufgenommenen Vergleichsmustern, so dass die Bewertungseinrichtung auch hier nicht auf eine ordnungsgerechte Lage der zu detektierenden Weichenzunge erkennen kann. Die Bewertungseinrichtung kann aber aus der Vielzahl der beeinflussten Sensoren auf das Vorliegen einer ernstzunehmenden Störung schließen, wobei für sie allerdings nicht erkennbar ist, ob diese Störung durch eine größeren metallischen Fremdkörper oder durch eine gebrochene Weichenzunge gegeben ist, es sei denn, entsprechende Störmuster wären hinterlegt.In the exemplary embodiment in FIG. 5, it is assumed that a Switch tongue 7, e.g. B. by breakage, the imbalance shown occupies. The switch tongue does indeed have a large number influenced by sensors of the sensor array; the influencing pattern but does not correspond to those in the initialization phase recorded comparison samples, so that the evaluation device here too not on a proper Can recognize the position of the switch tongue to be detected. The However, the evaluation device can be influenced from the large number Sensors on the presence of a serious Close the fault, although it is not recognizable to them is whether this interference is due to a larger metallic foreign body or is given by a broken switch tongue, unless corresponding fault patterns were stored.

Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen sind die Sensoren für die Lagebestimmung eines metallischen Körpers in seinem Verstellweg etwa gleichmäßig und dicht über die Fläche des Sensorarrays verteilt angeordnet. Die Sensoren bilden dabei mehrere Reihen quer zum Verstellweg des metallischen Körpers. Um ein möglichst dichtes Netz von Erfassungsstellen zu erreichen, sind die Sensoren benachbarter Reihen versetzt zueinander angeordnet. Die Sensoren sind vorzugsweise gleichartig ausgebildet, d. h. sie haben in etwa übereinstimmende Empfindlichkeit und in etwa gleichgroße Schaltflächen (Ansprechbereiche), in denen sie auf sie beeinflussende metallische Körper reagieren.In the exemplary embodiments explained above, the Sensors for determining the position of a metallic body in its adjustment path approximately evenly and closely over the surface distributed of the sensor array. The sensors form several rows across the adjustment path of the metallic body. To ensure that the network of registration points is as dense as possible reach, the sensors of adjacent rows are offset from one another arranged. The sensors are preferably of the same type trained, d. H. they have roughly matching ones Sensitivity and roughly the same size buttons (response areas), in which they affect metallic Body react.

In Figur 6 ist ein Sensorarray 8 dargestellt, bei dem Sensoren verwendet sind mit unterschiedlichen Ansprechempfindlichkeiten und/oder Schaltflächen für die induktive Erfassung metallischer Körper. Es gibt beispielsweise zwei Reihen von Sensoren 9, deren Ansprechempfindlichkeit und Schaltfläche dem der Sensoren in den Figuren 1 bis 5 entspricht und eine Reihe von Sensoren 10 mit sehr viel größerer Schaltfläche bzw. größerem Ansprechempfindlichkeit. Über diese Sensoren 10 ist eine Groberfassung der Position des jeweils zu detektierenden metallischen Körpers mit möglicherweise nur einem einzigen Sensor möglich, während die zusätzlichen Beeinflussungen der Sensoren 9 eine darüber hinaus gehende Feinortung des metallischen Körpers ermöglichen.FIG. 6 shows a sensor array 8 in which sensors are used with different sensitivity and / or buttons for the inductive detection of metallic Body. For example, there are two rows of Sensors 9, their responsiveness and button corresponds to that of the sensors in Figures 1 to 5 and a Row of sensors 10 with a much larger button or greater responsiveness. About these sensors 10 is a rough recording of the position of the one to be detected metallic body with possibly only one Sensor possible while the additional influences the sensors 9 a more detailed localization of the allow metallic body.

Insbesondere auf induktiven Wege wirkende Sensoren werden nicht nur durch metallische Körper beeinflusst, sondern in unerwünschter Weise auch durch Magnetfelder, die die Schwingkreisspulen der Sensoroszillatoren durchsetzen. Solche Fremdmagnetfelder können ihre Ursache z. B. in den in den Fahrschienen fließenden Triebrückströmen haben. Die Beeinflussung durch solche Triebrückströme kann erheblich sein. Die Figuren 7 und 8 zeigen schematisch zwei Ausgestaltungen der Sensorspulen, durch die der unerwünschte Einfluss von Fremdmagnetfeldern auf die Sensoren weitestgehend zu beheben ist.In particular, sensors acting on inductive paths not only influenced by metallic bodies, but in also undesirable due to magnetic fields affecting the voice circuit coils of the sensor oscillators. Such external magnetic fields can their cause z. B. in the in the rails flowing engine backflows. Influencing Such drive back currents can be significant. The figures 7 and 8 schematically show two configurations of the sensor coils, through which the undesirable influence of external magnetic fields on the sensors is to be largely remedied.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 besitzt das Sensorarray 11 lediglich zwei Reihen von Sensoren. Deren Schwingkreisinduktivität wird gebildet aus zwei Teilinduktivitäten mit den Wicklungen 12 und 13. Diese Wicklungen besitzen unterschiedlichen Wickelsinn bzw. werden bei gleichem Wickelsinn in unterschiedlicher Richtung bestromt zur Erzeugung eines resultierenden Hochfrequenzfeldes oberhalb der beiden Sensorköpfe. Ein in den Ansprechbereich dieses Feldes gelangender metallischer Körper bedämpft die Felder beider Teilspulen und führt damit zum Ansprechen des betreffenden Sensors. Ein die beiden Teilspulen durchsetzendes Fremdfeld bewirkt in beiden Teilspulen eine entgegengesetzte Induktion. Aus diesem Grunde hat das Fremdmagnetfeld keinen Einfluss auf das Ansprechverhalten des Sensors.In the exemplary embodiment in FIG. 7, the sensor array has 11 only two rows of sensors. Their resonant circuit inductance is formed from two partial inductors with the windings 12 and 13. These windings have different Winding sense or are with the same winding sense energized in different directions to produce a resulting high-frequency field above the two Sensor heads. One that comes within the range of this field metallic body dampens the fields of both Partial coils and thus leads to the response of the concerned Sensor. An external field penetrating the two coil sections causes an opposite induction in both coil sections. For this reason, the external magnetic field has no influence the response behavior of the sensor.

Figur 8 zeigt eine Ausgestaltung für ein fremdfeldimmunes Sensorarrays 14 mit ebenfalls zwei Reihen von Einzelsensoren. Jeder Sensor besitzt nur eine einzige Schwingkreisspule. Diese Schwingkreisspule ist so beschaffen, dass ihr Wicklungssinn im Inneren verschieden ist von dem im äußeren Teil. Auch hier erzeugt der Resonanzstrom des Oszillators in den beiden Wicklungsbereichen wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 7 einander entgegengerichtete Magnetfelder. Von außen auf die Wicklung 15 einwirkende Fremdmagnetfelder addieren sich zu dem von dem einen Wicklungsbereich vom Resonanzstrom des Oszillatorschwingkreises erzeugten Magnetfeld und sie subtrahieren sich von dem vom anderen Wicklungsbereich erzeugten Magnetfeld. Ihre Wirkung bleibt daher bei geeigneter Dimensionierung der beiden Wicklungsbereiche ohne Einfluss auf das Ansprechverhalten der Sensoren.FIG. 8 shows an embodiment for an external field immune Sensor arrays 14 with two rows of individual sensors. Each sensor has only a single voice coil. This Voice coil is designed so that its sense of winding inside is different from that in the outer part. Also here the resonant current of the oscillator generates in the two Winding areas as in the embodiment of Figure 7 opposing magnetic fields. From the outside to the Wind 15 acting external magnetic fields add up that of the one winding area from the resonance current of the oscillator circuit generated magnetic field and subtract it different from that generated by the other winding area Magnetic field. Their effect therefore remains with suitable dimensioning of the two winding areas without influence on the Response behavior of the sensors.

Die Ausgestaltung von Wicklungen mit gegenläufigem Wicklungssinn im innern und im äußeren Teil der Wicklung kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass zwei Teilwicklungen konzentrisch angeordnet und dann so miteinander verschaltet werden, dass der Resonanzstrom des gemeinsamen Oszillators in den beiden Teilwicklungen entgegengerichtete Magnetfelder erzeugt.The design of windings with opposite winding senses inside and outside of the winding can be advantageous can be achieved in that two partial windings are concentric arranged and then interconnected so that the resonant current of the common oscillator in generated magnetic fields opposing the two partial windings.

Prinzipiell können die Sensorarrays beliebig viele Sensoren aufweisen. Je größer die Anzahl der Sensoren ist, um so mehr Sensoreinzelmeldungen gibt des, die in die Lageerfassung eines metallischen Körpers eingebunden werden können. Die Dichte der Sensoren ist so zu wählen, dass eine zu delektierende Lage durch jeweils mindestens zwei Sensoren angezeigt wird. Je mehr Sensoren gemeinsam eine zu detektierende Lage eines metallischen Körpers erkennen, um so größer ist die Zuverlässigkeit, mit der die Lagebestimmung geschieht.In principle, the sensor arrays can have any number of sensors exhibit. The larger the number of sensors, the more Individual sensor reports are given in the position detection of a metallic body can be integrated. The concentration The sensors must be selected so that one to be detected Position is indicated by at least two sensors. The more sensors together a position to be detected metal body, the greater the reliability, with which the orientation is done.

Die Sensoren für die Lagebestimmung eines metallischen Körpers müssen nicht unbedingt über den gesamten Verstellweg eines solchen Körpers verteilt angeordnet sein; mitunter wird es genügen, diese Lageerfassung nur im Bereich der zu detektierenden Endlagen des metallischen Körpers vorzunehmen.The sensors for determining the position of a metallic body do not necessarily have to be over the entire adjustment range such body to be distributed; sometimes it is sufficient to detect this position only in the area to be detected End positions of the metallic body.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es nicht nur möglich, die Lage eines metallischen Körpers in einem Verstellweg zu erkennen, sondern darüber hinaus auch seine Form. Damit ist es möglich, zwischen zu detektierendem Körper und beliebigen anderen metallischen Körpern zu differenzieren. Es ist auch möglich, für unterschiedlich gestaltete metallische Körper die zugehörigen Sensorausgangssignale zu hinterlegen und so eine Unterscheidung zwischen diesen ermöglichen.With the device according to the invention, it is not only possible the position of a metallic body in an adjustment path recognizable, but also its shape. In order to it is possible to distinguish between the body to be detected and any one to differentiate other metallic bodies. It is also possible for differently designed metallic Body to store the associated sensor output signals and so make a distinction between them.

Prinzipiell können anstelle von induktiven Sensoren auch oder zusätzlich nach anderen Prinzipien arbeitende berührungslos schaltende Sensoren zur Form- und Lagekennzeichnung beliebiger metallischer Körper verwendet werden. In principle, or can also be used instead of inductive sensors additionally working according to other principles without contact switching sensors for shape and position marking any metallic body can be used.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung sieht vor, dass die Bewertungseinrichtung oder eine gesonderte Bewertungseinrichtung die Sensormeldungen einer Langzeitbeobachtung unterzieht. Damit ist es möglich, Veränderungen im Schaltverhalten des metallischen Körpers zu erkennen. Solche Veränderungen können z. B. durch Verschleiß des metallischen Körpers, also Änderungen seiner Gestalt, bedingt sein, aber auch durch Veränderungen seiner Verstelleinrichtung oder dem Abstand zwischen ihm und den Sensoren. Auch das Schaltverhalten der Sensoren kann sich mit der Zeit verändern. Durch Beobachten des Schaltverhaltens können sich anbahnende Veränderungen im Bereich des metallischen Körpers und des Sensorarrays bereits während ihrer Entstehung frühestmöglich erkannt werden. Solche Veränderungen können zu einer vorbeugenden Wartung und Instandsetzung herangezogen werden.A particularly advantageous embodiment of the invention Facility provides that the assessment facility or a separate evaluation facility for the sensor messages undergoes long-term observation. It is possible Changes in the switching behavior of the metallic body detect. Such changes can e.g. B. by wear of the metallic body, i.e. changes in its shape be, but also by changing its adjustment or the distance between it and the sensors. Also the switching behavior of the sensors can change over time. By observing the switching behavior, you can start Changes in the area of the metallic body and the sensor array as early as possible during their creation be recognized. Such changes can too preventive maintenance and repair become.

Solange diese Veränderungen nur eine geringfügige Veränderung des Schaltverhaltens des metallischen Körpers bewirken, ist es auch möglich, die für die Lagebestimmung jeweils in der Initialisierungsphase positionsbezogen festgehaltenen Sensorschaltsignale durch aktuelle Schaltsignale zu ersetzen und so einen selbsttätigen Abgleich des Schaltverhaltens der Einrichtung zur Behebung alterungsbedingter Veränderungen herbeizuführen.As long as these changes are only a minor change of the switching behavior of the metallic body it is also possible to determine the position in each case in the Initialization phase of sensor-related switching signals to be replaced by current switching signals and such an automatic comparison of the switching behavior of the device to bring about the correction of aging-related changes.

Claims

Device for marking the position of a guided adjustable metallic body, in particular a turnout tongue in railroad operation or in conveyor technology, using sensors for position marking which can be actuated contactlessly by this metallic body, in particular for marking predetermined end positions of the metallic body,
characterized in that a plurality of sensors (4) which can be actuated by the metal body (2) are distributed over the adjustment path of the metallic body (2) and that an evaluation device is provided which compares the actual sensor output signals of the plurality of sensors with the positions to be detected metallic body predetermined sensor output signals determines the current position of the metallic body.

Device according to claim 1,
characterized in that the evaluation device stores the sensor messages which are set when the metallic body is adjusted at predetermined positions of the adjustment path, and that it uses the stored sensor messages for later position identifications with then current sensor messages and from this deduces the current position of the metallic body.

Device according to claim 1 or 2,
characterized in that the spatial density and / or the sensitivity of the sensors is selected at least in the area of the end positions of the metallic body such that at least two sensors detect the respective position of the body.

Device according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the plurality of sensors forms at least one sensor array (3).

Device according to claim 4,
characterized in that the array (3) is arranged above or below or to the side of the metallic body (2) on, on, below or in a guide or sliding plane for the movable metallic body.

Device according to claim 5,
characterized in that the array to the metallic body is covered by at least one protective layer permeable to high-frequency fields.

Device according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the sensors are set up to generate output signals which are dependent in their amplitude or frequency on the distance of the metallic body to be detected from the respective sensor.

Device according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the sensors are arranged along the adjustment path in several rows transverse to the adjustment path of the metallic body.

Device according to claim 8,
characterized in that the sensors of adjacent rows of sensors are arranged offset from one another.

Device according to claim 8 or 9,
characterized in that sensors (9, 10) with differently large sensitivity and / or differently sized buttons are used, of which (10) with greater sensitivity or larger button for rough location and (9) with lower sensitivity or smaller button serve to locate the metallic body.

Device according to one of claims 1 to 10,
characterized in that the sensors are designed as inductive sensors.

Device according to claim 11,
characterized in that the sensors have at least two partial windings (12, 13) that can be influenced by the metallic body in the frequency-determining resonant circuit of their oscillators, which are arranged next to one another in such a way that the resonance current generates opposing magnetic fields in the partial windings as a result of different winding senses or different current directions.

Device according to claim 11,
characterized in that the sensors each have a winding (15) which can be influenced by the metallic body in the frequency-determining resonant circuit of their oscillators, the direction of winding in the interior of which differs from that in the outer part, the resonance current producing opposing magnetic fields in the two winding regions.

Device according to claim 11,
characterized in that the sensors are each provided with at least two concentrically arranged partial windings which can be influenced by the metallic body in the frequency-determining resonant circuit of their oscillators, in which the resonance current generates opposing magnetic fields in the partial windings through different winding directions or different current directions.

Device according to one of claims 1 to 14,
characterized in that the sensors for digitizing their output signals are followed by A / D converters.

Device according to one of claims 1 to 15,
characterized in that the evaluation device or a separate evaluation device subjects the sensor messages to long-term observation in order to detect changes in the switching behavior of the metallic body.