专利名称：相关式铁路道口自动报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁路道口自动报警器，特别是关于相关式铁路道口自动报警器。
目前使用的铁路道口自动报警器，或是轨道电路式，或是传感器式，用钟声或笛声加红色灯光显示。报警时间控制分固定时间停止报警和列车到道口后触动另一个装置而停止报警；在后一种方式中，如列车不通过道口而中途折返，则不停止报警；轨道式报警器不易识别列车走行方向。
《电子技术应用》1988年第4期中“单片机在无线式列车接近报警器中的应用”一文提出了一种报警器，将两个电磁式传感器以一定距离(大于1.5m)排列在钢轨内侧，当车轮经过两个传感器时，分别按时间顺序输出两个脉冲信号，经电路在一定时间内的计数判决来启动报警电路。
实用新型CN86204067公开了一种聚磁式差动传感器道口报警器，在一个传感器上装有两个磁感应极、两个感应线圈绕组。当车轮掠过时，两个绕组的感应电动势迭加，产生数量不等的正、负极性脉冲，通过电路判别正负脉冲数量的差异来启动报警电路。
这两种类型的传感器式报警器仅将车轮当作是一个动点，因而容易受到干扰，只要有鞋钉大小的一块导磁体掠过传感器，就会产生与车轮通过同样的报警信号。
本实用新型的目的是提供一种相关式铁路道口报警器，能进行相关式拾取信号判决，抗干扰性能好，报警后的报警时间随接近道口的列车速度进行智能化控制，使道口封闭时间最佳，同时增加语言报警，增强效果。
按照本实用新型，利用车轮是直径很大的圆形导磁体，可以同时覆盖二个排列距离较近的传感器。当车轮滚动到两个传感器的中间位置时，对于两个传感器分别处于接近状态和离开状态，传感器中的磁通变化率分别为负的和正的；这两个传感器所产生的感应电动势不但极性相反，而且还具有时间上的重叠性，可以在重叠区选定两个信号的相同或相反，作为两信号的相关性判别，去启动报警电路。
按照本实用新型，铁路道口自动报警器由电磁式传感器、一次相关处理电路、报警控制电路、报警后的智能报警时间控制电路以及故障显示驱动电路所组成。
电磁式传感器沿钢轨内侧纵向安装，两个传感器之间的纵向距离为100～250mm，可以安装在同一根钢轨上，也可以分别安装在一对钢轨的内侧。
一次信号相关处理器由检测信号脉冲发生器、放大器和相关器和单稳态电路相互连接成，其输出脉冲传输到报警控制电路。此控制电路由报警时间控制电路、灯光电路、警钟音响电路和语言录放电路四大部分相互连接而成。
本实用新型的上述目的和结构可结合附图所给出的最佳实施例来加以说明。
图1是按照本实用新型的铁路道口相关式自动报警器的结构框图。
图2是一次信号相关处理器原理图。
图3是灯光电路、警钟电路、语言录放电路原理图。
图4是电磁式传感器在钢轨上的安装和接线方法示意图。
图5是车轮掠过时传感器的输出波形图。
图6－8是各种干扰信号波形图。
如
图1所示，一次相关信号处理电路由检测脉冲发生器6、放大电路3、与之相串联的相关电路4及单稳态电路5相互连接而组成，如图2所示此放大电路3由二个放大器31、32，两个整形电路33、34所组成，一个传感器的正极和另一个传感器的负极分别和放大器31、32以及检测脉冲发生器6相连接。传感器输出的信号分别经放大器31、32放大，再经整形电路33、34整形后，送到相关器4的与门41，信号经积分电路RC及电压识别电路识别后送到单稳态延时电路51，再经三极管阻抗变换后由三芯电缆送到主机。整个一次信号相关处理器由两块CMOS数字集成电路组成。
主机部分可用CMOS数字集成电路组成，也可以用单片机组成。
图1所示的主机部分由CMOS数字集成电路组成。如图所示，报警电路9，并联的灯光电路10，钟声音响合成电路12，语言录放电路11，及钟声和语言控制电路13顺序相互连接而成。两个传感器1、2为电磁式传感器，以绕组线端黑点标记为正极，另一端为负极，传感器的输出送到由检测信号脉冲发生器4和相关器5所组成的一次信号处理器，由CMOS数字集成电路所组成，与两个传感器安装在一个盒子内。
报警器控制电路可以用COMS数字集成电路所组成，也可以用单片机所组成。计数器7将上述单稳态电路经三芯电缆送来的脉冲进行计数，清零脉冲发生器8，每8秒钟左右对计数器7进行一次清零。计数器7的输出状态控制报警开关电路9的开，此电路由D触发器所组成，由减法计数器17控制其关。当有车掠过时，每个车轮都使相关器5输出一个脉冲。如果在20秒钟内，计数器的数值大于2，则打开报警开关电路，从而使灯光电路和音响电路进入工作状态，进行报警。在无列车通过时，一次信号相关处理器的检测脉冲发生器每隔20秒输出一个窄脉冲，对整个系统进行动态自检，如果主机在30秒内收不到一个检测信号，则判为故障状态，故障显示驱动器21启动，发出警告，停止使用。
图3示出了由灯光电路10、语言录放电路11、警钟音响合成电路12、与这两个电路相连的钟声和语言控制电路13组成的报警控制电路，如图例所示灯光控制电路10、钟声合成器12、钟声语音控制器13是由一块CMOS数字集成电路CH40106所组成，而语言录放器11由专用语言录放集成电路UM5101和64KRAM所组成的，其中报警钟声合成器12由CH40106中的三个独立的施密特触发器和相应的电阻、二极管所组成，合成的钟声和语言信号经电位器RW送到功率放大器13输出。钟声和语言的轮换由CH40106中的IC1－1、IC1－2组成的振荡器控制，灯光电路由IC1－3组成的振荡器控制。当报警开关电路9输出低电平加到闪光电路10和音响电路11的输入端后，这部分电路进入工作状态。
报警后的报警时间是由智能化的控制电路来控制的。该控制电路由报警时间延时开始控制门14、与其相连的计数状态控制门15、两个并联的加法器16、17，数字比较器18、减法器19和脉冲振荡器20相连接而成。报警开始后，与每一个轮子对应的单脉冲序列经过控制门14，加到计数状态控制门13的触发端，输出的转换状态由数字比较器18控制，在数字比较器16对两个加法器16、17进行比较后，将振荡器20输出的固定频率引到数值较小的加法计数器。在每两个轮子经过传感器的间隔时间内，对振荡器输出的脉冲计数。这样在一组列车经过传感器时，两个加法器寄存的最大数值就反映了列车中二个车轮之间的最大距离通过时间，此时间和列车速度成反比。同时，比较器18再将较大的数值取出，在每个轮子通过后置入减法计数器19中，按一定的速率减计数，当减少到零时，输出一个脉冲信号，停止报警。由此将报警的延时时间和列车经过道口的时间联系起来，使道口封闭时间得到最佳控制。
图4是电磁式传感器在铁路钢轨上的按装和接线方法示意图，两个传感器1、2固定在钢轨内侧，纵向中心距离为100－250mm(小于列车车轮的直径)。传感器可以分别安装在两根钢轨上，这样的安排抗干扰性能更好些。
图5示出了两个传感器输出的波形图。当车轮接近第一个传感器1时，输出波形V1(t)，在0－t2时刻，传感器线圈中的磁通量增加，取线圈的反端输出，波形为负半周；当车轮离开第一个传感器1时，输出V1(t)为t2－t4的波形；车轮经过传感器2时，输出波形V2(t)为t1－t5时刻的波形，在t1－t4时间内，车轮同时作用在两个传感器上，此时两个信号在时间上重迭，取V1和V2的正半周作为时间上相关的判决条件，就可有效地区别出列车通过信号和干扰信号。
图6是不能同时覆盖二个传感器的小的导磁物体(例如鞋钉之类)经过传感器时的输出波形。
图7是列车反向运行时，先经过第二个传感器2，后经过第一个传感器1时的波形，可用于判别列车的前行方向。
图8是在电气化铁路或其它原因引起钢轨中有大电流，从而产生变化磁场时的波形。
在这三种干扰情形中，V1和V2在时间上均无正半周期重迭区，因此没有车轮经过时的信号在正半周的明显的相关性。
权利要求1.一种由两个电磁传感器1、2，放大器3，相关器4，灯光电路10，两个警钟音响电路11、12所组成的相关式铁路道口自动报警器，其特征在于此自动报警器有一次相关信号处理电路、报警控制电路、报警后的智能报警时间控制电路以及故障显示驱动电路21所组成；所说的两个电磁传感器1、2沿钢轨内侧纵向安装，其中心的纵向间隔为100-250mm；所说的一次相关信号处理电路由检测脉冲发生器6、放大电路3、与之串联的相关电路4和单稳电路5相互连接而组成；所说的放大电路3由两个放大器31、32，两个整型电路33、34所组成；所说的两个电磁传感器的一个的正极和另一个的负极分别连接到所说的放大器31、32和检测脉冲发生器6；所说的报警控制电路由计数器7，与此计数器串联的清零脉冲发生器8，报警电路9，与此报警电路相连接的并联的灯光电路10，语言录放电路11、钟声音响合成电路12，与这两个电路相连的钟声和语言控制电路13顺序连接而成；所说的计数器7还串联一个故障显示驱动电路21；所说的报警后的智能化报警时间控制电路由报警延时控制门14、与其相联的计数状态控制门15、两个并联的加法器16、17，数字比较器18，减法计数器19，脉冲振荡器20相连接而成；所说的单稳电路5用三芯电缆和所说的计数器7、报警延时控制门14相连接。
2.根据权利要求1的铁路道口自动报警器，其特征在于两个电磁传感器可以安装在同一根钢轨上，也可以分别安装在一对钢轨上。
3.根据权利要求1的铁路道口自动报警器，其特征在于一次相关信号处理电路由CMOS数字集成电路所组成。
4.根据权利要求1的铁路道口自动报警器，其特征在于闪光控制电路10、钟声音频合成、钟声语言控制器是用一块数字集成电路CH40106所组成的。
5.根据权利要求1的铁路道口自动报警器，其特征在于语言录放器由UM5101专用语言录放集成电路和64KRAM所组成。
专利摘要一种用电磁式传感器作为列车经过铁路道口的检测元件，两个传感器中心的相互间隔为100-250mm，包括一次信号处理电路，报警信号控制电路和报警后报警时间长短控制电路所组成的相关式铁路道口自动报警器。此报警器除灯光报警外，还有警钟和语言交替报警，报警效果好。由于采用了相关报警，所以抗干扰性能好，由于采用了报警后的报警时间智能控制电路，所以报警后的延时时间得到最佳控制。
文档编号B61L29/00GK2061146SQ89221899
公开日1990年8月29日 申请日期1989年12月31日 优先权日1989年12月31日
发明者陈之勉, 于曙光 申请人:鞍山钢铁公司, 鞍山钢铁公司铁路运输公司