KR950003946Y1 - 열차감지회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열차감지회로

제1도는 본 고안의 개략적인 구성을 나타낸 블록도.

제2도는 본 고안의 상세회로도.

제3도는 본 고안의 회로가 내장된 열차감지기의 취부상태 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전압안정부 2 : 발진부

3 : 감지회로부 4 : 지연회로부

IC₁: 레규레이터 IC₂: 디텍터

IC₃: 타이머 IC₄: 포토커플러

Q₁-Q₃: 트랜지스터 R₁-R₂: 저항

C₁-C₃: 콘덴서 LED₁,LED₂: 발광다이오드

A,B,W,Y : 단자

본 고안은 열차의 유무 및 통과유무를 감지하는 회로에 대한 것으로, 특히 고속으로 통과는 열차를 정확히 감지하여 이와연결된 전기 전철기를 직접동작시킬 수 있도록 한 것이다.

종래 건널목 경보장치에 이용되던 열차감지기를 일예로서 설명하면 레일사이에 고주파수를 발진시키고 열차가 그 위에 정지 또는 통과중에 열차바퀴의 레일 접촉에 의하여 축대를 통한 레일 양측에 단락회로가 형성되어 고주파수가 도통되도록 함으로써 열차를 감지했었다.

그러나, 이와같은 종래의 회로는 레일 양측에 감지회로를 위한 케이블을 설치해야 하는 불편함이 있고 감지회로가 일정거리내로 서로 인접하여 설치될 경우에는 서로 영향을 미쳐 오동작을 일으키는등 설치상의 많은 제약이 있었으며 또한 설치경비도 상대적으로 많이 들었었다.

그래서 최근에는 위와같이 레일 양측으로 감지기를 설치하는 방식이 갖는 문제점을 해결하고자 레일의 일측에만 하나의 감지기를 설치하여 열차가 그 지점에 정지 또는 통과시 이를 감지할 수 있는 회로가 개발되어 왔다.

즉, 이러한 회로들은 내부에서 발진회로가 작동하여 상시 일정고주파수를 발진하고 있으며, 공진 회로부를 갖고 있는바, 만약 이 감지기가 설치된 지점에 열차가 없으면, 공지회로부에 의해 결정된 일정주파수를 발진하게 되나 열차가 있으면 공진회로부터 열차가 직접접촉하지는 않더라도 근접하게 되므로 공진주파수 신호가 변화하여 감지부에서는 이것을 감지하므로써 열차의 유무를 감지할 수 있도록 하였다.

그러나, 이러한 회로의 경우는 종래 설치상의 제한성과 경비문제를 다소 극복할수는 있었지만 열차가 주행시 그 감지시간이 너무 짧아서 감지기와 연결된 별도의 제어장치가 전기전철기를 동작시키기도 전에 감지시간이 종료되어 주행열차에 대한 정확한 감지를 할수 없어 안전사고를 유발시킬 수 있는 일요인으로 작용해 왔었다.

뿐만아니라 종래 레일상에 설치되는 감지장치는 단순히 감지기능만을 갖도록 한 것으로 이 감지신호를 받아 전기전철기를 동작시키기 위한 제어장치를 별도로 설치해야 하는 회로설계 및 설치상의 번거로움이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 열차감지장치 및 회로가 갖는 제결함을 감안하여 열차감지기가 레일 및 열차바퀴와 무접촉되도록 함은 물론 열차주행시에도 열차속도와 관계없이 정확한 감지가 이루어지도록 하는 한편 별도의 제어장치가 필요없이 감지기회로를 통하여 전기전철기에 직접전류가 공급되도록 하여 전기전철기를 동작시킬 수 있도록 안출한 것으로, 이를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 감지회로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도로써, 본 회로는 직류입력전압을 안정화시켜 내부회로에 안정된 전압을 제공하는 전압안정부(1)와, 일정한 주파수를 항시 발진하는 발진부(2)와, 상기 발진부(2)의 발진주파수를 감지하여 지연회로부(4)에 부극성의 전압을 공급하는 감지회로부(3)와, 상기 감지회로부(3)의 출력을 일정시간 지속시켜 주는 지연회로부(4)로 이루어지며, 제2도에 상세히 도시한 바와같이 전압안정부(1)는 레규레이터(IC₁) 및 이와 병렬연결된 콘덴서(C₁)로 구성되며, 상기 감지회로부(3)의 디텍터(IC₂)와 연결된 발진부(2)는 코일과 콘덴서로 구성되며 항시 주파수를 발진하고 있으며, 여기에 금속물체가 근접을 하게 되면 인덕턴스가 변화하게 된다.

감지회로부(3)는 발진주파수의 변화에 따라 입력전압과 동등한 전압을 출력하는 디텍터(IC₂)와 이 디텍터(IC₂) 출력전압에 의해 구동하는 트랜지스터(Q₁)로 구성되며, 이 트랜지스터(Q₂)에서는 지연회로부(4)로 부극성의 전압을 출력한다.

지연회로부(4)는 상기 감지회로부(3)의 트랜지스터(Q₁)콜렉터 출력을 저항(R₄)과 콘덴서(C₂)에 의해 결정되는 시정수에 따라 일정시간 지연시켜 주는 타이머(IC₃)와, 이 타이머(IC₃)의 출력을 받아 전압공급용 트랜지스터(Q₃)로 구동전압을 공급해주는 포토커플러(IC₄)로 이루어진다.

한편, 제3도는 본 고안의 회로가 내장된 열차감지기의 취부상태를 보인 도면으로 11은 레일, 12은 감지기본체, 13은 감지기본체(12)와 일체적으로 형성되며 열차감지기를 레일(11)에 설치하기 위한 브라켓으로 이 브라켓(11)에 볼트(15)를 체결하여 레일(11)에 취부된다. 16은 열차바퀴이며, 16a는 바퀴의 이탈을 방지하기 위한 바퀴프레임이며, 17은 와샤, 14는 본 고안의 감지회로를 가리킨다.

이와같이 구성도는 본 고안의 동작원리 및 작용효과를 설명한다. 제2도에서 직류전압(24V)을 전압안정부(1) 및 감지회로부(3)로 공급시키면, 감지회로부(3)를 통하여 발진부(2)에서는 일정한 주파수를 발진하게 된다.

그런데 이 발진부(2)에 금속물체, 즉 열차바퀴(16)가 근접을 하게 되면 공진주파수가 변화하면서 수신되는 고주파수가 감소하므로 이를 감지하여 열차의 유무를 감지하게 되는 것이다.

이를 좀저 상세히 설명하면, 직류 입력전압이 전원입력단자(A)(B)를 통해 감지회로부(3)를 구성하는 디텍터(IC₂)의 1번 입력단자에 입력되면 코일과 콘덴서로 구성된 발진부(2)에서는 발진을 시작하여 일정한 고주파수를 출력시키게 되고, 디텍터(IC₂)내부 수신부에는 발진부(2)의 출력신호를 수신하게 된다.

만일, 열차가 본 감지기가 설치된 레일상에 없다면 발진부에서 발진되는 일정한 고주파수가 디텍터(2)내부의 수신부로 수신되게 되나(이때에는 디텍터(2)의 출력측에는 OV전압이 출력됨)열차(열차바퀴)가 본 감지기에 접근을 하게 되면 공진주파수에 영향을 미치게 된다.

즉, 코일과 콘덴서에 의해 형성된 공진 주파수가 변하면서 코일의 인덕턴스변화로 인한 게인(GAIN)이 변하게 되므로 감지회로부(3)의 디텍터(IC₂)내 수신부로 수신되던 일정고주파수가 감소하게 되고 그 이득이 설정치 이하로 내려가면서 그의 출력에는 입력전압과 동등한 정극성의 전압이 출력되게 된다.

한편, 고속주행중인 열차의 경우에 있어서는 감지회로부(3)에서의 감지동작이 매우 짧게 일어나므로 그의 출력신호를 길레 잡아줄 수 있는 회로가 필요하게 되는 것이다.

여기서, 본 감지기에 열차가 통과하는 경우를 생각하면, 평상시 감지회로부(3)의 디텍터(IC₂)출력전압을 상시 OV전압을 유지하고 있다가 열차가 통과하는 순간 동안만 전압이 출력된다.

이때, 단자(W) 통하여 전원입력전압과 동등한 24V의 전압이 도시되지 않은 전기전철기로 출력 인가되어 전철기를 동작시키게 되는 것이다.

그러나, 단자(W)를 통하여 출력되는 전압을 매우 순간적인 전압으로써 미쳐 전철기가 동작을 하기도 전에 전원공급이 끊어짐으로써 운행상의 차질을 일으키게 되는 경우가 발생하게 되는 것이다.

이에 본 고안에서는 전철기로 공급되는 전압을 지연시킬 수 있는 지연회로를 설치하여 전철기를 충분히 동작시킬 수 있는 전압공급이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

즉, 디텍터(IC₂)의 출력은 단자(W)로 출력됨과 동시에 저항(R₁)을 거쳐서 트랜지스터(Q₁)의 베이스측에 인가되어 트랜지스터(Q₁)를 구동시키게 되므로 그의 콜렉터측에는 증폭된 신호인 부극성의 전압이 출력되어 지연회로부(4)를 구성하는 타이머(IC₃)의 2번 핀으로 입력되게 된다.

이와같이 타이머(IC₃)의 2번 입력단자에 입력된 펄스신호는 일정시간(약3초)지연후 그의 3번 출력단자를 통하여 정극성의 전압을 출력시키게 된다.

이러한, 펄스출력은 이와 연결된 포토커플러(IC₄)를 동작시키게 되고 그의 출력이 입력전원단자와 연결된 트랜지스터(Q₃)를 도통시키게 되므로 트랜지스터(Q₃)가 구동하여 그의 에미터쪽으로 입력전압과 동등한 전압(24V, 약250MMA)을 출력시키게 되므로 단자(Y)를 통하여 이와 연결된 전기전철기(부하)로 전압이 지속적으로 인가되면서 정확하게 전철기를 동작시켜 열차의 안전한 운행이 이루어지게 되는 것이다. 이때 발광다이오드(LED₂)가 발광되어 본 감지회로가 동작중임을 시각적으로 표시해 주게 된다.

이와같이 본 고안은 무접촉으로 열차감지가 가능하게 함은 물론 별도의 제어장치가 필요없이 전기전철기를 직접 구동할 수 있도록 하며, 전압을 지속적으로 충분히 공급해줄 수 있는 지연회로부를 설치함으로써 열차가 고속으로 주행 통과하더라도 오차없이 열차의 운행제어가 가능토록 한 것으로 그 이용분야는 건널목 경보장치 제어용 감지회로 및 정위치 정지신호장치 신호현시용 감지회로등에도 그 활용이 가능하다.

Claims (2)

1. 철도레일상의 내측으로 설치되게 열차 유무를 감지하는 회로를 구성함에 있어서, 직류입력압을 안정화시켜 내부회로에 안정된 전압을 제공하는 레규레이터(IC₁)와 콘덴서(C₁)로 구성된 전압안정부(1) 일정한, 주파수를 항시 발진하는 코일과 콘덴서로 구성된 발진부(2), 상기 발진부(2)의 발진주파수를 감지하여 지연회로부(4)에 부극성의 전압을 공급하는 감지회로부(3), 상기 감지회로부(3)의 출력을 일정시간 지속시켜 주는 지연회로부(4)로 구성됨을 특징으로 하는 열차감지회로.
2. 제1항에 있어서, 지연회로부(4)를 구성하되, 상기 감지회로부(3)의 트랜지스터(Q₁) 출력을 저항(R₄)과 콘덴서(C₂)에 의해 결정되는 시정수에 따라 일정시간 지연시켜 주는 타이머(IC₃)와, 이 타이머(IC₃)의 출력을 받아 전압공급용 트랜지스터(Q₃)로 구동전압을 공급해주는 포토커플러(IC₄)를 구비시켜 지연회로부(4)를 구성함을 특징으로 하는 열차감지회로.