CN213067880U - 一种车辆载重实时监测传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆载重实时监测传感器，属于传感器领域。其结构特征为：该传感器由一个回弹轴构成，该轴在精密套筒轴承内部运转、与LVDT铁芯连接。并且整体结构包括壳体、安装件，所述安装件与所述壳体相匹配。所述传感器可后续接入放大器、8位逐次逼近式A/D转换器后，用于对传感器中转换得到的电信号进行模数转换，并将转换后得到的信号传输到微处理器中，实现对车辆载重的实时监测。根据本实用新型提供一种车辆载重实时监测传感器，具有精度高、体积小、安装方便的特点，还具有实时监测的特点。

Description

一种车辆载重实时监测传感器

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种车辆载重实时监测传感器。

背景技术

国际上许多国家，公路车辆在运输货物的过程中普遍存在超载现象，且超载车辆比例相当高，超载车辆对道路造成严重破坏，超载车辆造成的直接经济损失非常严重，同时超载还大量导致交通事故发生，为了避免超载车辆对公路以及交通管理造成危害，车辆监测技术日益发展。目前车辆监测的主要方式普遍采用的是车载称重，车载称重采用的主要技术是地磅车辆称重，地磅车辆称重的应用已十分广泛，其中包括了高速公路车辆收费站、工厂、仓库等。但是由于地磅称重的方式是定点称重，称取的是整个车辆的重量，无法直接得到车辆载重的重量，同时也无法获取车辆行驶过程中的重量数据；此外，地磅称重反应速度太慢，体积巨大，安装和维护麻烦，超载司机可绕路躲避地磅监测，无法实现实时对车辆的载重进行动态实时监测控制，如监控车辆实时载重、行车轨迹、车辆位置定位等等。

一种车辆载重实时监测传感器，运用物联网传感器技术、以及后续接入的放大器、A/D转换器以及微处理器共同作用，实现了对车辆的位置、时间、和重量的三大指标参数监测，实时称重，解决地磅部署工程大，限制条件多的问题，通过该新型终端的实时、精确的数据采集和数据传输，不仅完成了监控物流车辆的全程实时路径轨迹、运输过程中的货物重量精准监测，同时能直接完成表报自动生成，为相关部门管理提供参考依据。

实用新型内容

目前，车辆载重测量装置成本高、不能实时监测，使其应用受到很多的限制，随着科学技术的进步，这种测试装置已不能满足社会的需求。分析比较常用的三种监测方案，不难发现车辆超载监测所遇到的困难在于车载监测成本高，体积大，超载司机易绕路躲避检查，不能从根本上实现车辆称重监测，不利于对车载超重的管理。为此，本实用新型从这两方面考虑，提出了一种车辆载重实时监测传感器，解决现有的车辆超载监测无法实时监测的缺陷，以克服体积大、成本高、测量不准确的苦难，具备高集成、高精准、长寿命的物联网感知终端。

为了实现上述实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种车辆载重实时监测传感器，其特征在于，

所述车辆载重实时监测传感器由一个回弹轴构成，该轴在精密套筒轴承内部运转、与LVDT铁芯连接；

所述车辆载重实时监测传感器后续接入放大器与8位逐次逼近式A/D转换器，用于对所述车辆载重实时监测传感器中转换得到的电信号进行模数转换；

所述车辆载重实时监测传感器在进行车辆载重的实时监测是安装于车轴两侧，根据该车辆载重实时监测传感器的由于外部位移变化造成内部铁芯在线圈的位置变化产生的电压差精准测得的车辆的静态载重和动态载重，拟合得到各个车轮承载重量的权重值，并以上次权重值作为此次权重值计算实时载重，重复多次，直到平稳运行时相邻两次的载重偏差都在2％～5％的误差范围内为止，算出此时车辆载重；

所述车辆载重实时监测传感器可以实现实时监测功能。

优选的，所述车辆载重实时监测传感器后续连接的放大器是固定在车桥上的，放大器后接入A/D转换器，所述A/D转换器为8位逐次逼近式A/D转换器，固定在车桥上，把经过放大的信号进行A/D转换，变成利于下一步处理的信号。

优选的，所述车辆载重实时监测传感器通过如下步骤安装：

在每个车轮的钢板弹簧悬架的中间位置安放所述车辆载重实时监测传感器，并且安装时还需采用温度膨胀系数小的非金属夹具进行固定。所述传感器的固定端固定在下面的钢板弹簧悬架的中间位置，所述传感器的探测头固定在上方的钢板弹簧悬架中间位置，四个所述车辆载重实时监测传感器组成一个电桥电路，把检测电路中输出端分别连接到安放在车桥上的微处理器的输入端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述车辆载重实时监测传感器，作为物联网边缘感知终端，系统体积小，移动方便，不易被违章司机察觉，且精准度高，应用范围广泛。

2、本实用新型所述车辆载重实时监测传感器，实现了对车辆的位置、时间、运力/重量三大指标参数监测，实时称重，解决地磅部署工程大，限制条件多的问题，通过该新型终端的实时、精确的数据采集和数据传输，不仅完成了监控物流车辆的全程实时路径轨迹、运输过程中的货物重量精准监测，同时能直接完成表报自动生成，为相关部门管理提供参考依据。

3、本实用新型所述车辆载重实时监测传感器，每个车辆均可通过该传感器根据车辆载重值数据处理得到实时载重信息，以及获得车辆的位置信息、视频及声音信息，实现对所有车辆较为全面精确大量信息的实时联网监控，通过联网大数据平台，便于对车辆进行联网科学化管理和协调，有效提高车辆安全保障，方便合理配置车辆资源和提高车辆利用率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是车辆载重实时监测传感器结构图；

图2是车辆载重实时监测传感器安装整体框图；

图中标记为：1.探测头；2.铁芯；3.不锈钢金属管；4.固定端；

具体实施方式

图1是车辆载重实时监测传感器的结构图。如图1所示，一种车辆载重实时监测传感器，是由一个回弹轴构成，该轴在精密套筒轴承内部运转、与LVDT铁芯连接。当外部产生位移变化时，会带动铁芯2动作，当铁芯2在不锈钢金属管 3内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出。

在进行称重监测时，在每个车轮的钢板弹簧悬架的中间位置安放所述车辆载重实时监测传感器，并且安装时还需采用温度膨胀系数小的非金属夹具进行固定。所述传感器的固定端4固定在下面的钢板弹簧悬架的中间位置，所述传感器的探测头1固定在上方的钢板弹簧悬架中间位置，四个所述车辆载重实时监测传感器组成一个电桥电路，把检测电路中输出端分别连接到安放在车桥上的微处理器的输入端。通过探测头1和固定端4之间的位移变化量反映出钢板弹簧的形变量，进而测出车轮所受重力大小，经过电路转换得到需要输出的数字信号，完成车载称重的数据采集。

图2是车辆载重实时监测传感器安装整体框图。如图2所示，此框图结构安装在车上，其所对应的电路原理模块由电桥电路、放大器、A/D转换器和微处理器四个部分组成：

1)电桥电路：固定在车辆的每个钢板弹簧悬架的中间，由四个车辆载重实时监测传感器组成，车辆载重实时监测传感器的固定端4固定在钢板弹簧悬架下面的中间位置，车辆载重实时监测传感器的移动端1固定在钢板弹簧悬架上面的中间位置，车辆载重实时监测传感器测量行驶车辆由于在中引起的钢板弹簧架的形变量并转变为电阻改变量，电桥电路把车辆载重实时监测传感器的电阻改变量换算成电压的改变量；

2)放大器：固定在车桥上，因为检测电桥输出的电压改变量很小，要经过放大器放大；

3)8位逐次逼近式A/D转换器：固定在车桥上，把经过放大的信号进行A/D 转换，变成利于下一步处理的数字信号；

4)微处理器：固定在车桥上，根据A/D转换器中得来的数据拟合出四个所述车轮钢板弹簧悬架在静态下的权重，把此次求得静态下的权重值和上次存储的静态权重值求平均得出新的静态下的权重值，并存储到微处理器中，用于下面的动态测重和车辆再次经过称重平台时的车辆载重校正，即每经过一次称重平台调整校正一次车轮承载重量的权重值，从而达到动态经常性校准车辆载重的目的，有效防止了因长时间不校正引起的测重误差及测重数据篡改；

在实际应用中，本实用新型具有较强的扩展性和适应性，表现在传感器的便捷和快速部署的能力上，同时采用的新型传感器结构能够极大地降低车辆载重实时监测传感器的维护成本，本实用新型的车辆载重实时监测传感器可满足不同感知场景的监测要求，更适用于规模化部署。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种车辆载重实时监测传感器，其特征在于，所述车辆载重实时监测传感器由一个回弹轴构成，该轴在精密套筒轴承内部运转、与LVDT铁芯连接；

所述车辆载重实时监测传感器后续接入放大器与8位逐次逼近式A/D转换器，用于对所述车辆载重实时监测传感器中转换得到的电信号进行模数转换；

所述车辆载重实时监测传感器在进行车辆载重的实时监测是安装于车轴两侧；

所述车辆载重实时监测传感器可以实现实时监测功能。

2.根据权利要求1所述的一种车辆载重实时监测传感器，其特征在于，所述车辆载重实时监测传感器后续连接的放大器是固定在车桥上的，放大器后接入A/D转换器，所述A/D转换器为8位逐次逼近式A/D转换器，固定在车桥上，把经过放大的信号进行A/D转换，变成利于下一步处理的信号。

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