CN201181218Y - 用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，由压敏传感器、橡胶块和线槽式安装支架组成压敏传感装置单元，线槽式安装支架为上端开口的框形结构，压敏传感器位于线槽式安装支架内，压敏传感器上端设有橡胶块，橡胶块位于线槽式安装支架内，橡胶块顶部设有一凸台，凸台高于线槽式安装支架，至少8个压敏传感装置单元在一条直线上间隔连接。该装置由于设有了线槽式安装支架和橡胶块保护压敏传感器，而且橡胶块与线槽式安装支架无缝连接，避免因恶劣使用环境中的水、泥沙、灰尘、油污、高低温度、高湿度和车辆的震动冲击等因素损坏压敏传感器，整个装置使用寿命长。橡胶块上设有凸台，装置检测的灵敏度高。

Description

用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置

技术领域

本实用新型涉及一种线阵压敏传感装置，特别是涉及用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，主要用于收费道路自动车型识别系统、计重收费系统以及交通调查和交通量统计等。

背景技术

准确检测轮数、轴数是实现高精度自动车型分类的前提。现有的机动车辆轮轴检测主要采用轴传感器和轮轴识别器两类。常用轴传感器是光纤轴传感器、压电轴传感器、压敏橡胶轴传感器或压气管轴传感器等，它由两根平行的与车行方向成约45°角的轴传感器构成。若车轮碾过轴传感器时，传感器的输出变化一次，则判断为单轮，两次为双轮；或两根平行轴传感器是否同时被压来判定是否为双轮。由于轮胎的大小和宽窄，以及双轮的轮距间距千差万别，车辆在收费车道行驶时的横向位置又有较大的随机性，故双轮精确检测仍是轮轴识别中的一个难题，而且在中国超载车辆十分普遍情况下，光纤轴传感器、压敏橡胶轴传感器或压气管轴传感器极易损坏。而目前计重收费和超载检测系统所用的轮轴检测主要采用线阵式压力开关型或称重传感器型轮轴识别装置，主要用于货车单双轮判定。由于传感器部分直接裸露在轮轴识别装置表面，易受灰尘、泥水、沙石和油污污染而失效，同时也易被超载车辆压坏，可靠性低，使用寿命短，对小车轮胎的检测率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有机动车辆轮轴识别装置存在的不足，提供一种可进行轮宽、轮距、轮数、轴距、轴数的检测，高精度、高可靠性、长寿命、灵敏度高的用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，防护等级达到IP67。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，包括压敏传感器，所述压敏传感器、橡胶块和线槽式安装支架组成压敏传感装置单元，所述线槽式安装支架为上端开口的框形结构，所述压敏传感器位于线槽式安装支架内，压敏传感器上端设有橡胶块，橡胶块位于线槽式安装支架内，橡胶块顶部设有一凸台，凸台高于线槽式安装支架，所述橡胶块与线槽式安装支架无缝连接；所述至少8个压敏传感装置单元在一条直线上间隔连接，组成线阵压敏传感装置。

为进一步实现本实用新型的目的，所述的压敏传感器为测量橡胶块内腔顶部压力大小的压力传感器，或测量橡胶块内腔形变的阻断式光电开关、触点开关、接近开关等传感器。

所述的橡胶块与线槽式安装支架通过胶无缝连接。

所述的压敏传感装置单元优选为16～59个。所述的压敏传感装置单元进一步优选为24个。

所述的凸台优选高于线槽式安装支架2～10毫米。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和效果：

(1)用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置使用寿命长、可靠性高。压敏传感器安装在高强度材料制造的上端开口的框形结构安装支架内，压敏传感器上端设有橡胶块，线阵压敏传感装置嵌入安装在道路上，安装支架顶面与路面齐平。当轮胎压上橡胶块时，橡胶块凸台部分产生较小变形后主要由路面与安装支架一起可靠承担轴重和车轮的冲击力，起到保护线阵压敏传感器的作用。另外，橡胶块与安装支架通过胶无缝连接，装置防护等级达到IP67，避免了因恶劣使用环境中的水、泥沙、灰尘、油污、高低温度、高湿度和车辆的震动冲击等因素损坏压敏传感器。而且，所用橡胶块具有高耐磨、防老化和防油特性，橡胶块顶部凸台仅高于路面几毫米，这些都大大延长了传感装置的使用寿命。

(2)压敏传感器易于安装和维护。由于压敏传感器安装在上端开口的框形结构安装支架内，压敏传感器上端设有橡胶块与安装支架通过胶无缝连接，方便压敏传感器安装与维护。

(3)轮轴检测灵敏度高。由于橡胶块本身硬度较低，加上橡胶块顶部凸台高于路面，因而轮轴检测灵敏度极高。

(4)测量精度高。由于压敏传感器采用线阵式排列，在一条直线上间隔连接，使得压敏传感装置可以高精度测量车轮宽度(测量误差由压敏传感器密布程度决定)、轮宽、轮距和轮数。

附图说明

图1是压敏传感装置单元的结构示意图；

图2是本实用新型用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置结构示意图；

图3是轮数和轮距检测示意图；

图4是轴数和轴距检测示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，但实施方式不限于此。

如图1、2所示，用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置由压敏传感器3、橡胶块1和线槽式安装支架2组成压敏传感装置单元。橡胶块1为高耐磨、防老化的橡胶块。线槽式安装支架2为上端开口的框形结构，线槽式安装支架2采用球墨铸铁材料制备。压敏传感器3位于线槽式安装支架2内，压敏传感器3上端设有橡胶块1，橡胶块1位于线槽式安装支架2内，橡胶块1与线槽式安装支架2无缝连接；橡胶块1顶部为一凸台，凸台高于线槽式安装支架2。多个压敏传感装置单元在一条直线上间隔连接，组成线阵压敏传感装置。由于小车轮胎宽度一般都大于15厘米，收费车道路面宽度为3米～5米，实际车辆可行路面宽度为2.7～4.7米，为保证轮胎能压在线阵压敏传感装置上，压敏传感装置单元中心距为12毫米，需压敏传感装置单元为24～39个；为保证每次每轮至少压住两个压敏传感装置单元，以达到可靠检测的目的，压敏传感装置单元为48～78个；如每次每轮至少压三个压敏传感装置单元，压敏传感装置单元为72～118个；另外，由于车轴两端轮数是对称，优选的压敏传感装置单元为24～59个。因为收费车道宽度一般为3.2米，压敏传感装置单元进一步优选为24个。如仅用于货车单双轮检测，压敏传感装置单元至少为8个。

所述的压敏传感器为测量橡胶块内腔形变值的或测量橡胶块内腔顶部所受压力大小的传感器。如若为测量橡胶块内腔顶部所受压力大小，可采用压力传感器，其会将压力传感器所受压力的变化值转换为电信号，计算机上的转换电路将来自压力传感器的电信号转换为数字信号，当变化值超过设定的阈值时，则认为有车轮通过线阵压敏传感装置。如若为测量橡胶块内腔顶部向下位移大小，可采用因橡胶块内腔顶部向下位移挡住光线的光电开关传感器，还可采用因橡胶块内腔顶部向下位移使触点闭合的触点开关传感器，也可采用接近开关传感器，这些传感器会根据橡胶块内腔顶部向下位移的大小达到某个值后直接产生开关信号并传给计算机采样电路来判断是否有车轮通过线阵压敏传感器。

橡胶块与线槽式安装支架通过胶无缝连接，可避免因恶劣使用环境中的水、泥沙、灰尘、油污、高低温度、高湿度和车辆的震动冲击等因素损坏压敏传感器，并将机动车辆轮胎每个位置的碾压力传递给相应位置的压敏传感器。

使用时，用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置嵌入安装在道路上，线槽式安装支架2顶面与路面齐平，使得路面能够与线槽式安装支架2一起可靠承担车轮压力的冲击。同时线阵压敏传感装置的凸台高于线槽式安装支架2～10毫米，可达到提高压敏传感器灵敏度和避免损坏压敏传感器的目的，同时也可减少车轮对橡胶的磨损，延长橡胶块的使用寿命。

用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置嵌入安装在道路上，横跨整个车道且与车辆通行方向垂直。其中线槽式安装支架顶面与路面齐平，安装支架的线槽宽度一般不大于60mm，使得当橡胶块凸台部分产生较小变形后主要由路面与安装支架一起可靠承担轴重和车轮的冲击力。压敏传感器3通过模数转换器与计算机连接，车轮压上线阵压敏传感装置时，压敏传感器根据橡胶块不同程度的形变或其所受压力大小及位置，将其变化值转换为电信号，同时，计算机上的转换电路将来自压敏传感器的电信号转换为数字信号，当变化值超过设定的阈值时，则认为有车轮通过线阵压敏传感装置。同时通过判断各压敏传感器信号情况判断车轮行驶位置、轮数、轮宽、轮距和轴数。轴距和行车方向可以通过前后线阵压敏传感装置来测定，轴距划分的范围由车型分类标准或其它标准来确定。具体的检测情况如下：

(1)轮数和轮距检测：

由于线阵压敏传感装置包括多个压敏传感器3，相邻压敏传感器3间隔连接。如线阵压敏传感装置由24个压敏传感装置单元组成，相邻压敏传感器中心距为60mm。如图3所示，压敏传感装置单元之一5被轮胎7压住，压敏传感装置单元之二6没有被轮胎7压住。两个轮胎之间存在间隔而使部分压敏传感器没有被轧过，将被轮胎轧过的连续的几个压敏传感装置单元之一5作为压住组，如果当车辆一个轴通过线阵压敏传感装置时，共轧过L组压住组，则可以判断该轴的轮数为L。

如当车辆通过线阵压敏传感装置时，一个轮胎轧过M个压敏传感器，则其轮胎宽度为：

轮胎宽度＝相邻压敏传感器中心距×M。

如当两轮胎之间有N个压敏传感器未被触发，则轮距为：

轮距＝相邻压敏传感器中心距×N。

如此，可很容易的检测出该车轴的车轮数、以及轮宽值和轮距值。

(2)轴距与轴数检测

轴距检测可以通过前后两个线阵压敏传感装置来测定，但这种轴距的检测不是真正测出轴距的实际尺寸，而是检测轴距属于哪个范围。轴距划分的范围由车型分类标准及其它标准来确定。如图4所示，在检测区设置两个用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，即线阵压敏传感装置A和线阵压敏传感装置B，行车方向为由A到B，线阵压敏传感装置A在前，线阵压敏传感装置B在后，线阵压敏传感装置A和线阵压敏传感装置B之间距离为L。当车辆沿行车方向第一根轴通过线阵压敏传感装置A后，再压住线阵压敏传感装置B时，计算机检测线阵压敏传感装置A被压的次数，如果被压一次，则轴距＞L，否则轴距≤L；当车辆驶离轴距检测区后，计算线阵压敏传感装置A被压过的总次数即为轴数N。

本实用新型可高精度测量车轮宽度(测量误差由压敏传感器密布程度决定)、轮数和轮距以及轴距与轴数，解决了目前用光纤、压电、压阻、电容式等轮轴传感器检测轮数的精度低和不易测量轮距一大难题。由于采用了使用寿命大于1000万次的压敏传感器，而且对压敏传感器采用了橡胶块和线槽式安装支架的联合保护，线阵压敏传感器平均寿命大于1000万次/轴，在提高系统性能上具有很大的优势。

如上所述，即可较好地实现本实用新型。

Claims (6)

1、一种用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，包括压敏传感器，其特征在于：所述压敏传感器、橡胶块和线槽式安装支架组成压敏传感装置单元，所述线槽式安装支架为上端开口的框形结构，所述压敏传感器位于线槽式安装支架内，压敏传感器上端设有橡胶块，橡胶块位于线槽式安装支架内，橡胶块顶部设有一凸台，凸台高于线槽式安装支架，所述橡胶块与线槽式安装支架无缝连接；所述至少8个压敏传感装置单元在一条直线上间隔连接，组成线阵压敏传感装置。

2、根据权利要求1所述的用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，其特征在于所述的压敏传感器为压力传感器、光电开关传感器、触点开关传感器或接近开关传感器。

3、根据权利要求1所述的用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，其特征在于所述的橡胶块与线槽式安装支架通过胶无缝连接。

4、根据权利要求1所述的用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，其特征在于所述的压敏传感装置单元为16～59个。

5、根据权利要求4所述的用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，其特征在于所述的压敏传感装置单元为24个。

6、根据权利要求1所述的用于机动车辆轮轴识别的线阵压敏传感装置，其特征在于所述的凸台高于线槽式安装支架2～10毫米。

Images