CN102680064A - 一种车辆动态称重系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆动态称重系统，包括称重传感器、电荷放大器和控制器；称重传感器包括铺设在车道上的至少三排石英传感器，每排石英传感器包括两条石英压电传感器，每排石英传感器中的两条石英压电传感器分别横向设置在左半车道和右半车道；车辆通过称重传感器时，每个车轮均会碾压过多条石英压电传感器，每条石英压电传感器均会产生一个波形信号传输到控制器，控制器剔除异常波形信号后，将剩下的波形信号分别计算轴重，并求平均得到最终轴重，将每个车轮的最终轴重相加，即可得到最终车辆称重值。采用三排或三排以上的石英传感器的铺设方式，可有效减少由于路面不平及车辆振动引起的称重偏差，特别对行驶中重心不稳的车辆，有较好效果。

Description

一种车辆动态称重系统

技术领域

本发明涉及称重领域，尤其涉及一种车辆动态称重系统。

背景技术

现有车辆动态称重一般采用单排石英传感器对车道进行覆盖，由石英传感器检测通过其上的车辆各轴对路面的压力和速度，然后用嵌入式计算机计算出该车的各轴重量和整车总重量。其计算公式为：

轴重量=车轴速度/传感器宽度*压电波形积分面积*校正系数

整车总重量=各轴重之和

由上面公式可知，当车辆通过石英传感器的速度较低时，通过石英传感器测量出的轴重量会非常小，最后得出的整车重量与实际车重将出现非常大的偏差。如果司机为了偷减过路费，极可能在通过石英传感器时，将速度减小到非常小，车轮通过石英传感器后再加速前进，这样会导致称重结果严重偏差。

且用上述的动态衡进行车辆称重时，如果要得到较为准确的数据，对于通过车辆有两个要求，一是匀速运动，二是重心固定，否则测出的车重将有较大误差。但是在实际应用过程中，大多路面行驶车辆都不可能同时满足这两个条件，如装液体的车辆，液体左右颠簸重心也会左右晃动，此时用常规动态衡进行测量整车重量，误差将非常大。

因此单排石英传感器不能解决车辆慢速通过、或重心不稳通过时造成的称重偏差。且石英传感器称量结果受道路不平整的影响，称重结果与实际整车重量也会出现偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆动态称重系统，解决单排石英传感器称重结果偏差大的缺点，提供一种包括至少三排石英传感器的车辆动态称重系统，解决这一问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种车辆动态称重系统，包括称重传感器、电荷放大器和控制器；称重传感器在车轮碾压时产生的波形信号，经电荷放大器放大后传输到控制器，控制器根据波形信号计算车辆重量，所述称重传感器包括铺设在车道上的至少三排石英传感器，每排石英传感器包括两条石英压电传感器，每排石英传感器中的两条石英压电传感器分别横向设置在左半车道和右半车道；

车辆通过称重传感器时，对于每个车轮，控制器根据该车轮碾压过的多条石英压电传感器所产生的波形信号分别计算出一个原始轴重，并将各个原始轴重求平均值，得到标准轴重；将超出标准轴重±2.5%的原始轴重剔除，用剩下的各原始轴重再次求平均，得到最终轴重；

将每个车轮的最终轴重相加，得到最终车辆称重值。

其中，相邻两排石英传感器之间的间距范围为500mm-650mm，优选为600mm。

其中，同一排石英传感器中的两条石英压电传感器之间的交错范围为-200mm~200mm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用三排或三排以上的石英传感器铺设在车道上作为称重传感器，可有效减少由于路面不平及车辆重心不稳引起的称重偏差，且由于三排石英传感器的铺设方式，司机在通过时不方便在每一排传感器的地方都刹车后通过，多排传感器结合判断，能有效减少司机人为造成偏差，可有效改善由单排石英传感器作为称重传感器而造成的称重偏差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明实施例中车辆动态称重系统结构示意图；

图2为本发明实施例车辆动态称重系统中称重传感器的一种铺设位置示意图;

图中： C1、C2、C3、C4、C5、C6均为石英压电传感器；

    L1取值范围为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）；

    L2取值范围为： 200mm ~ 500mm；

    L3取值范围为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）；

    L4取值范围为：200mm ~ 500mm；

    L5取值范围为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）；

    L6取值范围为：800mm- 1500mm。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例中车辆动态称重系统结构示意图，本发明车辆动态称重系统，包括称重传感器1、电荷放大器2和控制器3，所述称重传感器1包括铺设在车道上的至少三排石英传感器，称重传感器1在车轮碾压时产生的波形信号，经电荷放大器2放大后传输到控制器3，控制器3根据波形信号计算车辆重量。称重传感器1可铺设在计重收费车道内，距收费亭18米到24米之间。

由于称重传感器由至少三排石英传感器组成，车辆通过称重传感器时，每个车轮均会碾压过多条石英压电传感器，每条石英压电传感器均会产生一个波形信号传输到控制器，控制器剔除异常波形信号后，将剩下的波形信号分别计算轴重，并求平均得到最终轴重，将每个车轮的最终轴重相加，即可得到最终车辆称重值。

异常波形的剔除，通过如下方式进行：控制器根据某车轮碾压过的多条石英压电传感器所产生的波形信号分别计算出一个原始轴重，并将各个原始轴重求平均值，得到标准轴重；将超出标准轴重±2.5%的原始轴重剔除（即剔除异常波形信号），用剩下的各原始轴重再次求平均，得到最终轴重。

参见图2，为图1中称重传感器1的一种铺设位置示意图，本实施例中车辆动态称重系统采用三排石英传感器作为称重传感器，每排石英传感器包括两条石英压电传感器，每条石英压电传感器的长度可以为车道宽度值的2/5—3/5之间，且每排石英传感器中的两条石英压电传感器的长度值相加等于车道宽度值。每排石英传感器中的两条石英压电传感器分别横向设置在左半车道和右半车道，相邻两排石英传感器之间的间距范围可以为500mm-650mm。

具体的，如图2，第一排石英传感器包括石英压电传感器C1和C3，C3设置在左半车道，C1设置在右半车道，且使得车辆通过该车道时，左轮压在位于左半车道的C3上，右车轮压在位于右边车道的C1上。第二排石英传感器包括石英压电传感器C2和C4，C2设置在左半车道，C4设置在右半车道；同样，第三排石英传感器包括石英压电传感器C5和C6，C6设置在左半车道，C5设置在右半车道。每排石英传感器中的两条石英压电传感器间可以有设置一个小交错，如图2： C1与C3间的间距L1的取值范围可以为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）；C3与C2之间的间距L2的取值范围可以为： 200mm ~ 500mm；C2与C4之间的间距L3的取值范围可以为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）；C4与C5之间的间距L4的取值范围可以为：200mm ~ 500mm；C5与C6之间的间距L5的取值范围可以为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）； L6取值范围为：800mm- 1500mm。

在具体实施时，还可以采用三排以上的石英传感器，相连两排石英传感器之间的间距根据需要进行调节，利用石英传感器的压电效应，当车轮重力作用在石英晶体上时，石英晶体上产生电荷，经电荷放大器转换为电压信号送嵌入式计算机处理，得到整车称重结果。

本发明采用三排或三排以上的石英传感器铺设在车道上作为称重传感器，可有效减少由于路面不平引起的沉重偏差，特别对重心不稳车辆进行称重，有较好效果。且由于三排石英传感器的铺设方式，司机在通过时不方便在每一排传感器的地方都刹车后通过，多排传感器结合判断，能有效减少司机人为造成偏差，可有效改善由单排石英传感器作为称重传感器而造成的称重偏差。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.一种车辆动态称重系统，包括称重传感器、电荷放大器和控制器；称重传感器在车轮碾压时产生的波形信号，经电荷放大器放大后传输到控制器，控制器根据波形信号计算车辆重量，其特征在于，所述称重传感器包括铺设在车道上的至少三排石英传感器，每排石英传感器包括两条石英压电传感器，每排石英传感器中的两条石英压电传感器分别横向设置在左半车道和右半车道；

车辆通过称重传感器时，对于每个车轮，控制器根据该车轮碾压过的多条石英压电传感器所产生的波形信号分别计算出一个原始轴重，并将各个原始轴重求平均值，得到标准轴重；将超出标准轴重±2.5%的原始轴重剔除，用剩下的各原始轴重再次求平均，得到最终轴重；

将每个车轮的最终轴重相加，得到最终车辆称重值。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，相邻两排石英传感器之间的间距范围为500mm-650mm。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，同一排石英传感器中的两条石英压电传感器之间的交错范围为-200mm~200mm。

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