Индукционный датчик для светофорного оборудования с адаптивным управлением

Полезная модель относится к датчикам для светофорного оборудования и может быть применена в области регулирования движения транспортных средств.
Из уровня техники известен датчик, работающий на принципе остаточного заряда, состоящий из двух параллельно разнесенных проводящих пластин, между которыми расположено два слоя диэлектрика, при этом как минимум один из слоев диэлектрика имеет естественный остаточный разряд на границе между проводящим элементом и диэлектриком [US 5835027 A, дата публикации: 10.11.1998 г., МПК G08G 1/02; G08G 1/042; G08G 1/01].
Недостатком данного технического решения является подверженность датчика внешним воздействиям. Его работа требует расположения на дорожном покрытии и непосредственного физического взаимодействия с проезжающим автотранспортом, вследствие чего возникает риск механического повреждения датчика, что может привести к нарушению его нормальной работы.
В качестве прототипа выбран индукционный датчик, выполненный в виде кабеля, состоящего из медной жилы, изоляционного слоя, внутренней и внешней оболочки, а также двух смазочных слоев, которые расположены между изоляционным слоем и внутренней оболочкой, и между внутренней и внешней оболочками [JP 2013137632 A, дата публикации: 11.07.2013 г., МПК G08G 1/042; H01B 7/00].
Преимуществом прототипа над известным техническим решением является снижение влияния факторов внешней среды на датчик ввиду его размещения под дорожным покрытием. Однако недостатком данного технического решения является сложность конструкции, обусловленная применением смазочных слоев в кабеле, что приводит к низкой надежности датчика при эксплуатации: при разрушении части внешней оболочки из-за деформации дорожного полотна от проезжающего автотранспорта или иных факторов внешней среды происходит постепенное вытекание смазки за пределы внешней оболочки, вследствие чего весь смазочный слой постепенно прекращает защищать внутреннюю оболочку от трения, деформаций и механического воздействия, что повышает риск повреждения изоляционного слоя и может привести к повреждению медной жилы кабеля и нарушению нормальной работы датчика.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении надежности индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Индукционный датчик для светофорного оборудования с адаптивным управлением выполнен в виде кабеля, состоящего из медной жилы, изоляционного слоя из кремнийорганической резины и внешней оболочки, выполненного с возможностью передачи сигналов светофорному оборудованию. В отличие от прототипа внешняя оболочка выполнена из стекловолокна, покрытого лакокрасочным материалом.
Кабель представляет собой провод для прокладки под дорожным покрытием, образующий контур, и предназначен для измерения индуктивности магнитного поля в образованном контуре.
Медная жила представляет собой несколько медных проволок и предназначена для течения электрического тока по кабелю и создания магнитного поля вокруг него. Медная жила выполнена в виде скрученных между собой нескольких медных проволок, что позволяет повысить диапазон гибкости медной жилы при укладке.
Изоляционный слой представляет собой покрытие, окружающее медную жилу кабеля, предназначенное для предотвращения прорыва напряжения на поверхность кабеля, короткого замыкания или возгорания в точке соприкосновения жил с легковоспламеняющимися материалами. Изоляционный слой выполнен из кремнийорганической резины, что позволяет повысить устойчивость к перепадам температур, а также расширить диапазон температур, при котором резина сохраняет свои изоляционные свойства, что делает возможным эксплуатацию датчика в местах с продолжительным воздействием отрицательных температур.
Внешняя оболочка представляет собой покрытие, окружающее изоляционный слой, предназначенное для его защиты от факторов внешней среды, например, механических, температурных и/или электромагнитных воздействий.
Исполнение внешней оболочки из стекловолокна представляет собой стеклоткань, образованную переплетением стеклонитей, и обеспечивает защиту внешней оболочки от факторов внешней среды. За счет высоких показателей термостойкости и механической прочности стекловолокна снижается вероятность разрушения внешней оболочки под воздействием факторов внешней среды, в результате чего минимизируется их воздействие на изоляционный слой, что приводит к увеличению надежности индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением.
Стекловолокно может быть выполнено тканым (стеклонити имеют упорядоченную структуру, сформированную в результате их переплетения) и нетканым (стеклонити расположены неупорядоченно). Наиболее предпочтительным вариантом реализации внешней оболочки из стекловолокна будет тканое исполнение, поскольку четко организованная структура позволяет обеспечить наибольшую прочность внешней оболочки, что уменьшает вероятность ее разрушения, в результате чего повышается надежность датчика в целом. Тканое стекловолокно может быть выполнено при помощи известных способов переплетения стеклонитей, например, полотняного, саржевого или сатинового.
Покрытие внешней оболочки из стекловолокна лакокрасочным материалом подразумевает нанесение лакокрасочного материала на наружную поверхность внешней оболочки для ее дополнительной защиты от внешних воздействий. Нанесение лакокрасочных материалов обеспечивает пропитку внешней оболочки и позволяет вытеснить воздух из пор внешней оболочки из стекловолокна и образовать тонкую пленку на ее поверхности, улучшив такие технические характеристики как влагостойкость, термостойкость, электроизоляционные и/или механические показатели, в результате чего уменьшается риск ее повреждения под воздействием факторов внешней среды, что приводит к увеличению надежности индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением.
Лакокрасочные материалы могут быть представлены лаком, эмалью или краской. Наиболее предпочтительным вариантом лакокрасочного материала являются лак или эмаль, поскольку они обеспечивают высокий уровень адгезии с внешней оболочкой из стекловолокна, что позволяет предотвратить преждевременное разрушение пленки на поверхности внешней оболочки, вследствие чего уменьшается риск ее повреждения под воздействием факторов внешней среды, что приводит к увеличению надежности индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением.
Под светофорным оборудованием понимается совокупность из светофора и контроллера, который может быть расположен как отдельно, так и в составе светофора. Передача сигналов светофорному оборудованию от индукционного датчика необходима для обеспечения передачи аналогового сигнала об изменении индукции магнитного поля, образованного вокруг кабеля датчика. Передача сигналов светофорному оборудованию датчика может осуществляться при помощи соединения датчика и контроллера соединительным кабелем, либо при помощи присоединения кабеля датчика к контроллеру при помощи клемм или путем установки оголенных жил индукционного датчика в интерфейс контроллера.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что внешняя оболочка кабеля датчика выполнена из стекловолокна, покрытого лакокрасочным материалом, что обеспечивает защиту изоляционного слоя от воздействия факторов внешней среды за счет повышенных характеристик термостойкости и механической прочности стекловолокна и дополнительную защиту внешней оболочки за счет улучшения таких технических характеристик как влагостойкость, термостойкость, электроизоляционных и/или механические показателей при покрытии лакокрасочным материалом, что снижает вероятность их частичного или полного разрушения и препятствует разрушению медной жилы, благодаря чему обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - кабель индукционного датчика с адаптивным управлением, поперечный разрез.
Фиг. 2 - схема работы индукционного датчика с адаптивным управлением.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Индукционный датчик для светофорного оборудования с адаптивным управлением выполнен в виде кабеля 1, состоящего из медной жилы 2, покрытой изоляционным слоем из кремнийорганической резины 3 и внешней оболочки 4, выполненного с возможностью передачи сигналов светофорному оборудованию 6. Внешняя оболочка 4 выполнена из стекловолокна, покрытого лакокрасочным материалом 5.
Полезная модель работает следующим образом.
Индукционный датчик помещают под дорожное покрытие на глубину от 13 до 18 см через штрабы. Датчик соединяется со светофорным оборудованием 6 при помощи соединительных проводов 7. Ток, проходящий через медную жилу 2 кабеля 1,создает магнитное поле. При проезде транспортного средства 8 через область, где установлен датчик, происходит изменение индуктивности, информация о котором передается в контроллер светофорного оборудования 6. В ходе эксплуатации датчика на него воздействуют такие факторы внешней среды как деформация дорожного покрытия и/или температурное воздействие, что может привести к частичному или полному разрушению внешней оболочки 4 и изоляционного слоя из кремнийорганической резины 3 и повреждению медной жилы 2. Исполнение внешней оболочки 4 из стекловолокна повышает механическую прочность и термостойкость внешней оболочки, а покрытие внешней оболочки из стекловолокна лакокрасочным материалом 5 улучшает физико-механические и электроизоляционные характеристики внешней оболочки, что в совокупности препятствует её разрушению под воздействием вышеупомянутых факторов внешней среды.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики индукционного датчика для светофорного оборудования с адаптивным управлением.