Brevet FR2244657A1 — publié le 19750418

La présente invention se rapporte à un dispositif élec- tronique statique de détection et de contrôle s'appliquant plus particulièrement àla signalisation d'un circuit de voie, notamment de voie de transport par rail. On sait que dans la méthode de protection utilisée ac tuellement sur les voies de transport par rail et connue sous le nom de "block system", chaque section de voie est isolée eut pro tégée par un récepteur qui est un relais alimenté à travers le circuit de voie et contrôlant un "block" de signaux ; le relais est excité lorsque la voie est libre et court-circuite par un premier essieu du convoi pénétrant sur la voie. L'alimentation des relais se faisant en courant alternatif sur les voies électrifiées, on utilise actuellement des relais électromagnétiques dont les inconvénients bien connus sont : un prix de revient onéreux, une mise au point délicate et un entretien difficile. 3'autre part, les équipages électromagnétiques de ces relais étant soumis à des vibrations, une usure anormale des systèmes d'articulation de ltéquipage peut entrainer un blocage en position contraire à la sécurité. La présente invention concerne un récepteur qui permet de supprimer les inconvénients ci-dessus et qui fait appel à un système de détection statique électronique. Le dispositif selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comprend un détecteur à effet Hall soumis à un champ magnétique généré par une première source de tension d'alimentation constante et parcouru par le courant produit par une deuxième tension apparaissant entre les rails de la section de voie, un filtre passe-bas recevant le signal du détecteur, un découpeur électronique recevant le signal continu traversant le filtre, une base de temps qui commande le découpeur, un amplificateur à seuil de sécurité recevant le signal découpé et un adaptateur de sortie transmettant le signal amplifié è un relais de commande. Le système de détection opère à tout moment le produit V1 cos C1 t t w l) . V2 cos (#2 t +#2) t t où V1 est la tension alternative d'une première ive de tension V2 est la tension du signal venant d'une deuxième source de tension et capté par le détecteur # = 2#f est la pulsation de la tension est l'angle de déphasage. Le dispositif doit ne ne donner aucun signal de sortie lorsque 2 est dif- férent de # 1 cette caractéristique de éjection étant appelée l'immunité aux fréquences parasites. 2 / avoir une tension V1 considérée comme constante, la différence de déphasage T 2 - '\1 t pouvant varier de O à 1800 et la tension V2 étant susceptible de varier de O à 150 V. Le détecteur à effet Hall utilisé réalise le produit V1 cos t # t) . V2 cos (w t + ) , où V1 est la tension constante générant le champ magnétique H du détecteur, V2 la tension du signal de la section de voie, les deux tensions ayant la même fréquence. La tension de sortie délivrée par le détecteur de Hall est constituée : - d'une composante alternative à la fréquence correspondant à une pulsation 2 # et d'une amplitude proportionnelle à V1 xV2 - d'une composante continue proportionnelle au produit V1V2 sin in La dernière composante est précisément l'image du produit recherché, tandis que la composante alternative est éliminé par le filtre passe-bas. On conçoit aisément que le dispositif peut également servir comme phasemètre. L'invention sera mieux comprise par la description ci-après faite d'un mode de réalisation du dispositif de détection, donné à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 montre un schéma synoptique du dispositif; - la figure 2 est un schéma électrique d; dispositif - la figure 3 est un diagramme montrant le gabarit de signaux de réponse de ltensemble, en volts en fonction de l'angle de déphasage. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif comprend un détecteur à effet Hall H qui reçoit par un circuit d'entrée E la tension alternative V2 de la section de voie et est soumis au champ magnétique créé par l'induction B d'une self S1 alimentée par une tension alternative constante V1 d'une source locale de courant. Le signal émis par le détecteur H tant que la section de voie est libre est transmis à un filtre passebas F qui en élimine la composante alternative et transmet la compo sante continue traduisant le produit V1V2 sin a à un découpeur D que commandent les signaux d'une base de temps ou horloge T.Le signal découpé, après amplification en A, est transmis, à travers un adaptateur constitué d'un transformateur TR, d'une diode d de détection et d'un condensateur c de filtrage, au relais R qui commande les signaux. En se reportant maintenant à la figure 2, on voit que le détecteur 1 à effet Hall est relié par deux résistances en série r1 et r2 au secondaire d'un transformateur d'isolement 2 dont le primaire est relié aux bornes e1, e2 recevant la tension V2 d'une section de voie , tension qui, en l'absence de train, est d'environ 40V.Deux diodes Zener Z1 et Z2 sont montées en opposition entre la jonction des deux résistances r1 et r2 et la borne opposée du secondaire du transformateur, afin de limiter la tension du signal reçu. Une self de champ 3 du détecteur 3. est alimentée par une source de tension alternative V1., par exemple de 110 V, à travers un commutateur 4 permettant d'utiliser l'enroulement entier de la self, dans le cas d'une fréquence de courant de 50 Hz, ou seulement une partie grâce à une prise médiane m dans le cas d'une fréquence de courant de 83 Hz par exemple (ou grâce à une autre prise, non représentée, dans le cas d'une fréquence de 60 Hz). Le filtrepasse-bas F comprend une inductance 5 montée en avec deux capacités cl et c2 ; la capacité d'entrée cl est reliée aux bornes de sortie sl et s2 du détecteur 1, les deux Ca- pacités sont reliées à la masse du côté non relié à l'inductance et la capacité de sortie c2 est reliée par une résistance r3 au découpeur D. Celui-ci comprend un transformateur 6 dont Is enroulements primaire P et secondaire S sont couplés à leurs bornes d'entrée e par une résistance r4 ; la résistance r3 transmettant le signal du détecteur est reliée à la borne d'entrée du primaire. La borne de sortie s du primaire du transformateur 6 est reliée au collecteur d'un premier transistor T1 du type NP, don/est relié à la masse ; la borne de sortie s du secondaire est reliée à la base d'un deuxième transistor T2 du meme type, dont le collecteur est relié par une résistance r,5 à la polarité positive de l'alimentation et à une capacité de sortie c3, tandis que l'émetteur est relié à la masse. A la base du premier transistor T1 est reliée, par une résistance r6, la sortie s4 de la base de temps T cnnstituée par un multivibrateur astable. Ce dernier comprend deux transistors T3 et T4 du type NPN. Le collecteur 'du transistor T3 est relié par une résistance r7 à la polarité positive de l'alimentation et l'émetteur est relié à la masse. Une capacité c4 est branchée entre le collecteur du transistor T3 et la base du transistor T4 qu'une première résistance r8 relie à la polarité positive de l'alimentation et une deuxième résistance r9 à la masse. Une autre capacité c5 est branchée entre le collecteur du transistor T4 et la base du transistor T3 raccordée par une résistance r10 à la masse.Le-collecteur du transistor T4 est encore relié par une résistance r11 à la polarité positive de l'alimentation, tandis qu'une résistance r12 relie à la masse son émetteur qui constitue la sortie 54 reliée au transistor T . Une thermistance th en série avec une résistance r13 relie encore la base du transistor T3 à la polarité positive. L'alimentation des transistors ci-dessus s'effectue par l'intermédiaire d'un transformateur 7 raccordé par son primaire à la source de tension V1. Le secondaire de ce transformateur est relié d'un côté à la masse et de l'autre côté à travers une diode di au conducteur + de 1'alimentation. Une capacité de filtrage c6 est branchée entre la sortie de la diode et la masse. La thermistance th dans le circuit du multivibrateur sert à modifier le rapport cyclique de ce dernier et à compenser ainsi les dérives dues aux variations de température, dans le signal émis par le détecteur 1 à effet Hall. La capacité c3 de sortie du dé coupeur D est raccordée à la base d'un premier transistor T5 du type NPN de l'amplificateur A; cette base étant également reliée è la masse par une ré- distance r14. Le collecteur de ce transistor est relié par une résistance r15 à la polarité positive de l'alimentation, et l'émetteur est relié d'une part par une résistance r16 à la masse et d'autre part à la base d'un deuxième transistor T6 de l'amplificateur. L'émetteur de ce dernier transistor est relié à la masse, tandis que son collecteur est relié à une borne du primaire du transformateur TR de l'adaptateur, dont l'autre borne est reliée à l'alimentation positive.Aux bornes du secondaire du transformateur TR est relié, à travers une diode d, l'enroulement du relais R de commande de signaux, aux bornes duquel est branchée une capacité c. Le dispositif fonctionne comme suit Lorsqu'une tension V2 aux bornes el, e2 de la section de voie est détectée par le détecteur 1 à effet Hall, celui-ci émet un signal permanent dont la composante alternative est arrê- tée par le filtre F et seule la composante continue proportionnelle au produit V1V2 sin i est reçue à l'entrée du découpeur D. Le multivibrateur T qui se met à osciller dès qu'il est alimenté, émet à une fréquence fixe un signal positif vers la base du transistor T1 chaque fois que le transistor T4 du multivibrateur est conducteur, rendant ainsi le transistor T1 conducteur. Le signal reçu sur le primaire P du transformateur 6 passe donc par le collecteur et l'émetteur vers la masse, et un courant très faible passe dans le secondaire S débloquant le transistor T2.La résistance r4 n'est là que pour amener une composante de blocage lorsqu'il y a inversion de la source V2, soit pour i Hz 1800. Un signal découpé sera transmis à la sortie de la capacité C3 vers la base du transistor T5, qui l'amplifiera et transmettra le signal amplifié au transistor T6, qui à son tour l'amplifiera et le fera passer dans le primaire du transformateur TR. Le signal émis par le secondaire de ce transformateur sera détecté par la diode d et actionnera le relais R. Lorsqu'un convoi sur la section de voie court-circuite les bornes el, e2, aucun signal n'est émis par le détecteur 1 par conséquent, le relais R sera désexcité. Comme représenté à la figure 3, où l'ordonnée indique la tension V aux bornes de la section de voie et l'abscisse le déphasage ) du signal, le diagramme montrant le fonctionnement du relais lors de son excitation indique sur la courbe A des limites de tension entre 40 et 150 V pour un déphasage entre 55 et 1250, et sur la courbe C le déclenchement du relais pour une tension de 30 V et pour un déphasage inférieur à 100 ou supérieur à 1700. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique statique de sécurité de détection et de contrôle, notamment de l'occupation d'une section de voie de transport par rail, caractérisé par le fait qu'il comprend un détecteur à effet Hall (1) soumis à un champ généré par une première source de tension d'alimentation constante (V1) et parcouru par le courant produit par une deuxième tension (V2)-pré- levée sur la section de voie, un filtre passe-bas (F) recevant le signal du détecteur, un découpeur électronique (D) recevant le signal continu traversant le filtre, une base de temps (T) qui commande le découpeur, un amplificateur à seuil de sécurité (A) recevant le signal découpé et un adaptateur de sortie transmettant un signal amplifié et détecté à un relais de commande (R). 2. Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base de temps (T) est constituée par un multivibrateur (T3, T4) qui commande le découpeur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le découpeur (D) comprend un transformateur (6) dont le primaire (P) est monté dans le circuit d'un transistor (T1) contrôlé par le signal de commande de la base de temps (T), tandis que le secondaire (S) commande un deuxième transistor (T2) associé à une capacité de sortie-(C3) et recevant le signal de détection filtré, une résistance (r4) reliant les entrées desdits primaire et secondaire. 4. Dispositif électronique selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite première source de tension (V1) fournit le courant d'alimentation de la base de temps (T) du découpeur et de l'amplificateur. 5. Dispositif électronique selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il est susceptible de fonctionner indifféremment à 50, 60, 83 hertz ou toute autre fréquence en changeant uniquement le nombre de. tours de la self de champ (3). 6. Dispositif électronique selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il a une très grande immunité aux fréquences parasites.