Quesito interessante: rilevatore correnti di binario

Vorrei realizzare un dispositivo per rilevare l'entit=E0 di una corrente (alternata, a basso voltaggio) che scorre sulle rotaie di una ferrovia. In pratica, per chi se ne intende un pochino, ci=F2 mi sarebbe molto utile per rilevare le dispersioni dei cosiddetti "circuiti di binario" (CdB), risparmiandomi tanto freddo e acqua nel ricercare i guasti fuori quando piove! Il fatto =E8 questo; ho gi=E0 provato ad usare una bobina che posta in vicinanza della rotaia, a causa dell'induzione, genera una femi dell'ordine dei millivolt.

La mia idea sarebbe quella di amplificar tale tensione con op amp e poi mandarla ad un indicatore analogico ricavato da un vecchio tester. Il tutto =E8 sicuramente fattibile, per=F2 non saprei come ricavare la legge con cui la lancetta dell'indicatore si muove in funzione della corrente che scorre sul binario.

Secondo voi, c'=E8 un rapporto di proporzionalit=E0 tra corrente di binario e tensione indotta nella bobina o si tratta di una legge pi=F9 complessa che magari coinvolge anche la tensione del circuito di binario? Premetto che ho cercato su google immettendo varie voci ma non ho trovato nulla sull'argomento

Il giorno 9 Feb 2007 08:30:06 -0800, "antologiko" ha scritto:

Quali dispersioni sui CdB?

Sulle rotaie possono scorrere diversi tipi di corrente, principalmente:

- corrente di ritorno della trazione elettrica, continua per le linee storiche o alternata per quelle AV

- corrente dei CdB, continua o alternata a seconda del tipo di CdB (in continua o a correnti codificate o ad audiofrequenza).

Tu cosa vuoi misurare?

riche

ntinua

Scusa, avevo scritto tra parentesi che si trattava di una corrente alternata derivata da un'alimentazione a basso voltaggio, ma in effetti non ho specificato bene. Si tratta di CdB ACEI di stazione (stazionamente, immobilizzazione, ecc.); le rotaie vengono alimentate con una tensione alternata a 50 Hz e di basso voltaggio (adesso non ricordo esattam. il valore, ma dell'ordine delle decine di volt. Ovviam. ci sono delle resistenze limitatrici nel circuito).

Quello che mi interessava capire era la legge che legava i millivolt misurati dalla sonda costituita da una bobina (ricavata da un rel=E8!), al variare della corrente circolante su rotaia (ovviamente, a causa della trazuione elettrica, sulla rotaia circola una corrente continua di diversi ordini di grandezza superiore a quella dovuta ai CdB, ma essendo una corrente continua non dovrebbe influire nei fenomeni di induzione, e se non erro dovrebbe valere un principio di sovrapposizione degli effetti che mi permetta di non tenere conto di tale corrente.

Il giorno 9 Feb 2007 11:14:41 -0800, "antologiko" ha scritto:

Dipende da molti fattori: caratteristiche della bobina, distanza dalla rotaia, orientamento rispetto alla rotaia, ecc.

Se è una corrente costante, no. Se ci sono delle variazioni, dovute ad es. a commutazioni degli azionamenti di trazione, allora ai capi della bobina dovresti trovare una componente transitoria indotta sovrapposta alla componente a 50 Hz della corrente del CdB.

Vado un po' a memoria. Se hai modo di concentrare tutto il flusso all'interno della bobina sarebbe è semplice trovare una relazione che leghi la FEM alla corrente. Però così non hai modo di valutare quanta parte del flusso si concatena e quanto si disperde. La corrente continua che circola nei binari inoltre può modificare il valore di permeabilità magnetica del nucleo della bobina perché la curva B-H è tutt'altro che lineare: ci sono fenomeni di saturazione.

Mi scuso per eventuali boiate.

Si, ovviamente quando un treno in linea, anche distante, accelera o frena si hanno delle variazioni della corrente di ritorno, ma questi saranno dei picchi facilmente individuabili ad occhi nudi nei movimenti del rivelatore a lancetta; e comunque per sperimentazione diretta ti posso dire che anzi sono praticamente assenti.

La storia della saturazione invece =E8 giustissima. Quello =E8 un fattore pi=F9 subdolo.

Ad ogni modo, =E8 matematicamente impossibile raccogliere tutto il flusso visto che questo si estende all'infinito, inoltre il posizionamento della bobina =E8 ovviamente il pi=F9 possibile vicino alla rotaia; sopra di essa, in modo tale che l'asse di simmetria della bobina sia quasi complanare con quello della rotaia, ma ad esso normale (e non parallelo). Questo mi pare che dovrebbe essere il modo corretto di posizionare la bobina, tenendo conto, se ricordo bene, di come si estendono nello spazio le linee del flusso di un conduttore approssimativamente filiforme (ovvero molto pi=F9 lungo che largo).

In definitiva secondo voi la cosa =E8 fattibile???

Con una bobina captatrice penso di no. Presumo che il tratto di rotaia isolata sia percorsa da una corrente a

Con una bobina posta nelle vicinanze della rotaia raccogli qualcosa, ma molto influenzato dall'orientamento, dalla distanza, dall'allineamento e soprattutto dalla presenza di altri campi elettromagnetici. Tra i quali il campo dovuto al ritorno del cdb, il cui percorso potrebbe anche essere parallelo alla rotaia. E anche il campo dovuto al percorso della stessa corrente di disperione, che sar=E0 l=EC intorno da qualche parte. Insomma credo sia difficile discriminare una differenza di livello captato dovuta a tutti questi fattori aleatori da una differenza dovuta alla dispersione.

Na ci potrebbe essere un'altra soluzione: misurare la cdt lungo la rotaia. Anche se il segnale ricavato dalla cdt sulla rotaia potrebbe essere inferiore a quello ricavabile da una bobina con molte_molte spire, ha il vantaggio di non essere aleatorio e di essere molto meno disturbato. Mettendo due spazzole a distanza di una ventina di cm dovresti raccogliere una cdt dell'ordine del microvolt. Con un amplificatore selettivo a 50Hz sistemato nelle immediate vicinanze delle spazzole, proprio sul supporto stesso delle spazzole, =E8 possibile ottenere un segnale misurabile da un tester. Ancora meglio sarebbe anche ascoltare il ronz=ECo in cuffia (tipo hi-fi, non auricolari mp3!). Dando per scontato che il filtro a 50Hz non potr=E0 essere ideale, l'ascolto in cuffia fornir=E0 utili informazioni "fuori banda". Ovviamente in corrispondenza di ogni dispersione si dovrebbe notare una variazione del livello misurato.

Ciao.

lucky