ES2561050T3

ES2561050T3 - Wheel sensor

Info

Publication number: ES2561050T3
Application number: ES10700831.0T
Authority: ES
Inventors: Gerd Hollnagel; Eric Nannen; Lutz-Helge Radwan
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2030-01-08
Also published as: EP2382120A1; EP2382120B1; WO2010086200A1; DE102009007068A1

Abstract

Sensor de rueda con al menos una bobina del sensor (1) alimentada por corriente alterna, dispuesta por debajo de una superficie de la carcasa (2) del sensor de rueda, sensible a una interacción inductiva con ruedas (20) de vehículos que están circulando, caracterizado porque entre la bobina del sensor (1) y la superficie de la carcasa (2) se proporciona un blindaje (3) capacitivo.Wheel sensor with at least one sensor coil (1) supplied by alternating current, arranged below a surface of the wheel sensor housing (2), sensitive to inductive interaction with wheels (20) of moving vehicles , characterized in that a capacitive shield (3) is provided between the sensor coil (1) and the housing surface (2).

Description

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

DESCRIPCIONDESCRIPTION

Sensor de ruedaWheel sensor

La presente invencion hace referenda a un sensor de rueda con al menos una bobina del sensor alimentada por corriente alterna, dispuesta por debajo de una superficie de la carcasa del sensor de rueda, sensible a una interaccion inductiva con ruedas de vehlculos que estan circulando.The present invention refers to a wheel sensor with at least one sensor coil powered by alternating current, arranged below a surface of the wheel sensor housing, sensitive to an inductive interaction with vehicle wheels that are circulating.

Un sensor de rueda de esa clase en forma de un sensor de rueda que trabaja segun el principio del detector de proximidad inductivo se conoce por ejemplo por la solicitud de patente europea publicada EP 1 288 098 A1.A wheel sensor of that kind in the form of a wheel sensor that works according to the principle of the inductive proximity detector is known for example from the published European patent application EP 1 288 098 A1.

Generalmente, la utilizacion de sensores de rueda de la clase mencionada se encuentra ampliamente difundida en el area de las instalaciones de control ferroviarias. Lo mencionado hace referencia por ejemplo a sensores de rueda que trabajan segun el principio del detector de proximidad inductivo. Ademas, se conocen tambien por ejemplo sensores de rueda que actuan de forma inductiva con una bobina de emision y un sensor de rueda en forma de una bobina de recepcion. Independientemente de la respectiva forma de ejecucion, la masa de hierro de un vehlculo que se encuentra circulando, as! como de un eje que rueda que se encuentra circulando, conduce a una modificacion del campo electromagnetico de la bobina del sensor, de manera que un paso a traves de una rueda puede ser detectado por el sensor mediante una modificacion de las propiedades provocadas de este modo, como por ejemplo una modificacion del factor de calidad o de la inductividad. Ambitos de aplicacion de sensores de rueda que actuan de forma inductiva son por ejemplo los sistemas de deteccion de entradas y salidas u otros sistemas con funciones de aviso y de conmutacion, como por ejemplo la conexion y la desconexion de sistemas de seguridad de paso a nivel.Generally, the use of wheel sensors of the aforementioned class is widespread in the area of railway control facilities. The aforementioned refers, for example, to wheel sensors that work according to the principle of the inductive proximity detector. In addition, for example, wheel sensors that act inductively with an emission coil and a wheel sensor in the form of a reception coil are also known. Regardless of the respective form of execution, the mass of iron in a vehicle that is circulating as well! as of a rotating wheel axis, it leads to a modification of the electromagnetic field of the sensor coil, so that a passage through a wheel can be detected by the sensor by modifying the properties caused in this way , such as a modification of the quality factor or inductivity. Areas of application of wheel sensors that act inductively are, for example, the input and output detection systems or other systems with warning and switching functions, such as the connection and disconnection of level crossing safety systems .

En la practica se ha comprobado que en el area de los railes, junto con la influencia a traves de las ruedas que deben ser detectadas o a traves de las pestanas de esas ruedas, tambien actuan influencias de interferencia sobre la bobina del sensor. Las interferencias correspondientes eventualmente pueden provocar una influencia del sensor de la rueda que se asemeja a la pestana de una rueda que esta circulando. Generalmente, a modo de ejemplo, a traves de la selection de una geometrla adecuada de al menos un sensor de rueda, se logra seleccionar una frecuencia de trabajo adecuada, as! como la regulation de un factor de respuesta adecuado, de manera que las influencias de interferencia no provocan una reaction no deseada del sensor de la rueda. Sin embargo, debido a ello, se establecen llmites en cuanto al factor de respuesta del sensor de la rueda, de manera que pueden resultar limitaciones en cuanto a la aplicabilidad, as! como al ambito de aplicacion de los sensores de rueda correspondientes.In practice it has been proven that in the area of the rails, together with the influence through the wheels that must be detected or through the flanges of those wheels, interference influences also act on the sensor coil. Corresponding interference may eventually cause an influence of the wheel sensor that resembles the flange of a wheel that is circulating. Generally, by way of example, by selecting a suitable geometry of at least one wheel sensor, it is possible to select a suitable working frequency, as! such as the regulation of an appropriate response factor, so that interference influences do not cause an unwanted reaction of the wheel sensor. However, due to this, limits are established as to the response factor of the wheel sensor, so that limitations on the applicability may result, as well! as to the scope of application of the corresponding wheel sensors.

Por la publication DE 1 524 618 A1 se conoce un dispositivo para determinar la presencia o el paso de vehlculos en un lugar determinado. El dispositivo conocido presenta un puente alimentado por corriente alterna, donde dos ramas del mismo se componen de resistencias, una tercera rama contiene una bobina de induction, denominada bobina de referencia, y una cuarta rama presenta un bucle electromagnetico, denominado como bobina de medicion. Para compensar las variaciones de la capacidad entre los conductores que forman las espiras del bucle y el medio en donde se encuentra el bucle, as! como variaciones de la capacidad entre los conductores del cable que conectan el bucle con el puente y ese medio, es decir, para compensar capacidades variables dentro del dispositivo, se introducen en la estructura del bucle de medicion uno o varios conductores aislados, denominados hilos de compensation, los cuales se encuentran conectados a la rama del puente que contiene la bobina de referencia. De este modo, la forma y las dimensiones de los hilos de compensacion se seleccionan de manera que los mismos presenten las mismas variaciones de capacidad con respecto al entorno que la bobina de medicion. Lo mencionado tiene como consecuencia que posibles variaciones de la capacidad actuan del mismo modo en las dos ramas, de manera que el equilibrio de los puentes se vuelve insensible con respecto a las modificaciones de las caracterlsticas del medio y a las variaciones de capacidad causadas debido a ello.From DE 1 524 618 A1 a device is known for determining the presence or passage of vehicles in a given place. The known device has a bridge powered by alternating current, where two branches thereof consist of resistors, a third branch contains an induction coil, called a reference coil, and a fourth branch has an electromagnetic loop, called a measurement coil. To compensate for variations in capacity between the conductors that form the turns of the loop and the medium where the loop is located, as! as variations of the capacity between the conductors of the cable that connect the loop with the bridge and that means, that is, to compensate for variable capacities within the device, one or more insulated conductors, called wires of compensation, which are connected to the branch of the bridge that contains the reference coil. Thus, the shape and dimensions of the compensation wires are selected so that they have the same capacity variations with respect to the environment as the measuring coil. The aforementioned has the consequence that possible variations in capacity act in the same way in the two branches, so that the balance of the bridges becomes insensitive with respect to the modifications of the characteristics of the environment and the variations in capacity caused due to it .

Es objeto de la presente invencion proporcionar un sensor de rueda de la clase mencionada en la introduction, el cual sea particularmente insensible con respecto a influencias de interferencia externas.It is an object of the present invention to provide a wheel sensor of the kind mentioned in the introduction, which is particularly insensitive with respect to external interference influences.

De acuerdo con la invencion, dicho objeto se alcanzara a traves de un sensor de rueda con al menos una bobina del sensor alimentada por corriente alterna, dispuesta por debajo de una superficie de la carcasa del sensor de rueda, sensible a una interaccion inductiva con ruedas de vehlculos que estan circulando, donde entre la bobina del sensor y la superficie de la carcasa se proporciona un blindaje capacitivo.According to the invention, said object will be achieved through a wheel sensor with at least one sensor coil powered by alternating current, arranged below a surface of the wheel sensor housing, sensitive to inductive interaction with wheels. of vehicles that are circulating, where capacitive shielding is provided between the sensor coil and the housing surface.

La invencion se basa en el conocimiento de que las interferencias de sensores de rueda son provocadas en particular tambien por la humedad sobre la superficie de la carcasa del sensor de rueda. La causa de ello reside en el hecho de que los sensores de rueda estan expuestos a influencias climaticas debido a su lugar de instalacion. De este modo, la humedad sobre la superficie de la carcasa del sensor de la rueda puede ser causada o formarse por ejemplo en forma de una capa de humedad correspondiente, as! como de una capa humeda, por ejemplo a traves de agua de lluvia, nieve, hielo, acumulaciones de suciedad humedas o una mezcla de los mismos.The invention is based on the knowledge that wheel sensor interference is caused in particular also by moisture on the surface of the wheel sensor housing. The cause of this lies in the fact that the wheel sensors are exposed to climatic influences due to their place of installation. In this way, moisture on the surface of the wheel sensor housing can be caused or formed, for example, in the form of a corresponding moisture layer, as well! as of a wet layer, for example through rainwater, snow, ice, wet dirt accumulations or a mixture thereof.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

Para asegurar una interaccion inductiva suficiente con la rueda, la bobina del sensor de un sensor de rueda inductivo, que trabaja por ejemplo segun el principio del sensor de de proximidad inductivo, se encuentra dispuesta generalmente por debajo de la superficie de la carcasa del sensor de rueda, bien cerca de la misma. De este modo, en el caso de una disposicion donde la rueda es detectada desde abajo, la distancia entre el extremo superior de la bobina del sensor y la superficie de la carcasa puede ascender por ejemplo solo a algunos pocos millmetros. Para lograr una influencia inductiva, dentro de lo posible intensa, de la bobina del sensor a traves de una rueda que se encuentra en movimiento, en una disposicion de esta clase generalmente el sensor de rueda se encuentra fijado en el carril, de manera que el eje de la bobina del sensor se encuentra orientado esencialmente de forma perpendicular con respecto al plano del rail. Sin embargo, en principio existe tambien la posibilidad de otra orientacion del sensor de rueda con respecto al carril. De este modo, en particular en el caso de sensores de rueda con bobinas de emision y de recepcion existe la posibilidad de una orientacion esencialmente horizontal del eje de la bobina del sensor, de forma transversal o longitudinal con respecto al carril.In order to ensure sufficient inductive interaction with the wheel, the sensor coil of an inductive wheel sensor, which works for example according to the principle of the inductive proximity sensor, is generally arranged below the surface of the sensor housing. wheel, very close to it. Thus, in the case of an arrangement where the wheel is detected from below, the distance between the upper end of the sensor coil and the surface of the housing can for example only amount to a few millimeters. In order to achieve an inductive influence, if possible intense, of the sensor coil through a wheel that is in motion, in an arrangement of this kind the wheel sensor is generally fixed in the rail, so that the The axis of the sensor coil is oriented essentially perpendicular to the rail plane. However, in principle there is also the possibility of another orientation of the wheel sensor with respect to the rail. Thus, in particular in the case of wheel sensors with emission and reception coils there is the possibility of an essentially horizontal orientation of the sensor coil axis, transversely or longitudinally with respect to the rail.

A diferencia de una rueda que esta en movimiento, lo cual, en correspondencia con las ejecuciones anteriores tiene como consecuencia una modificacion del campo magnetico de la bobina del sensor, es decir, una influencia inductiva, la humedad sobre la superficie de la carcasa del sensor de rueda actua principalmente de forma capacitiva sobre la bobina del sensor de rueda. Se ha comprobado que en casos desfavorables, a traves de la influencia de la humedad, puede alcanzarse el umbral de respuesta del sensor de rueda, debido a lo cual se inicia una deteccion a destiempo de una rueda, debido a lo cual se produce una reaccion no deseada del dispositivo que debe ser evaluado. Como resultado, lo mencionado puede conducir por ejemplo a que una seccion de via se indique erroneamente como ocupada.Unlike a wheel that is in motion, which, in correspondence with the previous executions, results in a modification of the magnetic field of the sensor coil, that is, an inductive influence, the humidity on the surface of the sensor housing The wheel acts primarily capacitively on the wheel sensor coil. It has been found that in unfavorable cases, through the influence of moisture, the response threshold of the wheel sensor can be reached, due to which an early detection of a wheel is initiated, due to which a reaction occurs unwanted device to be evaluated. As a result, the aforementioned may lead, for example, to the fact that a road section is incorrectly indicated as being occupied.

El sensor de rueda acorde a la invencion ofrece la ventaja de que entre el sensor de rueda y la superficie de la carcasa se proporciona un blindaje capacitivo. Gracias a ello, influencias de interferencia capacitivas que, en correspondencia con las explicaciones anteriores, podrlan ser causadas por la humedad sobre la superficie de la carcasa, son blindadas por completo o al menos son blindadas en gran medida. Preferentemente, el blindaje capacitivo debe realizarse de manera que se impida al menos en alto grado la aparicion de corrientes de Foucault electricas en el blindaje capacitivo. Esto se considera conveniente, ya que las corrientes de Foucault correspondientes podrlan conducir a un acoplamiento inductivo del blindaje capacitivo con la bobina del sensor y, con ello, generalmente a una debilitacion del campo magnetico de la bobina del sensor. Concretamente, en la realizacion del blindaje capacitivo deben evitarse preferentemente en particular superficies y bucles conductores en forma de espiras cerradas. Para lograr un blindaje efectivo, es decir, en particular estable y con capacidad de conduccion, con respecto a influencias de interferencia capacitivas externas, el blindaje capacitivo se encuentra vinculado preferentemente ademas de forma electrica a la conexion a tierra del sensor de rueda, as! como a la unidad electronica del sensor de rueda. De manera alternativa con respecto a ello, el blindaje capacitivo ademas puede estar conectado de forma electrica a un punto del sensor de rueda equivalente a la conexion a tierra.The wheel sensor according to the invention offers the advantage that capacitive shielding is provided between the wheel sensor and the housing surface. Thanks to this, capacitive interference influences that, in correspondence with the previous explanations, could be caused by moisture on the housing surface, are completely shielded or at least largely shielded. Preferably, the capacitive shield must be carried out in such a way that the appearance of electric eddy currents in the capacitive shield is prevented at least to a high degree. This is considered convenient, since the corresponding Foucault currents could lead to an inductive coupling of the capacitive shield with the sensor coil and, thereby, generally to a weakening of the magnetic field of the sensor coil. Specifically, in the realization of the capacitive shield, conductive surfaces and loops in the form of closed turns must be preferably avoided in particular. In order to achieve an effective shielding, that is to say, in particular stable and with conduction capacity, with respect to external capacitive interference influences, the capacitive shielding is preferably also electrically linked to the ground connection of the wheel sensor, as well! as to the electronic unit of the wheel sensor. Alternatively, the capacitive shield can also be electrically connected to a wheel sensor point equivalent to the ground connection.

A traves de la eliminacion de las influencias de interferencias capacitivas, la distancia de interferencia del sensor de rueda se mejora de modo ventajoso, en particular con respecto a la humedad que se presenta sobre la superficie de la carcasa. De manera ventajosa, una distancia de interferencia ampliada de modo correspondiente en una disponibilidad mas elevada del sensor de rueda, a traves del aumento de la sensibilidad de respuesta, posibilita detectar tambien pestanas de ruedas tambien mas pequenas en arcos de la rueda mas desfavorables.Through the elimination of the influences of capacitive interference, the interference distance of the wheel sensor is advantageously improved, in particular with respect to the humidity that is present on the surface of the housing. Advantageously, a correspondingly extended interference distance in a higher availability of the wheel sensor, through the increase in response sensitivity, also makes it possible to detect also smaller wheel flanges in more unfavorable wheel arches.

Preferentemente, el sensor de rueda acorde a la invencion esta disenado de manera que la bobina del sensor forma parte de un circuito oscilante electrico. Esto se considera ventajoso, ya que en particular en el caso de sensores de rueda que actuan segun el principio del detector de proximidad inductivo, la bobina del sensor, con el fin de lograr una sensibilidad elevada, se encuentra dispuesta generalmente en un circuito oscilante electrico. La masa de hierro de una rueda que esta circulando, as! como de un eje que se encuentra en movimiento, conduce a una atenuacion del campo magnetico de la bobina del sensor, de manera que puede detectarse el paso de una rueda y la influencia inductiva de la bobina del sensor vinculada a ello, mediante una modificacion de las propiedades, como por ejemplo de la amplitud de oscilacion del factor de calidad, del circuito oscilante electrico.Preferably, the wheel sensor according to the invention is designed so that the sensor coil is part of an electric oscillating circuit. This is considered advantageous, since in particular in the case of wheel sensors that act according to the principle of the inductive proximity detector, the sensor coil, in order to achieve a high sensitivity, is generally arranged in an electric oscillating circuit . The iron mass of a wheel that is circulating, as! as of an axis that is in motion, it leads to an attenuation of the magnetic field of the sensor coil, so that the passage of a wheel and the inductive influence of the sensor coil linked to it can be detected, by a modification of the properties, such as the amplitude of oscillation of the quality factor, of the electric oscillating circuit.

En una forma de ejecucion preferente del sensor de rueda acorde a la invencion, el blindaje capacitivo presenta una estructura en forma de estrella, cuyo punto central corresponde al eje de la bobina del sensor. Se trata en este caso de una ejecucion particularmente sencilla y con capacidad de conduccion del blindaje capacitivo. De este modo se reducen o se blindan de modo fiable influencias de interferencia capacitivas y al mismo tiempo se evitan corrientes de Foucault electricas que podrlan conducir a una influencia inductiva de la bobina del sensor. Naturalmente no es obligatorio que el punto central de la estructura en forma de estrella corresponda exactamente al eje de la bobina del sensor.In a preferred embodiment of the wheel sensor according to the invention, the capacitive shield has a star-shaped structure, whose central point corresponds to the axis of the sensor coil. In this case, it is a particularly simple and capable of conducting capacitive shielding. In this way capacitive interference influences are reliably reduced or shielded and at the same time electrical eddy currents are avoided that could lead to an inductive influence of the sensor coil. Naturally, it is not mandatory that the center point of the star-shaped structure corresponds exactly to the axis of the sensor coil.

De manera alternativa, segun otra forma de ejecucion preferente, el sensor de rueda acorde a la invencion puede estar disenado de manera que el blindaje capacitivo presenta varios bucles conductores abiertos circulares, cuyo punto central comun corresponde al eje de la bobina del sensor. Tambien esta forma de ejecucion se considera ventajosa en cuanto a su posibilidad de realizacion comparativamente sencilla, as! como al blindaje capacitivo alcanzado de la bobina del sensor con respecto a la superficie de la carcasa. Se considera nuevamente comoAlternatively, according to another preferred embodiment, the wheel sensor according to the invention may be designed so that the capacitive shield has several circular open conductor loops, whose common center point corresponds to the axis of the sensor coil. Also this form of execution is considered advantageous in terms of its possibility of comparatively simple realization, as well! as to the capacitive shielding reached of the sensor coil with respect to the housing surface. It is considered again as

suficiente que el punto central comun de los bucles conductores corresponda esencialmente al eje de la bobina del sensor.enough that the common center point of the conductive loops essentially corresponds to the axis of the sensor coil.

De acuerdo con otra forma de ejecucion especialmente preferente, el sensor de rueda acorde a la invencion, de manera ventajosa, puede estar disenado de manera que el blindaje capacitivo presenta un bucle conductor abierto 5 circular, cuyo punto central corresponde al eje de la bobina del sensor, donde en direction radial se proporcionan elementos conductores conectados al bucle conductor. Tambien esta forma de ejecucion, en donde los elementos conductores conectados al bucle conductor en direccion radial se asemejan a ramificaciones, de manera que resulta una estructura en forma de arbol, se considera especialmente ventajosa en cuanto al blindaje capacitivo alcanzado. Con respecto a la ubicacion del punto central con relation al eje de la bobina del sensor son validas de modo 10 correspondiente las explicaciones antes mencionadas referidas a los dos perfeccionamientos ya descritos del sensor de rueda acorde a la invencion.According to another particularly preferred embodiment, the wheel sensor according to the invention can advantageously be designed such that the capacitive shield has a circular open conductor loop 5, whose central point corresponds to the axis of the coil of the sensor, where in radial direction conductive elements connected to the conductive loop are provided. Also this form of execution, where the conductive elements connected to the radially conducting conductor loop resemble branches, so that a tree-shaped structure results, is considered especially advantageous in terms of the capacitive shielding achieved. With respect to the location of the central point in relation to the axis of the sensor coil, the aforementioned explanations referring to the two improvements already described of the wheel sensor according to the invention are valid.

En principio es posible que la bobina del sensor presente un nucleo ferromagnetico. En particular para evitar interferencias debido a efectos de saturation magneticos, sin embargo, se considera ventajoso que el sensor de rueda acorde a la invencion se encuentre disenado de manera que la bobina del sensor sea una bobina con nucleo 15 de aire.In principle it is possible that the sensor coil has a ferromagnetic core. In particular to avoid interference due to magnetic saturation effects, however, it is considered advantageous that the wheel sensor according to the invention is designed so that the sensor coil is a coil with air core 15.

A continuation, la presente invencion se describe en detalle mediante ejemplos de ejecucion. Los dibujos muestranNext, the present invention is described in detail by exemplary embodiments. The drawings show

Figura 1: en una representation basica esquematica, un sector de una vista lateral de un primer ejemplo de ejecucion del sensor de rueda acorde a la invencion;Figure 1: in a basic schematic representation, a sector of a side view of a first example of the execution of the wheel sensor according to the invention;

Figura 2: en una representacion basica esquematica, una vista superior de un segundo ejemplo de ejecucion del 20 sensor de rueda acorde a la invencion, donde el blindaje capacitivo presenta una estructura en forma de estrella,Figure 2: in a basic schematic representation, a top view of a second embodiment of the wheel sensor according to the invention, where the capacitive shield has a star-shaped structure,

Figura 3: en una representacion basica esquematica, una vista superior de un tercer ejemplo de ejecucion del sensor de rueda acorde a la invencion, donde el blindaje capacitivo presenta varios bucles conductores abiertos circulares, yFigure 3: in a basic schematic representation, a top view of a third example of the execution of the wheel sensor according to the invention, where the capacitive shield has several circular open conductor loops, and

Figura 4: en una representacion basica esquematica, una vista superior de un cuarto ejemplo de ejecucion del 25 sensor de rueda acorde a la invencion, donde el blindaje capacitivo presenta un bucle conductor abierto circular y en direccion radial se proporcionan elementos conductores conectados al bucle conductor.Figure 4: in a basic schematic representation, a top view of a fourth example of execution of the wheel sensor according to the invention, where the capacitive shield has a circular open conductor loop and in the radial direction conductive elements connected to the conductor loop are provided .

Para una mayor claridad, para los componentes iguales o que actuan del mismo modo se utilizan en las figuras slmbolos de referencia respectivamente identicos.For greater clarity, the same identical reference symbols are used in the figures for the same or acting in the same way.

La figura 1, en una representacion basica esquematica, muestra un sector de una vista lateral de un primer ejemplo 30 de ejecucion del sensor de rueda acorde a la invencion. Debe senalarse expllcitamente que tanto la representacion de la figura 1 como aquellas correspondientes a las otras figuras se tratan solamente de dibujos basicos esquematicos que muestran exclusivamente los componentes esenciales para explicar la invencion. Esto significa que, con el fin de una simplification, no estan representados otros componentes conocidos, necesarios para el funcionamiento de un sensor de rueda.Figure 1, in a basic schematic representation, shows a section of a side view of a first example 30 of executing the wheel sensor according to the invention. It should be explicitly stated that both the representation of Figure 1 and those corresponding to the other figures are only basic schematic drawings that show only the essential components to explain the invention. This means that, for the purpose of simplification, other known components, necessary for the operation of a wheel sensor, are not represented.

35 La figura 1 muestra una bobina del sensor 1 de un sensor de rueda que trabaja segun el principio del detector de proximidad inductivo. La bobina del sensor 1 esta dispuesta por debajo de una superficie de la carcasa 2 del sensor de rueda. En la situation mostrada en la figura 1, en donde con el fin de una mayor claridad el sensor de rueda se encuentra montado sobre un carril que no se encuentra representado, la bobina del sensor 1 sirve para detectar la pestana de una rueda 20 de un vehlculo ferroviario. El sensor de rueda se encuentra sujeto en el rail, as! como en el 40 carril, de manera que al desplazarse hacia delante la rueda 20, as! como la pestana de la rueda 20, tiene lugar una atenuacion del campo magnetico de la bobina del sensor 1. Debido a la rueda 20 que esta circulando, del vehlculo ferroviario, la variation del campo magnetico de la bobina del sensor 1 es detectada mediante un circuito oscilante electrico, cuya inductividad se forma a traves de la bobina del sensor 1. A traves de componentes adicionales, por ejemplo en forma de un conjunto de circuitos de control dispuestos en la carcasa del sensor de la rueda en el rail o 45 completamente o parcialmente aparte del rail, en base a una influencia inductiva de la bobina del sensor 1 y, vinculado a ello, a la modification de al menos una propiedad del circuito oscilante electrico, es posible detectar que la rueda 10 ha pasado por el sensor de rueda, as! como es posible detectar la pestana de la rueda 20 del vehlculo ferroviario, generando por ejemplo una senal para un sistema de detection de entradas y salidas o un sistema de seguridad de paso a nivel.35 Figure 1 shows a sensor coil 1 of a wheel sensor that works according to the principle of the inductive proximity detector. The sensor coil 1 is disposed below a surface of the wheel sensor housing 2. In the situation shown in Figure 1, where for the purpose of greater clarity the wheel sensor is mounted on a rail that is not shown, the sensor coil 1 serves to detect the flange of a wheel 20 of a railway vehicle. The wheel sensor is attached to the rail, as! as in the 40 lane, so that when wheel 20 moves forward, so! Like the wheel 20 flange, an attenuation of the magnetic field of the sensor coil 1 takes place. Due to the wheel 20 that is circulating, of the railway vehicle, the variation of the magnetic field of the sensor coil 1 is detected by a electric oscillating circuit, whose inductivity is formed through the sensor coil 1. Through additional components, for example in the form of a set of control circuits arranged in the wheel sensor housing on the rail or completely or partially apart from the rail, based on an inductive influence of the sensor coil 1 and, linked thereto, to the modification of at least one property of the electric oscillating circuit, it is possible to detect that the wheel 10 has passed through the wheel sensor as! as it is possible to detect the flange of the wheel 20 of the railway vehicle, for example generating a signal for an entry and exit detection system or a level crossing security system.

50 Junto con la interaction inductiva antes descrita, causada por un paso, en la practica pueden presentarse tambien influencias de interferencia que actuan de forma capacitiva en la bobina del sensor 1. En este caso puede tratarse por ejemplo de una capa de humedad 10 sobre la superficie de la carcasa 2 del sensor de rueda. Una capa de humedad 10 de ese tipo, en casos desfavorables, puede conducir a que se alcance el umbral de respuesta del50 Together with the inductive interaction described above, caused by a step, interference influences that act capacitively on the sensor coil 1 can also occur in practice. In this case it may be for example a moisture layer 10 on the surface of the casing 2 of the wheel sensor. Such a moisture layer 10, in unfavorable cases, can lead to the response threshold of the

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

sensor de rueda, lo cual finalmente conduce a un aviso erroneo y, ligado a ello, a interferencias de la secuencia de funcionamiento.wheel sensor, which eventually leads to an erroneous warning and, linked to it, to interference of the operating sequence.

Para minimizar o excluir influencias de interferencia capacitivas, el sensor de rueda acorde a la figura 1 presenta un blindaje capacitivo 3 que se encuentra conectado a la conexion a tierra, as! como a la masa de funcionamiento 4 del sensor de rueda o a la unidad electronica del sensor de rueda. Gracias a ello, de manera ventajosa, se alcanza un blindaje de influencias de interferencia capacitivas que parten desde la superficie de la carcasa, as! como por encima de la superficie de la carcasa. En correspondencia con la representation de llneas discontinuas del blindaje capacitivo 3, de manera ventajosa, el blindaje se encuentra realizado de manera que se evitan superficies y bucles conductores con espiras cerradas, las cuales podrlan ocasionar un acoplamiento inductivo con la bobina del sensor 1. El blindaje capacitivo puede estar compuesto por cualquier material conductor o puede presentar un revestimiento de un material correspondiente. A modo de ejemplo, como posibles materiales pueden mencionarse cobre, aluminio o hierro.To minimize or exclude capacitive interference influences, the wheel sensor according to Figure 1 has a capacitive shield 3 that is connected to the ground connection, as well! such as the operating mass 4 of the wheel sensor or the electronic unit of the wheel sensor. Thanks to this, advantageously, a shield of capacitive interference influences that start from the surface of the housing is achieved, as well! as above the surface of the housing. Corresponding to the representation of dashed lines of the capacitive shield 3, advantageously, the shield is made so as to avoid surfaces and conductive loops with closed turns, which could cause an inductive coupling with the sensor coil 1. The Capacitive shielding may be composed of any conductive material or may have a coating of a corresponding material. By way of example, as possible materials there may be mentioned copper, aluminum or iron.

La figura 2, en una representacion basica esquematica, muestra una vista superior de un segundo ejemplo de ejecucion del sensor de rueda acorde a la invention, donde el blindaje capacitivo presenta una estructura en forma de estrella. Tal como puede observarse en la figura 2, el punto central de la estructura en forma de estrella corresponde esencialmente al eje de la bobina del sensor 1. Esta forma de ejecucion garantiza, en primer lugar, un buen blindaje con respecto a influencias de interferencia capacitivas, donde al mismo tiempo se evitan influencias de interferencia inductivas a traves del propio blindaje capacitivo 3, es decir, por ejemplo un debilitamiento del campo magnetico de la bobina del sensor 1 debido a corrientes de Foucault electricas inducidas. En correspondencia con la representacion de la figura 2, el blindaje capacitivo 2 se encuentra vinculado electricamente a su vez a la conexion a tierra 4 del sensor de rueda, as! como a la unidad electronica del sensor de rueda.Figure 2, in a basic schematic representation, shows a top view of a second embodiment of the wheel sensor according to the invention, where the capacitive shield has a star-shaped structure. As can be seen in Figure 2, the center point of the star-shaped structure essentially corresponds to the axis of the sensor coil 1. This form of execution guarantees, first of all, a good shielding with respect to capacitive interference influences. , where at the same time inductive interference influences are avoided through the capacitive shield 3 itself, that is, for example, a weakening of the magnetic field of the sensor coil 1 due to induced electric eddy currents. Corresponding to the representation of Figure 2, the capacitive shield 2 is electrically linked in turn to the ground connection 4 of the wheel sensor, as! as to the electronic unit of the wheel sensor.

La figura 3, en una representacion basica esquematica, muestra una vista superior de un tercer ejemplo de ejecucion del sensor de rueda acorde a la invencion, donde el blindaje capacitivo 3 presenta varios bucles conductores abiertos circulares. En esta forma de ejecucion, los bobinados de la bobina del sensor 1 se encuentran cubiertos por varios bucles conductores abiertos circulares, cuyo punto central comun corresponde esencialmente al eje de la bobina del sensor 1. De este modo, los bucles conductores abiertos circulares, para asegurar un blindaje particularmente fiable, se encuentran conectados nuevamente a la conexion a tierra 4 del sensor de rueda, as! como a la unidad electronica del sensor de rueda.Figure 3, in a basic schematic representation, shows a top view of a third example of the execution of the wheel sensor according to the invention, where the capacitive shield 3 has several circular open conductor loops. In this embodiment, the windings of the sensor coil 1 are covered by several circular open conductor loops, whose common center point essentially corresponds to the axis of the sensor coil 1. Thus, the circular open conductor loops, for ensure a particularly reliable shield, they are connected again to the ground connection 4 of the wheel sensor, as! as to the electronic unit of the wheel sensor.

La figura 4, en una representacion basica esquematica, muestra una vista superior de un cuarto ejemplo de ejecucion del sensor de rueda acorde a la invencion, donde el blindaje capacitivo presenta un bucle conductor abierto circular y en direction radial se proporcionan elementos conductores conectados al bucle conductor. En este ejemplo de ejecucion, la bobina del sensor 1, mediante un blindaje capacitivo 3, es blindada con respecto a la superficie de la carcasa, donde dicho blindaje presenta una estructura en forma de arbol. La estructura en forma de arbol esta formada por un bucle conductor abierto circular, cuyo punto central corresponde esencialmente al eje de la bobina del sensor 1. De modo adicional se proporcionan en direccion radial elementos conductores conectados al bucle conductor, los cuales se ramifican de forma similar a ramas desde el tronco formado por el bucle conductor. Tambien en esta forma de ejecucion del blindaje capacitivo 3 se garantiza la atenuacion en alto grado o la elimination completa de influencias de interferencia capacitivas, mientras que al mismo tiempo se evita al menos en gran medida una influencia del campo magnetico de la bobina del sensor 1. Para ello, el blindaje capacitivo 3 se encuentra conectado a su vez a la conexion a tierra 4.Figure 4, in a basic schematic representation, shows a top view of a fourth exemplary embodiment of the wheel sensor according to the invention, where the capacitive shield has a circular open conductor loop and in radial direction conductive elements connected to the loop are provided. driver. In this exemplary embodiment, the sensor coil 1, by means of a capacitive shield 3, is shielded with respect to the housing surface, where said shield has a tree-like structure. The tree-shaped structure is formed by a circular open conductor loop, whose central point essentially corresponds to the axis of the sensor coil 1. Additionally, conductive elements connected to the conductor loop are provided in radial direction, which branch off similar to branches from the trunk formed by the conductive loop. Also in this embodiment of the capacitive shield 3 the attenuation to a high degree or the complete elimination of capacitive interference influences is guaranteed, while at the same time at least to a large extent an influence of the magnetic field of the sensor coil 1 is avoided. For this, the capacitive shield 3 is in turn connected to the ground connection 4.

Cabe senalar que dentro el marco de la invencion naturalmente son posibles tambien realizaciones del blindaje capacitivo 3 que difieren de las formas de ejecucion preferentes antes descritas.It should be noted that within the framework of the invention, of course, embodiments of the capacitive shield 3 are also possible, which differ from the preferred embodiments described above.

Asimismo, debe tenerse en cuenta que el sensor de rueda acorde a la invencion puede presentar tambien varias bobinas del sensor 1. Por ejemplo, puede tratarse de dos bobinas del sensor que se encuentran conectadas la una a la otra en una conexion opuesta, para eliminar campos de interferencia. En ese caso, de manera ventajosa, entre cada una de las dos bobinas del sensor y la superficie de la carcasa puede proporcionarse un blindaje capacitivo. De manera alternativa con respecto a ello, junto con la bobina del sensor, es posible proporcionar tambien otra bobina que se encuentre conectada con la bobina del sensor nuevamente en una conexion opuesta, donde la otra bobina sirve esencialmente solo como bobina de compensation. En ese caso, por ejemplo en comparacion con la bobina del sensor, la otra bobina puede estar dispuesta a una distancia mayor con respecto a la superficie de la carcasa, donde en ese caso eventualmente no es necesario un blindaje capacitivo de la otra bobina.Likewise, it should be noted that the wheel sensor according to the invention can also have several coils of the sensor 1. For example, it can be two coils of the sensor that are connected to each other in an opposite connection, to eliminate interference fields In that case, advantageously, a capacitive shield can be provided between each of the two sensor coils and the housing surface. Alternatively with respect to this, together with the sensor coil, it is also possible to provide another coil that is connected to the sensor coil again in an opposite connection, where the other coil essentially serves only as a compensation coil. In that case, for example in comparison with the sensor coil, the other coil may be arranged at a greater distance from the housing surface, where in that case a capacitive shield of the other coil is not necessary.

Cabe senalar ademas que el sensor de rueda acorde a la invencion puede estar disenado con el fin de determinar la direccion de circulation de un vehlculo ferroviario que se encuentra en movimiento, tambien en forma de un as! llamado sensor de rueda doble, el cual presenta al menos dos bobinas del sensor esencialmente independientes una de otra. En el caso de una forma de ejecucion de esa clase del sensor de rueda acorde a la invencion, de manera ventajosa, cada una de las bobinas del sensor presenta un blindaje capacitivo con respecto a la superficie de la carcasa.It should also be noted that the wheel sensor according to the invention may be designed in order to determine the direction of movement of a railway vehicle that is in motion, also in the form of an ace! called a double wheel sensor, which has at least two sensor coils essentially independent of each other. In the case of an embodiment of that kind of the wheel sensor according to the invention, advantageously, each of the sensor coils has a capacitive shield with respect to the housing surface.

En correspondencia con las ejecuciones precedentes, el sensor de rueda acorde a la invencion, de manera ventajosa, presenta un blindaje capacitivo 3 entre la bobina del sensor 1 y la superficie de la carcasa 2. Gracias a ello se eliminan al menos en gran medida o se suprimen influencias de interferencia capacitivas, aumentando con ello la distancia de interferencia del sensor de rueda, en particular en cuanto a la humedad 10 acumulada sobre la 5 superficie de la carcasa 2 del sensor de rueda. Debido a que el sensor de rueda acorde a la invencion es particularmente sensible con respecto a influencias de interferencia, al ampliar la sensibilidad de respuesta del sensor de rueda, resulta una elevada disponibilidad del sensor de rueda y/o la posibilidad de detectar tambien pestanas de ruedas mas reducidas, as! como pestanas de ruedas con arcos de la rueda desfavorables.In correspondence with the preceding embodiments, the wheel sensor according to the invention, advantageously, has a capacitive shield 3 between the sensor coil 1 and the surface of the housing 2. Thanks to this, at least to a large extent or capacitive interference influences are suppressed, thereby increasing the interference distance of the wheel sensor, in particular as regards the moisture accumulated 10 on the surface of the casing 2 of the wheel sensor. Because the wheel sensor according to the invention is particularly sensitive with respect to interference influences, by increasing the response sensitivity of the wheel sensor, a high availability of the wheel sensor results and / or the possibility of detecting also eyelash flanges. smaller wheels as well! like wheel flanges with unfavorable wheel arches.

Claims

1. Wheel sensor with at least one sensor coil (1) powered by alternating current, arranged below a surface of the wheel sensor housing (2), sensitive to an inductive interaction with wheels (20) of vehicles that they are circulating, characterized in that between the sensor coil (1) and the housing surface (2)

5 a capacitive shield (3) is provided.

2. Wheel sensor according to claim 1, characterized in that the sensor coil (1) is part of an electric oscillating circuit.

3. Wheel sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the capacitive shield (3) has a star-shaped structure, whose central point corresponds to the axis of the sensor coil (1).

10 4. Wheel sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the capacitive shield (3) has several

Circular open conductor loops, whose common center point corresponds to the axis of the sensor coil (1).

5. Wheel sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the capacitive shield (3) has a circular open conductor loop, whose central point corresponds to the axis of the sensor coil (1), and in the radial direction elements are provided conductors that are connected to the conductor loop.

Wheel sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor coil (1) is

a coil with air core (1).