ITTO960500A1 - Dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario .

Sono noti dispositivi atti a rilevare la presenza di un veicolo ferroviario in un circuito di binario comprendente una coppia di rotaie metalliche parallele ed elettricamente separate tra di loro. Tali dispositivi comprendono generalmente almeno un modulo trasmettitore atto ad alimentare un segnale periodico (normalmente un segnale sinusoidale a 50 Hz) ad una prima porzione di estremità dei binari ed un modulo ricevitore presentante un primo ingresso collegato attraverso una unità di sfasamento (realizzata convenientemente da un condensatore) con una seconda porzione di estremità dei binari. Il modulo ricevitore (ad esempio realizzato mediante un relais a disco) presenta inoltre un secondo ingresso collegato con il modulo trasmettitore attraverso una linea elettrica ausiliaria che si estende parallelamente al circuito di binario ed alimenta un segnale di riferimento. Circuiti di binario adiacenti sono elettricamente separati tra di loro da giunti isolanti interposti tra porzioni di estremità adiacenti dei binari e vengono alimentati da moduli trasmettitori che producono segnali sfasati (normalmente di 180°} tra di loro.

Il modulo ricevitore è atto .-a rilevare una condizione di "libero" nel circuito di binario (attivazione del relais a disco) quando il segnale alimentato al suo primo ingresso supera un valore di soglia e presenta una relazione di fase prefissata (normalmente uno sfasamento di circa 90°) rispetto al segnale di riferimento; il modulo ricevitore è atto a rilevare una condizione di "occupato" nel circuito di binario quando il segnale alimentato al suo primo ingresso scende al di sotto del valore di soglia. E' infatti noto che in caso di occupazione del circuito di binario da parte di un veicolo ferroviario le rotaie vengono cortocircuitate dal veicolo stesso ed il segnale che raggiunge il modulo ricevitore presenta ampiezza ridotta e comunque inferiore alla soglia.

Il modulo ricevitore è inoltre atto a rilevare una condizione di "occupato" nel circuito di binario quando il segnale ricevuto presenta una relazione di fase diversa da quella prefissata rispetto al segnale di riferimento. E' infatti noto che in caso di deterioramento dei giunti isolanti il modulo ricevitore può essere alimentato con il segnale prodotto dal modulo trasmettitore appartenete ad un circuito di binario adiacente; in tale caso però la fase del segnale che alimenta il primo ingresso del modulo ricevitore presenta una relazione di -fase diversa da quella riconosciuta dal modulo ricevitore stesso.

L'installazione della linea ausiliaria (posizionamento della linea e suo collegamento ai moduli) complica notevolmente le operazioni di installazione del dispositivo rilevatore di presenza veicolo ed i costi del dispositivo stesso. Inoltre in caso di guasto o interruzione della linea ausiliaria il dispositivo rilevatore di presenza veicolo diventa del tutto inutilizzabile.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo rilevatore ' di presenza veicolo in un circuito di binario che svolga tutte le funzioni di controllo sopra descritte e che contemporaneamente non necessiti della linea elettrica ausiliaria.

Il precedente scopo è raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa è relativa ad un dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario del tipo descritto nella rivendicazione 1.

L'invenzione verrà ora illustrata con particolare riferimento ai disegni allegati in cui:

la figura 1 illustra, in modo schematico, un dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 illustra un diagramma logico di funzionamento di un modulo del dispositivo di figura 1; e

- la figura 3 illustra l'andamento nel tempo di un segnale generato da un modulo del dispositivo 1.

Nella figura 1 è indicato con 1, nel suo insieme un dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario.

Il dispositivo 1 è accoppiato ad un circuito di binario 4 di una linea ferroviaria 5 (rappresentata schematicamente) , in particolare un tratto di linea ferroviaria che si estende nel piazzale (non rappresentato) di una stazione ferroviaria (non rappresentata) . La linea ferroviaria 5 comprende una pluralità di circuiti di binario adiacenti tra di loro (in figura 1 è illustrato un circuito di binario 4 ed un circuito di binario 4a ad esso adiacente) ciascuno dei quali comprende una coppia di rotaie metalliche 7 ed 8 parallele ed elettricamente separate tra di loro. Ciascuna porzione di estremità della rotaia 7, 8 è affacciata ad una rispettiva estremità di una rotaia 7,8 del circuito di binario adiacente ed è separata da questa mediante un rispettivo giunto isolante 11, 12.

Il dispositivo rilevatore 1 comprende un modulo trasmettitore 16 collegato attraverso un modulo di condizionamento 18 ed un trasformatore 20 (trasformatore di binario) con prime porzioni di estremità 7a,8a dei binari ed un modulo ricevitore 23 collegato attraverso un modulo di condizionamento 25 ed un trasformatore 27 (trasformatore di binario) con seconde porzioni di estremità 7b,8b dei binari. L'estremità 8b di ogni circuito di binario 4 è collegata attraverso un cavo elettrico 17 per il ritorno della corrente di trazione con l'estremità 7a di un circuito di binario adiacente.

In particolare, il modulo di condizionamento 18 comprende un trasformatore di disacoppiamento 30 presentante un primario 30a collegato con uscite 16a,16b del modulo trasmettitore 16 ed un secondario 30b collegato, tramite l'interposizione di resistori in serie 32, 33 con un primario 20a del trasformatore 20.

Il modulo di condizionamento 18 comprende inoltre un fusibile 34 disposto in serie al resistore 32 ed un componente di protezione 36 {ad esempio un varistor) disposto in parallelo al secondario 30b.

Il trasformatore di binario 20 comprende inoltre un secondario 20b presentante un primo morsetto collegato con la porzione di estremità 8a tramite una linea 38 ed un secondo morsetto collegato con la porzione di estremità 7a attraverso •-un resistore 39 (resistore di regolazione) avente valore di resistenza di qualche Ohm.

Il modulo di condizionamento 25 comprende un trasformatore di disacoppiamento 44 presentante un primario 44a collegato con ingressi 23a, 23b del modulo ricevitore 23 ed un secondario 44b collegato, tramite l'interposizione di resistor! in serie 46, 47 con un primario 27a del trasformatore 27.

Il modulo di condizionamento 25 comprende inoltre un fusibile 48 disposto in serie al resistore 46 ed un componente di protezione 49 (ad esempio un varistor) disposto in parallelo al secondario 44b.

Il trasformatore di binario 27 comprende inoltre un secondario 27b presentante un primo morsetto collegato con la porzione di estremità 7b tramite un resistore 54 (presentante valore di resistenza di qualche Ohm) ed un secondo morsetto collegato con la porzione di estremità 8b attraverso una linea 55.

Il modulo trasmettitore è atto a generare un segnale sinusoidale S con frequenza fQ prefissata (ad esempio pari a 50 Hz) ed ampiezza A<, costante. La fase cp del segnale S viene invertita di 180° periodicamente al termine di un periodo di inversione Tref avente durata costante e regolabile (vedi figura 3); l'ampiezza del periodo di inversione- Tref può essere scelta in base ad un codice (CODE) impostato nel modulo trasmettitore 16. A puro titolo di esempio non limitativo l'ampiezza del periodo Tref può essere regolata, in base al codice impostato (nel caso di utilizzo di quattro codici) nel modo seguente:

- codice "A" periodo Trefi = 1000 msec

- codice "B" periodo Tref2 = 1200 msec

- codice "C" periodo Tref3 = 1400 msec

- codice "D" periodo Tref4 - 1600 msec.

Ad esempio, nel caso che nel modulo trasmettitore 16 sia stato impostato il codice "A" il segnale S presenta frequenza ed ampiezza costante e fase φ che si inverte di 180° ogni 1000 msec.

Il segnale S prodotto del modulo trasmettitore 16 fluisce attraverso il modulo di condizionamento 18 ed il trasformatore di binario 20 raggiungendo il circuito di binario 4; il segnale S fluisce lungo i binari 7,8 (che si comportano come una linea di trasmissione} raggiungendo le estremità 7b, 8b e quindi il modulo ricevitore 23 attraverso il trasformatore di binario 27 ed il modulo di condizionamento 25. Secondo la presente invenzione ciascun modulo trasmettitore utilizza un codice diverso rispetto ai codici dei moduli trasmettitori appartenenti a circuiti di binario adiacenti al circuito di binario a cui tale modulo di trasmettitore appartiene; in altre parole moduli trasmettitori appartenenti a circuiti di binario adiacenti utilizzano codici diversi tra di loro ed i segnali S alimentati a circuiti di binario adiacenti presentano periodi di inversione di fase aventi ampiezza diversa. Ad esempio il circuito di binario 4 rappresentato in figura 1 potrebbe utilizzare il codice "A" ed il circuito di binario 4a potrebbe utilizzare il codice "B".

Con particolare riferimento alla figura 2 verranno ora descritte le operazioni di elaborazione segnale svolte dal modulo ricevitore 23.

Inizialmente si perviene ad un blocco 100 che effettua l'acquisizione del segnale S alimentato al modulo ricevitore 23; il blocco 100 può inoltre digitalizzare il segnale S e calcolare il valore assoluto |S| di tale segnale. Il blocco 100 è seguito da un blocco 110 che verifica se il valore assoluto S | del segnale S è inferiore ad un valore di soglia Slim ( S| < Slim ; in caso positivo (|S| < Slmi il blocco 110 è seguito .da un blocco 120, altrimenti (|S| > Siim} il blocco 110 è seguito da un blocco 130.

Il blocco 120 rileva l'occupazione del circuito di binario 4; tale informazione (occupazione circuito di binario) può essere trasmessa ad una.'unità remota di controllo 70 (figura 1), ad esempio contenuta in una sala (non rappresentata) di una stazione ferroviaria (non rappresentata). L'informazione può pertanto essere utilizzata per attivare un indicatore 70a (ad esempio di tipo luminoso) atto a rappresentare l'occupazione del tratto di binario definito dal circuito di binario sopra detto. E' infatti noto che in caso di occupazione del circuito di binario 4 da parte di un veicolo ferroviario (non rappresentato) le rotaie 7,8 vengono cortocircuitate dal veicolo stesso ed il segnale che raggiunge il ricevitore - 23 presenta ampiezza ridotta e comunque inferiore alla soglia.

Il blocco 130 è atto a esaminare il segnale S ricevuto rilevando(in modo noto) su tale segnale l'ampiezza temporale dell'intervallo T compreso tra due inversioni di fase successive del segnale S.

Il blocco 130 è seguito da un blocco 140 che rileva se l'ampiezza dell'intervallo T rilevata dal blocco 130 corrisponde all'ampiezza del periodo di inversione impostato nel modulo di trasmissione 16, cioè T = Tref. In caso positivo (T = Tref) il blocco 140 è seguito da un blocco 150, altrimenti (T ≠ Tref) il blocco 140 è seguito da un blocco 160. Il blocco 150 rileva il disimpegno del circuito di binario 4; tale informazione (circuito di binario libero) può essere trasmessa alla unità remota di controllo 70 (figura 1) per attivare l'indicatore 70a e rappresentare il disimpegno del tratto di binario definito dal circuito di binario sopra detto. E' infatti noto che in caso di disimpegno del circuito di binario 4 da parte di un veicolo ferroviario (non rappresentato) le rotaie 7,8 si comportano da linea di trasmissione ed il segnale che raggiunge il modulo ricevitore 23 presenta ampiezza superiore alla soglia. In tale caso, inoltre, viene ricevuto dal modulo ricevitore 23 un segnale proveniente dalla unità di trasmissione Ί6 che coopera con lo stesso circuito di binario a cui il modulo di ricezione è associato (T=Tref) .

Il blocco 160 rileva invece l'impegno del circuito di binario 4; tale informazione (circuito di binario non libero) può essere trasmessa alla unità remota di controllo 70 (figura 1) per attivare l'indicatore 70a.

In tale caso, infatti, viene ricevuto dal modulo ricevitore 23 un segnale superiore alla soglia ma proveniente da una unità di trasmissione diversa da quella associata al circuito di binario a cui il modulo ricevitore è associato. Può infatti accadere che, per deterioramento dei giunti isolanti 11 e 12 o per posizionamento di una porzione conduttrice del veicolo a cavallo dei giunti stessi, il segnal-e prodotto da un modulo trasmettitore 16 raggiunga il modulo ricevitore di un circuito di binario adiacente. In tale caso il segnale ricevuto presenta ampiezza sufficiente ma periodo di inversione diverso da quello che viene riconosciuto dal modulo ricevitore.

I blocchi 160 e 150 sono seguiti da un blocco 170 che verifica se devono essere terminate le operazioni di analisi del segnale S; in caso negativo dal blocco 170 si ritorna al blocco 100, altrimenti si passa ad un blocco 180 che termina le operazioni.

Da quanto sopra detto risultano chiari i vantaggi del dispositivo 1 in quanto esso realizza tutte le funzioni svolte dai dispositivi rilevatori di presenza noti (rilevazione impegno circuito di binario e rilevazione deterioramento dei giunti isolanti) in modo semplice e rapido e senza l'ausilio di alcuna linea ausiliaria che si estende tra il modulo trasmettitore ed il modulo ricevitore. Il dispositivo 1 è pertanto facilmente e rapidamente installabile. Il dispositivo 1 è inoltre realizzato completamente allo stato solido, è poco affetto ai disturbi e presenta affidabilità elevata .

Risulta infine chiaro che modifiche e varianti possono essere apportate al dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario descritto senza peraltro uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.

Claims (1)

1. R IV E N D I CA Z I O N I 1.- Dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario (4) comprendente una coppia di binari (7,8) elettricamente separati tra di loro, detto dispositivo (1) comprendendo: almeno un modulo trasmettitore (16) atto ad alimentare un segnale ad una prima porzione di estremità (7a,8a) di detti binari (7,8) ed almeno un modulo ricevitore -(23) a cui viene alimentato il segnale presente su una seconda porzione di estremità (7b,8b) di detti binari (7,8); detto modulo ricevitore (23) comprendendo primi mezzi comparatori (110) atti a confrontare il segnale ricevuto con una soglia per rilevare l'impegno del detto circuito di binario (4) da.parte di un veicolo, caratterizzato dal fatto che il detto modulo trasmettitore (16) è atto a generare un segnale periodico (S) con frequenza (fQ) prefissata ed ampiezza (Ao) sensibilmente costante; detto modulo trasmettitore (16) essendo atto a variare periodicamente la fase (φ) del detto segnale periodico (S) al termine di un periodo (Tref) avente durata costante e regolabile; detto modulo ricevitore (23) comprendendo mezzi analizzatori (130) atti ad esaminare il segnale ricevuto rilevando su tale segnale l'ampiezza temporale dell'intervallo (T) compreso tra due variazioni di fase successive nel segnale ricevuto stesso; detto modulo ricevitore (23) comprendendo inoltre secondi mezzi comparatori (140) atti a confrontare la detta l'ampiezza temporale rilevata (T) con un periodo di riferimento (Tref) proprio del modulo ricevitore stesso per rilevare il disimpegno (150) del detto circuito di binario (4) quando detta ampiezza temporale (T) corrisponde al detto periodo di riferimento (Tref) ed il detto segnale ricevuto supera la detta soglia. 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti secondi mezzi comparatori (140) sono atti a rilevare l'impegno (160) del detto circuito di binario (4) quando detta ampiezza temporale rilevata (T) non corrisponde al detto periodo di riferimento (Tref) . 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il detto modulo trasmettitore {16} è atto ad invertire -periodicamente di 180° la fase (φ) del segnale periodico (S) al termine del detto periodo (Tref) . 4.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'ampiezza del detto periodo (Tref) è regolabile in base ad un codice (CODE) impostato nel modulo trasmettitore 5.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti primi mezzi comparatori (110) sono atti a rilevare l'impegno del detto circuito di binario (4) quando il segnale ricevuto (S) scende al di sotto della soglia di riferimento (Siim) . 6.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un trasformatore (20) interposto tra il detto modulo trasmettitore (16) e dette prime porzioni di estremità (7a,8a) di detti binari. 7.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un trasformatore (27) interposto tra il detto modulo ricevitore (23) e dette seconde porzioni dì estremità (7b,8b) di detti binari. 8.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un primo modulo di condizionamento (18) interposto tra il detto modulo trasmettitore (16) e dette prime porzioni di estremità (7a,8a) di detti binari; detto primo modulo di condizionamento (18) comprendendo almeno un primo trasformatore di disaccoppiamento (30) e mezzi resistor! ( 32 , 33 ) disposti in serie ad un avvolgimento (30b) di detto primo trasformatore di disaccoppiamento (30). 9.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un secondo modulo di condizionamento (25) interposto tra il detto modulo ricevitore (23) e dette seconde porzioni di estremità -{7b,8b) di detti binari; detto secondo modulo di condizionamento (25) comprendendo almeno un secondo trasformatore di disaccoppiamento (44) e mezzi resistor! (47,48) disposti in serie ad un avvolgimento (44b) di detto secondo trasformatore di disaccoppiamento (44). 10.- Dispositivo rilevatore di presenza veicolo in un circuito di binario sostanzialmente come descritto ed illustrato con riferimento ai disegni allegati.