CN204188244U - 一种车辆动态称重装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆称重装置，所述装置包括电荷放大器、控制器以及铺设在车道上的一对压电石英传感器和一对压电薄膜传感器，当车辆通过称重传感器时，根据压电薄膜传感器和压电石英传感器的信号计算车辆速度和重量，以较低的成本提高称重设备的称量精度。

Description

一种车辆动态称重装置

技术领域

本发明涉及称重领域，特别是一种车辆动态称重装置。

背景技术

采用压电石英传感器的车辆动态称重装置，其车辆轴(轮)重计算公式如下：

轴(轮)重量＝车辆垂直于传感器的速度分量/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

由以上公式可知，车辆垂直于传感器的速度分量计算的准确性直接对称重结果造成影响。

在实际使用中，压电石英传感器通常采用轮称重形式成对出现，通过对车轴左右两侧的车轮重量加和形成轴重。当采用一对压电石英传感器时用来称重时，由于两根传感器之间在车辆行驶方向上没有距离间隔无法获得速度，多采用压电传感式传感器在车辆行驶方向上交错一段距离的交错式布局。而采用一对压电石英传感器当车辆斜向行驶时，车辆速度很容易出现明显的计算错误，当压电石英间的距离为1m，设车辆轮距1.7m，车辆行驶角度与垂直于压电石英的夹角为30°时，车辆的速度分量的计算值已经是实际值的0.54倍或6.7倍，因此而产生的称重误差也会相应增大到54％～670％。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种车辆称重装置，在一对压电石英式传感器的基础上增加一对压电薄膜传感器辅助压电石英传感器计算车辆每根轴左右轮速度，重量的计算仍然采用压电石英传感器的信号，由于压电薄膜传感器的价格明显低于压电石英式传感器，本实用新型以较低的成本有效的解决了车辆斜向行驶时重量误差大的问题。

其具体技术方案如下：

一对压电石英式称重传感器，其中一根横向布置于车道左侧，用于称量车辆的左侧轮重，一根横向布置于车道右侧，用于称量车辆的右侧轮重；一对压电薄膜传感器，其中一根布置于车道左侧，与布置于车道左侧的压电石英式称重传感器相平行，用于与其结合计算车辆左轮垂直于压电石英的速度，一根布置于车道右侧，与布置于车道右侧的压电石英式称重传感器相平行，用于与其结合计算车辆右轮垂直于压电石英的速度。

优选的，布置于同侧的压电薄膜传感器与压电石英式传感器的距离为500mm～10000mm。

具体的，本实用新型提供的一种车辆称重装置还包括：称重数据处理单元，和传感器相连，用于接收轴载信号，并根据轴载信号计算车辆各轴轴重及总体总量；车辆分离单元，与称重数据处理单元相连，用于对被称重车辆的到达及离开进行检测，生成称重测量触发及收尾信号。

本实用新型的有益效果为：提供一种压电石英式车辆称重装置，在原有的一对压电石英式传感器为基础，增加一对低成本的压电薄膜传感器结合起来计算左右轮速度，通过左右轮分别计算速度的方式，提高计算速度的准确度，克服了原有的一对压电石英式传感器在计算速度时用左轮和右轮的时间差计算速度产生的速度误差，避免因车辆斜向行驶导致的称重误差过大的问题，以较低的成本增加有效提高了压电石英式称重装置的称重精度。同时，由于增加了一对压电薄膜式传感器，称重装置的对称性得到了提高，从而提高称重装置的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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动态称重系统的结构图

图2为本实用新型实施例1传感器布置示意图；

图3为一对压电石英情况下的车辆称重精度；

图4为本实用新型实施例1传感器布置下的车辆称重精度；

图5为本实用新型实施例2传感器布置示意图；

图6为本实用新型实施例2传感器布置下的车辆称重精度。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

动态称重系统的结构图如图1所示，系统包括压电传感器组101、称重数据处理单元102和车辆分离单元103。称重数据处理单元，和传感器相连，用于接收轴载信号，并根据轴载信号计算车辆各轴轴重及总体总量；车辆分离单元，与称重数据处理单元相连，用于对被称重车辆的到达及离开进行检测，生成称重测量触发及收尾信号。

压电传感器组的布局如图2所示，压电石英传感器201、202分别横向布置于车道的左半侧和右半侧，两根传感器平行布置。压电薄膜传感器301布置于压电石英传感器202的左侧并与压电石英传感器201相平行，压电薄膜传感器302布置于压电石英传感器201的左侧并与压电石英传感器202相平行。

优选的，两根压电石英传感器的距离为500mm～5000mm。

当车轴通过该区域时，首先通过压电薄膜传感器301和压电石英传感器202，系统的称重数据处理单元记录车辆压在两根传感器上的时间t301和t202以及压电石英传感器的压电波形积分面积S102；然后通过压电薄膜传感器302和压电石英传感器201，称重数据处理单元记录车辆压在两根传感器上的时间t302和t201以及压电石英传感器的压电波形积分面积S101；设压电薄膜传感器与压电石英传感器间的距离均为L，则左轮速度Vleft＝L/(t201-t301)，右轮速度Vright＝L/(t202-t102)；设K＝校正系数/传感器宽度，则左轮重量Wleft＝S102*Vleft*K，右轮重量Wright＝S101*Vright*K；轴重Waxle＝Wleft+Wright。

系统通过车辆分离单元确定车辆进入称重区域和驶出称重区域，并将该过程中的各轴重量累加，形成车重。

图3为系统仅用一对压电石英传感器的情况下的车辆称重精度，横坐标为车辆的行驶速度，纵坐标为车辆的称重误差；图4为系统采用实施例所述方法情况下的车辆称重精度，横坐标为车辆的行驶速度，纵坐标为车辆的称重误差。由图3、图4可知，本实施例所述方法大大提高了称重精度。

实施例2

系统的传感器布局如图4所示，压电石英传感器401、402分别横向布置于车道的左半侧和右半侧，两根传感器平行布置。压电薄膜传感器501、502一字型布置，分别布置于车道的左半侧和右半侧。

优选的，两根压电石英传感器的距离为500mm～5000mm。压电薄膜传感器502与压电石英传感器402的距离为500mm～5000mm。

具体而言，系统还应当包括称重数据处理单元，和传感器相连，用于接收轴载信号，并根据轴载信号计算车辆各轴轴重及总体总量；车辆分离单元，与称重数据处理单元相连，用于对被称重车辆的到达及离开进行检测，生成称重测量触发及收尾信号。

当车轴通过该区域时，首先通过压电薄膜传感器501、502，系统的称重数据处理单元记录车辆压在两根传感器上的时间t501和t502；然后依次通过压电石英传感器402和压电石英传感器401，称重数据处理单元记录车辆压在两根传感器上的时间t402和t401以及压电石英传感器的压电波形积分面积S₁₀₂、S₁₀₁；设压电薄膜传感器501和压电石英传感器401间的距离均为L₁，压电薄膜传感器502和压电石英传感器402间的距离均为L₂，则左轮速度Vleft＝L₁/(t₄₀₁-t₅₀₁)，右轮速度Vright＝L₂/(t₄₀₂-t₅₀₂)；设K＝校正系数/传感器宽度，则左轮重量Wleft＝S₁₀₂*Vleft*K，右轮重量Wright＝S₁₀₁*Vright*K；轴重Waxle＝Wleft+Wright。

系统通过车辆分离单元确定车辆进入称重区域和驶出称重区域，并将该过程中的各轴重量累加，形成车重。

图2为系统仅用一对压电石英传感器的情况下的车辆称重精度，横坐标为车辆的行驶速度，纵坐标为车辆的称重误差；图6为系统采用实施例所述方法情况下的车辆称重精度，横坐标为车辆的行驶速度，纵坐标为车辆的称重误差。由图2、图6可知，本实施例所述方法大大提高了称重精度。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种车辆动态称重装置，所述装置包括称重传感器、电荷放大器、控制器，其特征在于：所述称重传感器为铺设在车道上的一对压电石英传感器和一对压电薄膜传感器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

一对压电石英式称重传感器，其中一根横向布置于车道左侧，用于称量车辆的左侧轮重，一根横向布置于车道右侧，用于称量车辆的右侧轮重；

一对压电薄膜传感器，其中一根布置于车道左侧，与布置于车道左侧的压电石英式称重传感器相平行，一根布置于车道右侧，与布置于车道右侧的压电石英式称重传感器相平行。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：

布置于同侧的压电薄膜传感器与压电石英式传感器的距离为500mm～10000mm。