Brevet FR2329039A1 — publié le 19770520

L'invention concerne un détecteur de passage d'un véhicule Il est actuellement très important de pouvoir détecter le- passage d'un véhicule que ce soit dans le cas de vehicules guidés sur rails dont l'intervalle doit être connu d'une façon très precise afin de pouvoir régulariser les temps stécoulant entre leur passage ou meme dans le cas de vehicules sur route.Par exemple, si lton veut tenter de régulariser le trafic des autobus dans les grandes villes ou la circulation devient de plus en plus difficile, il peut etre très intéressant de faire des statistiques pour essayer de régulariser les heures des passages de ces véhicules et donc tenter de régulariser le temps d'attente des utilisateurs entre deux véhicules. La présence dtun véhicule est actuellement détectée par différentes sortes de balises. Les cinq familles principales sont - les balises optiques avec ou sans catadioptre, - les balises a ultrasons, - les balises magnétiques, - les balises HF, - les pédales mécaniques Les balises optiques nécessitent un nettoyage fréquent de la partie optique. En effet, la formation de buée ou le dép8t de gouttelettes de pluie sur ltoptique où les catadioptres risquent de rendre ces balises inutilisables. De plus, dans certaines régions, le risque de formation de verglas oblige â enyisager un dispositif de réchauffage de ces balises. En outre, ces balises peuvent être parasitées par des oiseaux, ou par tout objet se déplaçant dans l'air par exemple, par suite du vent (papiers, feuilles mortes, etc..). Les dispositifs à ultrasons nécessitent un matériel électronique en deux boîtiers. Ils sont parasités par tous les dispositifs à air comprimé (tels que frein, porte, etc...). Les balises magnétiques sont de faible portée et sont parasitables par des papiers métalliques, des paquets de cigarettes et autre emballage. De plus, 11 indication donnée-par ces balises n'est pas toujours précise au cours du temps. Les balises HF sont de prix élevé et présentent une faible stabilité. Les pédales mécaniques ne permettent qu'un nombre de manoeuvres limité. De plus, le problème d'autosurveillance de ces balises n'est, en général, pas résolu. La présente demande a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, elle propose un détecteur de passage d'un véhicule, caractérisé en ce qutil comporte une ou plusieurs céramiques piézo-électriques qui transforment la sollicitation mécanique due au passage du véhicule en un signal électrique. Selon une autre caractéri-stique du procédé conforme à la présente invention, il comporte un boîtier électronique placé dans un trou creusé dans la bande de roulement de la chaussée et dans lequel sont empilées en contact intime deux piézo-céramiques isolées électriquement l'une de l'autre et surmontées d'une enclume supérieure, une première piézo-céramique jouant le rôle d'excitateur étant excitée électriquement et transmettant en réponse une sollicitation mécanique à une seconde piezo-céramique jouant le rôle de capteur et transformant cette sollicitation, ainsi que la pression du pneumatique sur l'enclume en des signaux électriques dont la superposition permet de détecter le passage du vehicule, ainsi que de surveiller le bon fonctionnement de 1'ensemble. La piezo-céramique excitatrice est excitée en auto-oscillation au moyen d'une tension électrique sinusoidale de fréquence élevée. On amplifie la tension qui apparait aux bornes de la piezo-céramique qui est, en outre, munie d'une capacité de stockage de charge. Ce dispositif permet une grande précision de la détection (de l'ordre du cm). Le matériel électronique peut être contenu dans un seul boîtier et, de plus, la durée de vie du capteur est pratiquement illimitée car il n'est en pratique utilisé qu'au centième des pressions maximum admissibles. Selon une autre caractéristique.de l'invention, le détecteur se compose d'une électronique d'interface et d'un transducteur affleurant la bande de roulement de la chaussée et recouvert d'une protection mécanique comportant un boîtier rigide, une enclume, une piezo-céramique captrice et une piezo-céramique excitatrice, les deux piezo-céramiques étant isolées au moyen de rondelles isolantes, ainsi qu'un boulon maintenant le tout. Selon une autre caractéristique de l'invention, les ensembles formés par l'enclume supérieureet la piezo-céramique captrice d'une part, et la piezo-céramique excitatrice et le boîtier rigide ou l'enclume inférieure d'autre part, sont accordés chacun en x /4 sur la fréquence d'excitation de la piezo-céramique excitatrice en ce qui concerne leurs déplacements axiaux. Ce détecteur est statique et ne nécessite qu'une électronique simple en interface avec l'utilisateur. Il est peu parasitable et de structure robuste. De plus, il ne peut pas parasiter les autres systèmes à ultrasons. Il est insensible aux salissures, à la neige, au verglas et à la pluie et ne pose pas de probleme d'étanchéité pour les utilisations à l'extérieur. De plus, les prix de revient du dispositif lui-même et de sa pose sont particulièrement peu élevés. Le détecteur selon la présente invention peut servir pour détecter le passage d'un pneumatique sur tout dispositif de transport guidé, tel que, par exemple, le métro, ou tout véhicule automatique guidé mécaniquement ou électromécaniquement. De plus, posé sur un support élastique, il est possible d'utiliser ce détecteur sur des voies ferrées de transport en commun, ou pour les ponts roulants, transporteur, etc... Le détecteur selon la présente invention est détaillé sur les dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est un schéma d'ensemble du détecteur selon la présente invention; - La figure 2 représente le raccordement électronique de la piezo-céranique excitatrice; - La figure 3 représente le raccordement électronique de la piezo-céramique captrice; - La figure 4 représente le signal envoyé par la piezo-céramique captrice dans le cas où un véhicule est passé sur le détecteur. Selon la figure 1 le détecteur selon la présente invention est placé dans un trou creusé dans la bande de roulement i de la chaussée dans laquelle on veut détecter le passage du véhicule. Dans ce trou, on ?lacez un boîtier électronique 2 et un boîtier rigide 3. Dans le boîtier rigide 3, on empile une piezo-céramicue excitatrice 4, une piezo-céramique captrice 5 et une enclume 6. Un boulon 7 maintient le tout. La piezo-céramique excitatrice 4 et la piezo-céramique captrice 5 sont isolées au moyen de rondelles isolantes 8. L'ensemble du boîtier 3 est naintenu sur la bande de roulement de la chaussée grâce à des boulons 9. De plus, l'enclume 6, les piezo-céramiques 4 et 5, ainsi que les conducteurs reliant le boîtier électronique 2 aux piezo-céraii.iques, conducteurs qui seront repérés sous la référence générale 10, sont noyés dans un matériau de remplissage 11. L'ensemble ainsi défini affleure la bande de roulement 1 de la chaussée. Le fonctionnement de ce détecteur est le -suivant le boîtier électronique 2 transnet à la piezo-céramique excitatrice 4 une tension électrique sinusoïdale de fréquence élevée. Sous l'effet de cette tension, la piezo-céramigue excitatrice se met à vibrer d'une façon alternative. Elle transmet cette sollicitation mécanique alternative à la piezo-céranique captrice 5 à laquelle elle est intiment liée sans toutefois etre en contact électrique avec elle. En réponse à cette sollicitation mécanique alternative, une différence de potentiel apparaît aux bornes de la piezo-céraniue captrice 5. Cette piezo-céranique captrice 5 est munie d'une capacité de stockage de charge 13 et d'un amplificateur 12 qui amplifie la tension qui apparaît à ses bornes. Un circuit de sécurité du type "pompe à diode rapide" détecte la tension alternative sinusoldale qui apparaît aux bornes de la piezo-céramique captrice 5 (comme représenté sur la figure 3). De plus, si un véhicule passe sur le boîtier 3, il exerce sur l'enclume 6 une pression que l'enclume 6 transmet immédiatement à la piezo-céranique captrice 5. En réponse à cette seconde sollicitation mécanique, une seconde tension apparaît aux bornes de la piezo-céramique captrice 5. Un circuit contenant un filtrage plus lent détecte cette seconde tension. La superposition de ces deux sollicitations permet de détecter le passage d'un pneumatique chargé et de surveiller le bon fonctionnement de la balise > comme nontré sur la figure 4. Pour obtenir une réponse optimale de la piezo céramique captrice 5, aux diverses sollicitations mécaniques auxquelles elle est soumise, on accorde les ensembles formés d'une part par l'enclume 6 et la piezo-céramique captrice 5 et, d'autre part, le boîtier rigide 3 et la piezo-céramique excitatrice 4 en /4 sur la fréquence d'excitation de la piezo-céramique excitatrice en ce qui concerne leurs déplacements axiaux.L'accord de ces deux ensembles en W /4 n'est nécessaire qu'en cas de présence de capteurs micro microphoniques de sons ou ultrasons. Si la surveillance du bon fonctionnement de la balise n'est pas nécessaire, l'enclume 6 et la piezo-céramique excitatrice 4 sont inutiles. Dans ce cas, on peut utiliser un dispositif simplifié composé d'une piezo-céramique 4 qui transmet un signal électrique en réponse à une sollicitation mécanique provenant de la pression exercée sur elle par le passage d'un véhicule. Si on ntest pas limité en hauteur, on peut placer les deux céramiques entre deux enclumes accordées en /4 et le boîtier ntest plus soumis aux vibrations mécaniques. La face de roulement peut être recouverte d'une rondelle métallique de faible épaisseur ayant pour but de limiter l'usure due au roulement et d'abaisser le niveau des ondes ultrasonores émises. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1Q) Détecteur de passage d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs céramiques piezoélectriques qui transforment la sollicitation mécanique due au passage du véhicule en un signal électrique. 20) Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier électronique placé dans un trou creusé dans la bande de roulement de la chaussée et dans lequel sont empilées en contact intime deux piezo-céramiques isolées électriquement l'une de l'autre et serrées entre deux enclumes, une première piezo-céramique jouant le rôle d'excitateur étant excitée électriquement et transmettant en réponse une sollicitation mécanique à une seconde piezo-céramique jouant le rôle de capteur et transformant cette sollicitation ainsi que la pression du pneumatique sur l'enclume supérieure en des signaux électriques dont la superposition permet de détecter le passage du véhicule ainsi que de surveiller le bon fonctionnement de l'ensemble, l'enclume inférieurepouvant être le boîtier. 30) Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le boîtier électranique envoie une tension électrique sinusoldale de fréquence élevée à la piezo-céramique excitatrice. 40) Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur de la tension qui apparaît aux bornes de la piezocéramique captrice. 50) Détecteur selon l'une quelconque des revendications l & 4, caractérisé en ce que l'amplificateur est muni d'une capacité de stockage de charge. 60) Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de -sécurité du type pompe & diode rapide qui détecte la tension d'excitation de la piezo-céramique excitatrice et un filtrage plus lent qui détecte la présence d'un pneumatique. 70) Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il se'compose d'une électronique d'interface et d'un transducteur affleurant la bande de roulement de la chaussée et recouvert d'une protection mécanique comportant un boîtier rigide, une ou deux enclumes, une piezo-céramique captrice et une piezo-céramique excitatrice, les deux piezo-céramiques étant isolées au moyen de rondelles isolantes, ainsi qu'un boulon maintenant le tout. 80) Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ensembles formés par 11 enclume supérieure et la piezo-céramique captrice d'une part, et la piezo-céramique excitatrice et le boîtier rigide ou l'enclume inférieure, d'autre part, sont ensemble accordés en /2 sur la fréquence d'excitation de la piezo-céramique excitatrice en ce qui concerne leurs déplacements axiaux. 90) Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs ensembles montés en parallèle et formés par une piezocéramique excitatrice et une piezo-céramique captrice.