JP5030234B2 - Axle detector and axle detector - Google Patents
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Description
本発明は、レール上を走行する列車の車軸を検知する車軸検知器及びこれを用いた車軸検知装置に関する。 The present invention relates to an axle detector that detects an axle of a train traveling on a rail and an axle detector using the axle detector.
従来のこの種の車軸検知装置は、1つの送信コイルと、1つの受信コイルとを組み合わせた車軸検知器を含んでいる。車軸検知器を構成する送信コイル及び受信コイルは、列車の走行するレールを間に挟んで、その両側にそれぞれ対向する関係で配置されている。 A conventional axle detection device of this type includes an axle detector in which one transmission coil and one reception coil are combined. The transmission coil and the reception coil that constitute the axle detector are arranged in a relationship facing each other on both sides of the rail on which the train travels.
送信コイルは、交流駆動源によって駆動され、送信信号に相当する交流磁界を発生する。受信コイルには、送信コイルの交流磁界により誘導電圧が生成され、その誘導電圧が受信信号として出力される。 The transmission coil is driven by an AC drive source and generates an AC magnetic field corresponding to a transmission signal. In the receiving coil, an induced voltage is generated by the AC magnetic field of the transmitting coil, and the induced voltage is output as a received signal.
受信信号の受信電圧レベルは、送信コイルと受信コイルとの間に、列車の車軸が入ると低下する性質を有している。すなわち、送信コイルと受信コイルとの間に車輪が位置すると、車輪には、送信コイルの交流磁界により誘導電流(渦電流)が流れ、その誘導電流によって生成された交流磁界が送信コイルの交流磁界を打消すように作用し、受信コイルから出力される受信電圧レベルが低下する。したがって、受信電圧レベルが低下したことをもって、車軸検知器に車軸が位置したことを検知することができる(特許文献1参照)。 The reception voltage level of the reception signal has a property of decreasing when a train axle enters between the transmission coil and the reception coil. That is, when the wheel is positioned between the transmission coil and the reception coil, an induced current (eddy current) flows through the wheel due to the alternating magnetic field of the transmitting coil, and the alternating magnetic field generated by the induced current is changed to the alternating magnetic field of the transmitting coil. The reception voltage level output from the reception coil is lowered. Therefore, it is possible to detect that the axle is positioned on the axle detector when the received voltage level is reduced (see Patent Document 1).
従来の車軸検知装置は、上述のような構成及び作用で車軸を検知するものであるから、車軸検知の信頼性を向上させるためには、車軸を検知していない時と、車軸を検知した時の受信電圧レベル差を大きくとれることが肝要である。 Since the conventional axle detection device detects the axle with the above-described configuration and operation, in order to improve the reliability of axle detection, when the axle is not detected and when the axle is detected It is important to be able to take a large difference in the received voltage level.
ところが、従来の車軸検知装置では、送信コイルの交流磁界を、1つの受信コイルで受けるように構成されているので、車軸検知の基本となる受信信号の電圧レベルは、当該受信コイルの性能に従って決まってしまう。このため、車軸を検知していない時と、車軸を検知した時の受信電圧レベル差を増大させることに限界があり、ノイズなどの外乱を受けて、誤検知を生じてしまうおそれがあった。 However, since the conventional axle detection device is configured to receive the alternating magnetic field of the transmission coil with one reception coil, the voltage level of the reception signal that is the basis of axle detection is determined according to the performance of the reception coil. End up. For this reason, there is a limit to increasing the difference between the received voltage levels when the axle is not detected and when the axle is detected, and there is a risk of erroneous detection due to disturbances such as noise.
しかも、ノイズの影響で、受信信号の電圧レベルそのものが低下してしまうおそれもあった。特に、車軸検知器に用いられている周波数と同一の周波数をもつノイズが、車軸検知系に侵入した場合には、送信信号又は受信信号の電圧レベルが著しく低下してしまう。このような現象は、例えば、新幹線に見られるように、車両走行モータの回転速度を、モータ駆動電流の周波数を変え、それによって車両速度を制御するシステムを採用している場合に起こり易い。このようなシステムでは、車両速度制御過程において、車両推進モータの駆動電流の周波数が、車軸検知器に用いられている周波数と一致する領域が生じ、車軸検知器に用いられている周波数と同一の周波数をもつノイズを生じやすいからである。 In addition, the voltage level of the received signal itself may decrease due to noise. In particular, when noise having the same frequency as that used in the axle detector enters the axle detection system, the voltage level of the transmission signal or the reception signal is significantly reduced. Such a phenomenon is likely to occur when, for example, a system that controls the vehicle speed by changing the rotation speed of the vehicle travel motor and the frequency of the motor drive current as seen in the Shinkansen is adopted. In such a system, in the vehicle speed control process, there is a region where the frequency of the driving current of the vehicle propulsion motor coincides with the frequency used in the axle detector, and is the same as the frequency used in the axle detector. This is because noise having a frequency is likely to be generated.
特許文献2は、直接拡散方式の符号伝送を採用して、耐ノイズ性を向上させた車軸検知装置を開示している。この従来技術によれば、確かに、耐ノイズ性を向上させることができるが、車軸検知系に特別の符号伝送方式を採用しなければならない。
本発明の課題は、耐ノイズ性を向上させるのに有効な構造を持つ車軸検知器及びそれを用いた車軸検知装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an axle detector having a structure effective for improving noise resistance and an axle detector using the axle detector.
本発明のもう一つの課題は、車軸検知系の周波数と同一周波数のノイズに対する耐ノイズ性を向上させるのに有効な構造を持つ車軸検知器及びそれを用いた車軸検知装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an axle detector having a structure effective for improving noise resistance against noise having the same frequency as that of the axle detection system, and an axle detection device using the same. .
本発明の更にもう一つの課題は、車軸検知系の信号伝送を、単純な交流伝送系としたままで、耐ノイズ性を向上させるのに有効な構造を持つ車軸検知器及びそれを用いた車軸検知装置を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide an axle detector having a structure effective for improving noise resistance while maintaining the signal transmission of the axle detection system as a simple AC transmission system, and an axle using the same. It is to provide a detection device.
上述した課題を解決するため、本発明に係る車軸検知器は、1つの送信コイルと、第1受信コイルと、第2受信コイルとを含む。即ち、1つの送信コイルに対して、2つの受信コイルを組み合わせたものである。前記第1受信コイル及び前記第2受信コイルは、コイル軸を一致させて、互いに縦方向に配置され、前記送信コイルから送信される交流磁界の変化に応答する信号を、個別に生成し、かつ、出力する。 In order to solve the above-described problem, the axle detector according to the present invention includes one transmission coil, a first reception coil, and a second reception coil. That is, two receiving coils are combined with respect to one transmitting coil. The first receiving coil and the second receiving coil are arranged in the vertical direction with the coil axes aligned, and individually generate signals that respond to changes in the alternating magnetic field transmitted from the transmitting coil; and ,Output.
上述したように、本発明に係る車軸検知器では、1つの送信コイルに対して2つの受信コイル、即ち、第1受信コイル及び第2受信コイルを組み合わせてあり、これらの第1受信コイル及び第2受信コイルは、コイル軸を一致させて、互いに縦方向に配置されているから、第1受信コイル及び第2受信コイルのそれぞれには、送信コイルから送信される交流磁界の変化に応答して、同一周波数及び同一位相の受信信号が生じる。 As described above, in the axle detector according to the present invention, two receiving coils, that is, a first receiving coil and a second receiving coil are combined with one transmitting coil. Since the two receiving coils are arranged in the vertical direction with their coil axes aligned, each of the first receiving coil and the second receiving coil responds to a change in the alternating magnetic field transmitted from the transmitting coil. , Reception signals having the same frequency and the same phase are generated.
しかも、第1受信コイル及び第2受信コイルは、直列接続したり、或いは、並列接続したりすることなく、送信コイルから送信される交流磁界の変化に応答する信号を、個別に生成し、かつ、個別に出力する。従って、当該車軸検知器を用いて車軸検知装置を構成した場合、車軸検知装置において、両信号の加減算処理等を実行することにより、電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させて、耐ノイズ性を向上させたり、車軸検知系の周波数と同一周波数のノイズに対する耐ノイズ性を向上させたり、車軸検知系の信号伝送を、単純な交流伝送系としたままで、耐ノイズ性を向上させるなど、多様で、有用な信号処理を実行することができる。この点については、車軸検知装置において、更に具体的に説明する。 Moreover, the first receiving coil and the second receiving coil individually generate signals that respond to changes in the alternating magnetic field transmitted from the transmitting coil without being connected in series or in parallel, and Output individually. Therefore, when the axle detector is configured by using the axle detector, the voltage level is increased to about twice that of the conventional one by executing addition / subtraction processing of both signals in the axle detector, thereby improving noise resistance. Improve the noise resistance against noise of the same frequency as the axle detection system, improve the noise resistance while keeping the signal transmission of the axle detection system as a simple AC transmission system, etc. A variety of useful signal processing can be performed. This point will be described more specifically in the axle detection device.
車軸検知装置は、上記車軸検知器とともに、信号処理部を含み、レール上を走行する列車の車軸を検知する。信号処理部は、第1及び第2受信コイルから個別に供給された信号に対応する第1受信信号S1及び第2受信信号S2に基づいて、車軸を検知する。具体的には、第1受信信号S1と、第2受信信号S2を1周期だけ遅延させた遅延信号S3との加算処理により生成された加算信号S5を用いて、車軸を検知する。 The axle detection device includes a signal processing unit together with the axle detector, and detects the axle of a train traveling on the rail. The signal processing unit detects the axle based on the first reception signal S1 and the second reception signal S2 corresponding to the signals individually supplied from the first and second reception coils. Specifically, the axle is detected using the addition signal S5 generated by the addition process of the first reception signal S1 and the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one cycle.
第1受信コイル及び第2受信コイルのそれぞれには、前述したように、送信コイルから送信される交流磁界の変化に応答して、同一周波数、同一位相の受信信号が生じるのであるから、第1及び第2受信コイルから個別に供給された信号に対応する第1受信信号S1及び第2受信信号S2も、互いに同一周波数、同一位相となる。従って、第1受信信号S1と、第2受信信号S2を1周期だけ遅延させた遅延信号S3との加算処理により生成された加算信号S5は、その電圧レベルが、第1受信信号S1、第2受信信号S2、及び、遅延信号S3の電圧レベルの約2倍になる。よって、信号処理部において、加算信号S5を用いて車軸を検知することにより、車軸検知に供される電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させ、耐ノイズ性を向上させることができる。 As described above, in each of the first receiving coil and the second receiving coil, received signals having the same frequency and the same phase are generated in response to the change of the AC magnetic field transmitted from the transmitting coil. The first reception signal S1 and the second reception signal S2 corresponding to the signals individually supplied from the second reception coil have the same frequency and the same phase. Therefore, the voltage level of the addition signal S5 generated by the addition process of the first reception signal S1 and the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one cycle has the voltage level of the first reception signal S1 and the second reception signal S2. The voltage level of the reception signal S2 and the delay signal S3 is about twice. Therefore, in the signal processing unit, by detecting the axle using the addition signal S5, the voltage level used for axle detection can be increased to about twice that of the conventional art, and noise resistance can be improved.
第2受信信号S2を、1周期だけ遅延させた遅延信号S3を用いることのもう一つの利点は、車軸検知系に用いられている周波数と同一の周波数、又は、隣接する周波数のノイズが、車軸検知系に侵入した場合に、このノイズを抽出できる点にある。ノイズ抽出処理に当たっては、車軸検知装置を構成する信号処理部において、第1受信信号S1と、第2受信信号S2を1周期だけ遅延させた遅延信号S3との減算処理を行う。この減算処理により生成された減算信号S4は、ノイズ抽出信号となる。従って、車軸検知系の周波数と同一周波数のノイズに対する耐ノイズ性を向上させた車軸検知装置が得られる。 Another advantage of using the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one period is that the noise having the same frequency as the frequency used in the axle detection system or the noise of the adjacent frequency is This noise is extracted when it enters the detection system. In the noise extraction process, a signal processing unit constituting the axle detection device performs a subtraction process between the first reception signal S1 and the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one cycle. The subtraction signal S4 generated by this subtraction process becomes a noise extraction signal. Therefore, an axle detection device with improved noise resistance against noise having the same frequency as that of the axle detection system can be obtained.
第2受信信号S2を、1周期だけ遅延させた遅延信号S3を用いることの更にもう一つの利点は、車軸検知系に用いられている周波数と同一の周波数、又は、隣接する周波数のノイズが、車軸検知系に侵入した場合にも、車軸検知に供される電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させた状態を保ち、耐ノイズ性を向上させることができることである。具体的な信号処理に当たっては、信号処理部において、加算信号S5と減算信号S4との減算処理により生成された信号S6を用いて、車軸を検知する。上述した信号処理により、ノイズが存在するにも関わらず、ノイズの影響がキャンセルされ、信号S6の電圧レベルが、従来の車軸検知に供されていた電圧レベルの2倍程度まで上昇する。従って、耐ノイズ性を向上させることができる。 Still another advantage of using the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one cycle is that the noise having the same frequency as that used in the axle detection system or the noise of the adjacent frequency is Even when the vehicle enters the axle detection system, the voltage level used for axle detection can be maintained up to about twice the conventional level, and noise resistance can be improved. In specific signal processing, the signal processing unit detects the axle using the signal S6 generated by the subtraction process of the addition signal S5 and the subtraction signal S4. The signal processing described above cancels the influence of noise despite the presence of noise, and the voltage level of signal S6 rises to about twice the voltage level used for conventional axle detection. Therefore, noise resistance can be improved.
更に、本発明に係る車軸検知装置は、特別の符号伝送方式をとるのではなく、単純な交流伝送系としたままで、その信号処理を行うことができる、という利点もある。 Further, the axle detection device according to the present invention has an advantage that the signal processing can be performed while keeping a simple AC transmission system, instead of taking a special code transmission system.
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
(a)受信信号の電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させ、耐ノイズ性を向上させるのに有効な構造を持つ車軸検知器及びそれを用いた車軸検知装置を提供することができる。
(b)車軸検知系の周波数と同一周波数のノイズに対する耐ノイズ性を向上させるのに有効な構造を持つ車軸検知器及びそれを用いた車軸検知装置を提供することができる。
(c)車軸検知系の信号伝送を、単純な交流伝送系としたままで、耐ノイズ性を向上させるのに有効な構造を持つ車軸検知器及びそれを用いた車軸検知装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(A) It is possible to provide an axle detector having a structure effective for raising the voltage level of the received signal to about twice the conventional level and improving noise resistance, and an axle detector using the axle detector.
(B) It is possible to provide an axle detector having a structure effective for improving noise resistance against noise having the same frequency as that of the axle detection system, and an axle detection device using the axle detector.
(C) To provide an axle detector having a structure effective for improving noise resistance while keeping the signal transmission of the axle detection system as a simple AC transmission system, and an axle detection device using the same. it can.
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。 Other features of the present invention and the operational effects thereof will be described in more detail by way of examples with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る車軸検知器を組み込んだ車軸検知装置の構成を概略的に示す図である。図を参照すると、本発明に係る車軸検知器(1、2)は、送信器1と、受信器2とを有する。送信器1は、1つの送信コイル11を有しており、受信器2は、第1受信コイル21と、第2受信コイル22とで構成されている。即ち、1つの送信コイル11に対して、2つの受信コイル21、22を組み合わせたものである。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an axle detector incorporating an axle detector according to the present invention. Referring to the figure, the axle detector (1, 2) according to the present invention includes a
第1及び第2受信コイル21、22は、コイル軸O1、O2を一致させて、互いに縦方向に配置されている。第1及び第2受信コイル21、22は、送信コイル11から送信される交流磁界φ1の変化に応答する信号を、個別に生成する。そして、独立して備えられた出力端子(T11、T12)、(T21、T22)により、個別に出力する。
The first and second receiving
送信コイル11、第1及び第2受信コイル21、22は、列車の走行するレール4を間に挟んで、その両側にそれぞれ対向する関係で配置されている。一般には、送信コイル11がレール4の外側に配置され、第1及び第2受信コイル21、22がレール4の内側に配置される。具体的な配置構造としては、機械的強度の大きな鉄板などでなる支持板10の一面上に、送信コイル11をケース内に収納した送信器1と、第1及び第2受信コイル21、22をケース内に収納した受信器2とを取り付ける。支持板10は、道床6とレール4との間に配置される。レール敷設領域には、建築限界があり、また、雪国ではラッセル限界と称される制限があるので、送信器1および受信器2は、その制限内の高さとなるように、配置される。
The transmission coil 11 and the first and second reception coils 21 and 22 are arranged in a relationship facing each other on both sides of the
送信コイル11は、交流駆動源12から入力端子T1、T2に供給される交流電圧によって駆動され、交流磁界φ1を発生する。第1及び第2受信コイル21、22には、送信コイル11の交流磁界φ1により誘導電圧が生成され、その誘導電圧がコイル受信信号として出力される。
The transmission coil 11 is driven by an AC voltage supplied from the
上述したように、本発明に係る車軸検知器では、第1及び第2受信コイル21、22が、コイル軸O1、O2を一致させて、互いに縦方向に配置されているから、第1及び第2受信コイル21、22のそれぞれには、送信コイル11から送信される交流磁界φ1の変化に応答して、同一周波数及び同一位相の受信信号が生じる。
As described above, in the axle detector according to the present invention, the first and second receiving coils 21 and 22 are arranged in the vertical direction with the coil axes O1 and O2 aligned with each other. In each of the two reception coils 21 and 22, reception signals having the same frequency and the same phase are generated in response to the change of the AC
第1及び第2受信コイル21、22は、送信コイル11から送信される交流磁界φ1の変化に応答する同一周波数及び同一位相の受信信号を、個別に生成し、かつ、個別に出力する。従って、当該車軸検知器を用いた車軸検知装置において、両信号の加減算処理等を実行することにより、電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させて、耐ノイズ性を向上させたり、車軸検知系の周波数と同一周波数のノイズに対する耐ノイズ性を向上させたり、車軸検知系の信号伝送を、単純な交流伝送系としたままで、耐ノイズ性を向上させるなど、多様な信号処理を実行することができる。 The first and second receiving coils 21 and 22 individually generate and output individually received signals having the same frequency and the same phase in response to the change of the AC magnetic field φ1 transmitted from the transmitting coil 11. Therefore, in the axle detection device using the axle detector, the voltage level is increased to about twice that of the conventional one by executing addition / subtraction processing of both signals, and the noise resistance is improved. Perform various signal processing, such as improving the noise resistance against noise of the same frequency as the frequency of the vehicle, or improving the noise resistance while keeping the signal transmission of the axle detection system as a simple AC transmission system Can do.
車軸検知装置は、上記車軸検知器(1、2)とともに、信号処理部3を含み、レール4上を走行する列車の車軸(車輪)5を検知する。図示の信号処理部3は、第1受信部31、第2受信部32、遅延部33及び演算処理部34を含んで構成される。第1受信部31及び第2受信部32は、この種の車軸検知装置でよく知られているように、結合トランス、回路インピーダンス調整用アッテネータ、及び、バンドパスフィルタを順次に接続した回路構成を有する。バンドパスフィルタは、当該車軸検知系において用いられる周波数成分を抽出する目的で設けられているもので、第1受信部31からは、自己のバンドパスフィルタで抽出された周波数成分を持つ第1受信信号S1が出力され、第2受信部32からは、自己のバンドパスフィルタで抽出された周波数成分を持つ第2受信信号S2が出力される。第1受信信号S1及び第2受信信号S2は、同一周波数であるので、第1受信部31に備えられたバンドパスフィルタと、第2受信部32に備えられたバンドパスフィルタは、中心選択周波数が同じである。
The axle detection device includes a signal processing unit 3 together with the axle detectors (1, 2), and detects an axle (wheel) 5 of a train traveling on the
遅延部33は、第2受信部32から供給される第2受信信号S2を、1周期だけ遅延させる。このような遅延動作は、遅延回路を設けることによって実現してもよいし、演算処理部34を構成するCPU(Central Processing Unit)内において、ソフトウエア処理によって実現してもよい。
The
演算処理部34はCPUを主体として構成することができる。利用できる代表的なものとしては、DSP(Digital Signal Processor)がある。図示はされていないが、演算処理部34は、通常、アナログ信号として供給される第1受信信号S1及び第3受信信号S3を、デジタル信号に変換するAD変換器を有する。
The
次に、車軸検知装置の車軸検知動作について、図2を参照して説明する。第1及び第2受信コイル21、22の受信信号の電圧レベルは、送信コイル11と、第1及び第2受信コイル21、22との間に、列車の車軸5(車輪)5が入ると低下する性質を有している。すなわち、図2において、t2時〜t5時に、送信コイル11と、第1及び第2受信コイル21、22との間に、車軸5が位置すると、車軸5には、送信コイル11の交流磁界φ1により、誘導電流(渦電流)が流れ、その誘導電流によって生成された交流磁界φ1が、送信コイル11の交流磁界φ1を打消すように作用する。このため、第1及び第2受信コイル21、22の受信信号に対応して、第1受信部31から出力される第1受信信号S1、及び、第2受信部32から出力される第2受信信号S2の電圧レベルV1が、図2(a)、(b)に図示するように、ほぼ零電圧まで低下する。したがって、第1受信信号S1及び第2受信信号S2の受信電圧レベルが低下したことを、信号処理部3の演算処理部34で判断することにより、車軸検知器(1、2)に車軸5が位置したことを検知することができる。
Next, the axle detection operation of the axle detection device will be described with reference to FIG. The voltage level of the reception signals of the first and second reception coils 21 and 22 decreases when the train axle 5 (wheel) 5 enters between the transmission coil 11 and the first and second reception coils 21 and 22. It has the property to do. That is, in FIG. 2, when the
ここで、前述したように、第1及び第2受信コイル21、22のそれぞれには、送信コイル11から送信される交流磁界φ1の変化に応答して、同一周波数、同一位相の受信信号が生じるのであるから、第1及び第2受信コイル21、22から個別に出力された信号に対応する第1受信信号S1及び第2受信信号S2も、図2(a)、(b)に図示するように、互いに同一周波数、同一位相となる。
Here, as described above, in each of the first and second receiving coils 21 and 22, reception signals having the same frequency and the same phase are generated in response to the change of the alternating
従って、第1受信信号S1と、第2受信信号S2を1周期だけ遅延させた遅延信号S3(図2(c)参照)との加算処理により生成された加算信号S5は、図2(d)に示すように、車軸5が存在しないt0時〜t2時、及び、t6時以降は、その電圧レベルが、第1受信信号S1、第2受信信号S2、及び、遅延信号S3の電圧レベルV1の約2倍の電圧レベルV2になる。
Therefore, the addition signal S5 generated by the addition process of the first reception signal S1 and the delay signal S3 (see FIG. 2C) obtained by delaying the second reception signal S2 by one cycle is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the voltage level is from t0 to t2 when the
車軸5が車軸検知器(1、2)に位置するt3時〜t5時には、加算信号S5は、従来の2倍の電圧レベルV2からほぼ零電圧まで、電圧値V2だけ低下する。よって、信号処理部3において、加算信号S5を用いて車軸5を検知することにより、車軸検知に供される信号の電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させ、耐ノイズ性を向上させることができる。
From time t3 to time t5 when the
信号処理部3の演算処理部34は、加算信号S5が、例えば、電圧値V2だけ低下するt3時〜t5時までの間、図2(e)に図示するように、電圧なしの車軸検知信号(Sd)を出力する。
As shown in FIG. 2 (e), the
本発明では、加算信号S5は、第1受信信号S1と、第2受信信号S2を1周期だけ遅延させた遅延信号S3との加算処理により生成されたもの、即ち、
S1+S3=S5
であるので、加算信号S5の電圧レベルは、第2受信信号S2が車軸を検知して電圧なしとなったt2時よりも1周期だけ遅延したt3時までは、遅延信号S3の遅延動作により、電圧レベルV1を維持する。また、加算信号S5は、第2受信信号S2が車軸を検知しなくなったt5時よりも1周期だけ遅延したt6時まで、遅延信号S3の遅延動作により、電圧レベルV1を維持する。結局、加算信号S5は、t2時〜t6時の間は、電圧レベルV1以下に低下する。そこで、t2時〜t6時までの間、電圧なしの車軸検知信号(Sd)を出力する構成をとることもできる。
In the present invention, the addition signal S5 is generated by the addition process of the first reception signal S1 and the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one cycle, that is,
S1 + S3 = S5
Therefore, the voltage level of the addition signal S5 is determined by the delay operation of the delay signal S3 until t3 which is delayed by one cycle from t2 when the second reception signal S2 detects the axle and becomes no voltage. The voltage level V1 is maintained. Further, the addition signal S5 maintains the voltage level V1 by the delay operation of the delay signal S3 until t6, which is delayed by one cycle from t5 when the second reception signal S2 no longer detects the axle. Eventually, the addition signal S5 falls below the voltage level V1 between t2 and t6. Therefore, it is possible to take a configuration in which an axle detection signal (Sd) without voltage is output from t2 to t6.
第2受信信号S2を、1周期だけ遅延させた遅延信号S3を用いることのもう一つの利点は、車軸検知系に用いられている周波数と同一の周波数、又は、隣接する周波数のノイズが、車軸検知系に侵入した場合に、このノイズを抽出できる点にある。次に、この点について、図3を参照して説明する。 Another advantage of using the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one period is that the noise having the same frequency as the frequency used in the axle detection system or the noise of the adjacent frequency is This noise is extracted when it enters the detection system. Next, this point will be described with reference to FIG.
まず、図3(a)、(b)を参照すると、t4時〜t5時までの1周期の間、第1受信信号S1及び第2受信信号S2に、同一周波数で逆位相のノイズNS1、NS2が乗っている。もし、何ら処理をせずに放置していたら、第1受信信号S1及び第2受信信号S2の電圧レベルが、同一周波数で逆位相のノイズNS1、NS2のキャンセル作用により著しく低下してしまい、車軸ありという誤検知が生じてしまう。 First, referring to FIGS. 3A and 3B, noises NS1 and NS2 having the same frequency and opposite phases are included in the first reception signal S1 and the second reception signal S2 during one period from t4 to t5. Is riding. If left untreated, the voltage levels of the first received signal S1 and the second received signal S2 are significantly reduced by the canceling action of the noise NS1 and NS2 having the same frequency and the opposite phase. The false detection that there exists will arise.
この問題を解決する手段として、本発明では、信号処理部3の演算処理部34において、受信信号S1と、第2受信信号S2を1周期だけ遅延させた遅延信号S3(図3(c)参照)との減算処理を行い、減算信号S4を生成する(図3(d)参照)。
As means for solving this problem, in the present invention, the
即ち、S1−S3=S4
の減算処理を行うのである。この減算処理により生成された減算信号S4は、図3(d)に図示するように、ノイズNS1、NS2の侵入したt4時〜t5時において、ノイズNS1、NS2を抽出した信号となる。従って、車軸検知系の周波数と同一周波数のノイズに対する耐ノイズ性を向上させた車軸検知装置が得られる。この減算信号S4は、信号処理部3から、例えば、ノイズ監視装置などに供給し、ノイズ監視及び誤動作防止に用いることができる。
That is, S1-S3 = S4
The subtraction process is performed. As shown in FIG. 3D, the subtraction signal S4 generated by this subtraction processing is a signal obtained by extracting the noise NS1 and NS2 from the time t4 to the time t5 when the noise NS1 and NS2 enters. Therefore, an axle detection device with improved noise resistance against noise having the same frequency as that of the axle detection system can be obtained. The subtraction signal S4 can be supplied from the signal processing unit 3 to, for example, a noise monitoring device and used for noise monitoring and malfunction prevention.
第2受信信号S2を、1周期だけ遅延させた遅延信号S3を用いることの更にもう一つの利点は、車軸検知系に用いられている周波数と同一の周波数、又は、隣接する周波数のノイズが、車軸検知系に侵入した場合にも、車軸検知に供される電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させた状態を保ち、耐ノイズ性を向上させることができることである。次に、この点について、図4を参照して説明する。 Still another advantage of using the delay signal S3 obtained by delaying the second reception signal S2 by one cycle is that the noise having the same frequency as that used in the axle detection system or the noise of the adjacent frequency is Even when the vehicle enters the axle detection system, the voltage level used for axle detection can be maintained up to about twice the conventional level, and noise resistance can be improved. Next, this point will be described with reference to FIG.
図4(a)、(b)を参照すると、t4時〜t5時までの1周期の間、第1受信信号S1及び第2受信信号S2に、同一周波数で逆位相のノイズNS1、NS2が乗っている。もし、何ら処理をせずに放置していたら、第1受信信号S1及び第2受信信号S2の電圧レベルが、同一周波数で逆位相のノイズNS1、NS2のキャンセル作用により著しく低下してしまい、車軸ありという誤検知が生じてしまう。この点については、図3を参照して説明したとおりである。 Referring to FIGS. 4A and 4B, noises NS1 and NS2 having the same frequency and opposite phases are riding on the first reception signal S1 and the second reception signal S2 during one period from t4 to t5. ing. If left untreated, the voltage levels of the first received signal S1 and the second received signal S2 are significantly reduced by the canceling action of the noise NS1 and NS2 having the same frequency and the opposite phase. The false detection that there exists will arise. This point is as described with reference to FIG.
この問題を解決する手段として、信号処理部3を構成する演算処理部34において、加算信号S5と減算信号S4との減算処理により生成された信号S6を用いて、車軸5を検知する。即ち、演算処理部34は、
S1+S3=S5、及び、S5−S4=S6
の演算処理を行う。上述した信号処理により、ノイズNS1、NS2が存在するにも関わらず、ノイズNS1、NS2の影響がキャンセルされ、信号S6の電圧レベルが、図4(e)に図示するように、従来の車軸検知に供されていた電圧レベルV1の2倍程度の電圧レベルV2まで上昇する。従って、耐ノイズ性を向上させることができる。
As a means for solving this problem, the
S1 + S3 = S5 and S5-S4 = S6
The arithmetic processing is performed. Although the noise NS1 and NS2 are present by the signal processing described above, the influence of the noise NS1 and NS2 is canceled, and the voltage level of the signal S6 is detected by the conventional axle detection as shown in FIG. 4 (e). Rises to a voltage level V2 that is about twice the voltage level V1 used in the above. Therefore, noise resistance can be improved.
更に、本発明に係る車軸検知装置は、特別の符号伝送方式をとるのではなく、単純な交流伝送系としたままで、その信号処理を行うことができる、という利点もある。もっとも、デジタル処理を行うとすれば、第1及び第2受信コイル21、22に生じたアナログ信号をデジタル信号に変換する必要はある。 Further, the axle detection device according to the present invention has an advantage that the signal processing can be performed while keeping a simple AC transmission system, instead of taking a special code transmission system. However, if digital processing is performed, it is necessary to convert analog signals generated in the first and second receiving coils 21 and 22 into digital signals.
図5は、信号S6を用いて車軸5を検知する場合の検知動作を示す波形図である。図4を参照して説明したように、ノイズが侵入しても、信号S6では、既にノイズがキャンセルされている。従って、信号S6は、図5(c)に示すように、車軸5が存在しないt0時〜t2時、及び、t6時以降は、その電圧レベルが、第1受信信号S1、及び、遅延信号S3の電圧レベルV1の約2倍の電圧レベルV2になる。
FIG. 5 is a waveform diagram showing a detection operation when the
車軸5が車軸検知器(1、2)に位置するt3時〜t5時には、加算信号S5は、従来の2倍の電圧レベルV2からほぼ零電圧まで、電圧値V2だけ低下する。よって、信号処理部3において、信号S6を用いて車軸5を検知することにより、車軸検知に供される信号の電圧レベルを従来の2倍程度まで上昇させ、耐ノイズ性を向上させることができる。
信号処理部3の演算処理部34は、信号S6が、例えば、電圧値V2だけ低下するt3時〜t5時までの間、図5(d)に図示するように、電圧なしの車軸検知信号(Sd)を出力する。
From time t3 to time t5 when the
As shown in FIG. 5 (d), the
以上、実施の形態を参照して説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。 While the present invention has been described with reference to the embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
1 送信器
11 送信コイル
2 受信器
21 第1受信コイル
22 第2受信コイル
3 信号処理部
31 第1受信部
32 第2受信部
33 遅延部
34 演算部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1受信コイル及び前記第2受信コイルは、コイル軸を一致させて、互いに縦方向に配置され、前記送信コイルから送信される交流磁界の変化に応答する信号を、個別に生成し、かつ、個別に出力する、
車軸検知器。 An axle detector including one transmission coil, a first reception coil, and a second reception coil,
The first receiving coil and the second receiving coil are arranged in the vertical direction with the coil axes aligned, and individually generate signals that respond to changes in the alternating magnetic field transmitted from the transmitting coil; and , Output individually,
Axle detector.
前記車軸検知器は、送信コイルと、第1受信コイルと、第2受信コイルとを含んでおり、
前記第1受信コイル及び前記第2受信コイルは、コイル軸を一致させて、互いに縦方向に配置され、前記送信コイルから送信される交流磁界の変化に応答する信号を、個別に生成し、かつ、出力するものであり、
前記信号処理部は、前記第1及び第2受信コイルから個別に供給された前記信号に対応する第1受信信号S1及び第2受信信号S2に基づいて、前記車軸を検知する、
車軸検知装置。 A device that includes an axle detector and a signal processing unit, and detects an axle of a train traveling on a rail,
The axle detector includes a transmission coil, a first reception coil, and a second reception coil,
The first receiving coil and the second receiving coil are arranged in the vertical direction with the coil axes aligned, and individually generate signals that respond to changes in the alternating magnetic field transmitted from the transmitting coil; and , Which is the output
The signal processing unit detects the axle based on a first reception signal S1 and a second reception signal S2 corresponding to the signals individually supplied from the first and second reception coils.
Axle detection device.
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