CN102680065A - 一种车辆称重系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆称重系统，包括称重传感器和控制器，所述称重传感器包括完全承载称重传感器和部分承载称重传感器；当车辆以高于设定速度通过称重传感器时，控制器根据部分承载称重传感器测量的数据计算车辆重量；当车辆以低于设定速度通过称重传感器时，控制器根据完全承载称重传感器测量的数据计算车辆重量。在部分承载称重传感器的基础上增加了静态特性较好的完全承载称重传感器，两者相结合的互补方式提高了计重设备在车辆从高速到极低速（静态）通过的测量精度，使得各项技术指标更稳定、可靠。

Description

一种车辆称重系统
技术领域
本发明涉及称重领域，尤其涉及一种车辆称重系统。
背景技术
现有车辆动态称重一般采用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，石英传感器属于部分承载称重传感器。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偏小，最后得出的整车重量与实际车重将出现偏差。当车辆非匀速或走"S"路线通过传感器路段，称重结果较弯板略差。因此现有技术中只用石英传感器来进行车辆动态称重具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆称重系统，解决车辆动态称重中仅采用石英传感器来测量时，由于低速造成的称重结果偏差严重的问题，提出了一种完全承载称和部分承载称重传感器相结合的称重系统，能实现在动态和静态两种情况下较好的称重。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种车辆称重系统，包括称重传感器和控制器，所述称重传感器包括完全承载称重传感器和部分承载称重传感器；
当车辆以设定范围内的速度通过称重传感器时，控制器根据完全承载称重传感器和部分承载传感器检测数据计算车辆重量；
当车辆以高于设定范围上限的速度通过称重传感器时，控制器根据部分承载称重传感器检测数据计算车辆重量；
当车辆以低于设定范围下限的速度通过称重传感器时，控制器根据完全承载称重传感器检测数据计算车辆重量。
其中，所述完全承载称重传感器为弯板传感器，所述部分承载称重传感器为石英压电传感器。
优选的，所述称重传感器包括铺设在车道上的两排石英压电传感器和一排弯板传感器，弯板传感器设置在所述两排石英压电传感器之间。
其中，每排石英传压电感器包括两条石英压电传感器，每排石英压电传感器中的两条石英压电传感器分别横向设置在左侧车道和右侧车道；所述的一排弯板传感器包括两条弯板传感器，两条弯板传感器分别横向设置在左侧车道和右侧车道。
优选的，两排石英压电传感器之间的距离范围为1000mm-1300mm。
优选的，所述弯板传感器的宽为300mm-500mm。
优选的，所述设定范围为2km/h-10km/h。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用完全承载称传感器和部分承载称重传感器相结合，在车辆以中高速通过时根据部分承载称重传感器传来的信号计算车辆重量，而在低速时，根据完全承载称重传感器传来的信号计算车辆重量，由于在原石英传感器的基础上增加了静态特性较好的弯板传感器，在满足动态计重的基础上，还实现了静态称重。
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为本发明实施例车辆称重系统中一种称重传感器的铺设位置示意图。
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。
由于考虑到国内部分省份计重收费系统除了需满足动态计重要求外还须满足静态称重要求，为此，本发明在石英晶体称重传感器基础上增加了静态特性较好的应变式宽弯板传感器，以两者相结合的互补方式提高计重设备在车辆极低速通过状态的计重精度，使得各项技术指标更稳定、可靠。
本发明提供一种车辆称重系统，解决车辆动态称重中仅采用石英传感器来测量时，由于低速造成的称重结果偏差严重问题，提出了一种完全承载称和部分承载称重传感器相结合的称重系统，能实现在动态和静态两种情况下较好的称重。
本发明车辆称重系统，包括称重传感器和控制器，称重传感器铺设在计重收费车道内，距收费亭18m到24m之间。所述称重传感器包括完全承载称重传感器和部分承载称重传感器，所述完全承载称重传感器为弯板传感器，所述部分承载称重传感器为石英压电传感器。
当车辆以设定范围内的速度通过称重传感器时，控制器根据完全承载称重传感器和部分承载传感器检测数据计算车辆重量，计算方式可以为根据完全承载称重传感器和部分承载传感器检测数据分别计算一个车辆重量，然后将计算出的两个车辆重量求平均，得到最终输出车辆重量。
当车辆以高于设定范围上限的速度通过称重传感器时，控制器根据部分承载称重传感器检测数据计算车辆重量，计算公式为：
动态轴重量=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
当车辆以低于设定范围下限的速度通过称重传感器时，控制器根据完全承载称重传感器检测数据计算车辆重量，计算公式为：
静态（极低速）轴重量=波形平均最大值*校正系数
整车总重量=各轴重之和
优选的，所述设定的速度范围为2km/h-10km/h。一般来说，车辆以2km/h-10km/h的时速通过称重传感器时，用完全承载称重传感器和部分承载称重传感器测量的整车重量数值相差不大，此时速度区域内通过两种传感器测量的值来计算处理，使得测量精度更高。
其中，压电波形积分面积根据石英压电传感器检测的波形计算，而校正系数为控制器中预置的，传感器宽度根据实际情况测量后存储在控制器中，通常石英压电传感器的宽度为70mm，压电波形积分面积的计算方式及上述计算公式为现有常用技术，在此不做过多赘述。
在实施本发明实施例时，完全承载称重传感器可以为一排弯板传感器，也可以为多排弯板传感器。同样，部分承载称重传感器可以为一排石英压电传感器，也可以为多排石英压电传感器。
参见图1，为本发明实施例车辆称重系统中一种称重传感器的铺设位置示意图，C1、C2、C3、C4为石英传感器，C5、C6为弯板传感器。本实施例中称重传感器包括铺设在车道上的两排石英压电传感器和一排弯板传感器，弯板传感器设置在所述两排石英压电传感器之间。每排石英传压电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。如图1，石英压电传感器C1、C2组成第一排石英压电传感器，C1横向设置在左侧车道，C2横向设置在右侧车道，C1与C2之间可以有设置一个小交错，C1与C2前后交错间距L1取值范围为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）；石英压电传感器C3、C4组成第二排石英压电传感器，C4横向设置在左侧车道，C3横向设置在右侧车道，C3与C4之间可以有设置一个小交错，C3与C4前后交错间距L3取值范围为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）；中间的一排弯板传感器包括两条弯板传感器C5和C6，两条弯板传感器分别横向设置在左侧车道和右侧车道，且使得车辆通过该车道时，左轮压在位于左侧车道的传感器上，右车轮压在位于右侧车道的传感器上，C5与C6之间也可以有设置一个小交错，C5与C6前后交错间距L2取值范围为：-200mm ~ 200mm（行车方向为正）。每条传感器的长度可以为车道宽度值的2/5—3/5之间。
本发明实施例中两排石英压电传感器之间的距离范围可以为1000mm-1300mm，弯板传感器可设置在两排石英压电传感器之间的正中间位置，所述弯板传感器的宽为300mm-500mm，一般情况下为460mm，通常石英压电传感器的宽为70mm，而车轮压倒车道上的宽度为200mm左右，因此，弯板传感器可以完全承载整个车轮，以实现静态称重。
本发明利用埋设在公路路面的石英压电传感器和应变式宽弯板传感器共同检测通过车辆各轴对路面的压力和速度，在中高速时根据石英压电传感器检测数据计算车辆重量；在中低速时用弯板与石英传感器测量数据计算车辆重量；而在低速时，根据弯板传感器检测数据计算车辆重量。由于在原石英传感器的基础上增加了静态特性较好的弯板传感器，在满足动态计重的基础上，还实现了静态或极低速情况下的称重。
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 (7)

1.一种车辆称重系统，包括称重传感器和控制器，其特征在于，所述称重传感器包括完全承载称重传感器和部分承载称重传感器；
当车辆以设定范围内的速度通过称重传感器时，控制器根据完全承载称重传感器和部分承载传感器检测数据计算车辆重量；
当车辆以高于设定范围上限的速度通过称重传感器时，控制器根据部分承载称重传感器检测数据计算车辆重量；
当车辆以低于设定范围下限的速度通过称重传感器时，控制器根据完全承载称重传感器检测数据计算车辆重量。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述完全承载称重传感器为弯板传感器，所述部分承载称重传感器为石英压电传感器。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述称重传感器包括铺设在车道上的两排石英压电传感器和一排弯板传感器，弯板传感器设置在所述两排石英压电传感器之间。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：
每排石英传压电感器包括两条石英压电传感器，每排石英压电传感器中的两条石英压电传感器分别横向设置在左侧车道和右侧车道；
所述的一排弯板传感器包括两条弯板传感器，两条弯板传感器分别横向设置在左侧车道和右侧车道。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，两排石英压电传感器之间的距离范围为1000mm-1300mm。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述弯板传感器的宽为300mm-500mm。
7.如权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述设定范围为2km/h-10km/h。
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