SU1490681A1 - Магнитометрический детектор транспорта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам дл  обнаружени  движущихс  транспортных средств (ТС) и может быть использовано в автоматизированных системах управлени  дорожным движением. Целью изобретени   вл етс  повышение функциональной надежности устройства за счет автоматического выбора величины и пол рности тока компенсации. При включении устройства на феррозонд 1 действует только магнитное поле земли, которое необходимо скомпенсировать. Управл емый источник 4 тока измен ет ток компенсации, поступающий в феррозонд 1, до тех пор, пока напр жение на выходе детектора 3 не сравн етс  с опорным напр жением компаратора 23. При движении ТС над феррозондом 1 на выходе детектора 3 формируетс  последовательность импульсов, котора  через блок 5 выделени  модул  и интегратор 6 поступает на вход порогового блока 7, регистрирующего ТС. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

i4

со

о

О) ОС

Фи.г.1

Изобретение относитс  к средствам дл  обнаружени  движущихс  транспортных средств (ТС) и может быть исполь- зованЪ в автоматизированных системах управлени  дорожным движением.

Целью изобретени   вл етс  повышение функциональной надежности путем обеспечени  автоматического выбора величины и пол рности тока ком- пенсации.

На фиг.1 приведена функциональна  схема магнитометрического детектора транспорта} на фиг,2 - то же, управл емого источника тока;на фиг.З - то же, синтезатора частот;на фиг.4 - то же, блока выделени  модул j на фиг.З - временные диаграммы сигналов по сн ющие работу детектора транспорта .

Магнитометрический детектор транс- порта содержит датчик 1, выполненный в виде дифференциального феррозонда, синтезатор 2 частот,синхронный детектор 3, управл емьй источник 4 тока, блок 5 выделени  модул , интегратор 6, пороговый блок 7, исполнительный блок 8, обмотки возбуждени  9, измерительную 10 и компенсации 11, триггер 12, элемент ИЛИ 13, дифференцирующий эле- мент 14, источник 15 питани , элемент И 1Ь, клюv. 17, делитель 18 частоты, элемент И 19, элемент ИЛИ 20, аналоговый преобразователь (.) 21, усилитель 22 тока, компйратор 23,ре- версивный счетчик 24 одмовибратор 23 ключ 26, элемент ИПИ 27 трансформатор 28, генератор 29, счетчик 30,ключ 31 инвертор 32 и.вентили 33 и 34.

Магнитометрический детектор транс- порта работает следующим образом.

В момент включени  напр жг;ни; питани  на первом ськоде синтезатора 2 частот по вл ютс  знакопеременные импульсы тока возбуждени , которые пос тупают на обмотку 9 возбуждени  феррозонда 1. На выходе измерительной обмотки 10 последнего по вл етс  переменное напр жение, пропорциональное величине напр женности ма1 иитно- го пол  в контролируемой зоне. На выходе синхронного детектора 3, работа которого синхронизируетс  сигналом, поступающим на его второй вход с соответствующего выхода синтезатора 2 частот, по вл етс  посто нное напр же ние, пропорциональное величине напр женности магнитного пол  в контролируемой феррозондом 1 зоне. В этот же

10

5 20

5 30 j,

Q

.с

0

5

момент начинаетс  начальна  установка управл емого источника 4 тока. Триггер 12 обнул етс  импульсом, сформи- рованш 1м дифференцирующим элементом 14. Этот же импульс осуществл ет параллельную запись информации, наход щейс  на входах данных счетчика 24, в результате чего на его выходах по вл етс  тот же код, что и на входе данных. По этому коду ЦАП 21 устанавливает на своем выходе напр жение, равное нулю, ток компенсации на выходе усилител  22 тока компенсации также равен нулю. При этом уровень сигнала на выходе синхронного детектора 3 в ближайшее врем  после включени  питани  определ етс  только напр женностью магнитного пол  Земли в контролируемой зоне. Этот сигнал поступает на первый вход компаратора 23, где сравниваетс  с опорным напр жением Up , в результате чего на выходе ком- паратора 23 по вл етс  сигнал логической единицы или сигнал логического нул . Этим определ етс  направление счета счетчика 24. Одновибратор

25 вырабатывает короткие импульсы в

I

моменты смены выходного состо ни 

компаратора 23, причем длительность этих импульсов устанавливаетс  много меньшей, длительности импульса, вырабатываемого в момент включени  дифферен1щрующим элементом 14, и триггер 12 удерживаетс  в нулевом состо нии. На его инверсном выходе удерживаетс  сигнал логической единицы , который, открыва  ключ 17, запрещает работу порогового блока 7,исключа  этим во врем  установки источника 4 проховдение сигнала с выхода синхронного детектора 3 по цепи: блок 5 вьщеленил модул , интегратор 6, пороговый блок 7, исполнительный блок 8 и вьщачу ложного сигнала присутстви  транспортного средства в контролируемой зоне. Одновременно сигнал логической единицы с инверсного выхода триггера 12 разрешает прохождение импульсов с частотой f, поступающих с третьего вьпсода синтезатора 2 частот через элемент И 16 и элемент ИЛИ 20 на тактовый вход счетчика 24,который в соответствии с уровнем сигнала на его входе направлени  счета,начинает суммировать или вычитать поступающие импульсы с ранее записанным в него кодом. В результате начинает измен тьс  выходной код счетчика 24,

что влечет за собой по вление на выходе ЦАП 21 положительного или отрицательного напр жени , а на выходе усилител  22 тока возрастает положительный или отрицательный ток компенсации .

Ток компенсации измен етс  до тех

пор, пока

напр жение 3

на выходе синхронного детектора 3 V не превы- сит или не станет меньше опорного напр жени  +Uj. Когда это происходит, состо ние на выходе компаратора 23 измен етс  и одновибратор 25 вырабатывает короткий импульс, который устанавливает триггер 12 в единичнре состо ние, и источник 4 тока переходит в режим компенсации. Закрываетс  ключ 17, прекращаетс  прохождение так

товых импульсов с частотой f на так- 2о пульсов с частотой f на счетный

товый вход счетчика 24 и начинаетс  прохождение тактовых импульсов с частотой fj, много меньшей частоты f,, с выходе делител  18 частоты через элемент И 19 и элемент ИЛИ 20 на счетньй вход счетчика 24 дл  отслеживани  медленных изменений сигнала и g, на выходе синхронного детектора 3. С этого момента устройство переходит на рабочий режим, управл емый источник 4 тока при отсутствии транспортных средств в контролируемой зоне с помощью медленных изменений тока компенсации в обмотке 1 1 .компенсации феррозонда 1 поддерживает на выходе синхронного детектора

25

30

35

вход счетчика 24. Этим достигаетс возможность неограниченно фиксиро врем  присутстви  транспортного с ства в контролируемой зоне, так к цифровые элементы, запомина  пред шествующее наезду транспортного с ства состо ние выхода синхронного тектора 3, могут сохран ть его не раниченно долго.

В случае, если в момент включе в контролируемой зоне будет наход с  транспортное средство, произой нарушение работы устройства, кото выразитс  в том, что сигнал прису стви  транспортного средства буде существовать на выходе исполнител го блока посто нно, кратковременн прерыва сь в момент по влени  в к ролируемой зоне транспортного сре ства. Эта ситуаци  должна распозн ватьс  внешним устройством.

3 напр жение U

вш

равное. -i-Ui.

При по влении транспортного средства в контролируемой зоне на выходе измерительной обмотки 10 феррозонда 1 по вл етс  переменное напр жение , пропорциональное величине напр женности магнитного пол  в контролируемой зоне, эпюра которого показана на фиг. 5а.

На выходе синхронного детектора 3 по вл етс  сигнал, одна из возможных форм которого показана на фиг.56 После обработки этого сигнала блоком

5вьщелени  модул  на выходе последнего по вл етс  сигнал, форма которого показаиа на фиг.5в. Интегратор

6преобразует этот сигнал в сигнал, форма которого показана на фиг.5г. Интегратор 6 необходим дл  сглаживани  сигнала с выхода блока 5 вьщелени  модул , так как в противном случае на выходе порогового блока 7 по витс  сери  импульсов, относ щих

5

с  к одному транспортному средству, что приведет к снижению точности детектора . Когда сигнал с выхода интегратора 6 превысит пороговое напр жение +и, поступающее на второй вход порогового блока 7, на выходе последнего по витс  сигнал, эпюра которого показана на фиг.5д. Этот сигнал поступит на исполнительный блок 8, который вьщает во внешнее устройство либо сигнал прохождени , либо сигнал присутстви  транспортного средства в контролируемой зоне, что определ етс  в зависимости от типа используемой информации. Сигнал с выхода порогового блока 7 поступает также на соответствующий вход элемента И 19 и запрещает прохождение тактовых импульсов с частотой f на счетный

вход счетчика 24. Этим достигаетс  возможность неограниченно фиксировать врем  присутстви  транспортного средства в контролируемой зоне, так как цифровые элементы, запомина  предшествующее наезду транспортного средства состо ние выхода синхронного детектора 3, могут сохран ть его неограниченно долго.

В случае, если в момент включени  в контролируемой зоне будет находить-, с  транспортное средство, произойдет нарушение работы устройства, которое выразитс  в том, что сигнал присутстви  транспортного средства будет существовать на выходе исполнительного блока посто нно, кратковременно прерыва сь в момент по влени  в контролируемой зоне транспортного средства . Эта ситуаци  должна распознаватьс  внешним устройством.

Claims (2)

1. Магнитометрический детектор транспорта, содержащий синтезатор частот, датчик, выполненный в виде дифференциального феррозонда, пороговый блок, выход которого соединен с входом исполнительного блока, отличающийс  .тем, что, с целью повышени  функциональной надежности, в него введены синхронный детектор, блок выделени  модул , интегратор и управл емый источник тока, первый выход синтезатора частот соединен с обмоткой возбуждени  дифференциального феррозонда, измерительна  обмотка которого подклю

чена к информационному входу синхронного детектора, выход которого соединен с информационным входом управл емого источника тока и входом блока выделени  модул , выход которого подключен к входу интегратора, вькод которого соединен с информационным входом порогового блока,выход которого соединен с первым входом управлени  управл емого источника тока, первый выход которого подключен к обмотке компенсации дифференциального феррозонда, второй выход синтезатора частот соединен с опорным входом синхронного детектора , третий выход синтезатора частот подключен к тактовому входу управл емого источника така, второй выход которого соединен с входом управлени  порогового блока, вход источника опорного напр жени  которого  вл етс  первым входом детектора , второй вход управлени  управл емого источника тока  вл етс  вторым входом устройства.

2. Детектор по п.1, о т л и- чающийс  тем, по. управл е- ,мый источник тока содержит первый и второй элементы И.ПИ, первый и второй элементы И,компаратор, одно- вибратор, диффepeнциpyющ fй элемент, источник питани ,- делитель частоты, триггер, ключ,реверсивный счетчик, усилитель тока, цифроаналоговый преобразователь , информационный вход компаратора  вл етс  информационным входом управл емого источника тока, первый выход источника питани  подключен к входу опорного напр жени  кокшаратора, выход которого соединен с входом управлени  направлением счета реверсивного счетчика и входом одновибратора, выход которого подключен к входу установки в единичное состо ние триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу управлени  ключа, выход которого  вл етс  вторым выходом управл емого источника тока, выход первого элемента И подключен к первому входу

первого элемента ИЛИ, выход которо- го соединен с тактовым входом реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам цифроаналогово- го преобразовател , выход которого

соединен с входом усилител  тока, выход которого  вл етс  первым выходом управл емого источника тока, второй выход источника питани  соединен с входом дифференцирующего элемента , выход которого подключен к первому йходу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешени  предварительной установки реверсивного счетчика и выходом обнулени  триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ  вл етс  вторым входом управлени  управл емого источника тока, второй вход первого элемента И и вход делител  ч-астоты объединены и  вл ютс  тактовым входом управл емого источника тока, выход делител 

частоты соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход второго элемента И  вл етс  первым входом управлени  управл емого источника тока , третий выход источника питани  подключен к информационному входу ключа, второй и третий выходы источника питани  подключены к входам предварительной установки реверсивного счетчика.

Фие.Ъ

0/п5лома

Ч

32

Ъ

33 .f/o 5лон 6

иг.