Brevet FR2570665A1 — publié le 19860328

La présente invention est relative à un détecteur de formes pour détecter des boucles d'un cable parcouru par un courant, notamment d'un câble pour le guidage et la signalisation pour véhicules ferroviaires. I1 est connu de détecter des boucles d'un câble,du type precité,à l'aide d'un détecteur muni de bobines placé à bord d'un véhicule, mais des problèmes se posent quant à la précision et à la fiabilité des informations acquises, en raison de l'existence de parasites dus à des mouvements indésirables du détecteur par rapport au câble. En effet, les variations de cotes nominales dues au déplacement du véhicule sont importantes pour des véhicules ferroviaires et sont en particulier provoquées par des déplacements latéraux et des mouvements de cabrage. A ces variations s'ajoute le problème de l'usure des roues modifiant la distance entre le capteur et le câble et diminuant, de ce fait, la fiabilité des informations. Le capteur doit permettre de détecter avec précision la position géographique des boucles. De plus il peut, dans certains cas, comporter des moyens pour détecter la présence du courant circulant en permanence dans le cable entre les boucles. L'invention se propose donc de réaliser un détecteur de formes qui réponde à ces exigences et puisse être utilisé sur les voies existantes avec un coût d'installation très réduit. Elle a donc pour objet un détecteur de boucles d'un câble parcouru par un courant, qui s'étendent de part et d'autre de la direction de pose du câble, ce détecteur comportant des bobines pour la détection dudit courant, caractérisé en ce qu'il comporte quatre bobines à spires parallèles, situées deux à deux de part et d'autre de l'axe du câble de manière à être placées sur les sommets d'un parallélogramme dont les cotés parallèles à l'axe du câble ont une longueur égale à la distance séparant deux brins d'une boucle, consécutifs et de direction différente de celle de l'axe, lesdites bobines étant placées dans une position de flux maximum par rapport auxdits brins et couplées entre elles deux à deux, en phase ou en opposition de phase. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la fig. 1 est une vue schématique d'un câble parcouru par un courant et pourvu des boucles destinées a être détectées par le détecteur selon l'invention; - la fig. 2 est une vue schématique du positionnement des bobines du détecteur suivant l'invention; - la fig. 3 est une courbe xeprésentant le signal de sortie du détecteur représenté schématiquement à la figure 2; - la fig. 4 est un synoptique d'un mode de réalisation du détecteur selon l'invention. Comme représenté schématiquement à la figure I, un câble 1 est placé le long d'un axe X parallèle à la direction de déplacement, selon la flèche f, d'un véhicule (non représenté). Ce câble 1 est pourvu des boucles 2 qui, dans l'exemple représenté, sont formées par deux créneaux opposés successifs, disposés de part et d'autre de l'axe X du câble. Les brins constituant chaque boucle sont délimités par des points A à F en vue de la description ultérieure de la configuration d'un détecteur 3 et de son signal de sortie lors du déplacement de ce détecteur 3 le long du câble. On comprendra que d'autres formes de boucles peuvent être détectées par le détecteur 3 selon l'invention, comme par exemple une sinusoïde ou tout autre boucle s'étendant de part et d'autre de la direction de pose du câble schématisée par l'axe X. La figure 2 montre le positionnement et le couplage des moyens de captage du détecteur de formes 3 selon l'invention. Les bobines 4 à 7 à spires parallèles sont disposées de manière que leurs spires soient perpendiculaires à l'axe X du câble et, de ce fait, parallèles aux brins AB, CD, EF de la boucle 2. Les bobines 4 et 5, 6 et 7, sont respectivement placées de part et d'autre de l'axe X du câble et couplées en opposition de phase, de manière à former l'équivalent de deux bobines uniques. Ces bobines équivalentes sont egale- ment couplées en opposition de phase, de manière à former l'équivalent d'une bobine unique aux bornes 4a, 7b de laquelle un signal est recueilli. Les bobines 4 à 7 sont, comme représenté sur la figure 2, placées aux sommets d'un parallélogramme ayant l'axe X pour axe de symétrie et dont les cotés parallèles à l'axe X sont situés à une distance d1 de l'axe X et ont une longueur égale à la distance d2 qui sépare les brins AB, CD et CD,-EF de la boucle. I1 va de soi que la distance dl peut varier sans toutefois dépasser la longueur des brins AB et EF de la boucle 2 et que la position des bobines 4 à 7 sur les sommets du parallélogramme peut varier faiblement, bien qu'il soit préférable que leurs centres correspondent avec les sommets. Cette configuration a pour conséquence que les bobines 4 à 7 sont traversées par un flux maximum lorsqu'elles passent au-dessus de l'un des brins AB, CD, EF, tandis qu'elles ne sont traversées par aucun flux engendré par les segments et brins de boucle du câble parallèles à l'axeX. De tels couplage et positionnement des bobines 4 à 7 permettent de recueillir un signal de sortie aux bornes 4a et 7b lors du passage, selon la flèche f, du détecteur 3 au-dessus d'une boucle 2, ayant la forme représentée à la figure 3. Ce signal présente un maximum lorsque le détecteur se trouve dans la position représentée à la fig.2 et deux minimums en opposition de phase situés de part et d'autre du maximum, d'une part lorsque les deuxièmes bobines 6 et 7 sont respectivement placées au-dessus des brins AB et CD et, d'autre part, lorsque les premières bobines 4 et 5 sont respectivement placees au-dessus des brins CD et EF. On voit qu'avec un tel dispositif la détection de la branche CD de la boucle est extrêmement précise,même lorsque la position du plan du détecteur, c'est-à-dire des bobines, par rapport au plan du câble et des boucles varie sensiblement lors de déplacements latéraux par rapport à l'axe X, de mouvements de cabrage et de déplacements angulaires par rapport à l'axe X. Les tolérances, pour lesquelles la détection des boucles reste précise, sont de 4 cm de part et d'autre de l'axe X pour un déplacement latéral, d'un angle de 209 pour un mouvement de cabrage, et d'un angle de 200 pour un déplacement angulaire par rapport à l'axe X. On notera que d'autres couplages sont possibles tout en obtenant les mêmes résultats, c'est-à-dire la courbe représentée à la fig. 3, et les mêmes avantages. Notamment, il est possible de coupler les bobines 4 et 6, en opposition de phase,et de même les bobines 5 et 7, et de coupler les deux bobines équivalentes en phase. I1 est encore possible de coupler les bobines 4 et 7 en phaae,et de même les bobines 5 et 6, et de coupler les deux bobines équivalentes en opposition de phase. Le dispositif représenté à la fig. 2 comporte de plus, à titre d'exemple, des bobines 8 et 9 a spires parallèles disposées de manière que leurs spires soient parallèles à l'axe X de câble et, de ce fait, perpendiculaires aux brins AB, CD, EF. Les bobines 8 et 9 sont placées de part et d'autre de l'axe X du câble et couplées en phase, de manière à former l'équivalent d'une bobine unique aux bornes 8b et 9a de laquelle un signal est recueilli. Les bobines 8 et 9 sont, comme représenté sur la figure 2, placées chacune sur la droite passant par un des côtés du parallélogramme défini ci-dessus, qui sont parallèles à l'axe X,et ces bobines sont positionnées de manière que leurs projections orthogonales sur l'axe X soient distantes,de la longueur AF, de la boucle 2. I1 va de soi que ces bobines 8 et 9 peuvent être placées différemment en ce qui concerne leur éloignement par rapport à l'axe X, tout en restant suffisamment proches, pour une bonne détection, de celui-ci et, en ce qui concerne leur éloignement l'une par rapport à l'autre, en respectant la condition suivante. Leurs projections orthogonales sur l'axe X doivent être distantes d'au moins la longueur AF d'une boucle, c'est-à-dire qu'il y en ait toujours au moins une située au-dessus du câble avant ou après dneboucle 2. Cette configuration a pour conséquence que les bobines 8 et 9 sont traversées par un flux maximum engendré par le câble dans ses segments parallèles à l'axe X et ne détectent pas la boucle et, plus précisément, les segments perpendiculaires à l'axe X. De tels couplage et positionnement des bobines 8 et 9 permettent de recueillir un signal de sortie aux bornes 8b et 9a sensiblement constant lors du déplacement du détecteur 3 au-dessus du câble 1 et, de ce fait, de détecter la présence permanente de courant dans le câble. Les bobines 8 et 9 constituent donc les bobines de références. I1 est évident que la précision de cette détection et les tolérances admises sont au moins égales à celles citées précédemment. De plus, comme il sera décrit plus en détail ultérieurement, ce signal de sortie peut servir à une démodulation du signal de sortie recueilli aux bornes 4a et 7b et d'obtenir un signal encore plus approprié pour une application du détecteur a selon l'invention. Comme représenté à la figure 4, le détecteur de formes comprend le détecteur proprement dit,représenté par la référence numérique 3, pour l'élaboration de signaux tels que décrits précédemment, et un circuit électronique 10 pour le traitement de ces signaux en vue de leur utilisation dans une application quelconque telle que le pilotage ou la signalisation pour véhicules ferroviaires. Le circuit 3 comprend les premières bobines 4 et 5 ayant leurs bornes reliées aux entrées d'un sommateur 11 dont la sortie est connectée à l'entrée d'un filtre passe-haut 12 ayant sa sortie reliée à l'entrée d'un filtre passe-bas 13, et les deuxièmes bobines 6 et 7 ayant leurs bornes reliées aux entres d'un sommateur 14 dont la sortie est connectée à l'entrée d'un filtre passe-haut 15 ayant sa sortie reliée à l'entrée d'un filtre passe-bas 16.Les sorties des filtres passe-bas 13 et 16 sont connectées aux entrées d'un sommateur 11 dont la sortie est reliée à un étage suiveur 18. La sortie de l'étage suiveur 18 constitue une première sortie du circuit électronique 3. Ce circuit 3 comprend également les bobines supplémentaires 8 et 9 destinées à fournir un signal de référence, ayant leurs bornes reliées aux entrées d'un sommateur 19 dont la sortie est connectée à l'entrée d'un filtre passe-haut 20 qui a sa sortie reliée à l'entrée d'un filtre passe-bas 21. La sortie du filtre passe-bas 21 est connectée a l'entrée d'un étage suiveur 22 dont la sortie constitue une deuxième sortie du circuit électronique 3. Le circuit électronique 10 comprend un circuit de filtrage 23 à l'entrée duquel est reliée la première sortie du circuit électronique 3 et un circuit 24 de mise en forme de signaux à l'entrée duquel est reliée la deuxième sortie ou sortie de référence dudit circuit 3. Les sorties des circuits 23 et 24 sont connectées aux entrées d'un démodulateur 25 dont la sortie constitue la sortie du circuit électronique 10. Les moyens de captage sont placés à bord du véhicule à 20 cm à peu près au-dessus du câble 1 et le signal de sortie du circuit électronique 10 peut alors être utilisé pour indiquer, à l'intérieur dudit véhicule ou au niveau d'une salle de contrôle ou de commande, la position et la vitesse du véhicule par exemple, par l'intermédiaire de dispositifs classiques, ou pour le guidage dudit véhicule. Les premières bobines 4 et 5 et les deuxièmes bobines 6 et 7 sont couplées en opposition de phase, respectivement, par l'intermédiaire des sommateurs 11 et 14, de sorte que leurs signaux de sorties se trouvent additionnés lors du passage à l'aplomb d'une boucle et les deux sommes de signaux de sorties sont additionnées de manière à obtenir, dans cette position, le maximum représenté à la figure 3. Les moyens de filtrage permettent d'éliminer pratiquement les effets des parasites déjà diminués par le positionnement et le couplage des bobines 4 à 7. Les bobines supplémentaires 8 et 9 sont couplées en phase par l'intermédiaire du sommateur 19, de sorte que leurs signaux de sorties se trouyent additionnés puisque de même signe, et les moyens de filtrage ont le même rôle que celui cité précédemment. Avec un tel détecteur et pour un courant alternatif circulant dans le câble, le signal recueilli aux bornes de sortie de l'étage suiveur 18 est modulé en amplitude et son enveloppe correspond à la courbe représentée à la figure 3. Le signal recueilli aux bornes de sortie de l'étage suiveur 22 est un signal non modulé en amplitude, il est alors aisé et avantageux d'utiliser le signal non modulé comme signal de référence pour démoduler le signal modulé en amplitude et se servir de signal démodulé comme signal de sortie pour une application du détecteur selon l'invention, comme précisé ci-dessus. - REVENDICATIONS 1 - Détecteur de boucles d'un câble parcouru par un courant qui s'étendent de part et d'autre de la direction de pose du câble, ledit détecteur comportant des bobines pour la détection dudit courant, caractérisé en ce qu'il comporte quatre bobines (4, 5, 6, 7) à spires parallèles, situées deux à deux de part et d'autre de l'axe (X) du câble de manière à être placées sur les sommets d'un parallélogramme dont les côtés parallèles à l'axe (x) du câble ont une longueur égale à la distance séparant deux brins d'une boucle (2), consécutifs et de direction différente de celle de l'axe, lesdites bobines (4, 5, 6, 7) étant placées dans une position de flux maximum par rapport auxdits brins et couplées entre elles deux a deux, en phase ou en opposition de phase. 2 - Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première paire de bobines couplées ensemble ( ,(5,7);(5,6)), et que le signal de sortie est recueilli aux bornes de sortie (4a, 7b) de l'ensemble.- 3 - Détecteur selon la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce que les bobines ((4,5);(4,6j;(4,7) de la première paire sont couplées par l'intermédiaire d'un pre- mier sommateur (11), d'un premier filtre passe-haut (12) et d'un premier filtre passe-bas (13), que les bobines ((6,7);(5,7);;(5,6)) de la deuxième paire sont couplées par l'intermédiaire dtun deuxième sommateur (14), d'un deuxième filtre passe-haut (15) et d'un deuxième filtre passe-bas (16), et que les deux filtres passe-bas (13,16) sont couplés par l'intermédiaire d'un sommateur (17) et d'un étage suiveur (18), 4 - Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de captage supplémentaires (8, 9) pour détecter la pré sence permanente de courant le long du câble. 5 - Détecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de captage supplémentaires sont cons titués par deux bobines supplémentaires (8, 9) à spires parallèles dans une position de flux maximum par rapport au câble, entre les boucles, leurs projections orthogonales sur l'axe (X) du câble étant distantes d'au moins la longueur (AF) d'une boucle (2) et lesdites bobines supplémentaires (8, 9) étant couplées en phase. 6 - Détecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bobines supplémentaires (8, 9) sont couplées par l'intermédiaire d'un sommateur supplémentaire (19), d'un filtre passe-haut supplémentaire (20), d'un filtre passe-bas supplémentaire (21) et d'un étage suiveur supplémentaire (22. 7 - Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (10) des signaux de sortie des étages suiveurs (18 et 22) comprenant un circuit de filtrage (23) recevant le signal de sortie de l'étage suiveur (18), un circuit de mise en forme (24) recevant le signal de sortie de l'étage suiveur supplémentaire (22) et un démodulateur (25) recevant les signaux de sortie des circuits de filtrage et de mise en forme (23 et 24). 8 - Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les boucles de câble sont formées par deux créneaux opposés successifs, disposés de part et d'autre de l'axe X du câble.