CN201003974Y - 光子轴计量汽车衡 - Google Patents

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杨大勇
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Jiangsu Quanxing Weighing System Engineering Co. Ltd.
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NANJING HAOWANG SYSTEM ENGINEERING Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及的光子轴计量汽车衡，主要是将光纤计量技术应用到汽车衡上，其结构包括秤台、限位板、支撑梁、光纤、铠装尾纤、数据处理器和显示设备，其中所述秤台为一块适当厚度的金属板，金属板的背面设有光纤槽，光纤嵌入在光纤槽内，安装在支撑梁上的金属板的两侧边为梯形边嵌装在外侧呈倒梯形边的限位板之间。具有体积小、秤台构造简洁，一致性好，安装调试简单，使用维护方便，寿命长，性能稳定，测量速度快、精度高，适合大批量生产等优点。最适合在车辆收费站引道上安装使用，也适合在其它需要对车辆进行计重的场所或公路上安装使用。

Description

光子轴计量汽车衡
技术领城
本实用新型涉及一种采用嵌入式光纤秤台的计重装置，尤其是能显著减小秤台体积、简化设备的安装和调试，并具备高灵敏度和准确度的适合公路车辆重量检测使用的动、静态汽车衡。
背景技术
目前，大部分的汽车衡主要使用应变式电阻传感器做汽车重量的检测，这种传感器体积大、可靠性差。在使用一段时间后，尤其在比较恶劣的公路环境，容易造成各种参数的漂移从而引起测量精度的下降甚至无法使用。另外，在一些特殊的需要防爆的场合，应变式电阻传感器有可能产生电火花等危险，用这种传感器设计的汽车衡还存在基础构件复杂以及调试和安装困难等问题。随着光纤技术的不断开发应用，现在已有人研究怎样利用光纤的微弯曲现象作传感器检测重量的汽车衡，如ZL200420109751.9号专利公开的光子秤，其秤台结构主要由盖板和底板两块薄型钢板焊接而成，两块薄型钢板之间形成一扁平的腔体，腔体高约5-10mm，四周密封，内注有液压油，盖板略呈弧形，构成秤台，在腔体一侧边，开有进油孔和出油孔，出油孔用管道与光纤连接。可见其秤台结构比较复杂，不利于安装使用和维护保养。同时，由于受进、出油速度的影响，不利于快速动态检测。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有汽车衡的不足之处，设计一种体积小、秤台构造简洁，一致性好，安装容易，调试简单，使用安全，性能稳定，测量速度快、精度高，适合动态检测和大批量标准化生产的光子轴计量汽车衡。
本实用新型的光子轴计量汽车衡，采用轴计量技术，可在不影响测量精度的情况下，有效减小衡器体积和降低生产成本，其结构包括秤台、限位板、支撑梁、光纤、铠装尾纤、数据处理器和显示设备，其中，所述秤台为一块适当厚度的金属板，金属板的背面设有光纤槽，光纤嵌入在光纤槽内，安装在支撑梁上的金属板的两外侧边呈梯形，分别嵌入呈倒梯形的两块限位板之间。工作时，光纤即可随着金属板被车轮压弯的程度而发生相应程度的弯曲，进而造成光纤中光信号的物理特性发生变化，然后通过光接收器转换成电信号，再经过模数转换和数据处理等即可达到称重的目的。
为了便于应用在不同计量场合，克服传统衡器中常见的偏载等问题，嵌入在秤台金属板背面的光纤及光纤槽的形状宜选为纵向多路形或横向单路形或横向多路形或螺旋形或菱形或波浪形等多种类似形状。
本实用新型的光子轴计量汽车衡，由于将光纤嵌入在金属板内，再用树脂封装，使汽车衡的秤台成为一个整体，因金属板具有足够的硬度和强度，使载荷在台面上分布均匀，制造工艺和生产流程完全可以实行标准化，可以在各个生产环节上进行质量控制，柔软的光纤由于嵌入到金属板秤台内部，得到了秤台的充分保护。整个产品的质量和参数在出厂前和使用中保持一致。具有体积小、秤台构造简洁，一致性好，安装调试简单，使用维护方便，寿命长，性能稳定，测量速度快、精度高，适合动态检测和大批量生产等优点。最适合在车辆收费站引道上安装使用，也适合在其它需要对车辆进行计重的场所或公路上安装使用。
附图说明
附图1是本实用新型的连接关系示意图；
附图2是本实用新型的安装结构示意图；
附图3-8是本实用新型的秤台金属板背面光纤布线槽的几种不同形状的结构示意图，其中，图3是纵向等间距多路布线图，图4是横向单线布线图，图5是横向等间距多路布线图，图6是螺旋式布线图，图7是菱形布线图，图8是波浪式布线图。
具体实施方式
参见附图1和2，图中的1是秤台；2是嵌入光纤；3是铠装尾纤；4是数据处理器；5是显示设备；6是限位板；7是支撑梁；8是梯形边；9是倒梯形边。所述秤台1为一块适当厚度的金属板，金属板的背面设有光纤槽，光纤2嵌入在光纤槽内，并用树脂封装，光纤2通过铠装尾纤3连接到数据处理器4，处理结果送给显示设备5。安装在支撑梁7上的金属板秤台1的两侧边为梯形边8嵌装在两快倒梯形边9的限位板6之间，使金属板秤台伸缩自如。由于是轴计量，可以分别测量各个车轴的重量然后全部进行累计后得到整车重量，所以轴计量的秤台宽度一般较窄，秤台长度大于同轴两侧车轮轮距宽度即可，本汽车衡的金属板的宽度选择为5-100CM，长度等于或大于收费站引道宽度(以适应不同宽度的车辆使用)。对于很宽的公路或特别需要时，秤台可以采用多种组合方式，例如左右布置、前后布置等，在一个完整的计重系统中，还可以使用多个相同技术的光子轴计量汽车衡来提高测量精度和提高系统稳定度。为了便于克服传统衡器中常见的偏载问题，使计量结果在秤台的各个点上保持一致。可选用如图3-8中所示的光纤布线方式，如图3的布线方式，将支撑梁设计在秤台的前、后两条长边上，秤台左、右两条短边悬空，汽车通过时，会将秤台两条长边之间的中部压弯，使与短边平行的部分光纤发生形变而测出重量；而图4-8的布线方式，应将支撑梁设计在秤台的左、右两条短边上，秤台前、后两条长边悬空，汽车通过时，会将秤台两条短边之间的中部压弯，使与长边平行或近似平行部分的光纤发生形变而测出重量。由于光纤形变与秤台形变几乎同步，所以计量速度快，最适合动态计量，金属板可选用钢板或合金钢板或不锈钢板或其它强度高和弹性好的板，其厚度以能通过最大载荷而不形变(不会发生永久性变形)和能测出较轻车辆的重量为宜。
本实用新型利用了光纤的传感特性，具有灵敏度高、动态范围大的特点。另外，光纤传感器不受电磁辐射等影响，受温度、湿度的影响也很小。其光学特性在相当长的时间内不会发生变化。同时，在使用过程中不会出现传感器短路、烧毁等事故，能抗击雷电、静电的影响。所以具有很强的耐腐蚀、耐高温的特性，能适应各种恶劣的环境。综上所述，光纤传感器具备使用安全、稳定的特点，这些特点使得光子轴计量汽车衡成为取代传统汽车衡的最佳技术手段，也成为衡器领域未来的一个重要的发展方向。

Claims (3)

1、一种光子轴计量汽车衡，包括秤台、限位板、支撑梁、光纤、铠装尾纤、数据处理器和显示设备，其特征在于所述秤台为一块适当厚度的金属板，金属板的背面设有光纤槽，光纤嵌入在光纤槽内，安装在支撑梁上的金属板的两侧边为梯形边嵌装在外侧呈倒梯形边的限位板之间。
2、如权利要求1所述的光子轴计量汽车衡，其特征在于所述金属板背光纤槽的形状为纵向多路形或横向单路形或横向多路形或螺旋形或菱形或波浪形。
3、如权利要求1或2所述的光子轴计量汽车衡，其特征在于所述秤台金属板的宽度选择为5-100CM，长度等于或大于收费站引道宽度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102155974A (zh) * 2011-04-08 2011-08-17 东南大学 车辆动态称重传感器

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