KR20080089480A - 측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법 및 대응하는 측정 장치 - Google Patents

측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법 및 대응하는 측정 장치 Download PDF

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안드레 푸헤르트
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 도플러 원리에 기초하여 지상(G)에서 속도 및/또는 경로, 특히 철도 차량(F)의 속도 및/또는 경로를 결정하기 위해 안테나를 포함하는 측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법과, 상기 방법을 수행하기에 적합한 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 정지 상태까지 낮아지는 매우 낮은 속도도 측정될 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해, 안테나(D)는 진동하도록 설정되고 속도 및/또는 경로는 측정 신호 및 진동 신호를 결합함으로써 결정된다.

Description

측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법 및 대응하는 측정 장치 {METHOD FOR EXTENDING THE MEASURING RANGE OF A MEASURING DEVICE AND CORRESPONDING MEASURING DEVICE}
본 발명은 도플러 효과에 기초하여 지상에서 특히 철도 차량의 속도 및/또는 경로(travel)를 결정하기 위해 안테나를 구비한 측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법, 및 상기 방법을 수행하기 위한 측정 장치에 관한 것이다.
하기의 상세한 설명은 철도 차량들의 속도 및/또는 경로의 결정에 있어서 도플러 레이더 센서들의 응용에 본질적으로 관련되며, 본 발명이 상기 특정한 응용에 제한되지는 않는다. 본 발명은, 특히 모든 타입의 산업용 제조 공정 또는 차량들에서 임의의 상대 운동에 대하여 사용될 수 있다.
최신 열차 제어 시스템들은 열차들의 경로 및/또는 속도의 정밀한 결정을 요구한다. 종래의 속도 측정 방법들은 레이더 펄스 전송기들에 기초한다. 상기 측정 방법들은 바퀴가 회전할 때마다 한정된 개수의 펄스들을 생성한다. 상기 펄스들 사이의 시간 간격들의 평가가 속도 값을 생성한다. 그러나, 드라이빙 오프 또는 브레이킹, 브레이킹 과정 동안에 로킹할 때의 미끄럼, 그리고 마모로 인해 유발되는 바퀴 원주의 변화가 측정 속도를 불만족스럽게 왜곡시킬 수 있다. 측정값을 검증하고 안전성을 높이기 위하여, 가능한 한 구동되거나 브레이킹 되지 않는 두 바퀴들의 회전들이 일반적으로 감지된다. 두 개의 레이더 펄스 전송기들 중 하나가 도플러 레이더 센서에 의해 점점 교체된다.
도플러 안테나가 원래 표면에서 퍼지며 반사됨으로써 방출되는 신호 덕분에, 작은 비율이 도플러 안테나에 되돌아간다. 도플러 레이더 센서에서는, 도플러 레이더 신호가 원래 표면에 상대적으로 움직일 때 전송 신호와 반사된 수신 신호의 주파수 혼합에 의해 열차의 속도에 비례하는 저주파 도플러 신호가 생성된다.
그러나, 지금까지는, 경로 펄스 전송기들을 완전히 생략하는 것이 불가능했고, 따라서 전술된 단점들을 방지하는 것이 불가능했는데, 그 이유는 매우 낮은 속도에서 도플러 효과의 평가가 한계에 부딪힌다. 여기서 최소 측정 가능 속도는 허용 가능한 임계치를 초과한다. 지금까지는 또한, 안전성 기술 관점에서도 경로 펄스 전송기를 생략하는 것이 불가능했다. 열차의 매우 낮은 속도나 정지 상태의 검출에 부가하여, 경로 펄스 전송기가 또한 도플러 레이더 센서의 고장을 드러내기 위해 사용된다.
본 발명의 목적은 추가의 경로 펄스 전송기의 사용이 생략될 수 있도록 하는 범용 타입의 측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 방법을 수행하기 위한 측정 장치를 개조하는 것이다.
방법에 있어서, 상기 목적은 안테나가 진동 방식으로 운동하도록 유발함으로써, 그리고 측정 신호 및 진동 신호를 논리적으로 결합하는 것으로 속도 및/또는 경로를 결정함으로써 달성된다. 측정된 섹션이 바로 드러나는 것에 대한 어떠한 실패도 없이, 상기 측정 장치가 시그널링 기술에 있어서 신뢰할만한 설계를 가질 수 있기 때문에, 추가의 센서, 특히 경로 펄스 전송기를 생략하는 것이 가능하다. 경로/속도 감지의 정밀성은 증가할 수 있는데, 그 이유는 특히 바퀴 미끄럼으로 인한 전술된 영향들이 제거되기 때문이다. 상기는 궁극적으로 열차 제어 시스템들의 효율성을 높인다.
안테나의 진동의 결과로서, 평가될 수 있는 전체 신호가 매우 낮은 속도 및 정지 상태에서도 획득된다. 진동 신호가 상기에서 측정 장치의 측정 임계치라는 것이 보장하기 위해 필요한 전부이다.
청구항 2에 따르면, 안테나의 진동 운동은 바람직하게 기계적으로, 압전성으로, 전자기적으로 또는 수력으로 발생된다.
청구항 3에 따르면, 상기 진동 운동은 특히 철도 차량의 운동 방향에 평행하게 진동들의 형태로 발생된다. 상기 평형성은 측정 신호 및 진동 신호의 논리적 결합이 단순하게 되도록 한다.
청구항 4에 따르면, 상기 속도는 측정 속도 및 진동 속도 사이의 차이로부터 결정될 수 있다. 평가는 또한 경로 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 특히 유용한 한 실시예에서, 안테나의 진동은 여기에서 철도 차량의 운동 방향으로 방향이 정해지고, 그 결과로서 측정 장치에 의해 측정되는 속도 및 시스템-전용 진동 속도가 간단한 스칼라 변수들로서 고려될 수 있다.
시스템-전용 진동은 주파수 및 진폭에 있어서 미리 정의되는데, 이 경우에 청구항 5에 따르면 상기 값들의 고정된 설정 또는 지상에서의 속도에 의해 제어되는 설정이 측정 장치의 응답 임계치가 초과되는 크기 정도로 제공된다. 이는 평가될 수 있는 전체 신호가 철도 차량이 정지 상태에 있을 때에도 생성되는 것을 보장한다.
청구항 6에 따르면, 상기 방법을 수행하기 위한 측정 장치는 진동 안테나와 측정 신호 및 진동 신호를 논리적으로 결합하기 위한 평가 장치를 구비한다.
본 발명은 도면을 참조하여 기술된 예시적인 실시예를 통해 하기에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 도플러 효과에 기초하여 측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 본 발명에 따른 방법의 동작 방법에 대한 개략도.
지상(G)에서 속도(Vfzg)로 움직이는 차량(F)이 도시되어 있다. 평가 장치(A)에 연결된 도플러 안테나(D)가 차량(F) 하부에 장착된다. 도플러 안테나(D) 및 평가 장치(A)는 도플러 레이더 센서로서 구현되는 측정 장치의 가장 중요한 구성요소들이다. 도플러 레이더 센서의 측정 범위 임계치를 낮추어, 측정 가능 전체 신호(Vmess)가 차량(F)의 정지 상태까지 포함하여 매우 낮은 속도에서도 생성될 수 있도록 하기 위하여, 도플러 안테나(D)는 특정한 주파수 및 특정한 진폭에 의해 진동 방식으로 운동하도록 형성된다. 평가 장치(A)에서는, 진동 속도(Vosz)가 측정 속 도(Vmess)로부터 차감되고, 그로부터 지상(G)에서 차량의 속도(Vfzg)가 결정된다. 측정 속도(Vmess)는 도플러 안테나(D)에 의해 조사되는 신호의 상관(k) 및 지상(G)에 의해 반사되어 도플러 안테나(D)에 의해 수신된 신호(Fempf)로부터 획득된다. 또한, 평가는 여기에서 경로 정보에 기초하여 수행될 수도 있다.

Claims (6)

  1. 도플러 효과에 기초하여 지상(G)에서 특히 철도 차량(F)의 속도 및/또는 경로(travel)를 결정하기 위해 안테나(D)를 구비한 측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법으로서,
    상기 안테나(D)는 진동하는 방식으로 운동하도록 형성되고, 상기 속도 및/또는 경로는 측정 신호와 진동 신호를 논리적으로 결합함으로써 결정되는,
    연장 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 운동은 기계적으로, 압전성으로, 전자기적으로 또는 수력으로 발생되는,
    연장 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 진동 운동은 특히 철도 차량(F)의 운동 방향에 평행하게 진동들의 형태로 발생되는,
    연장 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 속도(Vfzg)는 측정 속도(Vmess) 및 진동 속도(Vosz) 사이의 차이로부터 결정되는,
    연장 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동의 주파수 및 진폭은 영구적으로 설정되거나, 또는 상기 측정 장치의 응답 임계치가 초과되도록 속도에 따라 제어되는,
    연장 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 측정 장치로서,
    안테나(D)는 진동 운동을 발생시키기 위한 장치에 연결되고,
    측정 신호를 진동 신호와 논리적으로 결합하기 위해 평가 장치(A)가 제공되는,
    측정 장치.
KR1020087019791A 2006-01-16 2007-01-04 측정 장치의 측정 범위를 연장하기 위한 방법 및 대응하는 측정 장치 KR20080089480A (ko)

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