ES2316521T3

ES2316521T3 - WHEEL SENSOR AND DISPOSITION.

Info

Publication number: ES2316521T3
Application number: ES02090264T
Authority: ES
Inventors: Harald Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: DE10137519A1; EP1288098B1; PT1288098E; DE50213159D1; DK1288098T3; ATE419158T1; EP1288098A1

Abstract

An inductive sensor on a railway line detects a change in a magnetic field as the iron wheels of a railway vehicle pass over a rail. A system with first (La) and second (Li) coreless coils compensates for interfering magnetic fields (\=Fs). The first coreless coil optimizes this compensating effect along with the second coreless coil that fits inside the first coreless coil and generates a magnetic field in an opposite direction during a combined supply of current.

Description

Sensor de ruedas y disposición.Wheel sensor and layout.

La presente invención hace referencia a un sensor de ruedas conforme al concepto genérico de las reivindicaciones 1 y 3, así como una disposición de los sensores de ruedas conforme al concepto genérico de las reivindicaciones 8 y 10. Los sensores de ruedas se implementan en el ferrocarril para el aviso de liberación de las vías, pero también para otras tareas de conmutación y aviso. Para ello se aprovecha, en la mayoría de los casos, el efecto de influencia sobre el campo magnético de las ruedas de hierro de los vehículos sobre carriles. A través de sensores inductivos alojados en las vías, que generan un campo magnético específico, se puede captar la reacción de las ruedas de hierro, con lo que con cada captación de ruedas o de ejes se registra un impulso de rueda. En interacción con otro sensor de ruedas, la cantidad de los impulsos de ruedas otorga información sobre el estado de ocupación de la sección de vías intermedia. Este aviso de liberación de vías representa un criterio de decisión esencial para el control de agujas y señales. En base al estado de ocupación de secciones de vías se decide, si un vehículo sobre carriles puede ingresar o no a esa sección de vías. Por consiguiente, las señales de aviso de los contadores de ejes deben cumplir con requisitos de fiabilidad extremadamente altos. Se debe garantizar que los sensores sólo capten las ruedas de hierro de los vehículos sobre carriles que pasan por encima de los mismos y que los campos magnéticos perturbadores de otra procedencia sean ignorados. Esto hace referencia por ejemplo a campos magnéticos, que en el caso de tracción eléctrica, son generados por las corrientes de vías y por los componentes de los coches, como por ejemplo transformadores, bobinas de inductancia y frenos electrónicos de vías. Estos últimos representan un problema especial, ya que los campos magnéticos generados son muy intensos. Esto hace referencia especialmente al freno por corriente de Focault desarrollado para el tren de alta velocidad ICE (Intercity Express), que en estado activado genera un campo magnético perturbador que interfiere fuertemente en el campo magnético de trabajo del sensor inductivo.The present invention refers to a wheel sensor according to the generic concept of the claims 1 and 3, as well as an arrangement of the sensors of wheels according to the generic concept of claims 8 and 10. Wheel sensors are implemented on the railway for the notice of release of the tracks, but also for other tasks of switching and warning. For this it is used, in most of the cases, the effect of influence on the magnetic field of iron wheels of vehicles on rails. Through inductive sensors housed in the tracks, which generate a field specific magnetic, you can catch the reaction of the wheels of iron, so with each wheel or axle pickup Registers a wheel pulse. In interaction with another sensor wheels, the amount of wheel pulses gives information on the occupation status of the intermediate track section. This road release notice represents a decision criterion Essential for the control of needles and signals. Based on the status of occupation of sections of tracks is decided, if a vehicle on Lanes may or may not enter that section of tracks. By consequently, the warning signals of the axis counters must meet extremely high reliability requirements. Must be ensure that the sensors only pick up the iron wheels of the vehicles on rails that pass over them and that the disturbing magnetic fields of another source are ignored This refers for example to magnetic fields, which in the case of electric traction, they are generated by the currents of tracks and car components, such as transformers, inductance coils and electronic brakes of tracks. The latter represent a special problem, since the Magnetic fields generated are very intense. This makes reference especially to the Focault current brake developed for the high speed train ICE (Intercity Express), which in state activated generates a disturbing magnetic field that interferes strongly in the working magnetic field of the sensor inductive.

Una propuesta de solución basada en que las frecuencias de trabajo de los sensores sea ajustada en magnitudes supuestamente libres de frecuencias de campos perturbadores no puede garantizar un éxito duradero, ya que el desarrollo de nuevos componentes de coches permanentemente agrega nuevos campos perturbadores con, en parte, frecuencias muy altas. Con la selección de frecuencia tampoco se evita, que los campos perturbadores contengan porciones de frecuencia en el rango de la frecuencia de trabajo del sensor inductivo. Normalmente las frecuencias de trabajo se encuentran en el rango de 30 kHz a 1 MHz, mientras que los campos perturbadores pueden alcanzar también frecuencias de hasta 2 MHz.A proposed solution based on the working frequencies of the sensors be adjusted in magnitudes supposedly free of disturbing field frequencies cannot ensure lasting success, as the development of new Car components permanently add new fields disturbing with, in part, very high frequencies. With the selection frequency is also not avoided, that disturbing fields contain frequency portions in the frequency range of inductive sensor work. Normally working frequencies They are in the range of 30 kHz to 1 MHz, while the fields disturbers can also reach frequencies of up to 2 MHz

Otra propuesta de solución se basa en esfuerzos de compensación en los que el campo magnético perturbador casi es neutralizado por la conformación de un campo de sentido contrario. Para ello, conforme a la DE-A1-197 09 844 se prevé una disposición de bobinas con un núcleo magnético. Dos bobinas dispuestas de manera concéntrica entre si se encuentran conmutadas de manera tal, que en el caso de alimentación simultánea con corriente se generan campos magnéticos de sentido contrario. Un campo magnético perturbador induce en cambio tensiones perturbadoras en ambas bobinas, que se compensan debido a la conmutación de sentido contrario de ambas bobinas. La disposición de las bobinas es parte de un sensor inductivo que se conserva para generar un campo magnético de trabajo. La masa de hierro de una rueda que pasa por encima modifica las propiedades del campo magnético de trabajo, lo que es captado por los sensores. Sin embargo, en esta propuesta de solución se presenta el problema de que un campo magnético perturbador muy intenso, por ejemplo el de un freno por corriente de Focault activado puede magnetizar de tal manera al núcleo de la bobina, que se produzca una respuesta indeseada del sensor.Another solution proposal is based on efforts of compensation in which the disturbing magnetic field is almost neutralized by the conformation of an opposite direction field. To do this, in accordance with DE-A1-197 09 844 a coil arrangement with a magnetic core is provided. Two coils arranged concentrically with each other switched in such a way that in the case of simultaneous feeding with current magnetic fields of opposite direction are generated. A disturbing magnetic field instead induces disturbing voltages in both coils, which are compensated due to the switching of opposite direction of both coils. The arrangement of the coils it is part of an inductive sensor that is conserved to generate a magnetic field of work. The iron mass of a passing wheel above it modifies the properties of the working magnetic field, what is captured by the sensors. However, in this proposal of solution the problem arises that a magnetic field very intense disturber, for example that of a brake by current of Activated Focault can magnetize the core of the coil, that an unwanted response of the sensor occurs.

Una disposición de bobinas similar, pero sin núcleo, se conoce a través de la DE-A1-199 15 597. Sin embargo, la sensibilidad de este contador de ejes del género es baja, ya que el campo magnético generado para la detección de la rueda atraviesa de manera óptima el área de la pestaña de la rueda. Además, en el caso de las frecuencias de trabajo usualmente altas de las disposiciones sin núcleo de las bobinas la humedad en la carcasa del sensor puede conducir a otra disminución de la sensibilidad del sensor.A similar coil arrangement, but without core, is known through the DE-A1-199 15 597. However, the sensitivity of this axis counter of the genre is low, since the magnetic field generated for the detection of the wheel crosses Optimally the area of the wheel flange. In addition, in the case of the usually high working frequencies of the provisions without coil core the humidity in the sensor housing can lead to another decrease in sensor sensitivity.

Es tarea de la presente invención eliminar estas desventajas y presentar un sensor de rueda con un sensor inductivo cuyos parámetros se encuentren optimizados en vista de la sensibilidad y con ello en vista de la fiabilidad del sistema total.It is the task of the present invention to eliminate these disadvantages and present a wheel sensor with an inductive sensor whose parameters are optimized in view of the sensitivity and with it in view of system reliability total.

La tarea es cumplida de manera alternativa a través de las características de las reivindicaciones 1 y 3. Conforme a la reivindicación 1 se logra una optimización, si la bobina interior presenta un número de espiras mayor, correspondiente a la relación de superficie, que la bobina exterior. De esta manera, en campos perturbadores homogéneos no sólo se alcanza una compensación parcial de los mismos, sino que se alcanza una compensación completa. Además, el dimensionado especial de la bobina tiene como consecuencia que al circular, las inducciones contrarias que aparecen en ambas bobinas no tienen la misma magnitud y por lo tanto permanece una inducción total suficiente para la detección de una rueda. Ya que los efectos perturbadores casi se han eliminado por completo y el campo magnético de trabajo presenta una intensidad de campo muy alta y atraviesa de manera óptima la pestaña de la rueda a detectar, resulta una mejora esencial de la sensibilidad del sistema sensor y con ello un aumento de la fiabilidad del sistema total respecto al estado actual de la técnica. Si el campo magnético perturbador no es homogéneo, debido a las distintas dimensiones de las bobinas pueden aparecer diferencias entre las tensiones perturbadoras de las secciones de bobina. En ese caso existe un efecto de compensación parcial, con lo que la tensión perturbadora total es extremadamente baja y en realidad se debe despreciar.The task is accomplished alternately to through the characteristics of claims 1 and 3. According to claim 1 an optimization is achieved, if the inner coil has a higher number of turns, corresponding to the surface ratio, than the outer coil. In this way, in homogeneous disturbing fields not only a partial compensation thereof, but one reaches full compensation. In addition, the special dimensioning of the coil has the consequence that when circulating, the opposite inductions appearing on both coils do not have the same magnitude and so both a sufficient total induction remains for the detection of a wheel. Since disturbing effects have almost been eliminated completely and the magnetic field of work has an intensity of very high field and crosses optimally the tab of the wheel to detect, it is an essential improvement of the sensitivity of the sensor system and thereby an increase in system reliability total with respect to the current state of the art. If the magnetic field disturbing is not homogeneous, due to the different dimensions of the coils may appear differences between the voltages disturbing coil sections. In that case there is a partial compensation effect, thereby disturbing voltage Total is extremely low and should actually be neglected.

Conforme a la reivindicación 2 la segunda bobina se encuentra alojada preferentemente de manera central dentro de la primera bobina. Sin embargo, el efecto compensador también existe si la bobina interna se encuentra dispuesta de manera excéntrica. También las formas de las bobinas pueden ser muy diferentes. La bobina interior puede presentar, por ejemplo, espiras circulares y estar dispuesta de manera excéntrica dentro de una bobina exterior conformada de manera oval.According to claim 2 the second coil it is preferably housed centrally within the First coil However, the compensating effect also exists if The internal coil is arranged eccentrically. Also the shapes of the coils can be very different. The inner coil can present, for example, circular turns and be arranged eccentrically inside an outer coil oval shaped.

La reivindicación 3 describe otra solución de la tarea propuesta, con lo que se logra adicionalmente una simplificación frente a la solución conforme a la reivindicación 1. Las bobinas de geometrías diferentes y de números de espiras distintas no son necesarias en esta solución alternativa. En cambio se prevé una disposición de las bobinas del mismo tipo, en las que las bobinas se encuentran superpuestas en la proyección vertical, con lo que los planos de las espiras casi se encuentran dispuestos uno sobre el otro. Ya que las bobinas no se encuentran dispuestas una dentro de la otra o de manera que se penetren, el campo magnético generado por una bobina atraviesa la otra bobina en partes iguales y con flujos magnéticos internos y externos de sentido contrario, es decir, que las bobinas se encuentran desacopladas magnéticamente una de la otra.Claim 3 describes another solution of the proposed task, which additionally achieves a simplification against the solution according to claim 1. Coils of different geometries and turns different are not necessary in this alternative solution. Instead provision is made for coils of the same type, in which the coils are superimposed on the vertical projection, with which the planes of the turns are almost ready one over the other. Since the coils are not arranged one inside the other or so that they penetrate, the field magnetic generated by one coil passes through the other coil in parts equal and with internal and external magnetic fluxes of sense opposite, that is, that the coils are uncoupled magnetically one of the other.

Conforme a la reivindicación 4 las bobinas preferentemente se encuentran conformadas como una bobina plana muy llana arrollada en forma de espiral. De esta manera las bobinas se pueden montar sin dificultades en la carcasa de un sensor de rueda.According to claim 4 the coils preferably they are shaped like a very flat coil spirally wound trowel. This way the coils will they can mount without difficulty in the housing of a sensor wheel.

Conforme a la reivindicación 5 en ambas soluciones alternativas los planos de espira de las bobinas pueden transcurrir de manera paralela al plano de la vía.According to claim 5 in both alternative solutions coil winding planes can run parallel to the plane of the track.

En el caso de una disposición especial de las bobinas descrita en la reivindicación 6 para la solución alternativa conforme a la reivindicación 3, ambas bobinas se encuentran volcadas en dirección a la vía, con el mismo ángulo de inclinación respecto de una superficie horizontal. Los campos magnéticos perturbadores atraviesan entonces ambas bobinas con la misma intensidad y dirección y se anulan, incluso si el campo no transcurre de manera paralela a los ejes longitudinales de las bobinas.In the case of a special provision of the coils described in claim 6 for the alternative solution according to claim 3, both coils are overturned in the direction of the track, with the same angle of inclination with respect to of a horizontal surface. The disturbing magnetic fields they then go through both coils with the same intensity and address and cancel, even if the field does not run so parallel to the longitudinal axes of the coils.

Conforme a la reivindicación 7 se prefieren las geometrías simples de bobinas o espiras, que se basan en una base redonda. Sin embargo, para ambas alternativas también se puede pensar en bases angulares, especialmente cuadradas o rectangulares.According to claim 7, the simple geometries of coils or turns, which are based on a base round However, for both alternatives you can also think of angular bases, especially square or rectangular.

En un perfeccionamiento ventajoso descrito en la reivindicación 8 se encuentran dispuestos dos sensores de rueda, uno detrás del otro. De esta manera, en base a la distancia temporal del registro del impulso de rueda se puede determinar la dirección de marcha de un vehículo sobre carriles que pasa por encima de uno de los dos sensores de rueda.In an advantageous improvement described in the claim 8 two wheel sensors are arranged, one behind the other. In this way, based on the temporal distance of the wheel pulse registration can determine the direction of running of a vehicle on rails that passes over one of The two wheel sensors.

Para que la distancia de los dos sensores de rueda se pueda mantener, en lo posible, reducida, especialmente en el caso de una carcasa común, y sin embargo mantener impulsos de rueda con un desplazamiento temporal suficiente, conforme a la reivindicación 9 se prevén planos de espiras de los pares de bobina inclinados en forma de techo.So that the distance of the two sensors of wheel can be kept, if possible, reduced, especially in the case of a common housing, and yet maintain impulses of wheel with a sufficient temporal displacement, according to the claim 9 winding planes of the coil pairs are provided sloped roof.

La reivindicación 10 describe una disposición de sensores de rueda doble en la que también se superponen las bobinas adyacentes de ambos sensores de ruedas. También en esta área el desacoplamiento magnético actúa conforme a la reivindicación 3. La ventaja de esta disposición es que la superposición geométrica de los sensores de rueda presenta una fase de superposición más prolongada que la influencia ejercida por una rueda sobre ambos sensores.Claim 10 describes an arrangement of double wheel sensors in which the coils also overlap adjacent to both wheel sensors. Also in this area the Magnetic decoupling acts according to claim 3. The advantage of this arrangement is that the geometric overlay of The wheel sensors have one more overlap phase prolonged that the influence exerted by a wheel on both sensors

A continuación se explica más detalladamente la invención con ayuda de representaciones. Estas muestran:The following explains in more detail the invention with the help of representations. These show:

Figura 1 una representación esquemática del principio de compensación, como se la conoce del estado actual de la técnica,Figure 1 a schematic representation of the compensation principle, as it is known from the current state of the technique,

Figura 2 una primera forma de ejecución conforme a la invención de una disposición de bobinas,Figure 2 a first form of execution according to the invention of a coil arrangement,

Figura 3a una vista lateral y una vista desde arriba de una disposición de bobinas conforme a la figura 2 con carga del campo de trabajo,Figure 3a a side view and a view from above a coil arrangement according to figure 2 with work field load,

Figura 3b la vista lateral conforme a la figura 3a con carga del campo perturbador,Figure 3b the side view according to the figure 3rd with load of the disturbing field,

Figura 4 una modificación de la primera forma de ejecución en vista lateral y vista desde arriba,Figure 4 a modification of the first form of execution in side view and top view,

Figura 5 una segunda forma de ejecución conforme a la invención de una disposición de bobinas,Figure 5 a second form of execution according to the invention of a coil arrangement,

Figura 6 una vista lateral y una vista desde arriba de la segunda forma de ejecución conforme a la figura 5,Figure 6 a side view and a view from above the second embodiment according to figure 5,

Figura 7a una vista lateral conforme a la figura 6 con carga del campo de trabajo,Figure 7a a side view according to the Figure 6 with work field load,

Figura 7b una vista lateral conforme a la figura 6 con carga del campo perturbador,Figure 7b a side view according to the Figure 6 with disturbing field load,

Figura 8 una disposición de sensores de rueda doble,Figure 8 an arrangement of wheel sensors double,

Figura 9 una disposición de bobinas yFigure 9 an arrangement of coils and

Figura 10 otra disposición de sensores de rueda doble.Figure 10 another wheel sensor arrangement double.

La figura 1 representa esquemáticamente el modo de funcionamiento de un sensor inductivo con compensación del campo perturbador conforme al estado actual de la técnica. El sensor se compone esencialmente de un oscilador 1 y un circuito oscilante 2 con un condensador C y dos bobinas L1 y L2. Con esta disposición es posible compensar las tensiones perturbadoras UStörL1 y UStörL2 de un campo magnético perturbador \Phi_{s} (figura 2 y figura 5), que actúa de la misma manera sobre ambas bobinas L1 y L2. Para ello ambas bobinas L1 y L2 se encuentran conectadas de tal manera en el circuito oscilante LC, que las tensiones perturbadoras U_{St\ddot{o}rL1} y U_{St\ddot{o}rL2} poseen direcciones contrarias si tienen el mismo valor absoluto, y con ello se anulan recíprocamente. Por otro lado, una tensión de trabajo U_{oszL1} o U_{oszL2} aplicada por el oscilador 1 al circuito oscilante LC 2 para la generación de un campo magnético de trabajo casi no es influenciada por esta disposición.Figure 1 schematically represents the mode of operation of an inductive sensor with field compensation disturbing according to the current state of the art. The sensor is It consists essentially of an oscillator 1 and an oscillating circuit 2 with a capacitor C and two coils L1 and L2. With this provision is possible to compensate for the disturbing voltages UStörL1 and UStörL2 of a disturbing magnetic field \ Phi_ {s} (figure 2 and figure 5), which acts in the same way on both coils L1 and L2. For it both coils L1 and L2 are connected in such a way in the oscillating circuit LC, which disturbance voltages U_ {St \ ddot {o} rL1} and U_ {St \ ddot {o} rL2} have addresses contrary if they have the same absolute value, and thus cancel reciprocally. On the other hand, a working voltage U_ {oszL1} or U_ {oszL2} applied by oscillator 1 to oscillating circuit LC 2 for the generation of a magnetic field of work it is almost not influenced by this provision.

La figura 2 muestra en perspectiva una vía 3 con una primera forma de ejecución conforme a la invención de una disposición de bobina para la compensación del campo magnético perturbador. Se puede observar que una corriente de vía I_{s} genera un campo magnético perturbador \Phi_{s}. Para casi neutralizar este campo magnético perturbador \Phi_{s} aquí ambas bobinas L1 y L2 se encuentran conformadas como bobina interna Li y bobina externa, la conectadas en serie, con lo que la orientación de las espiras de ambas bobinas Li y La se encuentran en dirección contraria una de la otra, como muestran las figuras 3a y 4 a través de las flechas. Además, el número de espiras n_{Li} de la bobina interna Li es mayor que el número de espiras n_{La} de la bobina externa La.Figure 2 shows in perspective a track 3 with a first embodiment according to the invention of a coil arrangement for magnetic field compensation disturbing. It can be seen that a track current I_ {s} generates a disturbing magnetic field \ Phi_ {s}. For almost neutralize this disturbing magnetic field \ Phi_ {s} here both L1 and L2 coils are formed as internal coil Li and external coil, the connected in series, bringing the orientation of the turns of both coils Li and La are in the direction contrary to each other, as shown in figures 3a and 4 through of the arrows. In addition, the number of turns n_ {Li} of the coil internal Li is greater than the number of turns n_ {La} of the coil external La.

DeFrom

U = \mu \cdot n \cdot \frac{d\phi}{dt}U = \ mu \ cdot n \ cdot \ frac {d \ phi} {dt}

oor

U = \mu \cdot n \cdot \frac{1}{A} \cdot \frac{dB}{dt}U = \ mu \ cdot n \ cdot \ frac {1} {A} \ cdot \ frac {dB} {dt}

yY

U_{Li} = U_{La} resulta para el dimensionado de las bobinas:U_ {Li} = U_ {La} results for sizing of the coils:

\frac{n_{Li}}{n_{1,a}} = \frac{A_{La}}{A_{Li}},\ frac {n_ {Li}} {n_ {1, a}} = \ frac {A_ {La}} {A_ {Li}},

con lo que representawith what It represents

: \mu la permeabilidad,\ mu the permeability,

: \Phi el flujo magnético,\ Phi the flow magnetic,

: B la inducción magnética yB induction magnetic and

: A la superficie de la bobina La o Li.To the surface of the coil La or Li.

: La bobina interna Li tiene entonces un mayor número de espiras n_{Li} en correspondencia con la relación de superficie, que la bobina exterior La. Este hecho tiene como consecuencia, que las inducciones contrarias B_{Li} y B_{La} que aparecen en ambas bobinas Li y La debido a la corriente del circuito oscilante del oscilador 1 no sean de igual magnitud y que en el área de la bobina interna Li conforme a la figura 3a permanezca una inducción total B_{Li}-B_{La} lo suficientemente alta para la detección de la rueda de un vehículo sobre carriles que pasa por encima del sensor inductivo. En cambio la porción interna y externa de un campo magnético perturbador se compensan recíprocamente con la inducción total B_{St\ddot{o}r}, como muestra la figura 3b en representación simbólica.Coil internal Li then has a greater number of turns n_ {Li} in correspondence with the surface ratio, that the coil exterior La. This fact has as a consequence, that the inductions opposite B_ {Li} and B_ {La} that appear on both coils Li and La due to the oscillator circuit current of oscillator 1, do not be of equal magnitude and that in the area of the internal coil Li according to figure 3a remain a total induction B_ {Li} -B_ {La} high enough for the detection of the wheel of a vehicle on rails passing by above the inductive sensor. Instead the inner and outer portion of a disturbing magnetic field they reciprocally compensate with the total induction B_ {St \ ddot {o} r}, as shown in Figure 3b in symbolic representation

El efecto de compensación también se presenta si, como en la figura 4, la bobina interna Li no se encuentra dispuesta centralmente en la bobina externa La. En otra modificación las bobinas Li y La pueden tener prácticamente cualquier forma, como por ejemplo circular, cuadrada, rectangular u oval. Si se siguen exactamente las reglas de dimensionado arriba indicadas, es decir la proporcionalidad inversa de los números de espiras respecto de las superficies de bobinas, se puede alcanzar una compensación casi completa de los campos magnéticos perturbadores homogéneos. En el caso de campos perturbadores no homogéneos, debido a las diferentes dimensiones de bobinas pueden aparecer diferencias entre las tensiones perturbadoras de las bobinas Li y La. Sin embargo, la tensión perturbadora total efectiva que permanece siempre es menor a la de la bobina individual, de manera que al menos se garantiza un efecto compensador parcial.The compensation effect is also presented. if, as in figure 4, the internal coil Li is missing centrally arranged in the external coil La. In another modification Li and La coils can have virtually any shape, such as for example circular, square, rectangular or oval. If they follow exactly the sizing rules indicated above, that is the inverse proportionality of the numbers of turns with respect to the coil surfaces, compensation can be achieved almost full of homogeneous disturbing magnetic fields. At case of non-homogeneous disturbing fields, due to the different coil dimensions may appear differences between the disturbing voltages of coils Li and La. However, the total effective disturbing voltage that remains is always less than that of the individual coil, so that at least one partial compensating effect.

Las figuras 5 a 10 hacen referencia a otra forma de ejecución conforme a la invención de una disposición de bobinas de compensación de campos perturbadores. Frente a la variante representada en las figuras 2 a 4 esta forma de ejecución se diferencia especialmente porque las bobinas L1 y L2 utilizadas presentan una geometría del mismo tipo, de manera contraria a las bobinas Li y La. Esto resulta en una disminución del insumo y de los costes.Figures 5 to 10 refer to another form of execution according to the invention of a coil arrangement of compensation of disturbing fields. In front of the variant represented in figures 2 to 4 this embodiment is difference especially because the coils L1 and L2 used they have a geometry of the same type, contrary to the Coils Li and La. This results in a decrease in input and costs

La figura 5 muestra, en una forma de representación análoga a la figura 2, que se encuentran previstas dos bobinas L1 y L2 de igual geometría y números de espiras desplazadas una respecto de la otra y que se superponen parcialmente. Ya que ambas bobinas L1 y L2 presentan la misma construcción, el campo magnético perturbador \Phi_{s} induce la misma tensión perturbadora U_{St\ddot{o}rL1} y U_{St\ddot{o}rL2} (figura 1) hacia ambas bobinas L1 y L2. Para la compensación las bobinas L1 y L2 se encuentran conectadas en oposición, como se muestra en la figura 1. En la disposición de las dos bobinas L1 y L2, que se superponen pero no se penetran, las bobinas se encuentran desacopladas magnéticamente una de la otra, es decir que el campo magnético generado por una bobina L1 o L2 atraviesa la otra bobina L2 o L1 en partes iguales, con flujos magnéticos \Phi_{i} y \Phi_{a} internos y externos de dirección contraria, como muestra la figura 6. Este efecto se logra por la superoposición parcial de las bobinas L1 y L2, con lo que la distancia X entre los ejes longitudinales de ambas bobinas L1 y L2 siempre es menor que su diámetro. Para el campo magnético de trabajo necesario para la detección de ruedas B_{L1} o B_{L2} resultan las relaciones representadas en la figura 7a, mientras que un campo magnético perturbador B_{St\ddot{o}r} se compensa conforme a la figura 7b. Cada bobina L1 y L2 genera un campo magnético como una bobina individual, ya que debido al desacoplamiento magnético no se presenta una influencia recíproca. Por ello tampoco tiene influencia, que los campos magnéticos B_{L1} y B_{L2} de ambas bobinas L1 y L2 se encuentren en direcciones opuestas en el funcionamiento del oscilador. Ambas bobinas L1 y L2 contribuyen en partes iguales a la detección de una rueda, ya que sus campos magnéticos B_{L1} y B_{L2} son influenciados de igual manera por la pestaña 4 (figura 8) de una rueda. Frente a una disposición con sólo una bobina sensor, es decir sin inclusión de esta bobina individual en una multiplicidad de bobinas para la compensación de campos perturbadores, el área de influencia de la rueda se prolonga en aproximadamente el desplazamiento lateral X de ambas bobinas L1 y L2.Figure 5 shows, in a form of representation analogous to figure 2, which are planned two coils L1 and L2 of the same geometry and turns numbers displaced from one another and that overlap partially. Since both coils L1 and L2 have the same construction, the disturbing magnetic field \ Phi_ {s} induces the same disturbing voltage U_ {St \ ddot {o} rL1} and U_ {St \ ddot {o} rL2} (figure 1) towards both coils L1 and L2. For compensation the L1 and L2 coils are connected in opposition, as shown in figure 1. In the arrangement of the two coils L1 and L2, which overlap but do not penetrate, the coils meet magnetically decoupled from each other, meaning that the field magnetic generated by a coil L1 or L2 crosses the other coil L2 or L1 in equal parts, with magnetic fluxes \ Phi_ {i} and Internal and external \ Phi_ {a} opposite direction, such as Figure 6 shows. This effect is achieved by overlapping partial of coils L1 and L2, so that the distance X between the Longitudinal axes of both coils L1 and L2 is always smaller than their diameter. For the magnetic field of work necessary for the B_ {L1} or B_ {L2} wheel detection results in relationships represented in figure 7a, while a magnetic field Disturber B_ {St \ ddot {o} r} is compensated according to Figure 7b. Each coil L1 and L2 generates a magnetic field like a coil individual, because due to magnetic decoupling It has a reciprocal influence. That's why he doesn't have influence, that the magnetic fields B_ {L1} and B_ {L2} of both coils L1 and L2 are in opposite directions in the Oscillator operation Both coils L1 and L2 contribute in equal parts to the detection of a wheel, since its fields magnetic L1 and B2 are influenced in the same way by tab 4 (figure 8) of a wheel. Facing a provision with only one sensor coil, that is, without including this coil individual in a multiplicity of coils for the compensation of disturbing fields, the area of influence of the wheel is prolonged in approximately the lateral displacement X of both coils L1 and L2

La figura 8 muestra las bobinas L1_1, L2_1 y L2_2 de dos sensores de ruedas en relación a la vía 3. En este caso las bobinas L1_1, L2_1 así como L2_2 y L1_2 se encuentran colocadas de manera tal, por ejemplo dentro de una carcasa de sensor, que sus puntos medios presentan una altura constante hacia la base horizontal de la vía 3, con lo que los planos de espiras se encuentran inclinados respecto del plano de vía. Entonces, campos magnéticos perturbadores atraviesan las dos bobinas L1_1 y L2_1 o L2_2 y L1_2, siempre con la misma intensidad y dirección y de esta manera se anulan, incluso cuando el campo perturbador no transcurre de manera paralela a los ejes longitudinales de las bobinas. La pestaña 4 de la rueda pasa por encima del sensor doble representado en la figura 8 en una secuencia temporal determinada, de manera que de la secuencia de señales se puede determinar la dirección de marcha del vehículo sobre carriles.Figure 8 shows the coils L1_1, L2_1 and L2_2 of two wheel sensors in relation to track 3. In this case coils L1_1, L2_1 as well as L2_2 and L1_2 are placed in such a way, for example inside a sensor housing, that its midpoints have a constant height towards the base horizontal of track 3, so that the spiral planes are they are inclined with respect to the track plane. So fields disturbing magnets pass through the two coils L1_1 and L2_1 or L2_2 and L1_2, always with the same intensity and direction and of this way they cancel out, even when the disturbing field does not pass parallel to the longitudinal axes of the coils. The wheel tab 4 passes over the double sensor shown in figure 8 in a certain time sequence, so that of the signal sequence the direction of Vehicle running on rails.

En la figura 9 se representa una forma de bobina preferida para sensores de rueda. Las bobinas L1 y L2 se encuentran conformadas en forma plana y arrolladas en espiral. La altura de las bobinas planas corresponde al diámetro del alambre de devanado y en consecuencia es tan reducida, que ambas bobinas L1 y L2 que se superponen se pueden montar sin inclinación en la carcasa de un sensor de rueda.Figure 9 shows a coil shape Preferred for wheel sensors. L1 and L2 coils are located shaped flat and spirally wound. The height of the flat coils correspond to the diameter of the winding wire and in consequence is so reduced that both coils L1 and L2 that overlap can be mounted without tilt on the housing of a wheel sensor

La figura 10 representa un sensor doble con bobinas planas L1_Sys1 y L2_Sys1, así como L1_Sys1 y L2_Sys2, con lo que también las bobinas adyacentes L2_Sys1 y L1_Sys2 de los dos sistemas de sensores Sys1 y Sys2 se superponen.Figure 10 represents a double sensor with flat coils L1_Sys1 and L2_Sys1, as well as L1_Sys1 and L2_Sys2, with that also the adjacent coils L2_Sys1 and L1_Sys2 of the two Sys1 and Sys2 sensor systems overlap.

Claims

1. Wheel sensor, especially for a track release warning installation, with at least one inductive sensor on the side of the track for the detection of a modification of the magnetic field because the iron wheel of a vehicle on rails passes above the track and having an arrangement of coils without a core (L1, L2; La, Li) for the compensation of disturbing magnetic fields (\ Phi_ {s}, B_ {St \ ddot {o} r}), characterized because a first coil without a core (La) and a second coil without a core (Li) are provided inside the first one, which with a simultaneous power supply generates a magnetic field in the opposite direction (B_ {Li}), thus the winding planes of the coils (La, Li) essentially coincide and the numbers of turns (n_ {Li} and n_ {La}) of the coils (Li and La) are inversely proportional to the coil surfaces (A_ {La } and A_ {Li}).

2. Wheel sensor according to claim 1, characterized in that the second coil (Li) is centrally disposed within the first coil (La).

3. Wheel sensor, especially for a track release warning installation, with at least one inductive sensor on the side of the track to detect a modification of the magnetic field because the iron wheel of a vehicle on rails passes above the track and having a coreless coil arrangement (L1, L2) for the compensation of disturbing magnetic fields (\ Phi_ {s}, B_ {St \ ddot {o} r}), characterized in that they are provided two coils without a core (L1, L2) with geometry and essentially equal turns, whose spiral planes run essentially parallel to each other, so that the coils (L1, L2) overlap in the vertical projection and generate magnetic fields opposite direction in the case of simultaneous power supply.

4. Wheel sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the coils (L1, L2; L1Sys1, L2Sysl, L1_Sys2, L2_Sys2) are formed as flat coils, the height of which corresponds to the diameter of the conductor used.

5. Wheel sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the winding planes of the coils (L1, L2; La, Li) run essentially parallel to the track plane.

6. Wheel sensor according to claim 3, characterized in that the winding planes of the coils (L1_1, L2_1; L2_2, L2_1) have an inclination oriented essentially in the longitudinal direction of the track and that the junction line of the midpoints of the coil runs in a horizontal plane parallel to the track.

7. Wheel sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the coils (L1, L2; Li, La) have round turns, especially circular and / or oval.

8. Wheel sensor arrangement dependent on the direction of travel characterized by the use in pairs of wheel sensors spaced in the direction of the tracks, according to one of the preceding claims.

9. Wheel sensor arrangement dependent on the direction of travel according to claim 8 characterized by the use of wheel sensors according to claim 5, whereby the winding planes of the coil pairs (L1_1 and L2_1; L2_2 and L1_2) present slopes in opposite directions, in the form of a roof.

10. Wheel sensor arrangement dependent on the direction of travel characterized by the use in pairs of wheel sensors that overlap in the direction of the tracks, according to one of claims 1 to 7.