CN109000769A - 一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，设置动态称重系统并设定称重区域，所述动态称重系统由石英晶体传感器、称重数采控制器、电荷放大器及车辆分离器组成；车辆通过称重区域时，所述石英晶体传感器产生电荷信号，并传输至所述电荷放大器，所述电荷信号经所述电荷放大器处理后，输出电压波形并传输至所述称重数采控制器，所述车辆分离器检测到车辆通过状态，当车辆通过测试区域时，车轮碾压石英晶体传感器，传感器将会产生一个与之相关的电压，通过电荷放大器和数据采集器可测得相关电压，进而计算出车辆的重量等相关信息。

Description

一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器

技术领域

本发明涉及公路车辆自动衡器设计技术，尤其涉及一种一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器。

背景技术

近年来，公路货运车辆超载超限运输已成为危及全国道路交通安全的一个严重问题。超载超限运输使得公路，桥梁不堪重负，大大降低了道路，桥梁的使用寿命；同时超载车辆安全系统在大幅度降低，不断引发交通事故；另外，超载超限货车还容易造成交通拥堵，引发环境污染。

称重系统按传感器分类可分为电阻应变类和压电类，石英晶体传感器就是典型的压电类。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，有效解决上述技术问题。

为有效解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，设置动态称重系统并设定称重区域，所述动态称重系统由石英晶体传感器、称重数采控制器、电荷放大器及车辆分离器组成；具体如下所述：

车辆通过称重区域时，所述石英晶体传感器产生电荷信号，并传输至所述电荷放大器，所述电荷信号经所述电荷放大器处理后，输出电压波形并传输至所述称重数采控制器，所述车辆分离器检测到车辆通过状态，当一辆汽车通过后会发送脉冲信号传输至所述称重数采控制器，所述称重数采控制器对波形信号进行采集处理，得到轮重、轴重、整车重、速度、轴数、轴型信息。

特别的，所述动态称重系统还包括一通讯端口，所述通讯端口外接PC机，所述PC机接收包括轮重、轴重、整车重、速度、轴数、轴型信息的最终称重数据。

特别的，所述石英晶体传感器在车辆通过的过程中检测轮胎的动态压力，从而计算出轮重、轴重和整车重量数据。

特别的，所述电荷放大器时间参数满足1/e基准电压的时间。

特别的，所述称重数采控制器分别设置4通道至32通道之一，且通过数字滤波、频谱分析解决零飘问题，并为每车道提供2个冗余的传感器通道，提高系统可靠性。

特别的，所述石英晶体传感器内置石英敏感元件，并通过外部分层覆盖的合金金属材料及弹性材料实现封装，并于封装上层设置可被研磨的承载垫，所述石英晶体传感器宽度4cm-10cm。

特别的，在称重区域设置多个车辆检测器，通过其时序匹配完成多个车辆通过时的逻辑分割，满足EWTC需要车辆快速连续通过的要求。

本发明的有益效果为：本发明提供的一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，称重数采控制器与电荷放大器、石英晶体传感器整体设计，以系统整合设计取得高精度，采用工业级元器件，全新的算法，4通道至32通道选择之一，数字滤波、频谱分析，完美解决零飘问题，抗干扰能力强，采样率高，三种产品采样率一致，并为每车道提供2个冗余的传感器通道，提高系统可靠性，安装快捷，封道时间短，不破坏路面，不需要巨大基坑，使用方便，不排水，不排沙，无需清理基坑杂物、垃圾，暴雨无影响，传感器无需维修，无形变，寿命长于整车、轴组汽车衡，长达6年无需更换传感器，测量精度稳定达到一级标准，与整车式汽车衡持平。速度范围0.5-25km/h，支持停车检测，全面超越整车汽车衡。特别适合EWTC应用，停车测试时间超长，停车及低速精度准确，解决了车辆跳秤，走S型，刹车、加速、车道堵车等异动情况。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器组成结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

由于石英晶体传感器的宽度在很大程度上决定了整个测试系统的精度，而且不同的宽度在车速响应、重量适应范围都有重大影响，本实施例的传感器的宽度有以下规格：4cm-10cm。电荷放大器的放电时间常数对车速的适应范围有重大影响，本实施例的电荷放大器的放电时间常数为100s±15s，即最优延时时间为85s---115s。

如图1所示，本实施例提供的一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器：一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，设置动态称重系统并设定称重区域，所述动态称重系统由石英晶体传感器、称重数采控制器、电荷放大器及车辆分离器组成；具体如下所述：

车辆通过称重区域时，所述石英晶体传感器产生电荷信号，并传输至所述电荷放大器，所述电荷信号经所述电荷放大器处理后，输出电压波形并传输至所述称重数采控制器，所述车辆分离器检测到车辆通过状态，当一辆汽车通过后会发送脉冲信号传输至所述称重数采控制器，所述称重数采控制器对波形信号进行采集处理，得到轮重、轴重、整车重、速度、轴数、轴型信息。

申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某步骤，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的方法，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些步骤的其它实施方式。

本实施例具体设计方案如下：

所述动态称重系统还包括一通讯端口，所述通讯端口外接PC机，所述PC机接收包括轮重、轴重、整车重、速度、轴数、轴型信息的最终称重数据。所述石英晶体传感器在车辆通过的过程中检测轮胎的动态压力，从而计算出轮重、轴重和整车重量数据。所述电荷放大器时间参数满足1/e基准电压的时间。所述称重数采控制器分别设置4通道至32通道之一，且通过数字滤波、频谱分析解决零飘问题，并为每车道提供2个冗余的传感器通道，提高系统可靠性。所述石英晶体传感器内置石英敏感元件，并通过外部分层覆盖的合金金属材料及弹性材料实现封装，并于封装上层设置可被研磨的承载垫，所述石英晶体传感器宽度4cm-10cm。在称重区域设置多个车辆检测器，通过其时序匹配完成多个车辆通过时的逻辑分割，满足EWTC需要车辆快速连续通过的要求。

本实施例中区别于现有技术的技术路线为：

一级是指车辆在规定的速度范围内通过称重区域后，设备测量出的车辆重量与车辆实际重量之间的误差不超过±1%(在使用中)。特别的，设备必须按照国家规定周期性检定，在每次检定时设备测得的检定车辆重量与检定车辆实际重量之间的误差不超过±0.5%（在检定中）。

当车辆通过测试区域时，车轮碾压石英晶体传感器，传感器将会产生一个与之相关的电压，通过电荷放大器和数据采集器可测得相关电压，进而计算出车辆的重量等相关信息。

控制器与电荷放大器、石英晶体传感器整体设计，以系统整合设计取得高精度，采用工业级元器件，全新的算法，4通道至32通道选择之一，数字滤波、频谱分析，完美解决零飘问题，抗干扰能力强，采样率高，三种产品采样率一致，并为每车道提供2个冗余的传感器通道，提高系统可靠性，安装快捷，封道时间短，不破坏路面，不需要巨大基坑，使用方便，不排水，不排沙，无需清理基坑杂物、垃圾，暴雨无影响，传感器无需维修，无形变，寿命长于整车、轴组汽车衡，长达6年无需更换传感器，测量精度稳定达到一级标准，与整车式汽车衡持平。速度范围0.5-25km/h，支持停车检测，全面超越整车汽车衡。特别适合EWTC应用，停车测试时间超长，停车及低速精度准确，解决了车辆跳秤，走S型，刹车、加速、车道堵车等异动情况。

申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，其特征在于，设置动态称重系统并设定称重区域，所述动态称重系统由石英晶体传感器、称重数采控制器、电荷放大器及车辆分离器组成；具体如下所述：

车辆通过称重区域时，所述石英晶体传感器产生电荷信号，并传输至所述电荷放大器，所述电荷信号经所述电荷放大器处理后，输出电压波形并传输至所述称重数采控制器，所述车辆分离器检测到车辆通过状态，当一辆汽车通过后会发送脉冲信号传输至所述称重数采控制器，所述称重数采控制器对波形信号进行采集处理，得到轮重、轴重、整车重、速度、轴数、轴型信息。

2.根据权利要求1所述一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，其特征在于，所述动态称重系统还包括一通讯端口，所述通讯端口外接PC机，所述PC机接收包括轮重、轴重、整车重、速度、轴数、轴型信息的最终称重数据。

3.根据权利要求1所述一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，其特征在于，所述石英晶体传感器在车辆通过的过程中检测轮胎的动态压力，从而计算出轮重、轴重和整车重量数据。

4.根据权利要求1所述一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，其特征在于，所述电荷放大器时间参数满足1/e基准电压的时间。

5.根据权利要求1所述一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，其特征在于，所述称重数采控制器分别设置4通道至32通道之一，且通过数字滤波、频谱分析解决零飘问题，并为每车道提供2个冗余的传感器通道，提高系统可靠性。

6.根据权利要求1所述一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，其特征在于，所述石英晶体传感器内置石英敏感元件，并通过外部分层覆盖的合金金属材料及弹性材料实现封装，并于封装上层设置可被研磨的承载垫，所述石英晶体传感器宽度4cm-10cm。

7.根据权利要求1所述一级石英晶体式动态公路车辆自动衡器，其特征在于，在称重区域设置多个车辆检测器，通过其时序匹配完成多个车辆通过时的逻辑分割，满足EWTC需要车辆快速连续通过的要求。