專利名稱：一種車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，尤其涉及一種壓電傳感器和地感線圈組合式高速車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高速車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)不同于一般的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，其主要應(yīng)用于高速公路的車輛車流監(jiān)測、公路不停車收費、橋梁超載預(yù)警等對車速較高的應(yīng)用環(huán)境中。隨著智能交通系統(tǒng)發(fā)展的需要，特別是高速公路建設(shè)的加快，對高速車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)的需求不斷增加。目前的稱重系統(tǒng)主要由稱臺式或彎板式稱重傳感器構(gòu)成。例如，于2009年12月16日公開的中國實用新型專利(專利號為 200920068496. 0)，公開了一種公路車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩個稱重傳感器和兩組地感線圈構(gòu)成，稱重傳感器使用石英壓電傳感器，分別放置在車輛前進方向上、在路面上分前后兩排、左右兩側(cè)上；地感線圈分別安置在稱重傳感器之前。這種稱重系統(tǒng)采用單邊壓電傳感器，只能測量車輛側(cè)重而不能測量車輛軸重，該系統(tǒng)的兩個傳感器組成一組才能測量車輛總重，系統(tǒng)的可靠性和精度不高。同時，該系統(tǒng)采用石英壓電傳感器，這種傳感器易老化， 不耐用，易受環(huán)境的影響、信噪比較低，不適合應(yīng)用于高速動態(tài)稱重環(huán)境。再如，于2010年9月15日公開的中國實用新型專利(專利號為20092(^83641. 7)， 公開了一種彎板式車輛動態(tài)稱重平臺，其采用一定長度的槽型框架，框架內(nèi)有彎板傳感器， 垂直于車輛行進方向的彎板傳感器兩側(cè)分別設(shè)置壓條，彎板傳感器與壓條下面有墊片；所述的彎板傳感器垂直于車輛行進方向的兩側(cè)面為斜面，可以有效地分解車輛的壓力，從而測得車重。這種稱重平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實際使用中對安裝工藝要求很高，需要定期維護，且長期經(jīng)受車輛碾壓會造成傳感器以及平臺內(nèi)部主要構(gòu)件的疲勞，影響稱重精度，造成動態(tài)測量誤差較大，不適合高速稱重。綜上所述，以上兩種稱重系統(tǒng)不適用于高速車輛稱重復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。因此，有必要設(shè)計一種測量精度高、安裝簡便的用于高速車輛動態(tài)稱重的系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的問題是提供一種測量精度高、安裝簡便的高速車輛動態(tài)稱重的系統(tǒng)。為解決上述問題，本實用新型揭示了一種車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，包括車輛稱重部分、 車輛感應(yīng)部分和系統(tǒng)控制部分，所述車輛稱重部分包括兩組壓電傳感器，所述兩組壓電傳感器分別安裝在車輛前進方向上的前后兩排，其中，第一組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之前，第二組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之后，所述兩組壓電傳感器分別通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述車輛感應(yīng)部分通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述系統(tǒng)控制部分安裝于道路旁邊。優(yōu)選地，所述壓電傳感器的長度大于或等于被測車輛左右車輪之間的距離。[0009]優(yōu)選地，所述壓電傳感器的長度為3m，所述兩組壓電傳感器之間的距離為:3m。優(yōu)選地，所述車輛感應(yīng)部分為地感線圈，所述地感線圈的外形幾何尺寸為an x2m, 安裝在所述兩組壓電傳感器的中間位置，所述地感線圈與所述第一組和第二組壓電傳感器之間的距離分別為0. 5m。 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)控制部分包括稱重系統(tǒng)控制器及接口電路，所述稱重系統(tǒng)控制器包括信號采集模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)計算模塊和系統(tǒng)控制模塊，所述接口電路包括電荷放大電路和頻率比較電路，所述電荷放大電路作為所述壓電傳感器的接口，頻率比較電路作為所述地感線圈的接口。優(yōu)選地，所述壓電傳感器為聚偏氟乙烯(PVDF)壓電傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點通過在車輛行駛道路的中央安裝兩組壓電傳感器和一個地感線圈，所述地感線圈安裝于所述兩組壓電傳感器之間，當(dāng)行駛過的車輛兩邊的車輪同時壓在所述壓電傳感器上時，可實現(xiàn)對過往車輛的車速、車軸數(shù)、車軸重、車總重、車輛類型等信息的精確測量和計算，可廣泛應(yīng)用于高速公路的車輛車流監(jiān)測、 公路不停車收費、橋梁超載預(yù)警等對車速較高的應(yīng)用環(huán)境中。

圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型優(yōu)選實施例中稱重系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、壓電傳感器；3、同軸電纜；4、地感線圈；5、稱重系統(tǒng)控制器；51、信號采集模塊；52、數(shù)據(jù)計算模塊；53、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；54、系統(tǒng)控制模塊。
具體實施方式
本實用新型揭示了一種車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，包括車輛稱重部分、車輛感應(yīng)部分和系統(tǒng)控制部分，所述車輛稱重部分包括兩組壓電傳感器，所述兩組壓電傳感器分別安裝在車輛前進方向上的前后兩排，其中，第一組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之前，第二組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之后，所述兩組壓電傳感器分別通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述車輛感應(yīng)部分通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述系統(tǒng)控制部分安裝于道路旁邊。通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)對過往車輛的車速、車軸數(shù)、車軸重、車總重、車輛類型等信息的精確測量和計算，可廣泛應(yīng)用于高速公路的車輛車流監(jiān)測、公路不停車收費、橋梁超載預(yù)警等對車速較高的應(yīng)用環(huán)境中。
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行詳細(xì)地描述。如圖1所示，本實用新型揭示了一種高速車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，包括車輛稱重部分、 車輛感應(yīng)部分和系統(tǒng)控制部分。其中箭頭方向為車輛行駛方向。具體地，車輛稱重部分包括兩組壓電傳感器1，兩組壓電傳感器1分別安裝在車輛前進方向上的前后兩排，其中，第一組壓電傳感器安裝在車輛感應(yīng)部分之前，第二組壓電傳感器安裝在車輛感應(yīng)部分之后，且兩組壓電傳感器1分別通過同軸電纜3與系統(tǒng)控制部分相連。在本實用新型優(yōu)選實施例中，壓電傳感器1的長度大于被測車輛左右車輪之間的距離，以保證當(dāng)被測車輛經(jīng)過時，同一車軸上的左右兩邊車輪能同時壓在其中任一組壓電傳感器上，從而測得被測車輛的軸重，解決了現(xiàn)有技術(shù)一中所揭示的系統(tǒng)只能測量車輛側(cè)重而不能測量車輛軸重的問題。同時，壓電傳感器1采用兩組的設(shè)計方式，不但可以測量出被測車輛的數(shù)量，還提高了被測數(shù)據(jù)的精度，保證了系統(tǒng)的可靠性。車輛感應(yīng)部分包括至少一個埋設(shè)于車輛行駛道路中央的地感線圈4，地感線圈4 安裝于兩組壓電傳感器1之間，且地感線圈4通過同軸電纜3與系統(tǒng)控制部分相連。在本實用新型優(yōu)選實施例中，地感線圈4的外形幾何尺寸為an x2m，安裝在兩組壓電傳感器的中間位置，且地感線圈4與第一組和第二組壓電傳感器之間的距離分別為0. 5m,以防止互相干擾。當(dāng)然，此處地感線圈4的具體參數(shù)可以根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境進行調(diào)整。如在通常只有小型車輛通過的道路上設(shè)置體積較小的地感線圈，如在通常只有大型車輛通過的道路上設(shè)置體積較大的地感線圈。系統(tǒng)控制部分安裝于道路旁邊，系統(tǒng)控制部分包括稱重系統(tǒng)控制器5及接口電路，如圖2所示，稱重系統(tǒng)控制器5包括信號采集模塊51、網(wǎng)絡(luò)通信模塊53、數(shù)據(jù)計算模塊 52和系統(tǒng)控制模塊M。信號采集模塊51控制信號的采集過程，保證軟件系統(tǒng)采集到完整的信號，同時作為整個系統(tǒng)的觸發(fā)器；網(wǎng)絡(luò)通信模塊53負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸；數(shù)據(jù)計算模塊52 完成數(shù)據(jù)的計算工作，從采集的信號中計算出有用的車輛信息；系統(tǒng)控制模塊M用來控制整個系統(tǒng)的工作，從信號的采集、信號的處理到信號的傳輸，保證系統(tǒng)在復(fù)雜的工作環(huán)境中正常工作。接口電路包括電荷放大電路和頻率比較電路，電荷放大電路作為壓電傳感器1 的接口，頻率比較電路作為地感線圈4的接口。在本實用新型優(yōu)選實施例中，壓電傳感器1為PVDF壓電傳感器。PVDF樹脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物，除具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐射線輻射性能外，還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能，保證了系統(tǒng)的耐用性，減輕環(huán)境和噪聲對稱重系統(tǒng)的影響。而現(xiàn)有技術(shù)中所采用的石英壓電傳感器，其耐用性不高，易受噪聲的影響，不能適用于高速車輛稱重復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。使用時，當(dāng)有車輛通過安裝有本實用新型所揭示的稱重系統(tǒng)的道路，地感線圈4 檢測到有車輛經(jīng)過，喚醒整個系統(tǒng)，當(dāng)被測車輛的車輪通過壓電傳感器1，壓電傳感器1測得車輛重量的物理量，并轉(zhuǎn)換成電信號量，由稱重系統(tǒng)控制器5中的信號采集模塊51進行信號采集，并通過數(shù)據(jù)計算模塊52計算出車輛的車速、車軸數(shù)、車軸重、車總重、車輛類型等信息，最終通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊53進行數(shù)據(jù)的發(fā)送。本實用新型所揭示的高速車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，通過在車輛行駛道路的中央安裝兩組壓電傳感器和一組地感線圈，所述地感線圈安裝于所述兩組壓電傳感器之間，當(dāng)車輛兩邊的車輪同時壓在所述壓電傳感器上，可實現(xiàn)對過往車輛的車速、車軸數(shù)、車軸重、車總重、 車輛類型等信息的精確測量和計算，可廣泛應(yīng)用于高速公路的車輛車流監(jiān)測、公路不停車收費、橋梁超載預(yù)警等對車速較高的應(yīng)用環(huán)境中。同時，PVDF壓電傳感器的運用，保證了系統(tǒng)的耐用性，減輕環(huán)境和噪聲對稱重系統(tǒng)的影響。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，包括車輛稱重部分、車輛感應(yīng)部分和系統(tǒng)控制部分，其特征在于所述車輛稱重部分包括兩組壓電傳感器，所述兩組壓電傳感器分別安裝在車輛前進方向上的前后兩排，其中，第一組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之前，第二組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之后，所述兩組壓電傳感器分別通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述車輛感應(yīng)部分通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述系統(tǒng)控制部分安裝于道路旁邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，其特征在于所述壓電傳感器的長度大于或等于被測車輛左右車輪之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，其特征在于所述壓電傳感器的長度為 3m，所述兩組壓電傳感器之間的距離為:3m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，其特征在于所述車輛感應(yīng)部分為地感線圈，所述地感線圈的外形幾何尺寸為an x2m，安裝在所述兩組壓電傳感器的中間位置，所述地感線圈與所述第一組和第二組壓電傳感器之間的距離分別為0. 5m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)控制部分包括稱重系統(tǒng)控制器及接口電路，所述稱重系統(tǒng)控制器包括信號采集模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)計算模塊和系統(tǒng)控制模塊，所述接口電路包括電荷放大電路和頻率比較電路，所述電荷放大電路作為所述壓電傳感器的接口，頻率比較電路作為所述地感線圈的接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，其特征在于所述壓電傳感器為聚偏氟乙烯(PVDF)壓電傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，包括車輛稱重部分、車輛感應(yīng)部分和系統(tǒng)控制部分，所述車輛稱重部分包括兩組壓電傳感器，所述兩組壓電傳感器分別安裝在車輛前進方向上的前后兩排，其中，第一組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之前，第二組壓電傳感器安裝在所述車輛感應(yīng)部分之后，所述兩組壓電傳感器分別通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述車輛感應(yīng)部分通過同軸電纜與所述系統(tǒng)控制部分相連；所述系統(tǒng)控制部分安裝于道路旁邊。本稱重系統(tǒng)可對過往車輛的車速、車軸數(shù)、車軸重、車總重、車輛類型等信息的精確測量和計算，可廣泛應(yīng)用于高速公路的車輛車流監(jiān)測、公路不停車收費、橋梁超載預(yù)警等對車速較高的應(yīng)用環(huán)境中。
文檔編號G01G19/03GK202158894SQ20112027276
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者李慶, 林蓁蓁, 梁艷菊, 鐘匯才, 陳政 申請人:昆山市工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司