Uprawniony z patentu: British Railways Board, Londyn (Wielka Brytania) Uklad lacznosci wagonowej Przedmiotem wynalazku jest uklad lacznosci wagonowej dla wagonu znajdujacego sie w ruchu wzdluz toru.Znane uklady lacznosci wagonowej obejmuja usytuowane na tym torze petle wykonane z przewodu, przy czym sygnal doprowadzany jest do tych petli przez odpowiednie nadajniki. Na przejezdzie usytuowane sa wów¬ czas odpowiednie czujniki wykrywajace pole magnetyczne i/lub elektryczne wytwarzane przez sygnaly plynace w petli. Jednym z podstawowych wymagan dotyczacych tego rodzaju ukladów lacznosci jest koniecznosc stwierdzenia, kiedy pojazd osiaga koniec danej petli. Dotychczas znane rozwiazania spelniaja ten wymóg dzieki zlozonej konfiguracji przewodów w petli albo tez pozostawiaja mozliwosc falszywego wskazywania zakonczenia petli.. " Celem wynalazku jest opracowanie ukladu lacznosci wagonowej opisanego typu pozbawionego wad dotychczas znanych rozwiazan. Cel wynalazku osiagniety zostal, przez to, ze petla przewodowa obejmuje " wielozwojowa cewke usytuowana na jednym z konców tej petli, elementy dla tlumienia pola elektrycznego; wytwarzanego przez sygnal elektryczny plynacy przez wielozwojowa cewke, zas usytuowany na wagonie obwód logiczny jest dolaczony do wyjsc czujników, przy czym ten obwód logiczny wytwarza sygnal wyjsciowy informujacy o osiagnieciu przez wagon konca petli tylko w przypadku, gdy sygnal'reprezentujacy obecnosc pola. magnetycznego, przy jednoczesnym braku sygnalu reprezentujacego obecnosc pola elekktrycznego, pojawia sie bezposrednio po zasadniczo jednoczesnym odebraniu sygnalów reprezentujacych obecnosc obu tych pól.. Nadajnik polaczony jest z petla przewodowa, korzystnie poprzez cewke wielozwojowa. Obwód logiczny zawiera korzystnie detektory progowe pierwszy i drugi, dolaczonedo wyjscia czujnika pola magnetycznego, przy czym pierwszy detektor progowy wytwarza sygnal wyjsciowy, gdy wartosc natezenia pola magnetycznego pYzekracza pierwszy poziom, a drugi detektor progowy.wytwarza sygnal wyjsciowy, gdy wartosc natezenia pola magnetycznego przekracza drugi poziom progowy; wyzszy niz pierwszy poziom progowy, oraz trzeci detektor progowy dolaczony do wyjscia czujnika pola elektrycznego, przy czym detektor ten wytwarza sygnal wyjsciowy, gdy wartosc natezenia pola elektrycznego przekracza poziom progowy. Obwód logiczny,moze ponadto zawierac element kombinacyjny LUB o dwóch wejsciach, którego jedno wejscie dolaczone jest do wyjscia detektora2 75 684 progowego pola elektrycznego, pierwszy element kombinacyjny 1 o dwóch wejsciach, którego pierwsze wejscie dolaczone jest do wyjscia elementu LUB/drugie wejscie dolaczone jest do wyjscia pierwszego detektora progowego pola magnetycznego, a wyjscie dolaczone jest do drugiego wejscia elementu LUB, drugi element kombinacyjny I o trzech wejsciach,, którego pierwsze wejscie dolaczone jest do wyjscia pierwszego elementu I, drugie Wejscie dolaczone jest do wyjscia detektora progowego pola elektrycznego, poprzez inwerter, trzecie wejscie dolaczone jest do wyjscia drugiego detektora progowego pola magnetycznego a wyjscie stanowi wyjscie obwodu logicznego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie w widoku perspektywicznym zakonczenie petli przewodowej w ukladzie lacznosci wagonowej, fig. 2 — schemat petli przewodowej ulozonej miedzy szynami, toru, fig. 3 — wykres rozkladu pól magnetycznego i elektrycznego w funkcji dlugosci petli przewodowej, fig. 4 - schcmat -ideowy- obwodu logicznego w ukladzie wedlug wynalazku.Jak to widac na figurach 1 i 2 petla przewodowa 10 jest ulozona miedzy szynami 11 toru kolejowego i jest zasilana przez nadajnfk 12. Petla 10 sklada sie z pary równolegle wzgledem siebie usytuowanych czesci przewodu, rozsunietych na odleglosc 0,2 do 0,5 m. majacych dlugosc 200 m do 2 km. Prad przeplywajacy przez ' petfor* 10 wytwarza pola elektryczne i magnetyczne, których natezenie i kierunek «sa okreslone wielkoscia i biegunowoscia napiecia miedzy przewodami petli 10 oraz odpowiednio natezeniem i kierunkiem przeplywu praniu. Pole magnetyczne jest wykrywane przez czujnik indukcyjny, znajdujacy sie w pociagu przemieszczajacym sie wzdluz szyn 11, natomiast pole elektryczne jest wykrywane przez czujnik pojemnosciowy o konstrukcji znanej np. ze zgloszenia patentowego nr P. 153931.Dla umozliwienia wykrywania konca petli 10 na jej koncu dolaczonym do nadajnika 12 wprowadzono prostokatna cewke 13. W celu zachowania równowagi linii transmisyjnej utworzonej przez przewody torowe cewka 13, jest wykonana z równej liczby zwojów kazdego przewodu. Dla wyeliminowania pola elektrycznego cewki 13 uzwojenie usytuowane jest wewnatrz metalowej rury. Rura ta nie moze stanowic zamkknietego obwodu, gdyz wówczas ekranowalaby równiez magnetyczne pole cewki. Ze wzgledów, które beda podane nizej, konieczne jest zapewnienie tego, aby pole elektryczne bylo odbierane ponad czescia petli przewodowej bezposrednio sasiadujaca z cewka. Dla spelnienia tego warunku w przypadku niekorzystnych warunków otoczenia przewody torowe tworzace petle 10 sa na krótkim odcinku podniesione o kilkanascie centymetrów nad podklady kolejowe. Wejscie petli przewodowej 10 zawsze dolaczone jest do nadajnika 12, a na wyjsciu tej petli wlaczony jest element obciazajacy 14, np. rezystor' o wartosci równej w przyblizeniu impedancji charakterystycznej linii transmisyjnej, wskutek czego kierunek przeplywu mocy w petli 10 jest zawsze przeciwny do kierunku sygnalizowania.Pole magnetyczne wytwarzane przez cewke 13 jest znacznie silniejsze od kazdego z pól magnetycznych, które moga zostac wytworzone przez sama petle przewodowa, wobec czego mozna je wykorzystac jako znacznik konca petli 10. Poniewaz jednak zawsze istnieje pewne prawdopodobienstwo wystapienia w innym miejscu petli pola magentycznego o wartosci przekraczajacej wartosc progowa, konieczne jest sprawdzanie waznosci tego znacznika przez próbkowanie pola elektrycznego w tym samym punkcie. Jezeli silne pole magnetyczne powstalo na skutek np. przypadkowego przemieszczenia przewodów torowych tworzacych petle 10, towarzyszy mu silne pole elektryczne, natomiast jezeli jest to pole magnetyczne wytwarzane przez cewke 13, pole elektryczne bedzie wytlumione do bardzo malej wartosci. Jako wazny znacznik konca petli przyjmuje sie wiec obecnosc silnego pola magnetycznego przy jednoczesnym braku pola elektrycznego. Przebiegi natezen pól magnetycznego i elektrycznego w funkcji dlugosci petli 10 sa pokazane na fig. 3. .Górna czesc figury 3 stanowi wykres natezenia pola magnetycznego M, a dolna czesc wykresu natezenia pola elektrycznego E w funkcji dlugosci petli 10. W obszarze cewki 13, której dlugosc ma wartosc x, natezenie pola magnetycznego wzrasta stopniowo, podczas gdy natezenie pola elektrycznego maleje. Tylko wtedy, gdy czujniki znajdujace sie w pociagu rejestruja jednoczesny wzrost natezenia pola magnetycznego i spadek natezenia pola elektrycznego, do urzadzenia sterujacego pociagiem doprowadzany jest sygnal zawierajacy 'informacje o osiagnieciu konca petli przewodowej. W obszarze odpowiednio uksztaltowanego odcinka petli 10 majacego dlugosc y, nastepuje wzrost wartosci natezenia zarówno pola magnetycznego jak i elektrycznego. Wartosci M1, M2 i E1 sa progowymi poziomami natezen pól magnetycznego i elektrycznego, powyzej których odpowiednie czujniki wykrywaja obecnosc tych pól. Gdy pociag przekracza cewke 13 w kierunku A, kolejnosc zdarzen jest nastepujaca. Natezenia pól magnetycznego i elektrycznego przekraczaja poziomy progowe; odpowiednio Mli E1 ale natezenie pola magnetycznego ma wartosc mniejsza od M2. Nate^nie natezenie po|a magnetycznego wzrasta az do przekroczenia poziomu M2, podczas gdy natezenie pola elektrycznego spada ponizej poziomu E1, niekoniecznie synchronicznie i niekoniecznie w tej kolejnosci. Gdy poziomy M1 i M2 zostaja przekroczone przy natezeniu pola elektrycznego mniejszym od E1, do ukladu sterowania przekazany zostaje sygnal informujacy75684 3 o zakonczeniu petli. W miare dalszego przemieszczania sie pociagu natezenia pola magnetycznego spada, poczatkowo ponizej poziomu M2 a nastepnie ponizej poziomu M1 tak, ze w koncu natezenie obu pól maja wartosci mniejsze od poziomów progowych. Zdarzenie wymienione jako pierwsze, tzn. przekroczenie poziomów progowych przez natezenie obu rodzajów pól jest warunkiem koniecznym dla wytworzenia sygnalu informujacego o osiagnieciu konca petli.W przypadku gdy pociag przemieszcza sie w kierunku odwrotnym do kierunku A kolejnosc zdarzen jest nastepujaca. Poczatkowo natezenia obydwu pól maja wartosci mniejsze od progowych. Nastepnie obserwuje sie narastanie natezenia pola magnetycznego az do przekroczenia poziomu M1, a nastepnie M2, przy jednoczesnie wystepujacym polu elekktrycznym o malym natezeniu. Poniewaz warunek przekroczenia przez natezenia obu pól poziomów, progowych zanim wykryty zostanie znacznik nie zostal spelniony, sygnal informujacy o osiagnieciu konc petli nie zostaje wytworzony. . • Uklad logiczny przedstawiony na figurze 4 stanowi uproszczona wersje ukladu stosowanego w praktyce, ale zasada jego dzialania jest w przyblizeniu taka sama. Ze wzgledu na wymogi dotyczace bezpieczenstwa uklad ten pracuje w sposób dynamiczny, wobec czego jego znaczace sygnaly wyjsciowe maja postac przemiennych przebiegów napieciowych. W praktyce stosuje sie równolegle dwa takie uklady, przy czym stale kontroluje sie koincydencje ich sygnalów wyjsciowych.Jak juz wspomniano obecnosc pola magnetycznego wykrywana jest za pomoca czujnika indukcyjnego 15, natomiast obecnosc pola elektrycznego za pomoca czujnika pojemnosciowego 16. Czujnik 16 ma wyjscie dolaczone do detektora progowego 17 który wytwarza sygnal o wartosci logicznej 1, gdy czujnik 16 sygnalizuje obecnosc pola elektrycznego o poziomie przekraczajacym El. Podobnie wyjscie czujnika 15 dolaczone jest do wejsc detektorów progowych 18 1,19, których sygnaly wyjsciowe maja wartosc logiczna 1, gdy czujnik 15 sygnalizuje obecnosc pola magnetycznego o poziomie przekraczajacym, odpowiednio M1 i M2.Sygnal wyjsciowy z detektora 17 jest doprowadzany do wejscia elementu kombinacyjnego LUB 20.Wyjscie tego elementu LUB jest dolaczone do wejscia elementu I 21, przy czym drugie wejscie elementu 21 jest polaczone z wyjsciem detektora progowego 18.Oba elementy kombinacyjne 20 i 21 stanowia przerzutnfk dwustabilny na którego wyjsciu, tzn. na wyjsciu elementu I 21 pojawia sie sygnal o wartosci logicznej 1 tylko w przypadku jednoczesnego pojawienia sie sygnalów na wejsciach detektorów progowych 17 i 18, tzn, w przypadku gdy natezenie pola elektrycznego przekracza poziom E1 i jednoczesnie natezenie pola magnetycznego przekracza poziom M1. Na wyjsciu elementu 21 utrzymuje sie sygnal o wartosci logicznej 1 tak dlugo, jak dlugo trwa sygnal wyjsciowy detektora 18, bez wzgledu na stan wyjscia detektora 17. Takie dzialanie ukladu zapewnione jest dzieki dolaczaniu wyjscia elementu I 21 do drugiego wejscia elementu LUB 20. Sygnal wyjsciowy detektora 17 doprowadzany jest równiez, poprzez inwerter 22, na jedno z-trzech wejsc elementu I 23. Na pozostale dwa wejscia elementu I23 doprowadzane sa sygnaly wyjsciowe z elementu I 21 i z detektora 19. Wobec tego na wyj&Hu elementu I 23 pojawia sie sygnal o wartosci logicznej 1 tylko wtedy, gdy sygnal wyjsciowy przerzutnikaJ20, 21 ma wartosc logiczna 1, wartosc natezenia pola elektrycznego nie przekracza wartosci progowej E1 i wartosc natezenia pola magnetycznego przekracza górna wartosc progowa M2. Ten sygnal o wartosci logicznej 1, pojawiajacy sie na wyjsciu elementu logicznego I 23 stanowi sygnal informujacy o,osiagnieciu konta petli przewodowej 10. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL