PT3069952T

PT3069952T - Processo para a produção de um painel de vidro com um revestimento condutor de eletricidade com defeitos isolados eletricamente

Info

Publication number: PT3069952T
Application number: PT151600780T
Authority: PT
Inventors: Müller Dr Mathias; Oldewurtel Kassen; Klemm Rainer
Original assignee: Thales Deutschland Gmbh
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2017-07-14
Also published as: DK3069952T3; RS56010B1; CN107921978A; HUE033783T2; KR20180015117A; KR20190053303A; CA2980367A1; WO2016150670A1; CA2980367C; AU2016236557A1; ES2633028T3; HK1251206B; EP3069952B1; PL3069952T3; SI3069952T1; JP6719480B2; AU2016236557B2; EP3069952A1; CN107921978B; HRP20170761T1

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO DE CONTAGEM DE EIXOS E DISPOSITIVO DE CONTAGEM DE EIXOS"

Antecedentes da invenção A presente invenção refere-se a um processo de contagem de eixos para veículos sobre carris, compreendendo: um acoplamento de luz em pelo menos uma fibra de sensor, em que a fibra de sensor compreende pelo menos uma rede de Bragg de fibra montada num carril, em que cada rede de Bragg de fibra apresenta um espetro de reflexão (curva de intensidade da potência luminosa refletida pela rede de Bragg de fibra em função do comprimento de onda) com um pico de reflexão, com um comprimento de onda de Bragg com uma largura de meio valor, e deteção da luz refletida por duas redes de Bragg de fibra afastadas uma da outra, pelo que é obtido, respetivamente um sinal de tensão tangencial do carril.

Um processo deste género é conhecido a partir do pedido de patente ainda não publicado DE 102014100654.4. São conhecidos sistemas de contagem de eixos, nos quais são detetados num ponto de contagem eixos que passam perto, por meio de indução. É problemático, neste caso, que campos eletromagnéticos, por exemplo, de instalações de ar condicionado fixadas no comboio possam conduzir a avarias ou contagens erróneas. O documento WO 2005/093971 Al descreve um sistema de monitorização de comboios, no qual são utilizadas fibras de sensor fixadas ao carril para a contagem de eixos. Através de acoplamento de luz no condutor de fibra ótica (fibra de sensor) é fornecida luz à rede de Bragg de fibra, em que são refletidos os comprimentos de onda que se situam dentro da largura de banda do filtro em torno do comprimento de onda de Bragg. 0 comprimento de onda de Bragg é definido, em geral, como λβ=ηβίί ·2A=neff ·λ. Aqui neff é o indice de refração efetivo e Λ o período de reticulação da rede de Bragg de fibra. Através de uma força aplicada, a fibra de sensor e, por conseguinte, a rede de Bragg de fibra é alongada e o comprimento de onda de reflexão ou de transmissão da rede de Bragg de fibra altera-se, de modo que é refletida luz de comprimento de onda diferente, dependente da dilatação da rede de Bragg de fibra e pode ser alimentada a uma unidade de avaliação e análise. As redes de Bragg individuais de fibra estão montadas a uma distância de 2,5 m. As redes de Bragg individuais de fibra apresentam diferentes comprimentos de onda de Bragg, em que a diferença dos comprimentos de onda de Bragg tem de ser maior do que a alteração no comprimento de onda de Bragg das correspondentes redes de Bragg de fibra, em função das cargas. 0 pedido de patente ainda não publicado DE 102014100654.4 descreve um sistema de medição de carris, para medir uma grandeza mecânica, que atua sobre um carril, por meio de sensores de fibra ótica. As redes de Bragg de fibra aí utilizadas são montadas no carril com um ângulo de ±30° a ±60°, em particular ±45°, relativamente à fibra neutra. Isto oferece a vantagem de serem detetadas pela unidade de sensor de fibra ótica deformações por tensões tangenciais, que conduzem a uma dilatação positiva ou negativa, que não se prolongam paralelamente à fibra neutra. É desvantajoso nas disposições conhecidas que a sensibilidade não seja suficiente para detetar cada eixo de modo fiável, de modo que o nivel (SIL4) de segurança necessária para comboios não esteja garantido, uma vez que os sinais que resultam da medição de tensões tangenciais não são adequados para realizar uma avaliação do valor limiar.

Objetivo da invenção É objetivo da invenção propor um processo de contagem de eixos, que, por um lado, seja menos suscetível a interferências, em particular relativas a interferências eletromagnéticas e, por outro lado, apresente uma sensibilidade suficiente, para satisfazer o nível de segurança necessário.

Descrição da invenção

Este objetivo é solucionado de acordo com a invenção, por estarem previstas as seguintes etapas do processo: • Produção de um sinal diferencial de tensão tangencial, a partir dos dois sinais de tensão tangencial recebidos; • Produção de um sinal de roda travada, no interior de uma unidade de processamento de sinais, quando o sinal diferencial de tensão tangencial ultrapassa por excesso um valor limiar superior estabelecido ou ultrapassa por defeito um valor limiar inferior estabelecido.

De acordo com a invenção, é produzido um sinal diferencial de tensão tangencial, portanto um sinal com auxílio do qual se pode deduzir a curva temporal da diferença de duas tensões tangenciais, em duas localizações de sensores afastados um do outro. 0 sinal diferencial de tensão tangencial na zona da mudança de sinal da tensão tangencial (portanto, quando a introdução da carga no carril através da roda tem lugar exatamente entre as duas redes de Bragg de fibra) é quantitativamente muito grande, o que torna possível uma deteção simples de uma roda. Um sinal de tensão tangencial, portanto, um sinal com auxílio do qual se pode deduzir a tensão tangencial que surge numa determinada localização de sensores, pode ser obtido, por exemplo, através de deteção da luz refletida pela rede de Bragg de fibra montada na localização de sensores, em que a rede de Bragg de fibra está colocada obliquamente em relação à fibra neutra, em particular num ângulo de ±45° ou de ±90°. A produção do sinal diferencial de tensão tangencial processa-se através de deteção e subtração da curva temporal da alteração dos comprimentos de onda de Bragg da rede de Bragg de fibra, em que a alteração dos comprimentos de onda é verificada através de deteção da alteração na intensidade da luz refletida pelas redes de Bragg de fibra. Isto processar-se de maneiras diferentes e é descrito em seguida em pormenor, com base em diversas variantes. Em todas as variantes, a curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na(s) fibra(s) de sensor é detetada, de um modo preferido, por meio de um ou vários fotodíodos acoplados com fibras.

Variantes preferidas

Uma variante particularmente vantajosa do processo de contagem de eixos de acordo com a invenção (conceito OEC) distingue-se por serem utilizadas, respetivamente, fibras de sensor com respetivamente duas redes de Bragg de fibra colocadas em série, com diferentes comprimentos de onda de Bragg (em duas localizações de sensores afastadas uma da outra na direção do carril) e por a produção do sinal diferencial de tensão tangencial se processar oticamente, por meio de um módulo optoeletrónico no interior de uma unidade de processamento de sinais, caracterizado por a curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra de sensor ser detetada por meio do módulo optoeletrónico e ser filtrada em duas arestas de filtro de um filtro de comprimento de onda do módulo optoeletrónico, em que as arestas de filtro se encontram, respetivamente, na gama de um dos comprimentos de onda de Bragg das redes de Bragg de fibra e apresentam declives de sinal diferente, e por a curva de intensidade filtrada ser detetada como sinal diferencial. Através do processamento do sinal diferencial no interior da unidade de processamento de sinais são produzidos sinais (digitais) de roda travada.

No conceito OEC são utilizados módulos optoeletrónicos (chips OE) para a medição da potência luminosa refletida e para a conversão do sinal. Em função da carga das localizações de sensores e das tensões tangenciais que lhe estão associadas, modificam-se os comprimentos de onda de Bragg das redes de Bragg de fibra. Os componentes provenientes da potência luminosa refletida pelas diversas redes de Bragg de fibra estão sujeitos à filtragem em diferentes arestas de filtro. As alterações dos comprimentos de onda de Bragg são uma medida para as tensões tangenciais que ocorrem. A formação da diferença ótica dos sinais de tensão tangencial processa-se de modo que os componentes provenientes da potência luminosa refletida pelas diversas redes de Bragg de fibra (espetros da soma da luz refletida pelas duas redes de Bragg de fibra) das duas redes de Bragg de fibra se movem, respetivamente, ao longo de respetivamente uma aresta de filtro do módulo optoeletrónico, em que as arestas de filtro apresentam declives com sinais diferentes. Os componentes da potência luminosa refletida dos dois elementos de sensor são assim fortemente filtrados de modo diferente. Os comprimentos de onda de Bragg e as arestas de filtro, de um modo preferido, estão adaptados uns aos outros, de modo que, no caso de uma suposta carga, os picos de reflexão da rede de Bragg de fibra não se deslocam para a outra respetiva aresta de filtro. Desta maneira surge um mínimo ou um máximo (o sinal depende da orientação do ângulo (±45°) das redes de Bragg de fibra em relação à fibra neutra, consoante o modo como as redes de Bragg de fibra estão orientadas em relação à fibra neutra) na curva da potência luminosa refletida, quando a diferença das tensões tangenciais nas duas localizações de sensores se torna muito grande. Isto pode ser digitalizado com um comparador.

Para que a potência, em suma, permaneça constante com pequenas alterações, é vantajoso quando as larguras (FWHM) de meio valor dos espetros e suas refletividades (R) das redes de Bragg de fibra são semelhantes. Numa variante particularmente vantajosa, portanto, as larguras de meio valor dos picos de reflexão das duas redes de Bragg de fibra diferem em menos de 0,5 nm e as suas refletividades, em menos de 20%. Além disso, os desvios para o respetivo ponto de trabalho (de um modo preferido na posição central) na aresta de filtro deveriam ser pequenos, tipicamente < 1 nm. Caso contrário, antes e depois do mínimo de potência podem surgir oscilações por defeito e por excesso, que, em consequência, limitam as cargas mínimas detetáveis. Para a deteção de eixos de tração sobre um carril podem ser utilizadas, por exemplo, redes de Bragg de fibra com os seguintes valores: λ1= 1541,9 nm, Rl = 45%, FWHMl = 550 pm; λ2 = 1550,1 nm, R = 55%, FWHM = 650 pm.

De um modo preferido, um sinal de referência proveniente da curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra de sensor é detetado não filtrado, por meio do módulo optoeletrónico e o sinal diferencial é comparado com o sinal de referência.

Numa variante alternativa (conceito RR) do processo de acordo com a invenção são utilizadas fibras de sensor com duas redes de Bragg de fibra montadas em série, com diferentes comprimentos de onda de Bragg, em duas localizações de sensores afastadas uma da outra na direção do carril, em que a produção do sinal diferencial de tensão tangencial se processa oticamente, através de uma sobreposição espetral dos picos de reflexão das duas redes de Bragg de fibra, durante a transição de uma condição sem carga para uma condição sob carga. Através do processamento do sinal diferencial no interior da unidade de processamento de sinais são produzidos sinais (digitais) de roda travada. A alteração dos comprimentos de onda de Bragg é uma medida para a tensão tangencial que surge na respetiva localização de sensores. O grau de sobreposição dos picos de reflexão é uma medida para a diferença de tensão tangencial.

De um modo preferido, a sobreposição dos picos de reflexão processa-se na condição sob carga. No caso desta variante, os comprimentos de onda de Bragg das duas redes de Bragg de fibra são escolhidos de modo que os picos de reflexão das duas redes de Bragg de fibra de uma metade de contacto com o carril se sobrepõem na condição sob carga. Quanto mais fortemente os picos de reflexão se sobrepõem, tanto menos luz é refletida. Sob carga do carril é detetado, portanto, um mínimo de intensidade. A produção de um sinal diferencial de tensão tangencial processa-se assim, nesta variante, através da sobreposição dos picos de reflexão, em caso de carga dos carris. Para isso o afastamento dos comprimento de onda de Bragg das redes de Bragg de fibra é escolhido, de acordo com a invenção, de modo que, no caso de uma carga com uma massa esperada, processa-se uma sobreposição notória, de um modo preferido uma sobreposição completa dos picos de reflexão. No entanto, também é possível escolher o afastamento e as larguras de meio valor dos picos de reflexão de modo que os picos de reflexão se sobreponham na condição sem carga e se desloquem afastando-se uns dos outros sob carga. Neste caso poder-se-ia medir uma intensidade máxima sob carga.

Este conceito RR distingue-se por uma complexidade reduzida no processamento de sinais na placa de adaptação.

Numa terceira variante (conceito OE2) do processo de contagem de eixos de acordo com a invenção são utilizadas duas fibras de sensor, cada uma com uma rede de Bragg de fibra, em que as redes de Bragg de fibra de diversas fibras de sensor estão colocadas em localizações de sensores afastadas uma da outra, na direção do carril. De acordo com a invenção, para cada fibra de sensor é produzido um sinal filtrado da curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra de sensor pela rede de Bragg de fibra, através de filtragem, respetivamente, numa aresta de filtro de um filtro de comprimento de onda de um módulo optoeletrónico no interior de uma unidade de processamento de sinais, em que a produção do sinal diferencial de tensão tangencial das duas redes de Bragg de fibra se processa eletronicamente, por meio de um microcontrolador. Como sinal de referência serve a luz refletida não filtrada pela rede de Bragg de fibra ou o sinal elétrico obtido por processamento do sinal, a partir desta luz (sinal de potência luminosa não filtrado oticamente).

Nesta variante, o sinal diferencial de tensão tangencial não é, portanto, detetado no interior de uma metade de contacto com o carril, mas antes a partir dos sinais processados no microcontrolador pelos módulos optoeletrónicos das duas metades de contacto com o carril. É realizada, portanto, uma diferenciação de sinais elétricos. É particularmente vantajoso quando um sinal de referência a partir da curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra de sensor é detetado não filtrado, por meio do módulo optoeletrónico e o sinal de tensão tangencial é detetado a partir da relação entre o sinal filtrado e o sinal de referência. Com isso é obtida uma independência da potência luminosa irradiada.

Para a deteção de um erro pode ser verificado se o sinal de referência ultrapassa por excesso um terceiro valor limiar (terceiro valor limiar = valor limiar superior) ou ultrapassa por defeito (terceiro valor limiar = valor limiar inferior). É preferida a última variante, portanto, de modo a detetar um erro quando o sinal de referência ultrapassa por defeito um terceiro valor limiar definido previamente. 0 processo de contagem de eixos é realizado, portanto, de um modo preferido num "principio de luz em repouso" (análogo ao principio da corrente em repouso). Isto significa que no modo de stand-by de funcionamento é detetado continuamente um sinal refletido pelas redes de Bragg de fibra. Se falhar a fonte de luz ou um cabo (por exemplo, entre o contacto com o carril e a placa de processamento de sinal tapada), então o sinal de referência desce abaixo do valor limiar estabelecido, pelo que pode ser realizado um reconhecimento simples de erros dos componentes óticos. Então torna-se possível o reconhecimento de possíveis defeitos (falha da fonte de luz, corte de um cabo, sujidades em pontos de encaixe) na parte ótica do processamento de sinais, o cabo de fibra ótica e no próprio sensor, sem dispositivo de diagnóstico adicional (funcionalidade de auto-teste das redes de Bragg de fibra) . Pode ser realizado um teste, por exemplo, na medida em que a fonte de luz está desligada temporariamente. Uma outra possibilidade consiste em modular a luz da fonte de luz na sua intensidade. Se a luz detetada apresentar a mesma modulação, o teste é avaliado como bem-sucedido. Desligar a fonte de luz, neste caso, não é necessário. A invenção refere-se também a dispositivos de contagem de eixos para a realização das diversas variantes do processo de acordo com a invenção.

Um primeiro dispositivo de contagem de eixos (contador de eixos OEC) de acordo com a invenção compreende uma fonte de luz, pelo menos um ponto de contagem, em que cada ponto de contagem compreende duas metades de contacto com o carril para a montagem num carril. De acordo com a invenção, cada metade de contacto com o carril compreende uma fibra de sensor com uma primeira rede de Bragg de fibra, com um primeiro comprimento de onda de Bragg e uma segunda rede de Bragg de fibra, com um segundo comprimento de onda de Bragg, em que as redes de Bragg de fibra estão realizadas para a montagem no carril obliquamente em relação à fibra neutra. Além disso, a metade de contacto com o carril compreende um módulo optoeletrónico para a realização de uma subtração ótica da potência luminosa refletida pelas duas redes de Bragg de fibra de uma fibra de sensor, em que o módulo optoeletrónico compreende um filtro dependente do comprimento de onda, com duas arestas de filtro, em que as arestas de filtro se encontram, respetivamente, na gama de um dos comprimentos de onda de Bragg da rede de Bragg de fibra e apresentam declives de sinal diferente.

De um modo preferido, os declives das arestas de filtro são de igual grandeza. Neste caso é suficiente quando os declives na gama na qual se deslocam os comprimentos de onda de Bragg são de igual grandeza.

Para economizar material, as redes de Bragg de fibra das duas metades de contacto com o carril de um ponto de contagem podem estar situadas no interior de uma fibra comum de sensor. Por meio de um circuito divisor de frequência, os sinais podem ser associados às metades individuais de contacto com o carril. Num aperfeiçoamento particularmente economizador de material desta forma de realização, as metades de contacto com o carril de um ponto de contagem apresentam uma rede de Bragg comum de fibra.

Um segundo dispositivo de contagem de eixos (contador de eixos RR) de acordo com a invenção compreende uma fonte de luz e pelo menos um ponto de contagem, em que cada ponto de contagem compreende duas metades de contacto com o carril para a montagem num carril, em que cada metade de contacto com o carril compreende uma fibra de sensor com duas redes de Bragg de fibra montadas em série, em duas localizações de sensores afastadas uma da outra, em que as redes de Bragg de fibra estão realizadas para a montagem no carril obliquamente em relação à fibra neutra e em que os comprimentos de onda de Bragg das duas redes de Bragg de fibra e a distância entre as duas localizações de sensores são selecionados entre si de modo que, com uma carga do carril definida previamente entre as duas localizações de sensores, os espetros de reflexão das duas redes de Bragg de fibra se sobrepõem. Além disso está prevista uma unidade de processamento de sinais para a deteção e o processamento da luz refletida pelas redes de Bragg de fibra.

De um modo preferido, os comprimentos de onda de Bragg das duas redes de Bragg de fibra e a distância entre as duas localizações de sensores (portanto, a distância de partes iguais das duas redes de Bragg de fibra) são escolhidos entre si de modo que, com uma carga das localizações de sensores definida previamente, os dois espetros de reflexão das redes de Bragg de fibra se sobrepõem completamente.

Para obter um bom efeito de saturação, uma das redes de Bragg de fibra deveria possuir um pico de reflexão com uma grande largura de meio valor, em contrapartida a largura de meio valor do pico de reflexão da outra rede de Bragg de fibra deveria ser pequena. As larguras de meio valor dos picos de reflexão das duas redes de Bragg de fibra diferem, por conseguinte, de um modo preferido, em 1 a 2 ordens de grandeza. Deste modo é impedido um varrimento completo dos picos de reflexão com comboios pesados, o que, de outro modo, resultaria em dois picos por eixo na curva de intensidade da potência luminosa refletida. É particularmente vantajoso quando os comprimentos de onda de Bragg das duas redes de Bragg de fibra não diferem em mais de 5 nm e a largura de meio valor de uma rede de Bragg de fibra perfaz pelo menos 0,05 nm e a largura de meio valor da outra FBG perfaz no máximo 5 nm. De um modo preferido, os picos de reflexão das duas FBGs na condição não carregada sobrepõem-se ligeiramente, sendo o comprimento de onda de Bragg da primeira rede de Bragg de fibra (a rede de Bragg de fibra voltada para a unidade de processamento de sinais) maior que o comprimento de onda de Bragg da segunda rede de Bragg de fibra (a rede de Bragg de fibra afastada da unidade de processamento de sinais).

Um terceiro dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção (contador de eixos OE2) compreende uma fonte de luz e pelo menos um ponto de contagem, respetivamente com duas metades de contacto com o carril para a montagem num carril. De acordo com a invenção, cada metade de contacto com o carril compreende uma fibra de sensor, com uma rede de Bragg de fibra com um comprimento de onda de Bragg, em que a rede de Bragg de fibra está realizada para a montagem no carril obliquamente em relação à fibra neutra. Além disso, cada metade de contacto com o carril compreende uma unidade de processamento de sinais para a produção de sinais de tensão tangencial, em que a unidade de avaliação compreende um módulo optoeletrónico com uma aresta de filtro (filtro ótico). Para a produção de um sinal diferencial dos sinais de tensão tangencial emitidos pelas unidades de processamento de sinais, o dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção apresenta um microcontrolador.

No caso do microcontrolador trata-se de um módulo programável, o qual, a partir dos sinais processados pelos módulos optoeletrónicos das duas metades de contacto com o carril determina a diferença dos sinais de tensão tangencial.

Para todos os contadores de eixos de acordo com a invenção é utilizada como fonte de luz, de um modo preferido, uma fonte de luz de banda larga, por exemplo, um diodo super-luminescente.

Em todos os dispositivos de contagem de eixos representados de acordo com a invenção, é particularmente vantajoso quando as redes de Bragg de fibra (portanto, a expansão das redes de Bragg de fibra na direção de propagação da luz) estão montadas no carril paralelas uma à outra, num ângulo ±30° a ±60°, em particular ±45°, ou em relação à fibra neutra. Com auxilio da disposição obliqua das redes de Bragg de fibra, através de deteção da luz refletida pelas redes de Bragg de fibra, são medidas no carril tensão tangenciais causadas por uma roda aquando do rolamento sobre o carril. Assim, o processo é independente da dimensão da roda e da jante.

De um modo preferido, as redes de Bragg de fibra cruzam a fibra neutra do carril.

Numa forma vantajosa de realização do dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção, as redes de Bragg de fibra estão equipadas com uma estrutura de transdutor, para a compensação de uma dilatação térmica do carril. Por meio da estrutura de transdutor é limitado o valor absoluto da alteração do comprimento de onda, através de alterações de temperatura no carril. Ao mesmo tempo, a estrutura de transdutor tem o objetivo de reforçar o limiar relativamente baixo de alongamento por tensão tangencial, para poder detetar mesmo cargas baixas por eixo. É particularmente vantajoso quando as redes de Bragg de fibra estão fixadas ao carril sob pré-esforço. Deste modo pode ser determinado, de maneira simples, se uma rede de Bragg de fibra se soltou do carril, uma vez que na ausência do pré-esforço se altera o comprimento de onda de Bragg da rede de Bragg de fibra. A montagem das redes de Bragg de fibra sob pré-esforço torna possível reconhecer se uma rede de Bragg de fibra se soltou do carril, uma vez que ao soltar-se a rede de Bragg de fibra desaparece o pré-esforço e, correspondentemente, altera-se o comprimento de onda de Bragg da rede de Bragg de fibra. Em consequência disso é emitido um sinal permanente de roda travada. 0 pré-esforço pode processar-se mecanicamente antes da montagem das redes de Bragg de fibra no carril ou termicamente através de um suporte, enquanto o suporte é aplicado sob pré-esforço no carril, É particularmente vantajoso quando está previsto um dispositivo de compensação para o ajuste do pré-esforço, com o qual as FBGs são montadas no carril.

De um modo preferido, a unidade de processamento de sinais compreende um divisor de feixe de fibra ótica. 0 divisor de feixe serve, a par do sinal filtrado de ponta, para captar um sinal de referência, por meio de um segundo fotodíodo.

Outras vantagens da invenção resultam da descrição e do desenho. Do mesmo modo, as características acima referidas e as ainda mencionadas mais adiante de acordo com a invenção podem, respetivamente, encontrar aplicação individualmente por si sós ou várias, em quaisquer combinações. As formas de realização mostradas e descritas não devem ser entendidas como enumeração definitiva, mas antes têm caráter exemplificativo para a descrição da invenção.

Descrição pormenorizada da invenção e desenho

Fig. 1 mostra a estrutura esquemática de uma metade de contacto com o carril de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção, de acordo com o conceito EOC.

Fig. 2 mostra um diagrama de blocos para o processamento de um sinal ótico (conceito EOC) recebido da metade de contacto com o carril da fig. 1.

Fig. 3 mostra a curva dos picos de reflexão relativamente às arestas de filtro (conceito EOC).

Fig. 4 mostra a curva temporal da corrente fotoelétrica detetada pelos fotodiodos do sinal diferencial, de acordo com o conceito OEC, bem como as partes da corrente fotoelétrica detetada associadas às redes de Bragg de fibra individuais.

Fig. 5 mostra a estrutura esquemática de uma metade de contacto com o carril de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção, de acordo com o conceito RR.

Fig. 6 mostra um diagrama de blocos para o processamento de um sinal ótico (conceito EOC) recebido da metade de contacto com o carril da fig. 5.

Fig. 7a,b mostra a disposição dos picos de reflexão numa condição não carregada e numa condição carregada.

Fig. 8 mostra a curva temporal do sinal diferencial de acordo com o conceito RR.

Fig. 9 mostra a estrutura esquemática de duas metades de contacto com o carril de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção, de acordo com o conceito E02.

Fig. 10 mostra um diagrama de blocos para o processamento dos sinais (conceito E02) recebidos por duas metades de contacto com o carril, de acordo com a fig. 9.

Fig. 11 mostra a disposição de um pico de reflexão relativamente à aresta de filtro, numa condição sem carga do carril.

Fig. 12a mostra a curva temporal dos sinais de tensão tangencial das duas metades de contacto com o carril, de acordo com o conceito E02.

Fig. 12b mostra a curva temporal do sinal diferencial de acordo com o conceito E02.

Fig. 13a mostra redes de Bragg de fibra de duas metades de contacto com o carril colocadas sobre um carril, de acordo com o conceito OEC ou RR, com fibras de sensor separadas.

Fig. 13b mostra redes de Bragg de fibra de duas metades de contacto com o carril colocadas sobre um carril, de acordo com o conceito OEC ou RR, com um sensor de fibra comum.

Fig. 13c mostra redes de Bragg de fibra de duas metades de contacto com o carril colocadas sobre um carril, de acordo com o conceito 0E2.

Fig. 14 mostra uma secção transversal de um carril, com uma rede de Bragg de fibra colocada sobre o carril, de acordo com a fig. 13a-c.

Fig. 15 mostra a estrutura geral de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção. A fig. 1 mostra a estrutura de uma metade SK1 de contacto com o carril de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção, de acordo com o conceito EOC. A metade SKl de contacto com o carril compreende uma fibra SF de sensor com duas redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra, que estão afastadas uma da outra e, de um modo preferido, estão pré-montadas num suporte T, de modo que podem ser montadas facilmente na orientação desejada, sobre um carril S (ver fig. 13a, b) . As redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra apresentam diferentes comprimentos XI, X2 de onda de Bragg e refletem luz correspondendo ao respetivo comprimento XI, K2 de onda de Bragg. Através de uma fonte L de luz é acoplada luz na fibra SF de sensor. A luz refletida a partir das redes FBGl, FBG2 de Bragg de fibra é conduzida por meio de um acoplador FK de fibra a um módulo OEC optoeletrónico, no qual é processada a luz refletida. 0 módulo OEC optoeletrónico e a fonte L de luz são, no presente caso, parte de uma unidade SV de processamento de sinais.

Na fig. 2 está representado como a luz refletida continua a ser processada na unidade SV de processamento de sinais. A luz refletida é conduzida a partir da fibra SF de sensor para o módulo OEC optoeletrónico, no qual a luz é dividida, por meio de um divisor ST de feixe. Num primeiro canal a luz refletida é filtrada, por meio de um filtro F de comprimento de onda e detetada como sinal Sd diferencial elétrico, por meio de um primeiro fotodiodo PD1. Num segundo canal a luz refletida é conduzida diretamente a um segundo fotodiodo PD2 e ali detetada como sinal Sr de referência, em que o sinal Sr de referência é proporcional à totalidade da potência luminosa refletida. De acordo com a invenção, o filtro F de comprimento de onda apresenta duas arestas Kl, K2 de filtro, em que as duas arestas Kl, K2 de filtro apresentam declives com sinais diferentes. Em função dos sinais diferentes, as desfasagens dos comprimentos XI, À2 de onda de Bragg das duas redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra são avaliadas de modo diferente, por exemplo, no sentido dos comprimentos de onda mais longos, a saber, na primeira rede FBG1 de Bragg de fibra através de um acréscimo da potência luminosa detetada e na outra rede FBG2 de Bragg de fibra, através de um decréscimo da potência luminosa detetada.

Os amplificadores VI, V2 de transimpedância convertem o sinal Sd diferencial e o sinal Sr de referência em sinais de tensão. Estes podem agora continuar a ser avaliados (por exemplo, através de filtragem passa-baixo). Para a avaliação da grandeza de medição propriamente dita é estabelecida a relação entre o sinal Sd diferencial e o sinal Sr de referência. Deste modo é obtida neutralidade de trajeto e tornam-se possíveis medições independentes de efeitos de amortecimento. 0 sinal assim produzido é proporcional à carga por eixo, o que pode ser avaliado separadamente. 0 sinal analógico pode então ser convertido num sinal digital de roda travada (impulso RI1 de roda travada) com auxilio de um comparador. A fig. 3 mostra uma possível curva das arestas Kl, K2 de filtro, relativamente aos picos PI, P2 de reflexão das redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra. As duas arestas Kl, K2 de filtro apresentam quantitativamente o mesmo declive, no entanto no diagrama mostrado estão inclinados em direções diferentes (sinais diferentes) . Os picos Pi, P2 de reflexão das redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra são escolhidos simetricamente em relação às arestas Kl, K2 de filtro. As arestas Kl, K2 de filtro prolongam-se através dos picos Pi, P2 de reflexão, de modo que os desvios dos picos de reflexão, quer para comprimentos de onda maiores, quer também para menores têm como consequência uma alteração da intensidade de luz, em que um desvio do primeiro pico Pl de reflexão para comprimentos de onda maiores origina um acréscimo de intensidade, enquanto um desvio do segundo pico P2 de reflexão para comprimentos de onda maiores origina um decréscimo de intensidade. A fig. 4 mostra esquematicamente a curva do sinal Sd diferencial (curva em linha cheia), bem como as partes da luz refletida no sinal diferencial (FBG1: curva tracejada, FBG2: curva ponteada), através da respetiva rede FBG1, FBG2 de Bragg de fibra. No exemplo mostrado a primeira rede de Bragg de fibra é comprimida em função de uma carga que se aproxima e o comprimento λΐ de onda de Bragg da primeira rede FBG1 de Bragg de fibra é deslocado para comprimentos de onda mais longos, portanto, ao longa da aresta Kl de filtro que se eleva. Deste modo é originada uma elevação na intensidade da potência luminosa. Se a carga se mover através da primeira rede FBG1 de Bragg de fibra na direção da segunda rede FBG2 de Bragg de fibra, a primeira rede FBG1 de Bragg de fibra alonga-se, o comprimento λΐ de onda de Bragg da primeira rede FBG1 de Bragg de fibra, portanto, desloca-se para comprimentos de onda menores (ao longo da aresta Kl de filtro que baixa) , enquanto a segunda rede FBG2 de Bragg de fibra se comprime, o comprimento λ2 de onda de Bragg da segunda rede FBG2 de Bragg de fibra, portanto, desloca-se para comprimentos de onda mais longos (ao longo da aresta K2 de filtro que baixa). Resulta a curva mostrada na fig. 4 do sinal Sd diferencial. É comprovado um impulso RIl de roda travada, quando o sinal Sd diferencial ultrapassa por defeito um valor G limiar estabelecido previamente. A fig. 5 mostra a estrutura de uma metade SKl de contacto com o carril de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção, de acordo com o conceito RR. A metade SKl de contacto com o carril compreende uma fibra SF de sensor com duas redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra, que estão afastadas uma da outra e, de um modo preferido, estão pré-montadas num suporte T, de modo que podem ser montadas facilmente na orientação desejada, sobre um carril S (ver fig. 13a, b) . As redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra apresentam diferentes comprimentos λΐ, λ2 de onda de Bragg e refletem luz correspondendo ao respetivo comprimento λΐ, À2 de onda de Bragg. Através de uma fonte L de luz é acoplada luz na fibra SF de sensor. A luz refletida a partir das redes FBGl, FBG2 de Bragg de fibra é conduzida a uma unidade SV de processamento de sinais, na qual é processada a luz refletida. A fonte L de luz refletida, no presente caso, é parte da unidade SV de processamento de sinais.

Na fig. 6 está representado como a luz refletida continua a ser processada na unidade SV de processamento de sinais. A luz refletida é detetada como sinal Sd diferencial elétrico, por meio de um fotodiodo PD. As desfasagens dos comprimentos λΐ, λ2 de onda de Bragg das duas redes FBGl, FBG2 de Bragg de fibra são avaliadas de modo diferente. Um amplificador V de transimpedância converte o sinal Sd diferencial num sinal de tensão. Este pode agora continuar a ser avaliado (por exemplo, através de filtragem passa-baixo) . 0 sinal analógico pode então ser convertido num sinal digital de roda travada (impulso de roda travada RIl) com auxilio de um comparador.

As fig. 7a, b mostram um exemplo particularmente vantajoso para os picos Pi, P2 de reflexão das duas redes FBGl, FBG2 de Bragg de fibra numa condição sem carga (fig. 7a) e numa condição sob carga (fig. 7b) . Os picos Pi, P2 de reflexão apresentam larguras FWHM de meio valor diferentes. Na condição sem carga, os picos Pi, P2 de reflexão sobrepõem-se facilmente no exemplo mostrado, de modo que os desvios dos picos de reflexão, quer para comprimentos de onda maiores, quer também para menores têm como consequência uma alteração da intensidade de luz, em que um desvio dos picos Pi, P2 de reflexão afastando-se um do outro origina um acréscimo de intensidade, enquanto que um desvio dos picos Pi, P2 de reflexão na direção um do outro origina um decréscimo de intensidade, uma vez que uma sobreposição dos picos Pi, P2 de reflexão reduz a largura de banda da luz refletida. Através da sobreposição dos picos Pi, P2 de reflexão é produzido um sinal Sd diferencial, uma vez que uma parte da luz a ser refletida pela segunda rede FBG2 de Bragg de fibra já está refletida pela primeira rede FBGl de Bragg de fibra e, por conseguinte, não chega à segunda rede FBG2 de Bragg de fibra e, consequentemente, também não pode ser refletida pela segunda rede FBG2 de Bragg de fibra. A fig. 8 mostra esquematicamente a curva do sinal Sd diferencial. No exemplo mostrado, a primeira rede de Bragg de fibra é comprimida, em função de uma carga que se aproxima e o primeiro pico Pl de reflexão da primeira rede FBG1 de Bragg de fibra é deslocada para comprimentos de onda mais longos, portanto na direção do segundo pico P2 de reflexão. Deste modo acresce a sobreposição dos picos Pl, P2 de reflexão, o que conduz a um decréscimo da intensidade da potência luminosa. Se a carga se mover através da primeira rede FBG1 de Bragg de fibra, na direção da segunda rede FBG2 de Bragg de fibra, a primeira rede FBG1 de Bragg de fibra alonga-se, o comprimento λΐ de onda de Bragg da primeira rede FBG1 de Bragg de fibra e, por conseguinte, o primeiro pico Pl de reflexão desloca-se, portanto, para comprimentos de onda mais curtos, enquanto a segunda rede FBG2 de Bragg de fibra é comprimida, o segundo pico P2 de reflexão da segunda rede FBG2 de Bragg de fibra desloca-se, portanto, para comprimentos de onda mais longos. Os picos Pl, P2 de reflexão afastam-se, portanto, um do outro. Deste modo decresce a sobreposição dos picos Pl, P2 de reflexão, o que conduz a um acréscimo abrupto da intensidade da potência luminosa. Resulta a curva do sinal Sd diferencial mostrada na fig. 8. É comprovado um impulso RIl de roda travada, quando o sinal Sd diferencial ultrapassa por excesso um valor G limiar estabelecido previamente. A fig. 9 mostra a estrutura de duas metades SKI, SK2 de contacto com o carril de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção, de acordo com o conceito E02. As metades SKI, SK2 de contacto com o carril compreendem, respetivamente, uma fibra SF de sensor com uma rede FBG1, FBG2 de Bragg de fibra. As redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra das duas metades SKI, SK2 de contacto com o carril apresentam comprimentos XI, X2 de onda de Bragg e refletem luz correspondendo ao respetivo comprimento XI, X2 de onda de Bragg. Nesta variante os comprimentos XI, X2 de onda de Bragg podem ser iguais. Através respetivamente de uma fonte L de luz é acoplada luz nas fibras SF de sensor. Em principio, no entanto, também pode estar prevista apenas uma única fonte de luz, que alimenta luz em ambas as fibras SF de sensor. A luz refletida pelas redes FBG1, FBG2 de Braga de fibra é conduzida em cada metade SKI, SK2 de contacto com o carril, por meio de um acoplador FK de fibra até um módulo OEC optoeletrónico, no qual a luz refletida é processada. Os módulos OEC optoeletrónicos e a fonte L de luz são, no presente caso, partes de unidades SV de processamento de sinais. Os módulos OEC optoeletrónicos convertem os sinais detetados em correntes elétricas, processam estes e transmitem-nos a um microcontrolador MC, no gual é produzido um sinal diferencial. No microcontrolador MC é produzido a partir do sinal diferencial um sinal digital, por meio de formação de um valor limiar, gue é transmitido como impulso de roda travada.

Na fig. 10 está representado como a luz refletida continua a ser processada na unidade SV de processamento de sinais. A luz refletida nas duas fibras SF de sensor é conduzida pelas fibras SF de sensor para os módulos OEC optoeletrónicos, nos guais a luz é dividida, por meio do divisor ST de feixe. Em cada primeiro canal a luz refletida é filtrada com uma aresta K de filtro, por meio do filtro F de comprimento de onda e detetada como sinal Si, S2 de tensão tangencial, por meio do primeiro fotodiodo PDl. Em cada segundo canal a luz refletida é conduzida diretamente para segundos fotodiodos PD2 e ali detetada como sinais Sri, Sr2 de referência, sendo os sinais Sri, Sr2 de referência proporcionais à totalidade da potência luminosa refletida na respetiva fibra SFl, SF2 de sensor. Os amplificadores VI, V2 de transimpedância convertem os sinais Si, S2 de tensão tangencial e os sinais Sri, Sr2 de referência em sinais de tensão. Estes podem agora continuar a ser avaliados (por exemplo, através de filtragem passa-baixo). Para a avaliação dos sinais propriamente ditos a serem processados é estabelecida a relação entre o sinal Sd diferencial e o sinal Sr de referência. Estes sinais de relação são depois alimentados ao microcontrolador MC, que produz um sinal diferencial, através de subtração dos sinais elétricos. A fig. 11 mostra uma possível curva das primeiras arestas K de filtro relativamente ao primeiro pico Pl de reflexão da primeira rede FBG1 de Bragg de fibra. A aresta K de filtro prolonga-se através do pico Pl de reflexão, de modo que os desvios dos picos de reflexão, quer para comprimentos de onda maiores, quer também para menores têm como consequência uma alteração da intensidade de luz, em que um desvio do primeiro pico Pl de reflexão para comprimentos de onda maiores origina um decréscimo de intensidade, enquanto um desvio do primeiro pico Pl de reflexão para comprimentos de onda menores origina um acréscimo de intensidade. A curva da segunda aresta K de filtro relativamente ao segundo pico P2 de reflexão da segunda rede FBG2 de Bragg de fibra é, de um modo preferido, a mesma. A fig. 12a mostra a curva temporal dos sinais de tensão tangencial das duas metades de contacto com o carril, de acordo com o conceito 0E2.

Caso se estabeleça a diferença entre as duas curvas de tensão tangencial, então esta é máxima quando a introdução de carga no carril através da roda tem lugar precisamente entre os dois sensores, como se mostra na fig. 12b.

As fig. 13a, 13b mostram redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra montadas num carril S de duas metades SKI, SK2 de contacto com o carril, de acordo com o conceito OEC ou RR. Uma primeira rede FBG1 de Bragg de fibra e uma segunda rede FBG2 de Bragg de fibra estão colocadas, respetivamente, conjuntamente sobre um suporte T em duas localizações SSI, SS2 de sensores afastadas uma da outra na direção do carril, que está montada no carril S sob pré-esforço. Na fig. 13a está prevista para cada metade SKI, SK2 de contacto com o carril uma fibra SF separada de sensor, na qual estão inscritas a primeira rede FBG1 de Bragg de fibra e a segunda rede FBG2 de Bragg de fibra, em que as duas redes FBGl, FBG2 de Bragg de fibra estão afastadas uma da outra. A fig. 13b mostra uma outra forma de realização, na qual as redes FBGl, FBG2 de Bragg de fibra nas metades SKI, SK2 de contacto com o carril são parte de uma única fibra SF de sensor. Os sinais são alimentados às unidades SV de processamento de sinais das metades SKI, SK2 correspondentes de contacto com o carril, por meio de um circuito FW divisor de frequência. As quatro redes FBGl, FBG2 de Bragg de fibra têm de apresentar para isso, no entanto, diferentes comprimentos de onda de Bragg. A fig. 13c mostra uma rede de Bragg de fibra de duas metades de contacto com o carril, montada num carril de acordo com o conceito 0E2. Cada rede FBGl, FBG2 de Bragg de fibra está inscrita numa fibra SFl, SF2 de sensor própria e respetivamente pré-montada sobre um transportador T.

Na fig. 13a e fig. 13c, as redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra estão montadas um ângulo de 45° em relação à fibra NF neutra no carril. A fig. 13b, em contrapartida, mostra uma forma de realização, na qual as redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra estão montadas no carril num ângulo de -45°, em relação à fibra NF neutra. Ambas as possibilidades de colocação são possíveis com todos os três conceitos aqui apresentados. As diferentes orientações das redes FBG1, FBG2 de Bragg de fibra na fig. 13a, c, por um lado e na fig. 13b, por outro lado levam a que os sinais de tensão tangencial e também o sinal diferencial sejam emitidos com sinais diferentes. De um modo preferido, seleciona-se uma orientação na qual o impulso de roda travada seja emitido como mínimo. De um modo preferido, as duas redes de Bragg de fibra são colocadas a uma distância de aproximadamente 150 mm entre si. Quando os dois elementos do sensor se situam suficientemente próximos um do outro (de um modo preferido, mais próximos que 150 mm) , ambos experimentam também as mesmas temperaturas, de modo que não se verifique um diferente comportamento à temperatura das redes de Bragg de fibra. Além disso, podem ser compensadas desta maneira torções do carril por introdução de forças laterais na cabeça do carril. A fig. 14 mostra uma secção transversal de um carril S, no qual as redes de Bragg de fibra de acordo com as fig. 13a-c são montadas no carril S, por meio de um suporte T. A fig. 15 mostra a estrutura geral de um dispositivo de contagem de eixos de acordo com a invenção. O dispositivo de contagem de eixos mostrado compreende dois pontos ZP de contagem, respetivamente com duas metades SKI, SK2 de contacto com o carril, em que cada metade SKI, SK2 de contacto com o carril gera um impulso RIl, RI2 de roda travada, que é transferido dentro de cada ponto de contagem para uma unidade de contagem. A partir dos impulsos Rll, RI2 de roda travada pode ser verificada a direção de deslocação dentro de cada ponto de contagem. As informações verificadas (impulsos Rll, RI2 de roda travada, direção de deslocação') são transmitidas a uma unidade ACE de avaliação.

Lista de números de referência ACE Unidade de avaliação F Filtro de comprimento de onda FBGl, FBG2 Rede de Bragg de fibra FK Acoplador de fibra FW Circuito divisor de frequência FWHM Largura de meio valor G Valor limiar K, Kl/ K2 Arestas de filtro L Fonte de luz MG Microcontrolador NF Fibra neutra

Oec Módulo optoeletrónico PI, P2 Picos de reflexão PD, PDl, PD2 Fotodiodos

Rll, RI2 Impulso de roda travada SKI, SK2 Metades de contacto com o carril g Carril

Fibra de sensor SSl, Localizações de sensores grp Divisor de feixe de luz

Unidade de processamento de sinais 0 Sinal diferencial

OD 2 5r1, Sr2 Sinal de referência

Si, S2 Sinais de tensão tangencial T Suporte V, VI, V2 Amplificador de transimpedância ZP Ponto de contagem Àl, À2 Comprimentos de onda de Bragg

Lisboa, 30 de junho de 2017

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de contagem de eixos para veículos sobre carris, com as seguintes etapas do processo • Acoplamento de luz em pelo menos uma fibra (SF, SFl, SF2) de sensor, em que a fibra (SF, SFl, SF2) de sensor compreende pelo menos uma rede (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra montada num carril (T) , em que cada rede (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra apresenta um espetro de reflexão com um pico (P1, P2) de reflexão, com um comprimento (λΐ, λ2) de onda de Bragg com uma largura (FWHM) de meio valor, • Deteção da luz refletida por duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra afastadas uma da outra, pelo que se obtém, respetivamente, um sinal de tensão tangencial do carril (T); • Produção de um sinal diferencial de tensão tangencial, a partir dos dois sinais de tensão tangencial recebidos; • Produção de um sinal de roda travada, no interior de uma unidade de processamento de sinais, quando o sinal diferencial de tensão tangencial ultrapassa por excesso um valor (G) limiar superior estabelecido ou ultrapassa por defeito um valor (G) limiar inferior estabelecido.
2. Processo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por serem utilizadas fibras (SF) de sensor, respetivamente com duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra montadas em série, com diferentes comprimentos (λΐ, λ2) de onda de Bragg, em duas localizações (SSI, SS2) de sensores afastadas uma da outra, na direção do carril e por a produção do sinal diferencial de tensão tangencial se processar oticamente, por meio de um módulo (OEC) optoeletrónico no interior de uma unidade (SV) de processamento de sinais, por a curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra (SF) de sensor ser filtrada em duas arestas (Kl, K2) de filtro de um filtro de comprimento de onda do módulo (OEC) optoeletrónico, por meio do módulo (OEC) optoeletrónico, em que as arestas (Kl, K2) de filtro se encontram, respetivamente, na gama de um dos comprimentos (λΐ, X2) de onda de Bragg da rede (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra e apresentam declives de sinais diferentes, por a curva de intensidade filtrada ser detetada como sinal diferencial e por através de processamento do sinal diferencial no interior de uma unidade de processamento de sinais serem produzidos sinais de roda travada.
3. Processo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 2, caracteri zado por as larguras de meio valor dos picos (Pi, P2) de reflexão das duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra diferirem em menos de 0,5 nm e as suas refletividades (R), em menos de 20%.
4. Processo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por um sinal de referência proveniente da curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra (SF) de sensor ser detetado não filtrado, por meio do módulo (OEC) optoeletrónico, e por o sinal diferencial ser comparado com o sinal de referência.
5. Processo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por serem utilizadas fibras (SF) de sensor com duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra montadas em série, com diferentes comprimentos (λΐ, À2) de onda de Bragg, em duas localizações (SSI, SS2) de sensores afastadas uma da outra na direção do carril, por a produção do sinal diferencial de tensão tangencial se processar oticamente, através de uma sobreposição espetral dos picos (Pi, P2) de reflexão das duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra, durante a transição de uma condição sem carga para uma condição sob carga.
6. Processo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a sobreposição dos picos de reflexão se processar na condição sob carga.
7. Processo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por serem utilizadas duas fibras (SFl, SF2) de sensor, cada uma com uma rede (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra, em que as redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra de diversas fibras (SFl, SF2) de sensor estão colocadas em localizações (SSI, SS2) de sensores afastadas uma da outra, na direção do carril, e por para cada fibra (SFl, SF2) de sensor ser produzido como sinal de tensão tangencial um sinal filtrado da curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra (SFl, SF2) de sensor pela rede (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra, através de filtragem, respetivamente, numa aresta (Kl, K2) de filtro de um filtro de comprimento de onda de um módulo (OEC) optoeletrónico no interior de uma unidade (SV) de processamento de sinais, e por a produção do sinal diferencial de tensão tangencial das duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra se processar eletronicamente, por meio de um microcontrolador (MC).
8. Processo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por um sinal de referência da curva temporal de intensidade da potência luminosa refletida na fibra (SF) de sensor ser detetado não filtrado, por meio do módulo (OEC) optoeletrónico, e por o sinal de tensão tangencial ser determinado a partir da relação entre o sinal filtrado e o sinal de referência.
9. Processo de contagem de eixos de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma falha ser detetada quando o sinal de referência ultrapassa por defeito um terceiro valor limiar definido previamente.
10. Dispositivo de contagem de eixos para realização do processo de acordo com a reivindicação 2, com uma fonte (L) de luz, pelo menos um ponto (ZP) de contagem, em que cada ponto (ZP) de contagem compreende duas metades (SKI, SK2) de contacto com o carril para a montagem num carril (T), em que cada metade (SKI, SK2) de contacto com o carril compreende: - uma fibra (SF) de sensor com uma primeira rede (FBG1) de Bragg de fibra, com um primeiro comprimento (λΐ) de onda de Bragg e uma segunda rede (FBG2) de Bragg de fibra, com um segundo comprimento (λ2) de onda de Bragg, em que as redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra estão realizadas para a montagem no carril (T) obliquamente em relação à fibra (NF) neutra, - uma unidade (SV) de processamento de sinais, com um módulo (OEC) optoeletrónico para a realização de uma subtração ótica da potência luminosa refletida pelas duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra de uma fibra (SF) de sensor, em que o módulo (OEC) optoeletrónico compreende um filtro (F) dependente do comprimento de onda, com duas arestas (Kl, K2) de filtro, em que as arestas (Kl, K2) de filtro se encontram, respetivamente, na gama de um dos comprimentos (λΐ, λ2) de onda de Bragg das redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra e apresentam declives de sinal diferente.
11. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os declives das arestas (Kl, K2) de filtro serem de igual grandeza.
12. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado por as redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra das duas metades (SKI, SK2) de contacto com o carril de um ponto (ZP) de contagem estarem situadas no interior de uma fibra (SF) comum de sensor.
13. Dispositivo de contagem de eixos para a realização do processo de acordo com a reivindicação 4 com uma fonte (L) de luz, pelo menos um ponto (ZP) de contagem, em que cada ponto (ZP) de contagem compreende duas metades (SKI, SK2) de contacto com o carril para a montagem num carril (T), em que cada metade (SKI, SK2) de contacto com o carril compreende: • uma fibra (SF) de sensor com duas redes (FBGl, FBG2) de Bragg de fibra montadas em série, em duas localizações (SSI, SS2) de sensores afastadas uma da outra, em que as redes (FBGl, FBG2) de Bragg de fibra estão realizadas para a montagem no carril (T) obliquamente em relação à fibra (NF) neutra, e em que os comprimentos (λΐ, λ2) de onda de Bragg das duas redes (FBGl, FBG2) de Bragg de fibra e a distância entre as duas localizações (SSI, SS2) de sensores são selecionados entre si de modo que, com uma carga do carril (T) definida previamente entre as duas localizações (SSI, SS2) de sensores, os picos (Pi, P2) de reflexão das duas redes (FBGl, FBG2) de Bragg de fibra se sobrepõem, • uma unidade (SV) de processamento de sinais para a deteção e o processamento subsequente da luz refletida pela rede de Bragg de fibra.
14. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por as larguras (FWHM) de meio valor dos picos (Pi, P2) de reflexão das duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra diferirem em 1 a 2 ordens de grandeza.
15. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado por os comprimentos (λΐ, λ2) de onda de Bragg das duas redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra não diferirem em mais de 5 nm e por a largura (FWHM) de meio valor de uma rede (FBG1) de Bragg de fibra perfazer pelo menos 0,05 nm e a largura de meio valor da outra rede (FBG2) de Bragg de fibra perfazer no máximo 5 nm.
16. Dispositivo de contagem de eixos para a realização do processo de acordo com a reivindicação 7, com uma fonte (L) de luz, em que cada ponto (ZP) de contagem compreende duas metades (SKI, SK2) de contacto com o carril para a montagem num carril (T) , em que cada metade (SKI, SK2) de contacto com o carril compreende: - uma fibra (SFl, SF2) de sensor, com uma rede (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra com um comprimento (λΐ, λ2) de onda de Bragg, em que a rede (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra está realizada para a montagem no carril (T) obliquamente em relação à fibra (NF) neutra, - uma unidade (SV) de processamento de sinais para a produção de sinais de tensão tangencial, em que a unidade (SV) de processamento de sinais compreende um módulo (OEC) optoeletrónico com uma aresta (K) de filtro, e com um microcontrolador (MC) para a produção de um sinal diferencial dos sinais de tensão tangencial emitidos pelas unidades (SV) de processamento de sinais.
17. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado por as redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra estarem montadas no carril (T) paralelas uma à outra, num ângulo de ±30° a ±60°, em particular de ±45°, em relação à fibra (NF) neutra.
18. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado por as redes (FBG1, FBG2) de Bragg de fibra cruzarem a fibra (NF) neutra do carril (T).
19. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 18, caracterizado por as redes (FBGl, FBG2) de Bragg de fibra estarem equipadas com uma estrutura de transdutor, para a compensação de uma dilatação térmica do carril (T).
20. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado por as redes (FBGl, FBG2) de Bragg de fibra estarem fixadas ao carril (T) sob pré-esforço.
21. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por estar previsto um dispositivo de compensação para o ajuste do pré-esforço, com o qual as redes (FBGl, FBG2) de Bragg de fibra são montadas no carril (T) .
22. Dispositivo de contagem de eixos de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 21, caracterizado por a unidade de processamento de sinais compreender um divisor (ST) de feixe de fibra ótica. Lisboa, 30 de junho de 2017