Путевой датчик Советский патент 1982 года по МПК B61L1/08 G01D5/22 

(54) ПУТЁВОЙ ДАТЧИК

1

Изобретение относится к путевым датчикам и может быть использовано в качестве позиционного переключателя в системах автоматизации и диспетчеризации внутришахтного рельсового транспорта, на рельсовом транспорте разрезов, углеобогатительных фабрик и в других отраслях промышленности, где применяется рельсовый транспорт.

Известен путевой датчик, содержащий преобразователь, выполненный на транспорматоре, первичная обмотка которого обра.зована с рабочей и компенсирующей секциями и подключена к источнику питания переменного тока, а вторичная - к входу усилителя, выполненного на транзисторе, коллектор которого через диод подключен к точке соединения рабочей и компенсирующей секций первичной обмотки преобразователя, и приемник сигнала 1.

Цель изобретения - расширение области применения.

Цель достигается тем, что датчик снабжен резистором, включенным между рабочей и компенсирующей секциями первичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, и трансформатором с

сердечником, магнитная проницаемость которого не зависит от частоты, причем первичная обмотка упомянутого трансформатора включена в цепь источника питания последовательно с первичной обмоткой преобразователя, а вторичная подключена к приемнику сигналов.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого путевого датчика.

Путевой датчик содержит дифференциально-трансформаторный преобразователь 1 с рабочей 2 и компенсирующей 3 секциями в первичной обмотке и вторичной обмоткой 4, подключенной ко входу усилителя 5, выполненного на транзисторе 6 с резиторами 15 7 и 8 в цепи базы и диодом 9 в коллекторной цепи. Анод диода 9 подключен к точке соединения обмоток 2 и 3, между которыми включен резистор 10. Последовательно с первичной обмоткой преобразователя 1 включены источник 11 питания переменного тока и первичная обмотка 12 трансформатора 13, вторичная обмотка 14 которого подключена к приемнику 15 сигнала. Объектом контроля является реборда 16 колеса транспортного средства. Путевой датчик работает следующим образом. При отсутствии объекта контроля (реборды 16 колеса) в рабочей зоне дифференциально-трансформаторного преобразователя 1 вследствие электромагнитной симметрии транзистор 6 находится в режиме отсечки. Поэтому через обмотку 12 трансформатора 13, резистор 10, секции 2 и 3 преобразователя 1 протекает переменный ток частоты питающего источника 11, величина которого определяется, в основном, индуктивным сопротивлением секций 2 и 3 и резистора 10. Падение напряжения на обмотке 12 незначительно, поскольку ее индуктивное сопротивление низкой частоте источника питания невелико. К тому же величина индуктивности L обмотки 12, пропорциональная магнитной проницаемости сердечника, мала, так как сердечник трансформатора 13 выполнен, например, воздушным. Взаимная индуктивность М обмоток 12 и 14 вследствие зависимости ее от магнитной проницаемости воздушного сердечника также мала. Поэтому ЭДС взаимоиндукции, пропорциональней е М- на низкой частоте источника питания, наведенная во вторичной обмотке 14, незначительная, т. е. на входе приемника 15 сигнал отсутствует. При появлении реборды 16 колеса в рабочей зоне преобразователя 1 (вследствие возникающей электромагнитной несимметрии в обмотке 1) появляется разностная ЭДС, которая выводит транзистор 6 из режима отсечки на участок усиления. Сопротивление перехода коллектор-эмиттер уменьшается и шунтирует цепь резистора 10 и секции 3, что вызывает увеличение тока, в первичной цепи и еще больший разбаланс системы, и увеличение разностной ЭДС в обмотке 4. Транзистор 6 через резистор 7 и 8 еще более открывается, вызывая увеличение шунтирующего воздействия коллектор-эмиттерным переходом. Характеристика транзистора 6 лавинообразно переходит на участок насыщения и рост тока в первичной цепи прекращается. Прекращение изменения тока в первичной цепи вызывает появление ЭДС самоиндукции, поддерживающей этот ток, и ЭДС в обмотке 4, запирающей транзистор 6, который переходит вновь в режим отсечки. Резистор 10 увеличивает диапазон релаксационных изменений тока. Процесс многократно повторяется до тех пор, пока сох ранятеся разбаланс электромагнитной системы преобразователя 1 из-за присутствия контролируемого объекта. Релаксационные колебания тока в цепи питания вызывают появление ЭДС высокой частоты в первичной обмотке 12 и ЭДС взаимной индукции в обмотке 14 воздушного трансформатора 13. В связи с тем, что магнитная проницаемость воздуха с повышением частоты не уменьшается (в отличие от ферромагнетиков), а величина di/dt релаксационных колебаний тока велика, то ЭДС во вторичной обмотке 14 (Ег М) значительна. ЭДС этой обмотки как информационный сигнал поступает на вход приемника сигналов 15. Использование предлагаемого путевого датчика, вместо принимающихся сейчас на рельсовом транспорте угледобывающих раз- резов трансформаторных педалей типа ДП50-80, или в системах диспечеризации внутришахтного транспорта датчиков УСВ-1 позволяет в 2 раза сократить расход дорогостоящего дефицитного щахтного кабеля, особенно при установке датчиков на участках, которые удалены от главного ствола иногда на несколько километров. Формула изобретения Путевой датчик, содержащий прёобразЬватель, выполненный на трансформаторе., первичная обмотка которого образована с рабочей и компенсирующей секциями и подключена к источнику питания переменного тока, а вторичная - к входу усилителя, выполненного на транзисторе, крллектор которого через диод подключен к точке соединения рабочей и компенсирующей секции первичной обмотки преобразователя, и приемник сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен резистором, включенным между точкой соединения рабочей секции с коллектором транзистора и компенсирующей секцией первичной обмотки трансформатора и преобразователя, и дополнительным трансформатором с сердечником с постоянной магнитной проницаемостью, причем первичная обмотка упомянутого трансформатора включена в цепь источника питания последова-. тельно с первичной обмоткой трансформато ра преобразователя, а вторичная подключена к приемнику сигналов. Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 543827, кл. G 01 D 5/22, 15.06.73 (про- . тотип).