Магнитометрический детектор транспорта

Магнитометрический детектор транспорта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам для обнаружения движущихся транспортных средств (ТС) и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движением. Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства за счет автоматического выбора величины и полярности тока компенсации. При включении устройства на феррозонд 1 действует только магнитное поле земли, которое необходимо скомпенсировать. Управляемый источник 4 тока изменяет ток компенсации, поступающий в феррозонд 1, до тех пор, пока напряжение на выходе детектора 3 не сравняется с опорным напряжением компаратора 23. При движении ТС над феррозондом 1 на выходе детектора 3 формируется последовательность импульсов, которая через блок 5 выделения модуля и интегратор 6 поступает на вход порогового блока 7, регистрирующего ТС. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 G 08 G 1/00

::.P ЯЯ:43

4, -: "„i„„ltkg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ юнего устроистба

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ГЮИ ГКНТ СССР (21) 4338201/24-24 (22) 02.12.87 (46) 30.06.89. Бюп. Ф 24 (71) Научно-производственное объединение "Автоматика" (72) В.В. Кабаков, Ш.Г. Липартелиани, И.Г. Классен и Л.И. Овсянкина (53) 656.05 (088.8) (56) Патент ФРГ У 3202631, кл . G 08 G 1/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1037319, кл. С 08 G 1/00. (54) ИАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР

ТРАНСПОРТА (57) Изобретение относится к средствам для обнаружения движущихся транспортных средств (ТС) и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движе„SU 1490681 А 1 нием. Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства за счет автоматического выбора величины и полярности тока компенсации. При включении устройства на феррозонд 1 действует только магнитное поле Земли, которое необходимо скомпенсировать. Управляемый источник 4 тока изменяет ток компенсации, поступающий в ферроэонд 1,до тех пор, пока напряжение на выходе детектора

3 не сравняется с опорным напряжением компаратора. При движении ТС над феррозондом 1 на выходе детектора 3 формируется последовательность импульсов, которая через блок 5 выделе- ф ния модуля и интегратор 6 поступает на вход порогового блока 7, регистрирующего ТС. 1 э.п. ф-лы, 5 ил.

1490681

Изобретение о сносится к средствам для обнаружения движущихся транспортных средств (ТС) и может быть испольэованд в автоматизированных системах управления дорожным движением.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности путем обеспечения автоматического выбора величины и полярности тока ком- 10 пенсации.

На фиг.1 приведена функциональная схема магнитометрического детектора транспорта на фиг.2 — то же, управляемого источника тока;на фиг,3 — 15 то же, синтезатора частот;на фиг.4 то же, блока выделения модуля; на фиг. 5 — временные диаграммы сигналов, поясняющие работу детектора транспорта. 20

Магнитометрический детектор транспорта содержит датчик 1, выполненный в виде дифференциального феррозонда, синтезатор 2 частот, синхронный детектор

3, управляемый источник 4 тока, блок

5 выделения модуля, интегратор 6, пороговый блок 7, исполнительный блок

8, обмотки воз буждени я 9, из мери тельную 10 и компенсации 11, триггер 12, эл ем е нт ИЛИ 1 3, дифф ере нцир ующи и эл е- 30 мент 14, источник 15 питания, элемент

И 16, клюю 17, делитель 18 частоты, элемент И 19, элемент ИЛИ ?О, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП.) 21, усилитель 22 тока, компаратор 23,реверсивный счетчик 24 одновибратор 25, ключ 26, элемент ИЛИ 27 трансформатор

28, генератор 29, счетчик 30,ключ 31, инвертор 32 и. вентили 33 и 34.

Магнитометрический детектор транс- 40 порта работает следующим образом.

В момент включения напряжения питания на первом гыходе синтезатора 2 частот появляются знакопеременные импульсы тока возбуждения, которые пос†45 тупают на обмотку 9 возбуждения ферроэонда 1. На выходе измерительной обмотки 10 последнего появляется переменное напряжение„ пропорциональное величине напряженности магнитно50 го поля в контролируемс и зоне. На выходе синхронного детектора 3, работа которого синхрониэируется сигналом, поступающим на его второй вход с соответствующего выхода синтезатора ? частот, появляется постоянное напряжение, пропорциональное величине напряженности магнитного поля в контролируемой феррозондом 1 зоне. В этот же момент начинается начальная установка управляемого источника 4 тока. Триггер 12 обнуляется импульсом, сформирова цным дифференцирующим элементом

14. Этот же импульс осуществляет параллельную запись информации, находящейся на входах данных счетчика

24, .в результате чего на его выходах появляется тот же код, что и на входе данных. По этому коду ЦАП 21 устанавливает на своем выходе напряжение, равное нулю, ток компенсации на выходе усилителя 22 тока компенсации также равен нулю. При этом уровень сигнала на выходе синхронного детектора

3 в ближайшее время после включения питания определяется только напряженностью магнитного поля Земли в контролируемой зоне. Этот сигнал поступает на первый вход компаратора 23, где сравнивается с опорным напряжением

U>, в результате чего на выходе компаратора 23 появляется сигнал логической единицы или сигнал логического нуля. Этим определяется направление счета счетчика 24. Одновибратор

25 вырабатывает короткие импульсы в

1 моменты смены выходного состояния компаратора 23, причем длительность этих импульсов устанавливается много меньшей, длительности импульса, вырабатываемого в момент включения дифференцирующим элементом 14, и тригrер 12 удерживается в нулевом состоянии. На его инверсном выходе удерживается сигнал логической единицы, который, открывая ключ 17, запрещает работу порогового блока 7,исключая этим во время установки источника 4 прохождение сигнала с выхода синхронного детектора 3 по цепи: бло»

5 выделения модуля, интегратор 6, пороговый блок 7, исполнительный блок

8 и выдачу ложного сигнала присутствия транспортного средства в контролируемой зоне. Одновременно сигнал логической единицы с инверсного выхода триггера 12 разрешает прохождение импульсов с частотой f,, поступающих с третьего вьгхода 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 направления счета,начинает суммировать или вычитать поступающие импульсы с ранее записанным в него кодом. В результате начинает изменяться выходной код счетчика 24, 1490681 что влечет за собой появление на выходе ЦАП 21 положительного или отрицательного напряжения, а на выходе усилителя 22 тока возрастает положи5 тельныи или отрицательный ток компенсации.

Ток компенсации изменяется до тех пор, пока напряжение на выходе синхронного детектора 3 U,„ Hå превы- 10 сит или не станет меньше опорного напряжения +Ук. Когда это происходит, состояние на выходе компаратора 23 изменяется и одновибратор 25 вырабатывает короткий импульс, который устанавливает триггер 12 в единичное состояние, и источник 4 тока переходит в режим компенсации. Закрывается ключ 17, прекращается прохождение тактовых импульсов с частотой Й, на так- 20 товый вход счетчика 24 и начинается прохождение тактовых импульсов с частотой fz много меньшей частоты f

t с выходе делителя 18 частоты через элемент И 19 и элемент ИЛИ 20 на 25 счетный вход счетчика 24 для отслеживания медленных изменений сигнала

U»„„aa выходе синхронного детектора 3. С этого момента устройство переходит на рабочий режим, управляемый источник 4 тока при отсутствии транспортных средств в контролируемой зоне с помощью медленных изменений тока компенсации в обмотке 11 ,компенсации феррозс нда поддержива35 ет на выходе синхронного детектора

3 напряжение U ц, равное +Up.

При появлении транспортного средства в контролируемой зоне на выходе измерительной обмотки 10 ферро- 40 зонда 1 появляется переменное напряжение, пропорциональное величине напряженности магнитного поля в контролируемой зоне, эпюра которого показана на фиг. 5а.

На выходе синхронного детектора 3 появляется сигнал, одна из возможных форм которого показана на фиг.5б.

После обработки этого сигнала блоком

5 выделения модуля на выходе послед- 5О него появляется сигнал, форма которого показана на фиг.5в. Интегратор

6 преобразует этот сигнал в сигнал, форма которого показана на фиг ° 5г.

Интегратор 6 необходим для сглажи55 вания сигнала с выхода блока 5 выделения модуля, так как в противном случае на выходе порогового блока 7 появится серия импульсов, относящихся к одному транспортному средству, что приведет к снижению точности детектора. Когда сигнал с выхода интегратора 6 превысит пороговое напряжение +U, поступающее на второй вход порогового блока 7, на выходе последнего появится сигнал, эпюра которого показана на фиг. 5д. Этот сигнал поступит на исполнительный блок 8, который выдает во внешнее устройство либо сигнал прохождения, либо сигнал присутствия транспортного средства в контролируемой зоне, что определяется 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 достигается возможность неограниченно фиксировать время присутствия транспортного средства в контролируемой зоне, так как цифровые элементы, запоминая предшествующее наезду транспортного средства состояние выхода синхронного детектора 3, могут сохранять его неограниченно долго.

В случае, если в момент включения в контролируемой зоне будет находитьI ся транспортное средство, произойдет нарушение работы устройства, которое выразится в том, что сигнал присутствия транспортного средства будет существовать на выходе исполнительнога блока постоянно, кратковременно прерываясь в момент появления в контролируемой зоне транспортного средства. Эта ситуация должна распознаваться внешним устройством.

Ф ор мула и з о бр е т е ни я

t Магнитометрический детектор транспорта, содержащий синтезатор частот, датчик, выполненный в виде дифференциального феррозонда, пороговый блок, выход которого соединен с входом исполнительного блока, отличающийся .тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены синхронный детектор, блок выделения модуля, интегратор и управляемый источник тока, первый выход синтезатора частот соединен с обмоткой возбуждения дифференциального феррозонда, измерительная обмотка которого подклю1490681 чена к информационному входу синхронного детектора, выход которого соединен с информационным входом управляемого источника тока и входом блока выделения модуля, выход которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с информационным входом порогового блока,выход которого соединен с первым входом управления управляемого 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 управляемого источника така, второй выход которого соединен с входом управления порогового блока, вход источника опорного напряжения которого является первым входом детектора, второй вход управления управляемого источника тока является вторым входом устройства.

2. Детектор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что управляемый источник тока содержит первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы И,компаратор, одновибратор, дифференцирующий элемент, источник питания; делитель частоты, триггер, ключ,реверсивный счетчик, усилитель тока, цифроаналоговый преобразователь, информационный вход компаратора является информационным входом управляемого источника тока, первый выход источника питания подключен к входу опорного напряжения компаратора, выход которого соединен с входом управления направлением счета реверсивного счетчика и входом одновибратора, выход которого подключен к входу установки в единичное состояние триггера, инверсный выход которого подключен к первому

5 входу первого элемента И и входу управления ключа, выход которого является вторым выходом управляемого источника тока, выход первого элемента И подключен к первому входу

1р первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выход которого

15 соединен с входом усилителя тока, выход которого является первым выходом управляемого источника тока, второй выход источника питания соединен с входом дифференцирующего эле20 мента, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения предварительной установки реверсивного счетчика и выходом об25 нуления триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй вход второго эле30 мента ИЛИ является вторым входом управления управляемого источника тока, второй вход первого элемента И и вход делителя частоты объединены и являются тактовым входом управляемого источника тока, выход делителя частоты соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход второго элемента И является первым входом управления управляемого источника то40 ка, третий выход источника питания подключен к информационному входу ключа, второй и третий выходы источника питания подключены к входам предварительной установки реверсивно45

1ч 90681

1490681 1

+3

<2

+1

О а -

-2 а>

1Я 1

4 f

О

-2

Д и>

8

О ф д

2 г

Qy б

2

О

Составитель С. Мягков

Редактор А. Лепнина Техред Л.Сердюкова Корректор C. Керни

Заказ 3755/55 Тираи 518 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Увгород, ул. Гагарина, 101