[发明专利]扩展测量装置测量范围的方法和测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在地面上根据多普勒效应来扩展具有天线的用来确定特别是有轨车辆的速度和/或路径的测量装置的测量范围的方法，以及一种实施该方法的测量装置。

以下的描述基本上涉及多普勒雷达传感器在确定有轨车辆速度和/或路径情况下的应用，并不是将本发明限制在该特别的应用上。本发明可以用于各种相对运动，例如在工业制造过程或各种车辆中。

背景技术

现代的列车自动控制系统要求精确地确定列车的路径和/或速度。传统的速度测量方法基于车轮脉冲发生器。它利用车轮的每次旋转产生特定数量的脉冲。对这些脉冲的时间间隔的分析给出速度值。但是在启动或刹车情况下的滑动、在刹车过程期间的卡住和由于磨损导致的车轮周长的改变会使测量的速度不精确。为了验证测量值和为了提高安全性，通常对两个尽可能不是启动的和刹车的车轮的旋转进行测量。越来越多地通过多普勒雷达传感器来代替该两个车轮脉冲发生器的一个。

通过由多普勒天线发射的信号在地下的扩散反射，小部分信号又到达多普勒天线。通过发送信号和反射的接收信号的频率混合，在多普勒雷达传感器相对地下移动时，在多普勒雷达传感器中产生与列车的速度直接成比例的低频多普勒信号。

但是至今还不可能完全弃用路径脉冲发生器并由此避免上述的缺陷，因为在非常低速度的情况下对多普勒效应的分析受到限制。在此最小可测量的速度在可承受的阈值之上。路径脉冲发生器至今还由于安全技术方面的原因而不可缺少。除了识别列车的非常低的速度或静止状态，路径脉冲发生器也用于提示多普勒雷达传感器的故障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种这样的扩展测量装置的测量范围的方法，使得不必使用附加的路径脉冲发生器。此外本发明要解决的另一个技术问题是提出一种改进的实施该方法的测量装置。

本发明的方法的技术问题是这样解决的，即将天线置于振荡运动中，并通过将测得的信号与振荡信号相关联来确定速度和/或路径。因为可以在信号技术上安全地构建测量装置，可以立即展示在测量路段中的每个故障，因此可以弃用附加的传感器、特别是路径脉冲发生器。因为不用考虑上述影响、特别是通过车轮的滑动的影响，所以可以提高路径/速度确定的精度。以这种方式，最终提高了列车自动控制系统的效率。

通过天线的振荡，就是在非常低的速度和静止状态下，也能产生可分析的总信号。为此仅需考虑，振荡信号位于测量装置的测量阈值之上。

根据权利要求2以优选的方式机械地、压电地、磁电地或液压地产生天线的振荡运动。

根据权利要求3振荡运动优选为平行于有轨车辆的运动方向的振动的形式。通过平行性获得测量的信号与振荡信号的简化的关联。

根据权利要求4可以由所测量的速度和振荡速度的差值来确定速度。也可以根据路径信息进行分析。在特别优选的实施方式中，天线的振荡，即振动，在此在有轨车辆的运动方向上定向，由此可以将由测量装置测量的速度和特定于系统的振荡的速度作为简单的标量来考虑。

预先给出特定于系统的振荡的频率和振幅，在此根据权利要求5在一个数量级中给出该值的固定设置或通过地面上的速度控制的设置，该数量级超过测量装置的响应阈值。用这种方式保证了，就是在有轨车辆的静止状态下也能产生可分析的总信号。

根据权利要求6构造一种用于实施该方法的测量装置，该装置具有振荡的天线和用于将测量的信号与振荡信号相关联的分析装置。

附图说明

以下借助附图显示的实施例详细解释本发明。

图1示意性示出了根据本发明的、基于多普勒效应的用于扩展测量装置的测量范围的方法的工作方式。

具体实施方式

图1中示出以速度V_fzg在地面G上运动的车辆F。在车辆F的底面安装了与分析装置A相连的多普勒天线D。多普勒天线D和分析装置A是构造为多普勒雷达传感器的测量装置的最主要的组件。为了降低多普勒雷达传感器的测量范围阈值，从而即使在车辆F的速度非常低直至静止状态的情况下也能产生可测量的总信号V_mess，将多普勒天线D置于具有特定频率和特定振幅的振荡运动V_osc下。在分析装置A中从测量的速度V_mess中减去振荡速度V_osz并由此确定地面G上的车辆速度V_fzg。测量的速度V_mess由多普勒天线D发射的信号与由地面G反射的、由多普勒天线D接收的信号F_empf的相关k给出。在此也可以基于路径信息进行分析。