CN106530744A - 车辆检测器的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆检测器的检测方法，该方法包括以下步骤：通过在埋有地感线圈的上方，放置感应触发器，使用车辆检测器参数分析仪或频率计或示波器检测到车辆检测器的振荡工作频率和此工作频率的3s短时稳定度；通过感应触发器改变地感线圈的电感量，检测出车辆检测器的灵敏度，对车辆检测器进行检定；本发明可对车辆检测器进行现场的准确检测，具有很高的安全性，可实现检定的重复性和数据再现，模拟出各种机动车辆在高速行驶过检测区域时的情况。

Description

车辆检测器的检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测方法，特别是一种对车辆检测器的检测方法。

背景技术

车辆检测器是通过连接预先埋设在路面下的金属线圈，检测线圈上方有无机动车辆存在的器件。它可以通过埋设在道路上前后两个或三个线圈组成地感线圈式测速仪，测量出行驶的机动车平均速度和车辆的长度等信息。

利用地感线圈式测速仪来检测机动车辆行驶速度是目前世界上技术非常成熟也是最常使用的检测方法，它不仅可以简单、快速、准确地测量出所需要测定的机动车行驶速度，而且其造价也很便宜。

地感线圈式测速仪是由车辆检测器、埋设在道路上的地感线圈和工控机所组成的，所以车辆检测器是关系到地感线圈式测速仪测速准确与否的最关键的部件。

车辆检测器的基本原理是通过LC振荡器产生一个震荡信号(30～200KHZ)，并监测这个震荡频率，当检测到这个频率变高，其变化超过一定的量值(如0.2％)车辆检测器就判断地感线圈上有机动车辆。

车辆检测器虽然在国内外被广泛利用，但对其检测标定的方法却一直不是很好，无法判断车辆检测器的优劣。

目前在国外，科学家们由于无法找到连续可调节的大电感(50μH～700μH)，一般是采取将车辆检测器中LC振荡器里的定值电容，换成可变电容，通过调节可变电容来达到振荡频率的改变，模拟出车辆经过地感线圈时，电感量的变化情况。

而在国内，目前国家只有一个推荐标准GB/T 26942-2011《环形线圈车辆检测器》。其中的检测方法是使用各种类型的车辆行驶通过地感线圈，使得地感线圈的电感量变小，导致车辆检测器中测试电流的振荡频率变高来进行。

现有的检测方法存在以下的问题：

首先在检测过程中将车辆检测器中LC振荡器里的定值电容，换成可变电容，这是一个绝对错误的事情，因为在LC振荡器里的定值电容是一个关键零部件，它的稳定度直接关系到振荡频率的稳定，如果振荡频率都不稳，车辆检测器的高灵敏度就无从谈起。

其次使用各种类型的车辆行驶通过地感线圈的方法，这种方法检测灵敏度存在的问题是只能是定性的看看，无法定量的检测。

另外我们知道地感线圈测速系统一般都是安装在交通要道上的，使用不同的车辆按照不同的速度行驶过地感线圈测速区域，会使得检测工作十分危险。

因此，现有的这种车辆检测器的检测方法存在如下缺点：

①缺乏安全性：通过实际路跑来判断车辆检测器测速的检定方法，需要车辆跑出很高的速度。在实际交通情况下无疑是非常危险的；

②准确性不高：由于道路上坡度情况不同，风向和风速随时在变化着，所以汽车无法以准确恒定的速度行驶，使汽车的标准速度的准确性不高，从而导致检测的准确性不高；

③无法再现数据，由于机动车的特点加之外界各种情况的变化，使得我们的车辆无法重复跑出两次完全相同的速度，无法进行计量数据的再现；

④无法定量的检测出车辆检测器的灵敏度以及其各个级别。

⑤在工程上车辆检测器会经常出现很多误触发，就是在没有车辆通过时车辆检测器也会触发，无法知道是车辆检测器的稳定度不够或是周围线圈带来的干扰还是线圈馈线间的串扰所致。

⑥技术人员定期进行周检的工作量繁重，无论是先是将车辆检测器拆下来，带回实验室，使用更换可变电容的方法对其进行模拟检定，还是使用装有标准测速仪的车辆，用不同的车速来跑。其工作量非常繁重。

由此可见，现有的车辆检测器的检测方法是值得改进的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆检测器的检测方法，解决现有技术检测车辆检测器的准确性和安全性不高，及不能重复性检定和数据再现的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种车辆检测器的检测方法，对连接有地感线圈的车辆检测器进行检测，包括外接触发器和分析仪主机，触发器连接分析仪主机，分析仪主机控制触发器对地感线圈发出模拟车辆电磁感应信号，分析仪主机连接地感线圈并接收地感线圈的电磁感应信号，包括以下步骤：

⑴在埋有地感线圈的上方，放置感应触发器，感应触发器与分析仪主机连接，开启分析仪主机，检测到车辆检测器的振荡工作频率和此工作频率的3s短时稳定性；

⑵在⑴状态下分别断开被检地感线圈周围的其它全部地感线圈与车辆检测器的连接线，观测车辆检测器振荡工作频率的稳定性有无变化，从而得到周围的地感线圈对被检地感线圈的影响情况；

⑶在⑴状态下分别断开与被检地感线圈使用同一个馈线通道的地感线圈与车辆检测器的连接线，观测振荡工作频率的稳定性有无变化，得到串扰对所检测的地感线圈的影响情况；

⑷操作分析仪主机通过感应触发器缓慢逐步地改变地感线圈的电磁感应强度，同时观测车辆检测器的指示灯，当指示灯亮起，读出分析仪主机上的振荡频率v₁，通过公式：

其中：δ为车辆检测器的灵敏度

v₀为车辆检测器的工作频率

⑸测量路面上同一个车道里前后两个地感线圈的距离，并将这个距离输入进分析仪主机，选择所要检测的车辆行驶速度，分析仪主机通过控制模块模拟出各种标准的机动车行驶的速度。

(6)将预先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形图输入到分析仪主机中，由分析仪主机控制串接感应触发器的数字电位器，按照不同的行驶速度进行模拟，检测车辆检测器在实际工作中的出错情况。

分析仪主机包括分析仪主机包括按键输入模块、电源模块、显示模块、存储器、频率采集模块、信号整形滤波电路、CPU和车辆模拟器，电源模块分别连接CPU和显示模块，CPU分别接收按键输入模块和信号整形滤波模块信号，信号整形滤波模块通过频率采集模块采集地感线圈的电磁感应信号，CPU分别输出信号至显示模块和车辆模拟器，并通过控制车辆模拟器将输出的模拟车辆电磁感应信号叠加在感应触发器上，感应触发器放置在地感线圈上，存储器存储CPU数据。

感应触发器为感应线圈,车辆模拟器串接感应触发器，车辆模拟器为数字电位器。

在埋有地感线圈的上方，放置感应触发器，通过感应触发器可以耦合到地感线圈中交变电流的频率，分析仪主机或频率计或示波器检测到车辆检测器的振荡工作频率v₀和此工作频率的3s短时稳定性σ：

其中v_max为3s内所检测线圈中最高的振荡频率。

测量路面上同一个车道里前后两个地感线圈的距离S，选择所要检测的车辆行驶速度，根据这个速度和线圈距离通过

其中：t是出前后感应触发器对地感线圈触发标准的时间间隔

S是同一个车道里前后两个地感线圈的距离

v是所要检测的车辆行驶速度

k是计量单位转换因子为3.6

计算出前后感应触发器对地感线圈触发标准的时间间隔，按照这个时间间隔，通过标准时钟分别对前后感应触发器发出触发信号，模拟出各种标准的机动车行驶的速度。

本发明方法通过分析仪主机的CPU控制连接感应触发器的数字电位器阻值变化给出的车辆行驶的信号，是充分地模拟了机动车辆行驶过地感线圈触发区域时的情况，给出的信号是各种机动车辆进入、行驶和驶出触发区时车辆检测器的振荡频率信号，较好的仿真出机动车以各种速度通过地感线圈测速区域。

本发明车辆检测器的检测方法优点为：

①安全性强：本发明只需现场模拟的方法就能够模拟出机动车以各种速度通过地感线圈测速区域的情况，不需要使用汽车高速行驶，因此安全性强；

②准确性高：由于可以准确模拟出各种机动车辆以各种不同速度通过检测区域，所以可准确地模拟出各种标准速度，得到机动车地感线圈测速仪的准确测速误差；

③数据可再现，由于模拟信号可随意设定，因此可重复进行检测，实现数据再现；

④能够对车辆检测器的灵敏度做到定量的检测，大大提高了车辆检测器的产品性能；

⑤精准的现场模拟检测，模拟出各种机动车辆在高速行驶过检测区域时的情况，这是也是目前使用的方法无法做到的；

⑥减轻技术人员的工作强度和压力，由于实现了现场模拟检测的问题，所以无需将车辆检测器拆卸下来，回到实验室进行模拟检定，在现场直接完成；

⑦车辆检测器的振荡工作频率稳定性可察，由于可以对车辆检测器中的LC振荡器的振荡频率在相对短的时间里(即在相同测试条件下)，进行多次测量，因此可以考察出被检测的车辆检测器稳定性，求出其频率的最大变化量；

⑧能够对地感线圈测速系统的施工安装质量进行分析，得到周围地感线圈之间和不确定的干扰源以及同一个馈线通道的串扰影响量，从而确定出车辆检测器更加合理的灵敏度级别。

附图说明

图1为机动车地感线圈测速系统的组成示意图；

图2为通过分析仪主机检测地感线圈测速系统速度及灵敏度示意图；

图3为车辆检测器参数分析仪的硬件原理框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一，如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种机动车地感线圈测速仪中最关键零部件车辆检测器的检测方法。具体的实施方式是通过车辆检测器参数分析仪，在安装有地感线圈测速仪道路上，用感应触发器放在地感线圈上方，测量出车辆检测器中的LC振荡器振荡工作频率和此工作频率的稳定性。在此状态下分别断开被检地感线圈周围的地感线圈与车辆检测器的连接线以及断开与被检地感线圈使用同一个馈线通道的地感线圈与车辆检测器的连接线，可以测量出周围线圈和串扰的影响量。

本实施例的车辆检测器参数分析仪包括外接感应触发器和分析仪主机，感应触发器连接分析仪主机，分析仪主机控制感应触发器对地感线圈发出模拟车辆电信号，分析仪主机连接地感线圈并接收地感线圈的电磁感应信号；分析仪主机包括分析仪主机包括按键输入模块、电源模块、显示模块、存储器、频率采集模块、信号整形滤波电路、CPU和车辆模拟器，电源模块分别连接CPU和显示模块，CPU分别接收按键输入模块和信号整形滤波模块信号，信号整形滤波模块通过频率采集模块采集地感线圈的电磁感应信号，CPU分别输出信号至显示模块和车辆模拟器，并通过控制车辆模拟器将输出的模拟车辆电信号叠加在感应触发器上，感应触发器放置在地感线圈上，存储器存储CPU数据；感应触发器为感应线圈,车辆模拟器串接感应触发器，车辆模拟器为数字电位器。

通过缓慢逐步地改变感应触发器回路中串接的阻抗大小，从而改变感应触发器对地感线圈的电磁感应强度，同时观测车辆检测器的指示灯，定量的检测出车辆检测器的灵敏度。

通过同一个车道里前后两个地感线圈的距离和所要检测的车辆行驶速度，计算出前后感应触发器对地感线圈触发标准的时间间隔，按照这个时间间隔，通过分析仪主机分别对前后两个感应触发器发出触发信号，模拟出各种标准的机动车行驶的速度。

将事先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形图，输入到分析仪主机中，由分析仪主机控制感应触发器，按照不同的行驶速度进行模拟，检测车辆检测器在实际工作中的出错情况。

本实施例对车辆检测器整个测速系统进行检测时，在某安装有地感线圈测速仪的道路上，按照本实施例的方法，首先检测到车辆检测器在此车道上前后两个地感线圈工作频率分别是32300Hz和32355Hz，测量其检测线圈中最高的振荡频率是32315Hz和32372Hz，得到的3s稳定度是0.046％和0.052％。周围线圈影响和串扰都不存在。先后逐步地改变前后两个地感线圈的电磁感应强度，当车辆检测器上的指示灯亮起时前后两个线圈上的振荡频率分别是32365Hz和32426Hz，得到前后两个线圈的灵敏度分别是0.20％和0.22％。其稳定度不会造成车辆检测器误触发。

经测量前后两个地感线圈的距离为5m，经过计算，通过分析仪主机，分别发出60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、150km/h和180km/h速度的时间间隔信号，地感线圈测速系统得到的速度值分别是：60km/h、79km/h、98km/h、117km/h、146km/h和176km/h。满足JJG1122-2015《机动车地感线圈测速系统》国家检定规程的要求。

将事先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形图，输入到分析仪主机中，由分析仪主机控制感应触发器，按照不同的行驶速度进行模拟，没有发现有异常速度出现。

实施例二

本实施例对车辆检测器整个测速系统进行检测时，在某安装有地感线圈测速仪的道路上，其余按照实施例一的方法，首先检测到车辆检测器在此车道上前后两个地感线圈工作频率分别是34542Hz和34345Hz，测量其检测线圈中最高的振荡频率是34555Hz和34364Hz，得到的3s稳定度是0.038％和0.055％。周围线圈影响和串扰都不存在。先后逐步地改变前后两个地感线圈的电磁感应强度，当车辆检测器上的指示灯亮起时前后两个线圈上的振荡频率分别是34611Hz和34414Hz，得到前后两个线圈的灵敏度分别是0.20％和0.20％。其稳定度不会造成车辆检测器误触发。

经测量前后两个地感线圈的距离为5m，经过计算，通过分析仪主机，分别发出60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、150km/h和180km/h速度的时间间隔信号，地感线圈测速系统得到的速度值分别是：60km/h、79km/h、99km/h、118km/h、147km/h和177km/h。满足JJG1122-2015《机动车地感线圈测速系统》国家检定规程的要求。

将事先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形图，输入到分析仪主机中，由分析仪主机控制感应触发器，按照不同的行驶速度进行模拟，没有发现有异常速度出现。

实施例三

本实施例对车辆检测器整个测速系统进行检测时，在某安装有地感线圈测速仪的道路上，其余按照本实施例一的方法，首先检测到车辆检测器在此车道上前后两个地感线圈工作频率分别是66783Hz和64357Hz，测量其检测线圈中最高的振荡频率是66923Hz和64488Hz，得到的3s稳定度是0.21％和0.20％。周围线圈影响和串扰都不存在。先后逐步地改变前后两个地感线圈的电磁感应强度，当车辆检测器上的指示灯亮起时前后两个线圈上的振荡频率分别是66917Hz和64485Hz，得到前后两个线圈的灵敏度分别是0.20％和0.20％。

由于检测到车辆检测器的稳定度是0.21％和0.20％，与其的灵敏度相当，甚至还略高于灵敏度，会造成测速系统不稳定，发生相机乱拍、空拍和测速严重不准情况。此车辆检测器的振荡频率稳定性不能够满足其自身灵敏度的要求，所以不能合格

经测量前后两个地感线圈的距离为5m，经过计算，通过分析仪主机，分别发出60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、150km/h和180km/h速度的时间间隔信号，地感线圈测速系统得到的速度值分别是：74km/h、32km/h、132km/h、165km/h、57km/h和89km/h。不能满足JJG1122-2015《机动车地感线圈测速系统》国家检定规程的要求。

实施例四

本实施例对车辆检测器整个测速系统进行检测时，在某安装有地感线圈测速仪的道路上，其余按照实施例一的方法，首先检测到车辆检测器在此车道上前后两个地感线圈工作频率分别是45745Hz和45373Hz，测量其检测线圈中最高的振荡频率是45790Hz和45414Hz，得到的3s稳定度是0.10％和0.09％。周围线圈影响和串扰都不存在。先后逐步地改变前后两个地感线圈的电磁感应强度，当车辆检测器上的指示灯亮起时前后两个线圈上的振荡频率分别是45836Hz和45454Hz，得到前后两个线圈的灵敏度分别是0.20％和0.20％。其稳定度不会造成车辆检测器误触发。

经测量前后两个地感线圈的距离为5m，经过计算，通过分析仪主机，分别发出60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、150km/h和180km/h速度的时间间隔信号，地感线圈测速系统得到的速度值分别是：60km/h、80km/h、99km/h、117km/h、147km/h和177km/h。满足JJG1122-2015《机动车地感线圈测速系统》国家检定规程的要求。

将事先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形图，输入到分析仪主机中，由分析仪主机控制感应触发器，按照不同的行驶速度进行模拟，没有发现有异常速度出现。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种车辆检测器的检测方法，对连接有地感线圈的车辆检测器进行检测，包括外接感应触发器和分析仪主机，感应触发器连接分析仪主机，分析仪主机控制触发器对地感线圈发出模拟车辆电磁感应信号，分析仪主机连接地感线圈并接收地感线圈的电磁感应信号，其特征在于包括以下步骤：

⑴在埋有地感线圈的上方，放置感应触发器，感应触发器与分析仪主机连接，开启分析仪主机，检测到车辆检测器的振荡工作频率和此工作频率的3s短时稳定性；

⑵在⑴状态下分别断开被检地感线圈周围的其它全部地感线圈与车辆检测器的连接线，观测车辆检测器振荡工作频率的稳定性有无变化，从而得到周围的地感线圈对被检地感线圈的影响情况；

⑶在⑴状态下分别断开与被检地感线圈使用同一个馈线通道的其它地感线圈与车辆检测器的连接线，观测振荡工作频率的稳定性有无变化，得到串扰对所检测的地感线圈的影响情况；

⑷操作分析仪主机通过感应触发器缓慢逐步地改变地感线圈的电磁感应强度，同时观测车辆检测器的指示灯，当指示灯亮起，读出分析仪主机或频率计或示波器上的振荡频率v₁，通过公式：

$\mathrm{\δ}=\frac{v_1-v_0}{v_0}\×100\%$

其中：δ为车辆检测器的灵敏度

v₀为车辆检测器的工作频率

⑸测量路面上同一个车道里前后两个地感线圈的距离，并将这个距离输入进分析仪主机，选择所要检测的车辆行驶速度，分析仪主机通过控制模块模拟出各种标准的机动车行驶的速度。

(6)将预先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形图输入到分析仪主机中，由分析仪主机控制串接感应触发器的车辆模拟器，按照不同的行驶速度进行模拟，检测车辆检测器在实际工作中的出错情况。

2.根据权利要求1所述的车辆检测器的检测方法，其特征在于：分析仪主机包括分析仪主机包括按键输入模块、电源模块、显示模块、存储器、频率采集模块、信号整形滤波电路、CPU和车辆模拟器，电源模块分别连接CPU和显示模块，CPU分别接收按键输入模块和信号整形滤波模块信号，信号整形滤波模块通过频率采集模块采集地感线圈的电磁感应信号，CPU分别输出信号至显示模块和车辆模拟器，并通过控制车辆模拟器将输出的模拟车辆电信号叠加在感应触发器上，感应触发器放置在地感线圈上，存储器存储CPU数据。

3.根据专利要求2所述的车辆检测器的检测方法，其特征在于：感应触发器为感应线圈,车辆模拟器串接感应触发器，车辆模拟器为数字电位器。

4.根据权利要求1所述的车辆检测器的检测方法，其特征在于：在埋有地感线圈的上方，放置感应触发器，通过感应触发器可以耦合到地感线圈中交变电流的频率，分析仪主机或频率计或示波器检测到车辆检测器的振荡工作频率v₀和此工作频率的3s短时稳定性σ：

$\mathrm{\σ}=\frac{v_{max}-v_0}{v_0}\×100\%$

其中v_max为3s内所检测线圈中最高的振荡频率。

5.根据权利要求1所述的车辆检测器的检测方法，其特征在于：测量路面上同一个车道里前后两个地感线圈的距离S，选择所要检测的车辆行驶速度，根据这个速度和线圈距离通过

其中：t是出前后感应触发器对地感线圈触发标准的时间间隔

S是同一个车道里前后两个地感线圈的距离

v是所要检测的车辆行驶速度

k是计量单位转换因子为3.6

计算出前后感应触发器对地感线圈触发标准的时间间隔，按照这个时间间隔，通过标准时钟分别对前后感应触发器发出触发信号，模拟出各种标准的机动车行驶的速度。