EP4151495B1 - Procédé et dispositif pour déterminer une direction de mouvement d'une roue d'un train passant sur une voie ferrée - Google Patents
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- EP4151495B1 EP4151495B1 EP21196977.9A EP21196977A EP4151495B1 EP 4151495 B1 EP4151495 B1 EP 4151495B1 EP 21196977 A EP21196977 A EP 21196977A EP 4151495 B1 EP4151495 B1 EP 4151495B1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
- B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
- B61L1/163—Detection devices
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Definitions
- Detection of wheels on a rail track using e.g. a Hall effect device is shown for instance in US 4,524,932 A .
- the Hall effect device is to be placed in a pole-to-pole hole drilled through a permanent magnet to create a magnetic flux null in order to avoid saturating the Hall element.
- the detector is configured to detect the passing of railroad car wheels along the track by the change in the flux level from the permanent magnet. With this single apparatus, it is impossible to detect in which direction a passing train is going.
- Patent documents US 2007/0001059 A1 and WO 2017/045888 A1 are examples of where multiple sensors are used to determine a direction and speed of train vehicles.
- This object is met by a method according to claim 1. More specifically, this is met by a method for determining a direction of motion of a wheel of a passing train on a rail track comprising a head, a neck and a base, the method comprising:
- a magnetic field is induced by the force introduced onto the rail, which is typically manufactured from a ferromagnetic material, e.g. steel.
- This effect is known as the Villari effect or the inverse magnetostrictive effect.
- This effect can be described as the change of the magnetic susceptibility of a material when subjected to a mechanical stress.
- the rail track comprises two rails each having a head, a neck and a base, also referred to as a head, web or foot, respectively.
- the current method relies on detecting any change in a magnetic field value caused by stress exerted on the rail via the wheel of the passing train. It was found that any such changes can be sensed reliably in the neck of the rail.
- the location of sensing in particular the magnetic flux sensor, is thus less dependent on the location of any passing wheel, as opposed to a change due to the shunting effect of a passing wheel as disclosed in opposed referred to publication WO2021/004800 .
- the sensing is thus performed at the neck of the rail track. More preferably, the sensing is performed at a location closer to the base than to the head. Sensing can thus take place at a lower location, that is closer to the base than to the head.
- a reliable method is thus obtained, as by locating a device lower on the rail track, any such device is less likely to be damaged by a passing train or other equipment.
- the sensing comprises sensing at a location adjacent the neck, specifically for detecting the change in the magnetic field value in the neck caused by stress exerted on the rail via the wheel of the passing train.
- the method comprises sensing at a location directly adjacent the neck. More preferably, the sensor in a device is then located at, or at least near, the neck.
- the device for instance a housing thereof, extends adjacently the neck of the rail.
- the sensor is then preferably located at a lateral location in said housing, such that said sensor, in coupled state of the device, extends at or near the neck. Any influence of dirt or other changing environmental parameters between the device and the object to be measured. i.e. the neck, on the measured values is thus limited.
- the step of sensing thus comprises:
- the magnetic field provided by the at least one magnet is substantially larger (e.g. at least 2x or at least 10x larger) than the average magnetic field of Earth.
- the at least one magnet provides a flux density of at least 1.5 gauss. It is preferred that the at least one magnets has a remanence of at least 5000 gauss, preferably at least 8000 gauss, more preferred at least 12000 gauss.
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Claims (15)
- Procédé permettant de déterminer une direction de mouvement d'une roue (4) d'un train passant (3) sur une voie ferrée (2) comprenant une tête (21), un col (22) et une base (23),
le procédé comprenant :- la détection, à l'aide d'un capteur de champ magnétique (18), dans au moins une première et une seconde direction différente de la première direction, d'un changement de valeur de champ magnétique causé par une contrainte exercée sur le rail (3) par l'intermédiaire de la roue (4) du train passant (3), dans lequel la valeur de champ magnétique est indicative d'un changement de densité de flux d'un champ magnétique provenant de la voie ferrée (2), dans lequel la détection comprend- l'obtention d'un premier signal associé à la roue (4) comprenant une première pluralité de valeurs de champ magnétique pour la première direction à des moments respectifs à partir du capteur de champ magnétique (18), et- l'obtention d'un second signal associé à la roue (4) comprenant une seconde pluralité de valeurs de champ magnétique pour la seconde direction à des moments respectifs à partir du capteur de champ magnétique (18) ; et- la détermination de la direction du mouvement de la roue passante (4) en fonction du premier signal et du second signal obtenus. - Procédé selon la revendication 1,
dans lequel la détection est effectuée au niveau du col (22) de la voie ferrée (2), à un endroit plus proche de la base (23) que de la tête (21). - Procédé selon la revendication 1 ou 2,
dans lequel la détection est effectuée à un emplacement directement adjacent au col (22) pour détecter le changement de la valeur du champ magnétique dans le col (22) causé par la contrainte exercée sur le rail (2) par l'intermédiaire de la roue (4) du train passant (3). - Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3,
dans lequel la détection est effectuée à un emplacement latéral extérieur sur la voie ferrée (2). - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de détection comprend :a. la détection à l'aide d'un premier taux d'échantillonnage ;b. la détermination, en fonction des valeurs de champ magnétique détectées et échantillonnées au premier taux d'échantillonnage, si une roue (4) s'approche et ;c. à la suite de la détection d'une roue qui s'approche (4), la détection à l'aide d'un second taux d'échantillonnage supérieur au premier taux d'échantillonnage,dans lequel la détermination de la direction du mouvement de la roue passante (4) est basée sur les valeurs de champ magnétique détectées échantillonnées au second taux d'échantillonnage.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première et la seconde direction sont orthogonales l'une par rapport à l'autre.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre l'étape consistant à appliquer un champ magnétique de polarisation à la voie ferrée (2), en particulier au col (22) de la voie ferrée (2), à l'aide d'un ou de plusieurs aimants (12, 14), de préférence des aimants permanents.
- Procédé selon la revendication 7, dans lequel le champ magnétique de polarisation est appliqué à l'aide d'un premier et d'un second aimant (12, 14), dans lequel le premier aimant (12) est orienté selon un premier pôle, dans lequel le second aimant (14) est orienté selon un second pôle, dans lequel le premier et le second pôle sont opposés l'un à l'autre, dans lequel la direction du premier pôle est sensiblement dirigée vers un côté latéral (22a) de la voie ferrée (2).
- Dispositif (1) permettant de déterminer la direction du mouvement d'une roue (4) d'un train passant (3) sur une voie ferrée (2) comprenant une tête (21), un col (22) et une base (23), le dispositif (1) étant conçu pour être placé sur la voie ferrée (2), le dispositif (1) comprenant :- un capteur de champ magnétique (18) conçu pour détecter, dans au moins une première et une seconde direction différentes de la première direction, un changement d'une valeur de champ magnétique indiquant un changement de densité de flux d'un champ magnétique provenant de la voie ferrée (2) causé par une contrainte exercée sur le rail (2) par l'intermédiaire de la roue (4) du train passant (3) ; et- au moins un processeur (40) en communication avec le capteur de champ magnétique (18), dans lequel au moins un processeur (40) est conçu pour :- obtenir un premier signal associé à la roue (4) comprenant une première pluralité de valeurs de champ magnétique pour la première direction à des moments respectifs à partir du capteur de champ magnétique (18) ;- obtenir un second signal associé à la roue (4) comprenant une seconde pluralité de valeurs de champ magnétique pour la seconde direction à des moments respectifs à partir du capteur de champ magnétique (18) ; et pour- déterminer la direction du mouvement de la roue passante (4) en fonction de la première et de la seconde pluralité de valeurs de champ magnétique obtenues, de manière à obtenir la direction du mouvement d'une roue (4) passant sur le dispositif (1).
- Dispositif (1) selon la revendication 9, dans lequel le capteur de champ magnétique (18) est un capteur à effet Hall.
- Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, comprenant en outre un ou plusieurs aimants (12, 14), de préférence des aimants permanents, pour appliquer un champ magnétique de polarisation au col (22) de la voie ferrée (2).
- Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel le champ magnétique de polarisation est appliqué à l'aide d'un premier et d'un second aimant (12, 14), le premier aimant (12) étant orienté selon un premier pôle,
dans lequel le second aimant (14) est orienté selon un second pôle, dans lequel le premier et le second pôle sont opposés l'un à l'autre, dans lequel le premier pôle est sensiblement orienté vers un côté latéral (22a) de la voie ferrée (2). - Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (1) comprend un boîtier (16) ayant une paroi latérale de raccordement (161a) permettant d'accoupler latéralement le dispositif (1) à la voie ferrée (2),
dans lequel le capteur de champ magnétique (18) est situé sur la paroi latérale de raccordement (161a) ou au moins à proximité de celle-ci pour détecter à un emplacement directement adjacent au col (22) le changement de la valeur du champ magnétique dans le col (22) causé par la contrainte exercée sur le rail (2) par l'intermédiaire de la roue (4) du train passant (3). - Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel le dispositif (1) a une largeur, vue dans une direction latérale de la voie ferrée (2), qui est inférieure à 25 mm.
- Voie ferrée (2) dotée d'un dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 14,
dans lequel le capteur de champ magnétique (18) s'étend de manière adjacente au col (22) de la voie ferrée (2) à un emplacement plus proche de la base (23) que de la tête (21), dans lequel le dispositif (1) est situé à un emplacement latéral extérieur (22a) sur la voie ferrée (2).
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