ES2633028T3 - Procedimiento de conteo de ejes y dispositivo de conteo de ejes - Google Patents

Procedimiento de conteo de ejes y dispositivo de conteo de ejes Download PDF

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ES2633028T3 ES15160078.0T ES15160078T ES2633028T3 ES 2633028 T3 ES2633028 T3 ES 2633028T3 ES 15160078 T ES15160078 T ES 15160078T ES 2633028 T3 ES2633028 T3 ES 2633028T3
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Abstract

Procedimiento de conteo de ejes para vehículos sobre carriles con las siguientes etapas de procedimiento: * acoplamiento de luz a al menos una fibra de detección (SF, SF1, SF2), comprendiendo la fibra de detección (SF, SF1, SF2) al menos una rejilla de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) montada en un carril (T), presentando cada rejilla de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) un espectro de reflexión con un pico de reflexión (P1, P2) en una longitud de onda de Bragg (λ1, λ2) con una semianchura (FWHM), * detección de la luz reflejada por dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) dispuestas a distancia entre sí, por lo que se obtiene respectivamente una señal de esfuerzo de cizallamiento del carril (T); * generación de una señal diferencial de esfuerzo de cizallamiento a partir de las dos señales de esfuerzo de cizallamiento recibidas; * generación de una señal de rueda en una unidad de procesamiento de señales cuando la señal diferencial de esfuerzo de cizallamiento queda por encima de un valor límite superior definido (G) o por debajo de un valor límite inferior definido (G).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de conteo de ejes y dispositivo de conteo de ejes Antecedentes de la invencion
La invencion se refiere a un procedimiento de conteo de ejes para vehuculos sobre carriles que comprende: un acoplamiento de luz a al menos una fibra de deteccion, comprendiendo la fibra de deteccion al menos una rejilla de Bragg en fibra montada en un carril, presentando cada rejilla de Bragg en fibra un espectro de reflexion (desarrollo de la intensidad de la potencia luminosa reflejada por la rejilla de Bragg en fibra en funcion de la longitud de onda) con un pico de reflexion en una longitud de onda de Bragg con una semianchura, y deteccion de la luz reflejada por dos rejillas de Bragg en fibra dispuestas a distancia entre sf, por lo que se obtiene respectivamente una senal de esfuerzo de cizallamiento del carril.
Un procedimiento de este tipo se conoce por la solicitud de patente DE 10 2014 100 654.4 aun no publicada.
Se conocen sistemas de conteo de ejes en los que se detectan por induccion los ejes que pasan por un punto de conteo. Aqu es problematico que los campos electromagneticos, por ejemplo de instalaciones de aire acondicionado fijadas en el tren, puedan conducir a fallos o conteos incorrectos.
El documento WO 2005/093971 A1 describe un sistema de vigilancia de trenes, en el que se usan fibras de deteccion fijadas en la via para el conteo de ejes. Gracias al acoplamiento de luz a la fibra optica (fibra de deteccion), se alimenta luz a la rejilla de Bragg en fibra, reflejandose las longitudes de onda dispuestas dentro de la anchura de banda de filtro alrededor de la longitud de onda de Bragg. La longitud de onda de Bragg esta definida en general como As=nefT2A= nerA. Aqm, nf es el mdice de refraccion efectivo y A es el penodo de rejilla de la rejilla de Bragg en fibra. Gracias a una fuerza que actua se dilata la fibra de deteccion y por lo tanto la rejilla de Bragg en fibra y cambia la longitud de onda de reflexion o de transmision de la rejilla de Bragg en fibra, de modo que se refleja luz de otras longitudes de onda en funcion de la dilatacion de la rejilla de Bragg en fibra pudiendo alimentarse a una unidad de evaluacion y analisis. Las diferentes rejillas de Bragg en fibra estan montadas a una distancia de 2,5 m. Las diferentes rejillas de Bragg en fibra presentan diferentes longitudes de onda de Bragg, debiendo ser la diferencia entre las longitudes de onda de Bragg mas grande que el cambio de la longitud de onda de Bragg de las rejillas de Bragg en fibra correspondientes por solicitaciones.
La solicitud de patente DE 10 2014 100 654.4 aun no publicada describe un sistema de medicion de carriles para medir una magnitud mecanica que actua sobre un carril mediante sensores fibroopticos. Las rejillas de Bragg en fibra allf usadas se fijan con un angulo de + 30° a + 60°, en particular de + 45° respecto a la fibra neutra en el carril. Esto ofrece la ventaja de que la unidad de deteccion fibrooptica detecta deformaciones por cizallamiento, que conducen a una dilatacion positiva o negativa, que no se extienden en paralelo a la fibra neutra.
El inconveniente de las disposiciones conocidas es que la sensibilidad no es suficientemente alta para detectar de forma fiable cada eje, de modo que no esta garantizado el nivel de seguridad (SIL4) necesario para trenes, puesto que las senales que resultan por la medicion del esfuerzo de cizallamiento no son adecuadas para realizar una evaluacion de valores umbrales.
Objetivo de la invencion
La invencion tiene el objetivo de proponer un procedimiento de conteo de ejes que, por un lado, sea poco propenso a fallos, en particular respecto a interferencias electromagneticas, y que presente, por otro lado, una sensibilidad suficiente para cumplir el nivel de seguridad requerido.
Sumario de la invencion
Este objetivo se consigue de acuerdo con la invencion por que estan previstas las siguientes etapas de procedimiento:
• generacion de una senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento a partir de las dos senales de esfuerzo de cizallamiento recibidas;
• generacion de una senal de rueda en una unidad de procesamiento de senales cuando la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento queda por encima de un valor lfmite superior definido o por debajo de un valor lfmite inferior definido.
De acuerdo con la invencion se genera una senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento, es decir, una senal con ayuda de la cual puede deducirse el desarrollo en el tiempo de la diferencia entre dos esfuerzos de cizallamiento en dos puntos de deteccion dispuestos a distancia entre sf. El valor de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento se vuelve muy grande en el intervalo del cambio de signo del esfuerzo de cizallamiento (es decir, cuando la aplicacion de carga al carril por la rueda tiene lugar exactamente entre las dos rejillas de Bragg en fibra), lo que
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permite una deteccion sencilla de una rueda. Una senal de esfuerzo de cizallamiento, es dedr, una senal con ayuda de la cual puede deducirse el esfuerzo de cizallamiento que se produce en un punto de deteccion determinado puede obtenerse, por ejemplo, mediante la deteccion de la luz reflejada por la rejilla de Bragg en fibra montada en el punto de deteccion, estando dispuesta la rejilla de Bragg en fibra de forma oblicua respecto a la fibra neutra, en particular en un angulo de + 45° o + 90°. La generacion de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento se realiza mediante la deteccion y la formacion de diferencia del desarrollo en el tiempo del cambio de la longitud de onda de la longitud de onda de Bragg de las rejillas de Bragg en fibra, determinandose el cambio de la longitud de onda mediante la deteccion del cambio de intensidad de la luz reflejada por las rejillas de Bragg en fibra.
Esto puede realizarse de diferentes formas y se describira a continuacion con ayuda de diferentes variantes. En todas las variantes se detecta el desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la/las fibra(s) de deteccion, preferentemente mediante uno o varios fotodiodos con acoplamiento de fibras.
Variantes preferibles
Una variante especialmente ventajosa del procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la invencion (concepto OEC) esta caracterizada por que las fibras de deteccion se usan con respectivamente dos rejillas de Bragg en fibra dispuestas en serie, con diferentes longitudes de onda de Bragg (en dos puntos de deteccion dispuestos a distancia entre sf en la direccion del carril), y por que la generacion de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento se realiza opticamente mediante un componente optoelectronico en una unidad de procesamiento de senales, de tal modo que se detecta el desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion mediante el componente optoelectronico y se filtra en dos bordes de filtro de un filtro de longitud de onda del componente optoelectronico, encontrandose los bordes de filtro respectivamente en la region de una de las longitudes de onda de Bragg de las rejillas de Bragg en fibra y presentando pendientes con signos diferentes y por que el desarrollo filtrado de la intensidad se detecta como senal diferencial. Mediante el procesamiento de la senal diferencial en la unidad de procesamiento de senales se generan senal de ruedas (digitales).
En el concepto OEC se usan componentes optoelectronicos (chips OE) para la medicion de la potencia luminosa reflejada y para la transformacion de senales. Por la carga de los puntos de deteccion y los esfuerzos de cizallamiento que van unidos a la misma, se desplazan las longitudes de onda de Bragg de las rejillas de Bragg en fibra. Las partes de la potencia luminosa reflejada que proceden de las diferentes rejillas de Bragg en fibra estan sometidas a la filtracion en diferentes bordes de filtro. Los cambios de las longitudes de onda de Bragg son una medida para los esfuerzos de cizallamiento que se producen. La formacion de la diferencia optica de las senales de esfuerzo de cizallamiento se realiza porque las partes de la potencia luminosa reflejada que proceden de las diferentes rejillas de Bragg en fibra (espectro de suma de la luz reflejada por las dos rejillas de Bragg en fibra) de las dos rejillas de Bragg en fibra se mueven a lo largo de respectivamente un borde de filtro del componente optoelectronico, presentando los bordes de filtro pendientes con diferentes signos. Las partes de la potencia luminosa reflejada de los dos elementos de deteccion se filtran por lo tanto con intensidades diferentes. Las longitudes de onda de Bragg y los bordes de filtro estan adaptados preferentemente de tal modo unas a otros que en caso de una carga supuesta los picos de reflexion de las rejillas de Bragg en fibra no se desplazan al otro borde de filtro, respectivamente. De este modo se forma un mmimo o un maximo (el signo depende de la orientacion angular (+ 45°) de las rejillas de Bragg en fibra respecto a la fibra neutra, segun la orientacion que tienen las rejillas de Bragg en fibra respecto a la fibra neutra) en el desarrollo de la potencia luminosa reflejada, cuando la diferencia de los esfuerzos de cizallamiento en los dos puntos de deteccion se vuelve muy grande. Esto puede digitalizarse con un comparador.
Para que la potencia se mantenga en suma constante, con cambios pequenos, es ventajoso que las semianchuras (FWHM) de los espectros y sus reflectividades (R) de las rejillas de Bragg en fibra sean similares. En una variante especialmente ventajosa, las semianchuras de los picos de reflexion de las dos rejillas de Bragg en fibra difieren por lo tanto menos de 0,5 nm y sus reflectividades menos del 20 %. Ademas, debenan ser pequenas las desviaciones del punto de trabajo en cuestion (preferentemente posicion central) en el borde de filtro, habitualmente < 1 nm. En otro caso pueden producirse antes y despues del mmimo de potencia sobreoscilaciones negativas y sobreoscilaciones, que como consecuencia limitan las cargas que pueden detectarse como mmimo. Para la deteccion de ejes de trenes en un carril pueden usarse por ejemplo rejillas de Bragg en fibra con los siguientes valores: A1 = 1541,9 nm, R1 = 45 %, FWHM1 = 550 pm; A2 = 1550,1 nm, R = 55 %, FWHM = 650 pm.
Preferentemente se detecta una senal de referencia del desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion mediante el componente optoelectronico sin filtrar, y la senal diferencial se compara con la senal de referencia.
En una variante alternativa (concepto RR) del procedimiento de acuerdo con la invencion se usan fibras de deteccion con dos rejillas de Bragg en fibra dispuestas en serie con longitudes de onda de Bragg diferentes en dos puntos de deteccion dispuestos a distancia entre sf en la direccion del carril, realizandose la generacion de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento opticamente mediante un solapado espectral de los picos de reflexion de las dos rejillas de Bragg en fibra durante la transicion de un estado no cargado a un estado cargado. Gracias al
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procesamiento de la senal diferencial en la unidad de procesamiento de senales se generan senales de ruedas (digitales).
El desplazamiento de las longitudes de onda de Bragg es una medida para el esfuerzo de cizallamiento que se produce en el punto de deteccion correspondiente. El grado de solapado de los picos de reflexion es una medida para la diferencia entre los esfuerzos de cizallamiento.
El solapado de los picos de reflexion se realiza preferentemente en el estado cargado. En esta variante, las longitudes de onda de Bragg de las dos rejillas de Bragg en fibra se eligen de tal modo que los picos de reflexion de las dos rejillas de Bragg en fibra de una mitad de contacto de carril se solapan en el estado cargado. Cuanto mas se solapen los picos de reflexion tanto menos luz se refleja. En caso de carga del carril se detecta por lo tanto un mmimo de intensidad. Por lo tanto, la generacion de una senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento se realiza en este variante por el solapado de los picos de reflexion en caso de carga de los carriles. Para ello, la distancia de las longitudes de onda de Bragg de las rejillas de Bragg en fibra se elige de acuerdo con la invencion de tal modo que en caso de una carga con una masa esperada se produce un solapado notable, preferentemente un solapado completo de los picos de reflexion. No obstante, tambien es posible elegir la distancia y las semianchuras de los picos de reflexion de tal modo que los picos de reflexion no se solapen en el estado no cargado separandose en caso de carga. En este caso se medina un maximo de intensidad en caso de carga.
Este concepto RR esta caracterizado por una menor complejidad en el procesamiento de senales en la placa de circuitos impresos de adaptacion.
En una tercera variante (concepto OE2) del procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la invencion se usan dos fibras de deteccion con respectivamente una rejilla de Bragg en fibra, estando dispuestas las rejillas de Bragg en fibra de diferentes fibras de deteccion en puntos de deteccion dispuestos a distancia entre sf en la direccion del carril. De acuerdo con la invencion se genera para cada fibra de deteccion una senal filtrada del desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion por la rejilla de Bragg en fibra mediante filtracion en respectivamente un borde de filtro de un filtro de longitud de onda de un componente optoelectronico en una unidad de procesamiento de senales, realizandose la generacion de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento de las dos rejillas de Bragg en fibra de forma electronica mediante un microcontrolador. Como senal de referencia sirve la luz reflejada por la rejilla de Bragg en fibra no filtrada o la senal electrica obtenida por procesamiento de senales a partir de esta luz (senal de potencia luminosa no opticamente filtrada).
En esta variante, la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento se determina, por lo tanto, no en una mitad de contacto de carril sino a partir de las senales procesadas por los componentes optoelectronicos de las dos mitades de contacto de carril en el microcontrolador. Por lo tanto, se determina una diferencia de senales electricas.
Es especialmente ventajoso cuando se detecta una senal de referencia a partir del desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion mediante el componente optoelectronico de forma no filtrada y se determina la senal de esfuerzo de cizallamiento a partir de la relacion entre la senal filtrada y la senal de referencia. De este modo se consigue una independencia de la potencia luminosa irradiada.
Para detectar un error puede comprobarse si la senal de referencia esta por encima de un tercer valor lfmite (tercer valor lfmite = valor lfmite superior) o por debajo (tercer valor lfmite = valor lfmite inferior). Es preferible la variante indicada en ultimo lugar, es decir, que un error se detecte cuando la senal de referencia queda por debajo de un tercer valor lfmite predeterminado. El procedimiento de conteo de ejes se realiza por lo tanto preferentemente en un “principio de luz de reposo” (analogo al principio de corriente de reposo). Esto significa que en el funcionamiento en standby se detecta continuamente una senal reflejada por las rejillas de Bragg en fibra. Cuando falla la fuente luminosa o cuando se corta un cable (p.ej. entre el contacto de carril y la placa de circuitos impresos de procesamiento de senales), la senal de referencia cae por debajo del valor lfmite definido, por lo que puede realizarse una deteccion de errores sencilla de los componentes opticos. De este modo es posible la deteccion de defectos posibles (fallo de la fuente luminosa, corte de un cable, suciedad en puntos de enchufe) en la parte optica del procesamiento de senales, de la lmea de alimentacion de fibra optica y en el sensor propiamente dicho sin dispositivo de diagnostico adicional (funcionalidad de autocomprobacion de las rejillas de Bragg en fibra) Una comprobacion puede realizarse por ejemplo desconectandose la fuente luminosa durante poco tiempo. Otra posibilidad es modular la intensidad de la luz de la fuente luminosa. Si la luz detectada presenta la misma modulacion, la comprobacion se evalua como realizada con exito. Aqrn no es necesaria una desconexion de la fuente luminosa.
La invencion se refiere tambien a dispositivos de conteo de ejes para la realizacion de diferentes variantes del procedimiento de acuerdo con la invencion.
Un primer dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion (contador de ejes OEC) comprende una fuente luminosa, al menos un punto de conteo, comprendiendo cada punto de conteo dos mitades de contacto de carril para el montaje en un carril. De acuerdo con la invencion, cada mitad de contacto de carril comprende una fibra de deteccion con una primera rejilla de Bragg en fibra con una primera longitud de onda de Bragg y una segunda rejilla
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de Bragg en fibra con una segunda longitud de onda de Bragg, estando realizadas las rejillas de Bragg en fibra para un montaje oblicuo respecto a la fibra neutra en el carril. Ademas, la mitad de contacto de carril comprende un componente optoelectronico para la realizacion de una sustraccion optica de la potencia luminosa reflejada por las dos rejillas de Bragg en fibra de una fibra de deteccion, comprendiendo el componente optoelectronico un filtro que depende de la longitud de onda con dos bordes de filtro, encontrandose los bordes de filtro respectivamente en la region de una de las longitudes de onda de Bragg de las rejillas de Bragg en fibra y presentando pendientes con diferentes signos.
Las pendientes de los bordes de filtro son preferentemente iguales en cuanto al valor. Basta con que las pendientes sean iguales en cuanto al valor en la region en la que se desplazan las longitudes de onda de Bragg.
Para ahorrar material, las rejillas de Bragg en fibra de las dos mitades de contacto de carril de un punto de conteo pueden estar dispuestas en una fibra de deteccion comun. Mediante un divisor de frecuencia, las senales pueden asignarse a las diferentes mitades de contacto de carril. En caso de una variante que requiere especialmente poco material de esta forma de realizacion, las mitades de contacto de carril de un punto de conteo presentan una rejilla de Bragg en fibra comun.
Un segundo dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion (contador de ejes RR) comprende una fuente luminosa y al menos un punto de conteo, comprendiendo cada punto de conteo dos mitades de contacto de carril para el montaje en un carril, comprendiendo cada mitad de contacto de carril una fibra de deteccion con dos rejillas de Bragg en fibra dispuestas en serie en dos puntos de deteccion dispuestos a distancia entre sf, estando realizadas las rejillas de Bragg en fibra para el montaje oblicuo respecto a la fibra neutra en el carril y habiendose elegido las
longitudes de onda de Bragg de las dos rejillas de Bragg en fibra y la distancia entre los dos puntos de deteccion de
tal modo que en caso de una carga predeterminada del carril entre los dos puntos de deteccion se solapan los espectros de reflexion de las dos rejillas de Bragg en fibra. Ademas, esta prevista una unidad de procesamiento de senales para la deteccion y el procesamiento posterior de la luz reflejada por las rejillas de Bragg en fibra. Las
longitudes de onda de Bragg de las dos rejillas de Bragg en fibra y la distancia entre los dos puntos de deteccion (es
decir, la distancia entre las partes iguales de las dos rejillas de Bragg en fibra) se ha elegido de tal modo que en caso de una carga predeterminada del punto de deteccion los dos espectros de reflexion de las rejillas de Bragg en fibra se solapan completamente.
Para conseguir un buen efecto de saturacion, una de las rejillas de Bragg en fibra debena tener un pico de reflexion con una semianchura grande, mientras que la semianchura del pico de reflexion de la otra rejilla de Bragg en fibra debena ser pequena. Las semianchuras de los picos de reflexion de las dos rejillas de Bragg en fibra difieren, por lo tanto, preferentemente 1 o 2 ordenes de magnitud. Gracias a ello se impide un barrido completo de los picos de reflexion en caso de trenes pesados, de lo que resultanan sino dos picos por eje en el desarrollo de intensidad de la potencia luminosa reflejada.
Es especialmente ventajoso que las longitudes de onda de Bragg de las dos rejillas de Bragg en fibra no difieran mas de 5 nm y que la semianchura de una rejilla de Bragg en fibra sea al menos de 0,05 nm y la semianchura de la otra rejilla de Bragg en fibra sea como maximo de 5 nm. Los picos de reflexion de las dos rejillas de Bragg en fibra se solapan preferentemente ligeramente en el estado no cargado, siendo mayor la longitud de onda de Bragg de la primera rejilla de Bragg en fibra (la rejilla de Bragg en fibra orientada hacia la unidad de procesamiento de senales) que la longitud de onda de Bragg de la segunda rejilla de Bragg en fibra (la rejilla de Bragg en fibra no orientada hacia la unidad de procesamiento de senales).
Un tercer dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion (contador de ejes OE2) comprende una fuente luminosa y al menos un punto de conteo con respectivamente dos mitades de contacto de carril para el montaje en un carril. De acuerdo con la invencion, cada mitad de contacto de carril comprende una fibra de deteccion con una rejilla de Bragg en fibra con una longitud de onda de Bragg, estando realizada la rejilla de Bragg en fibra para el montaje oblicuo respecto a la fibra neutra en el carril. Ademas, cada mitad de contacto de carril comprende una unidad de procesamiento de senales para la generacion de senales de esfuerzo de cizallamiento, comprendiendo la unidad de evaluacion un componente optoelectronico con un borde de filtro (filtro optico). Para la generacion de una senal diferencial de las senales de esfuerzo de cizallamiento emitidas por las unidades de procesamiento de senales, el dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion presenta un microcontrolador.
El microcontrolador es un componente programable, que determina a partir de las senales procesadas por los componentes optoelectronicos de las mitades de contacto de carril la diferencia entre las senales de esfuerzo de cizallamiento.
Para todos los contadores de ejes de acuerdo con la invencion se usa como fuente luminosa preferentemente una fuente luminosa de banda ancha, p.ej. un diodo superluminiscente.
En todos los dispositivos de conteo de ejes de acuerdo con la invencion presentados es especialmente ventajoso que las rejillas de Bragg en fibra (es decir, la extension de las rejillas de Bragg en fibra en la direccion de propagacion de la luz) esten fijadas unas en paralelo a las otras en un angulo de + 30° a + 60°, en particular de + 45°
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respecto a la fibra neutra en el carril. Con ayuda de la disposicion oblicua de las rejillas de Bragg en fibra se miden esfuerzos de cizallamiento en el carril mediante la deteccion de la luz reflejada por las rejillas de Bragg en fibra al pasar una rueda por encima del carril. Por lo tanto, el procedimiento es independiente del tamano de la rueda y de la llanta.
Las rejillas de Bragg en fibra cruzan preferentemente la fibra neutra del carril.
En una forma de realizacion ventajosa del dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion, las rejillas de Bragg en fibra estan provistas de una estructura de convertidor para la compensacion de una dilatacion termica del carril. Mediante la estructura de convertidor se limita el valor absoluto del cambio de la longitud de onda por cambios de temperatura en el carril. Al mismo tiempo, la estructura de convertidor tiene el objetivo de amplificar los niveles de dilatacion relativamente bajos del esfuerzo de cizallamiento, para poder detectar tambien cargas sobre ejes bajas.
Es especialmente ventajoso que las rejillas de Bragg en fibra esten fijadas bajo tension previa en el carril. De este modo puede detectarse de forma sencilla cuando una rejilla de Bragg en fibra se ha soltado del carril, puesto que cambia la longitud de onda de Bragg de la rejilla de Bragg en fibra cuando deja de actuar la tension previa. El montaje de las rejillas de Bragg en fibra bajo tension previa permite detectar cuando una rejilla de Bragg en fibra se ha soltado del carril, puesto que al soltarse la rejilla de Bragg en fibra deja de actuar la tension previa y cambia correspondientemente la longitud de onda de Bragg de la rejilla de Bragg en fibra. En consecuencia, se emite una senal de rueda permanente. La tension previa puede aplicarse antes de la fijacion de las rejillas de Bragg en fibra en el carril de forma mecanica o puede aplicarse mediante un soporte de forma termica, mientras el soporte se fija bajo tension previa en el carril.
Es especialmente ventajoso que este previsto un dispositivo de correccion de asiento para el ajuste de la tension previa con la que se montan las rejillas de Bragg en fibra en el carril.
La unidad de procesamiento de senales comprende preferentemente un divisor de haz fibrooptico. El divisor de haz sirve para tomar, ademas de la senal filtrada en el borde, una senal de referencia mediante un segundo fotodiodo.
Otras ventajas de la invencion resultan de la descripcion y del dibujo. Las caractensticas anteriormente indicadas y las que se explicaran aun mas adelante pueden aplicarse de acuerdo con la invencion respectivamente de forma individual o pueden aplicarse varias de ellas, en cualquier combinacion. Las formas de realizacion mostradas y descritas no han de entenderse como enumeracion exhaustiva, sino que se presentan a tftulo de ejemplo para describir la invencion.
Descripcion detallada de la invencion y de los dibujos
La Figura 1 muestra la estructura esquematica de una mitad de contacto de carril de un dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion segun el concepto EOC.
La Figura 2 muestra un diagrama de bloques para el procesamiento de una senal optica recibida por la mitad de contacto de carril de la Figura 1 (concepto EOC).
La Figura 3 muestra el desarrollo de los picos de reflexion respecto a los bordes de filtro (concepto EOC).
La Figura 4 muestra el desarrollo en el tiempo de la corriente fotoelectrica detectada por los fotodiodos de la senal diferencial segun el concepto OEC, asf como las partes de la corriente fotoelectrica detectada asignadas a las diferentes rejillas de Bragg en fibra.
La Figura 5 muestra la estructura esquematica de una mitad de contacto de carril de un dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion segun el concepto RR.
La Figura 6 muestra un diagrama de bloques para el procesamiento de una senal optica recibida por la mitad de contacto de carril de la Figura 5 (concepto RR).
La Figura 7a, b muestra la disposicion de los picos de reflexion en un estado no cargado y en un estado cargado.
La Figura 8 muestra el desarrollo en el tiempo de la senal diferencial segun el concepto RR.
La Figura 9 muestra la estructura esquematica de dos mitades de contacto de carril de un dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion segun el concepto EO2.
La Figura 10 muestra un diagrama de bloques para el procesamiento de senales obtenidas por dos mitades de contacto de carril segun la Figura 9 (concepto OE2).
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La Figura 11 muestra la disposicion de un pico de reflexion respecto al borde de filtro en un estado no cargado del carril.
La Figura 12a muestra el desarrollo en el tiempo de las senales de esfuerzo de cizallamiento de las dos mitades de contacto de carril segun el concepto OE2.
La Figura 12b muestra el desarrollo en el tiempo de la senal diferencial segun el concepto OE1.
La Figura 13a muestra rejillas de Bragg en fibra fijadas en un carril de dos mitades de contacto de carril segun el concepto OEC o RR con fibras de deteccion separadas.
La Figura 13b muestra rejillas de Bragg en fibra fijadas en un carril de dos mitades de contacto de carril segun el concepto OEC o RR con una fibra de deteccion comun.
La Figura 13c muestra rejillas de Bragg en fibra fijadas en un carril de dos mitades de contacto de carril segun el concepto OE2.
La Figura 14 muestra una seccion transversal de un carril con rejillas de Bragg en fibra fijadas en el carril segun las Figuras 13a-c.
La Figura 15 muestra la estructura general de un dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion.
La Figura 1 muestra la estructura de una mitad de contacto de carril SK1 de un dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion segun el concepto EOC. La mitad de contacto de carril SK1 comprende una fibra de deteccion SF con dos rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2, que estan dispuestas a distancia entre sf y que estan montadas preferentemente previamente en un soporte T, de tal modo que pueden montarse de forma sencilla en la orientacion deseada en un carril S (veanse las Figuras 13a, b). Las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 presentan diferentes longitudes de onda de Bragg A1, A2, y reflejan correspondientemente luz de la longitud de onda de Bragg A1, A2 correspondiente. Mediante una fuente luminosa L se acopla luz a la fibra de deteccion SF. La luz reflejada por las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 se conduce mediante un acoplador de fibra FK a un componente optoelectronico OEC, en el que se procesa la luz reflejada. En el caso descrito, el componente optoelectronico OEC y la fuente luminosa L forman parte de una unidad de procesamiento de senales SV.
En la Figura 2 esta representado como la luz reflejada se sigue procesando en la unidad de procesamiento de senales SV. La luz reflejada se conduce mediante la fibra de deteccion SF al componente optoelectronico OEC, en el que la luz se divide mediante un divisor de haz ST. En un primer canal se filtra la luz reflejada mediante un filtro de longitud de onda F y se detecta mediante un primer fotodiodo PD1 como senal diferencial electrica Sd. En un segundo canal, la luz reflejada se conduce directamente a un segundo fotodiodo PD2 y se detecta allf como senal de referencia Sr, siendo la senal de referencia Sr proporcional a la potencia luminosa reflejada total. De acuerdo con la invencion, el filtro de longitud de onda F presenta dos bordes de filtro K1, K2, presentando los dos bordes de filtro K1, K2 pendientes con diferentes signos. Por los signos diferentes, se evaluan de forma diferente los desplazamientos de las longitudes de onda de Bragg A1, A2 de las dos rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 hacia longitudes de onda mas grandes, es decir, en la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 mediante un aumento de la potencia luminosa detectada y en la otra rejilla de Bragg en fibra FBG2 mediante una reduccion de la potencia luminosa detectada.
Unos amplificadores de transimpedancia V1, V2 transforman la senal diferencial Sd y la senal de referencia Sr en senales de tension. Estas pueden seguir procesandose a continuacion (p.ej. mediante filtracion con filtro de paso bajo). Para determinar la magnitud de medicion propiamente dicha, se forma la relacion entre la senal diferencial Sd y la senal de referencia Sr. De este modo se consigue neutralidad de recorridos y se permiten mediciones independientes de efectos de atenuacion. La senal asf generada es proporcional a la carga sobre ejes, lo que puede evaluarse por separado. La senal analogica puede transformarse a continuacion con ayuda de un comparador en una senal de rueda digital (impulso de rueda Rl1).
La Figura 3 muestra un posible desarrollo de los bordes de filtro K1, K2 respecto a los picos de reflexion P1, P2 de las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2. Los dos bordes de filtro K1, K2 presentan la misma pendiente en cuanto al valor, aunque estan inclinadas en el diagrama mostrado en diferentes direcciones (signos diferentes). Los picos de reflexion P1, P2 de las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 se eligen de forma simetrica respecto a los bordes de filtro K1, K2. Los bordes de filtro K1, K2 pasan por los picos de reflexion P1, P2, de modo que tanto desplazamientos de los picos de reflexion hacia longitudes de onda mas grandes como desplazamientos hacia longitudes de onda mas pequenas tienen como consecuencia un cambio de la intensidad de la luz, provocando un desplazamiento del primer pico de reflexion P1 hacia longitudes de onda mas grandes un aumento de la intensidad, mientras que un desplazamiento del segundo pico de reflexion P2 hacia longitudes de onda mas grandes provoca una reduccion de la intensidad.
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La Figura 4 muestra de forma esquematica el desarrollo de la senal diferencial Sd (curva de trazo continuo), asf como las partes de la luz reflejada por las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 correspondientes en la senal diferencial (FBG1: curva de trazo interrumpido, FBG2: curva de lmea de puntos). En el ejemplo mostrado, la primera rejilla de Bragg en fibra es recalcada por una carga que se va aproximando y la longitud de onda de Bragg Al de la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 se desplaza hacia longitudes de onda mas grandes, es decir, a lo largo del borde de filtro ascendente K1. De este modo se provoca un aumento de la intensidad de la potencia luminosa. Cuando se mueve la carga por encima de la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 en direccion a la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2, se dilata la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1, por lo que la longitud de onda de Bragg A1 de la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 se desplaza hacia longitudes de onda mas pequenas (a lo largo del borde de filtro descendente K1), mientras que la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2 es recalcada, por lo que la longitud de onda de Bragg A2 de la segunda rejilla de Bragg en fibral FBG2 se desplaza hacia longitudes de onda mas grandes (a lo largo del borde de filtro descendente K2). Resulta el desarrollo de la senal diferencial Sd mostrado en la Figura 4. Se detecta un impulso de rueda RI1 cuando la senal diferencial Sd queda por debajo de un valor lfmite G anteriormente definido.
La Figura 5 muestra la estructura de una mitad de contacto de carril SK1 de un dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion segun el concepto RR. La mitad de contacto de carril SK1 comprende una fibra de deteccion SF con dos rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2, que estan dispuestas a distancia entre sf y que estan montadas con preferencia previamente en un soporte T de tal modo que pueden montarse de forma sencilla en la orientacion deseada en un carril S (veanse las Figuras 13a, b). Las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 presentan longitudes de onda de Bragg A1, A2 diferentes y reflejan correspondientemente luz de la longitud de onda de Bragg A1, A2 correspondiente. Mediante una fuente luminosa L se acopla luz a la fibra de deteccion SF. La luz reflejada por las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 se conduce a una unidad de procesamiento de senales SV, en la que se procesa la luz reflejada. En el presente caso, la fuente luminosa L forma parte de la unidad de procesamiento de senales SV.
En la Figura 6 esta representado como la luz reflejada se sigue procesando en la unidad de procesamiento de senales SV. La luz reflejada se detecta mediante un fotodiodo PD como senal diferencial electrica Sd. Se producen desplazamientos de las longitudes de onda de Bragg A1, A2 de las dos rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2. Un amplificador de transimpedancia V transforma la senal diferencial Sd en una senal de tension. Esta puede seguir procesandose ahora (p.ej. mediante filtracion con filtro de paso bajo). La senal analogica puede transformarse a continuacion con ayuda de un comparador en una senal de rueda digital (impulso de rueda RI1).
Las Figuras 7a, b muestran un ejemplo especialmente ventajoso para los picos de reflexion P1, P2 de las dos rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 en un estado no cargado (Figura 7a) y en un estado cargado (Figura 7b). Los picos de reflexion P1, P2 presentan diferentes semianchuras FWHM. En el estado no cargado, los picos de reflexion P1, P2 se solapan ligeramente en el ejemplo mostrado, de modo que tanto desplazamientos de los picos de reflexion hacia longitudes de onda mas grandes como tambien hacia longitudes de onda mas pequenas provocan un cambio de la intensidad de la luz, provocando un desplazamiento de los picos de reflexion P1, P2 alejandose uno de otro un aumento de la intensidad, mientras que un desplazamiento de los picos de reflexion P1, P2 aproximandose uno a otro provoca una reduccion de la intensidad, puesto que un solapado de los picos de reflexion P1, P2 reduce la anchura de banda de la luz reflejada. Gracias al solapado de los picos de reflexion P1, P2 se genera una senal diferencial Sd, puesto que una parte de la luz que ha de ser reflejada por la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2 ya es reflejada por la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 por lo que no llega hasta la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2, por lo que tampoco puede ser reflejada por la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2.
La Figura 8 muestra de forma esquematica el desarrollo de la senal diferencial Sd. En el ejemplo mostrado, la primera rejilla de Bragg en fibra es recalcada por una carga que se va aproximando y el primer pico de reflexion P1 de la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 se desplaza hacia longitudes de onda mas grandes, es decir, en direccion al segundo pico de reflexion P2. Por ello aumenta el solapado de los picos de reflexion P1, P2, lo que conduce a una reduccion de la intensidad de la potencia luminosa. Cuando la carga pasa por encima de la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 en direccion a la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2, se dilata la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1, por lo que la longitud de onda de Bragg A1 de la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 y por lo tanto el primer pico de reflexion P1 se desplazan hacia longitudes de onda mas pequenas, mientras que la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2 es recalcada, por lo que el segundo pico de reflexion P2 de la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2 se desplaza hacia longitudes de onda mas grandes. Por lo tanto, los picos de reflexion P1, P2 se alejan uno de otro. Debido a ello se reduce el solapado de los picos de reflexion P1, P2, lo que conduce a un aumento brusco de la intensidad de la potencia luminosa. Resulta el desarrollo de la senal diferencial Sd mostrado en la Figura 8. Se detecta un impulso de rueda RI1 cuando la senal diferencial Sd queda por encima de un valor lfmite G anteriormente definido.
La Figura 9 muestra la estructura de dos mitades de contacto de carril SK1, SK2 de un dispositivo de conteo de ejes segun el concepto EO2. Las mitades de contacto de carril SK1, SK2 comprenden respectivamente una fibra de deteccion SF con una rejilla de Bragg en fibra FBG1, FBG2. Las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 de las dos mitades de contacto de carril SK1, SK2 presentan longitudes de onda de Bragg A1, A2, y reflejan correspondientemente luz de la longitud de onda de Bragg A1, A2 correspondiente. En esta variante, las longitudes
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de onda de Bragg A1, A2 pueden ser iguales. Mediante respectivamente una fuente luminosa L se acopla luz a las fibras de deteccion SF. No obstante, en principio puede estar prevista tambien solo una unica fuente luminosa, que alimenta luz a las dos fibras de deteccion SF. La luz reflejada por las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 se conduce en cada mitad de contacto de carril SK1, SK2 mediante un acoplador de fibra FK a un componente optoelectronico OEC, en el que se procesa la luz reflejada. En el caso descrito, los componentes optoelectronicos OEC y la fuente luminosa L forman parte de unidades de procesamiento de senales SV. Los componentes optoelectronicos OEC transforman las senales detectadas en corrientes electricas, las procesan y las conducen a un microcontrolador MC, en el que se genera una senal diferencial. En el microcontrolador MC se genera a partir de la senal diferencial mediante formacion de valores umbrales una senal digital, que se emite como impulso de rueda.
En la Figura 10 esta representado como la luz reflejada se sigue procesando en las unidades de procesamiento de senales SV. La luz reflejada en las dos fibras de deteccion SF se conduce mediante las fibras de deteccion SF a los componentes optoelectronicos OEC, en los que la luz se divide mediante un divisor de haz ST. En un primer canal, respectivamente, se filtra la luz reflejada mediante un filtro de longitud de onda F con un borde de filtro K y se detecta mediante primeros fotodiodos PD1 como senales de esfuerzo de cizallamiento S1, S2. En un segundo canal, respectivamente, la luz reflejada se conduce directamente a segundos fotodiodos PD2 y se detecta allf como senales de referencia Sri, Sr2, siendo las senales de referencia Sr proporcionales a la potencia luminosa reflejada total en la fibra de deteccion SF1, SF2 correspondiente. Unos amplificadores de transimpedancia V1, V2 transforman las senales de esfuerzo de cizallamiento S1, S2 y las senales de referencia Sr1, Sr2 en senales de tension. Estas pueden seguir procesandose a continuacion (p.ej. mediante filtracion con filtro de paso bajo). Para determinar las senales propiamente dichas que han de seguir procesandose, se forma la relacion entre la senal diferencial Sd y la senal de referencia Sr. Estas senales de relacion se alimentan a continuacion al microcontrolador MC, que genera una senal diferencial mediante sustraccion de las senales electricas.
La Figura 11 muestra un posible desarrollo de los primeros bordes de filtro K respecto al primer pico de reflexion P1 de la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1. El borde de filtro K pasa por el pico de reflexion P1, de modo que tanto desplazamientos de los picos de reflexion hacia longitudes de onda mas grandes como hacia longitudes de onda mas pequenas tienen como consecuencia un cambio de la intensidad de la luz, provocando un desplazamiento del primer pico de reflexion P1 hacia longitudes de onda mas grandes una reduccion de la intensidad, mientras que un desplazamiento del primer pico de reflexion P1 hacia longitudes de onda mas pequenas provoca un aumento de la intensidad. El desarrollo de los segundos bordes de filtro K respecto al segundo pico de reflexion P2 de la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2 es preferentemente el mismo.
La Figura 12 muestra el desarrollo en el tiempo de las senales de esfuerzo de cizallamiento de las dos mitades de contacto de carril segun el concepto OE2.
Si se forma la diferencia entre los dos desarrollos del esfuerzo de cizallamiento, esta es maxima cuando la aplicacion de la carga al carril por la rueda tiene lugar exactamente entre los dos sensores, como se muestra en la Figura 12b.
Las Figuras 13a, 13b muestran rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 montadas en un carril S de dos mitades de contacto de carril SK1, SK2 segun el concepto OEC o RR. Una primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 y una
segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2 estan dispuestas respectivamente juntas en un soporte T en dos puntos de
deteccion SS1, SS2 dispuestos a distancia entre sf en la direccion del carril, estando montado este soporte bajo tension previa en el carril S. En la Figura 13a esta prevista una fibra de deteccion SF separada para cada mitad de contacto de carril SK1, SK2, estando inscritas en esta fibra de deteccion la primera rejilla de Bragg en fibra FBG1 y la segunda rejilla de Bragg en fibra FBG2, estando dispuestas las dos rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 a distancia entre sf. La Figura 13 muestra otra forma de realizacion, en la que las rejillas de Bragg en fibra FBG1,
FBG2 de las dos mitades de contacto de carril SK1, SK2 forman parte de una sola fibra de deteccion SF. Las
senales se alimentan mediante un divisor de frecuencia FW a las unidades de procesamiento de senales SV de las mitades de contacto de carril SK1, SK2 correspondientes. No obstante, para ello las cuatro rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 deben presentar diferentes longitudes de onda de Bragg.
La Figura 13c muestra rejillas de Bragg en fibra fijadas en un carril de dos mitades de contacto de carril segun el concepto OE2. Cada rejilla de Bragg en fibra FBG1, FBG2 esta inscrita en una fibra de deteccion SF1, SF2 propia y esta montada respectivamente previamente en un soporte T.
En la Figura 13a y la Figura 13c, las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 estan fijadas en un angulo de 45° respecto a la fibra neutra NF en el carril. La Figura 13b en cambio muestra una forma de realizacion en la que las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 estan fijadas en un angulo de -45° respecto a la fibra neutra NF en el carril. En los tres conceptos aqrn presentados son posibles las dos posibilidades de fijacion. Las diferentes orientaciones de las rejillas de Bragg en fibra FBG1, FBG2 en la Figura 13a, c, por un lado, y la Figura 13b, por otro lado, hacen que las senales de esfuerzo de cizallamiento y tambien la senal diferencial se emitan con diferentes signos. Preferentemente se elegira una orientacion en la que el impulso de rueda se emite como mrnimo. Preferentemente, las dos rejillas de Bragg en fibra estan dispuestas a una distancia de aproximadamente 150 mm entre sf. Si los elementos de deteccion estan dispuestos suficientemente cerca unos de otros (preferentemente, una cercarna
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mayor de 150 mm), los dos experimentan tambien las mismas temperaturas, de modo que no se produce un comportamiento termico diferente de las rejillas de Bragg en fibra. Ademas, de este modo pueden compensarse torsiones del carril por una aplicacion de fuerza lateral a la cabeza del carril.
La Figura 14 muestra una seccion transversal de un carril S, en el que esta fijada una rejilla de Bragg en fibra segun la Figuras 13a-c mediante un soporte T.
La Figura 15 muestra la estructura general de un dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la invencion. El dispositivo de conteo de ejes mostrado comprende dos puntos de conteo ZP con respectivamente dos mitades de contacto de carril SK1, SK2, generando cada mitad de contacto de carril SK1, SK2 un impulso de rueda RI1, RI2, que se transmite en cada punto de conteo a una unidad de conteo. A partir del impulso de rueda RI1, RI2 puede determinarse en cada punto de conteo la direccion de marcha. Las informaciones determinadas (impulsos de rueda RI1, RI2, direccion de marcha) se transmiten a una unidad de evaluacion ACE.
Lista de signos de referencia
ACE
F
FBG1, FBG2
FK
FW
FWHM
G
K, K1, K2 L
MC NF OEC P1, P2
PD1, PD1, PD2 RI1, RI2 SK1, SK2 S
SF
SS1, SS2
ST
SV
Sd
Sr, Sri, Sr2
Si, S2 T
V, V1, V2 ZP
A1, A2
Unidad de evaluacion Filtro de longitud de onda Rejillas de Bragg en fibra Acoplador de fibra Divisor de frecuencia Semianchura Valor lfmite Bordes de filtro Fuente luminosa Microcontrolador Fibra neutra
Componente optoelectronico
Picos de reflexion
Fotodiodos
Impulso de rueda
Mitades de contacto de carril
Carril
Fibra de deteccion Puntos de deteccion Divisor de haz
Unidad de procesamiento de senales
Senal diferencial
Senal de referencia
Senales de esfuerzo de cizallamiento
Soporte
Amplificadores de transimpedancia Punto de conteo Longitudes de onda de Bragg

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de conteo de ejes para vetnculos sobre carriles con las siguientes etapas de procedimiento:
    • acoplamiento de luz a al menos una fibra de deteccion (SF, SF1, SF2), comprendiendo la fibra de deteccion (SF, SF1, SF2) al menos una rejilla de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) montada en un carril (T), presentando cada rejilla de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) un espectro de reflexion con un pico de reflexion (P1, P2) en una longitud de onda de Bragg (A1, A2) con una semianchura (FWHM),
    • deteccion de la luz reflejada por dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) dispuestas a distancia entre sf, por lo que se obtiene respectivamente una senal de esfuerzo de cizallamiento del carril (T);
    • generacion de una senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento a partir de las dos senales de esfuerzo de cizallamiento recibidas;
    • generacion de una senal de rueda en una unidad de procesamiento de senales cuando la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento queda por encima de un valor lfmite superior definido (G) o por debajo de un valor lfmite inferior definido (G).
  2. 2. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que
    las fibras de deteccion (SF) se usan con respectivamente dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) dispuestas en serie, con diferentes longitudes de onda de Bragg (A1, A2), en dos puntos de deteccion (SS1, SS2) dispuestos a distancia entre sf en la direccion del carril, y
    por que la generacion de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento se realiza opticamente mediante un componente optoelectronico (OEC) en una unidad de procesamiento de senales (SV), de tal modo que se filtra el desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion (SF) mediante el componente optoelectronico (OEC) en dos bordes de filtro (K1, K2) de un filtro de longitud de onda del componente optoelectronico (OEC), encontrandose los bordes de filtro (K1, K2) respectivamente en la region de una de las longitudes de onda de Bragg (A1, A2) de las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) y presentando pendientes con signos diferentes,
    por que el desarrollo filtrado de la intensidad se detecta como senal diferencial y
    por que mediante el procesamiento de la senal diferencial en la unidad de procesamiento de senales se generan senal de ruedas.
  3. 3. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que las semianchuras de los picos de reflexion (P1, P2) de las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) difieren menos de 0,5 nm y sus reflectividades (R) menos del 20 %.
  4. 4. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que se detecta una senal de referencia a partir del desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion (SF) mediante el componente optoelectronico (OEC) de forma no filtrada y se compara la senal diferencial con la senal de referencia.
  5. 5. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se usan fibras de deteccion (SF) con dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) dispuestas en serie con longitudes de onda de Bragg (A1, A2) diferentes en dos puntos de deteccion (SS1, SS2) dispuestos a distancia entre sf,
    por que la generacion de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento se realiza opticamente mediante un solapado espectral de los picos de reflexion (P1, P2) de las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) durante la transicion de un estado no cargado a un estado cargado.
  6. 6. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado por que el solapado de los picos de reflexion se realiza en el estado cargado.
  7. 7. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se usan dos fibras de deteccion (SF1, SF2) con respectivamente una rejilla de Bragg en fibra (FBG1, fBG2), estando dispuestas las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) de diferentes fibras de deteccion (SF1, SF2) en puntos de deteccion (SS1, sS2) dispuestos a distancia entre sf en la direccion del carril y
    por que para cada fibra de deteccion (SF1, SF2) se genera como senal de esfuerzo de cizallamiento una senal filtrada del desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion (SF1, SF2) por la rejilla de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) mediante filtracion en respectivamente un borde de filtro (K1, K2) de un filtro de longitud de onda de un componente optoelectronico (OEC) en una unidad de procesamiento de senales (SV), y
    por que la generacion de la senal diferencial de esfuerzo de cizallamiento de las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) se realiza de forma electronica mediante un microcontrolador (MC).
  8. 8. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que se detecta una senal de referencia a partir del desarrollo de la intensidad en el tiempo de la potencia luminosa reflejada en la fibra de deteccion (SF) mediante el componente optoelectronico (OEC) de forma no filtrada y por que se determina la senal de esfuerzo de cizallamiento a partir de la relacion entre la senal filtrada y la senal de referencia.
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  9. 9. Procedimiento de conteo de ejes de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se detecta un error cuando la senal de referencia queda por debajo de un tercer valor Ifmite predeterminado.
  10. 10. Dispositivo de conteo de ejes para la realizacion del procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, con una fuente luminosa (L)
    al menos un punto de conteo (ZP), comprendiendo cada punto de conteo (ZP) dos mitades de contacto de carril (SK1, SK2) para el montaje en un carril (T), comprendiendo cada mitad de contacto de carril (SK1, SK2):
    - una fibra de deteccion (SF) con una primera rejilla de Bragg en fibra (FBG1) con una primera longitud de onda de Bragg (A1) y una segunda rejilla de Bragg en fibra (FBG2) con una segunda longitud de onda de Bragg (A2), estando realizadas las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) para un montaje oblicuo respecto a la fibra neutra (NF) en el carril (T),
    - una unidad de procesamiento de senales (SV) con un componente optoelectronico (OEC) para la realizacion de una sustraccion optica de la potencia luminosa reflejada por las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) de una fibra de deteccion (SF), comprendiendo el componente optoelectronico (OEC) un filtro que depende de la longitud de onda (F) con dos bordes de filtro (K1, K2), encontrandose los bordes de filtro (K1, K2) respectivamente en la region de una de las longitudes de onda de Bragg (A1, A2) de las rejillas de Bragg en fibra (FBG12, FBG2) y presentando pendientes con diferentes signos.
  11. 11. Dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que las pendientes de los bordes de filtro (K1, K2) son iguales en cuanto al valor.
  12. 12. Dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, caracterizado por que las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) de las dos mitades de contacto de carril (SK1, SK2) de un punto de conteo (ZP) estan dispuestas en una fibra de deteccion (SF) comun.
  13. 13. Dispositivo de conteo de ejes para la realizacion del procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4 con una fuente luminosa (L)
    al menos un punto de conteo (ZP), comprendiendo cada punto de conteo (ZP) dos mitades de contacto de carril (SK1, SK2) para el montaje en un carril (T), comprendiendo cada mitad de contacto de carril (SK1, SK2):
    • una fibra de deteccion (SF) con dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) dispuestas en serie en dos puntos de deteccion (SS1, SS2) dispuestos a distancia entre sf,
    estando realizadas las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) para el montaje oblicuo respecto a la fibra neutra (NF) en el carril (T) y habiendose elegido las longitudes de onda de Bragg (A1, A2) de las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) y la distancia entre los dos puntos de deteccion (SS1, SS2) de tal modo que en caso de una carga predeterminada del carril (T) entre los dos puntos de deteccion (SS1, SS2) se solapan los picos de reflexion (P1, P2) de las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2),
    • una unidad de procesamiento de senales (SV) para la deteccion y el procesamiento posterior de la luz reflejada por la rejilla de Bragg en fibra.
  14. 14. Dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 13, caracterizado por que las semianchuras (FWHM) de los picos de reflexion (P1, P2) de las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) difieren 1 o 2 ordenes de magnitud.
  15. 15. Dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 13 o 14, caracterizado por que las longitudes de onda de Bragg (A1, A2) de las dos rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) no difieren mas de 5 nm y por que la semianchura (FWHM) de una rejilla de Bragg en fibra (FBG1) es al menos de 0,05 nm y la semianchura de la otra rejilla de Bragg en fibra es como maximo de 5 nm.
  16. 16. Dispositivo de conteo de ejes para la realizacion del procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7 con una fuente luminosa (L)
    comprendiendo cada punto de conteo (ZP) dos mitades de contacto de carril (SK1, SK2) para el montaje en un carril (T), comprendiendo cada mitad de contacto de carril (SK1, SK2):
    - una fibra de deteccion (SF1, SF2) con una rejilla de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) con una longitud de onda de Bragg (A1, A2), estando realizada la rejilla de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) para un montaje oblicuo respecto a la fibra neutra (NF) en el carril (T),
    - una unidad de procesamiento de senales (SV) para la generacion de senales de esfuerzo de cizallamiento, comprendiendo la unidad de procesamiento de senales (SV) un componente optoelectronico (OEC) con un borde de filtro (K) y
    con un microcontrolador (MC) para la generacion de una senal diferencial a partir de las senales de esfuerzo de cizallamiento emitidas por las unidades de procesamiento de senales (SV).
  17. 17. Dispositivo de conteo de ejes para la realizacion del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 16, caracterizado por que las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) se fijan una en paralelo a la otra con un angulo de + 30° a + 60°, en particular de + 45° respecto a la fibra neutra (NF) en el carril (T).
    5 18. Dispositivo de conteo de ejes para la realizacion del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones
    10 a 17, caracterizado por que las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) cruzan la fibra neutra (NF) del carril (T).
  18. 19. Dispositivo de conteo de ejes para la realizacion del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 18, caracterizado por que las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) estan provistas de una estructura de
    10 convertidor para la compensacion de una dilatacion termica del carril (T).
  19. 20. Dispositivo de conteo de ejes para la realizacion del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 19, caracterizado por que las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) estan fijadas bajo una tension previa en el carril (T).
    15
  20. 21. Dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con la reivindicacion 20, caracterizado por que esta previsto un dispositivo de correccion de asiento para el ajuste de la tension previa con la que se montan las rejillas de Bragg en fibra (FBG1, FBG2) en el carril (T).
    20 22. Dispositivo de conteo de ejes de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 21, caracterizado por que la
    unidad de procesamiento de senales comprende un divisor de haz (ST) fibrooptico.
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