RU127912U1 - VEHICLE WEIGHT SENSOR - Google Patents
VEHICLE WEIGHT SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU127912U1 RU127912U1 RU2013100128/28U RU2013100128U RU127912U1 RU 127912 U1 RU127912 U1 RU 127912U1 RU 2013100128/28 U RU2013100128/28 U RU 2013100128/28U RU 2013100128 U RU2013100128 U RU 2013100128U RU 127912 U1 RU127912 U1 RU 127912U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- linear
- substrate
- sensor according
- sensing elements
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике. Ее использование в датчике веса автотранспортного средства позволяет получить технический результат за счет обеспечения надежной фиксации положения чувствительного элемента строго по оси датчика, сохранения механической целостности совокупности датчика и смежного с ним слоя дорожного покрытия и оптимизации условий подведения внешнего усилия к чувствительному элементу датчика. Этот результат достигается благодаря тому, что датчик веса автотранспортного средства, предназначенный для укладки в дорожное покрытие автотрассы под углом к ее осевой линии, содержит по меньшей мере один линейный чувствительный элемент (31) и подложку (32), на которой закреплены линейные чувствительные элементы, причем в качестве материала подложки выбран материал, коэффициент линейного теплового расширения которого близок к коэффициенту линейного теплового расширения материала, образующего слой дорожного покрытия, в котором должен быть уложен датчик.The utility model relates to measuring technique. Its use in a vehicle’s weight sensor makes it possible to obtain a technical result by providing reliable fixation of the position of the sensitive element strictly along the axis of the sensor, maintaining the mechanical integrity of the sensor assembly and the adjacent pavement layer, and optimizing the conditions for applying external force to the sensor’s sensitive element. This result is achieved due to the fact that the weight sensor of the vehicle, designed for laying in the road surface of the highway at an angle to its center line, contains at least one linear sensing element (31) and a substrate (32) on which the linear sensing elements are fixed, moreover, as the substrate material, a material is selected whose linear thermal expansion coefficient is close to the linear thermal expansion coefficient of the material forming the pavement layer, in which s stacked sensor.
Фиг.3а. Figa.
Description
Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.
Настоящая полезная модель относится к измерительной технике, а конкретнее - к датчику веса автотранспортного средства, предназначенному, к примеру, для взвешивания в движении (WIM - Weigh In Motion) автотранспортных средств.This utility model relates to measuring equipment, and more specifically to a vehicle weight sensor, for example, designed for weighing in motion (WIM - Weigh In Motion) of vehicles.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время для измерения веса одиночных колес, осей и общего веса автотранспортного средства в процессе движения все шире используются доступные по цене и обеспечивающие достаточную для большинства случаев применения точность датчики на базе интегральных линейных чувствительных элементов, например, пьезоэлектрических (пьезополимерных) кабелей или оптоволоконных световодов, которые можно свести под общим названием «интегральные линейные датчики». Например, в выложенных заявках на патент Японии №2009-264748 (опубл. 12.11.2009), №2010-032358 (опубл. 12.02.2010) и №2010-185729 (опубл. 26.08.2010) раскрыты чувствительные к давлению датчики на основе кабеля из оптического волокна. Датчики на основе пьезокабеля описаны в патентах США №5668540 (опубл. 16.09.1997) и №7603950 (опубл. 20.10.2009), в заявках на патент Японии №2004-257788 (опубл. 16.09.2004), №2008-267812 (опубл. 06.11.2008) и №2010-071840 (опубл. 02.04.2010) и в заявке на патент Кореи №2004-0028022 (опубл. 03.04.2004). Указанный патент США №5668540 можно считать ближайшим аналогом настоящей полезной модели.Currently, to measure the weight of single wheels, axles, and the total weight of a vehicle during movement, sensors that are affordable and provide sufficient accuracy for most applications are used on the basis of linear integrated sensing elements, for example, piezoelectric (piezopolymer) cables or fiber optic fibers which can be reduced under the general name "integrated linear sensors". For example, Japanese Patent Application Laid-open No. 2009-264748 (publ. 12.11.2009), No. 2010-032358 (publ. 02/12/2010) and No. 2010-185729 (publ. 08.26.2010) disclose pressure-sensitive sensors based on fiber optic cable. Sensors based on a piezoelectric cable are described in US Patent Nos. 5668540 (publ. September 16, 1997) and No. 7603950 (publ. 10/20/2009), in Japanese Patent Applications No. 2004-257788 (publ. September 16, 2004), No. 2008-267812 ( published on November 6, 2008) and No. 2010-071840 (published on April 2, 2010) and in Korean Patent Application No. 2004-0028022 (published on April 03, 2004). Specified US patent No. 56668540 can be considered the closest analogue of this utility model.
Из числа интегральных линейных датчиков наибольшее распространение на сегодня получили конструкции на базе пьезополимерных кабелей, применяемые в составе динамических весоизмерительных комплексов WIM, но, чаще всего, лишь в чисто вспомогательных целях, не связанных непосредственно с измерением веса автотранспортного средства (например, контроль положения на полосе или выезда за пределы полосы движения, определение сдвоенных колес и т.п.). Эти датчики довольно просты по своему устройству и конструктивно напоминают широко применяемые в радиотехнике коаксиальные кабели (Фиг.1а): вокруг центрального проводника 1 расположен слой 2 обладающего пьезоэлектрическими свойствами полимерного материала, поверх которого размещена внешняя проводящая оболочка 3, защищаемая, в большинстве случаев, полимерной изолирующей трубкой 4.Of the integral linear sensors, the most widespread today are structures based on piezopolymer cables used as part of WIM dynamic weight measuring systems, but, most often, only for purely auxiliary purposes not directly related to measuring the weight of a vehicle (for example, monitoring the position on a strip or driving outside the lane, determining dual wheels, etc.). These sensors are quite simple in their design and structurally resemble coaxial cables widely used in radio engineering (Fig. 1a): around the
В значительном числе реализаций внешняя проводящая оболочка для обеспечения сохранности пьезополимерного слоя выполняется в виде жесткой металлической трубки (Фиг.1б). Для уменьшения чувствительности к приповерхностным волнам, вызываемым движением автотранспортного средства и искажающим результаты измерения веса, сечение датчиков выбирается чаще всего близким к форме эллипса, большая ось которого ориентирована параллельно плоскости дороги. Установка такого датчика 5 в дорожное покрытие 6 осуществляется в предварительно предусмотренном канале 7, имеющем сечение примерно 2,5×2,5 см. Перед заливкой фиксирующим раствором (мастикой) датчик ориентируется по оси канала 7 на глубине от 1 до 1,5 см от поверхности дороги с помощью расположенных с шагом приблизительно 15-20 см центрирующих пластмассовых держателей 8. Принципиальных отличий в применяемой на сегодня технологии установки линейных датчиков других типов (на базе оптоволоконных, гидравлических или подобных чувствительных элементов) не наблюдается, существует лишь чисто техническая специфика.In a significant number of implementations, the external conductive shell to ensure the safety of the piezopolymer layer is in the form of a rigid metal tube (Fig.1b). To reduce sensitivity to surface waves caused by the movement of the vehicle and distorting the results of weight measurement, the sensor cross section is most often chosen close to the shape of an ellipse, the large axis of which is oriented parallel to the road plane. The installation of such a
Один из главных недостатков такой конструкции датчика легко проиллюстрировать с помощью Фиг.1б. Предварительно закрепленные на поверхности датчика 5 перед его установкой в прорезанный в дорожном покрытии 6 канал 7 центрирующие держатели 8 далеко не всегда обеспечивают его размещение строго по центру канала 7 и на одинаковой глубине от поверхности дорожного покрытия 6 по всей длине датчика 5, а также перпендикулярность рабочих плоскостей датчика 5 к направлению прихода измеряемого усилия. Особенно очевидно возникновение отклонений от требуемой топологии размещения датчика 5 в связи со сложными условиями проведения этой операции на открытом воздухе и возможным интенсивным движением транспорта по соседним полосам дороги. Заливка установленного таким образом в дорожное покрытие 6 датчика 5 мастикой лишь фиксирует возникшие отклонения от требуемой топологии, а в ряде случаев может вносить и дополнительные смещения в связи с внешними искажающими факторами, действующими во время довольно длительного процесса застывания мастики.One of the main disadvantages of this sensor design is easy to illustrate using Fig.1b. The
В настоящее время известны также интегральные линейные чувствительные элементы, выполненные с использованием пьезокерамических материалов. По структуре они практически не отличаются от пьезополимерных кабелей по Фиг.1а, однако хрупкость пьезокерамического материала определяет дополнительные требования к конструкции как самого чувствительного элемента, так и к конструкции датчика на его основе. Такие датчики иллюстрируются на Фиг.2а и 2б.Currently, integral linear sensing elements made using piezoceramic materials are also known. In structure, they practically do not differ from the piezoelectric polymer cables of FIG. 1a, however, the fragility of the piezoceramic material determines additional requirements for the design of both the most sensitive element and the design of the sensor based on it. Such sensors are illustrated in FIGS. 2a and 2b.
Керамический слой 9 (см. Фиг.2а) чувствительного элемента, расположенный поверх центральной проводящей медной жилы 10, защищен внешним проводящим слоем 11, выполненным в виде жесткой металлической, например, медной, трубки (практически по аналогии с чувствительным элементом на основе пьезополимерного кабеля, изображенным на Фиг.1б). Для дополнительной защиты пьезокерамического чувствительного элемента 12 (см. Фиг.2б) в ряде случаев его устанавливают в защитный короб 13, выполняемый, чаще всего, из алюминиевого профиля. После установки в защитный короб 13 чувствительный элемент 12 заливается фиксирующей мастикой и после ее застывания размещается в предварительно отфрезерованном канале в дорожном покрытии 6 и также заливается фиксирующей мастикой.The ceramic layer 9 (see Fig. 2a) of the sensing element located on top of the central
Подобный вариант исполнения линейного датчика имеет весьма существенный недостаток. После установки чувствительного элемента 12 внутри защитного короба 13 процессы заливки его фиксирующей мастикой и застывания мастики не могут контролироваться визуально. И такой, например, дефект установки, как образование под чувствительным элементом воздушных лакун, влияние которых на итоговую точность измерения совершенно очевидно специалистам, остается абсолютно без внимания и обнаруживается опосредованно только в процессе выходного контроля датчика или, что гораздо хуже, уже после его установки в дорогу. Приходится сталкиваться и с другим визуально бесконтрольным эффектом установки - перекосом (поворотом вокруг оси) собственно корпуса датчика. Влияние такого поворота на точность измерения веса автотранспортного средства превышает аналогичный эффект от поворота чувствительного элемента, т.к. дополнительно возникает и эффект «экранирования» чувствительного элемента стенкой короба.A similar embodiment of a linear sensor has a very significant drawback. After installing the
Защитный короб 13 (Фиг.2б), выполненный в виде жесткого П-образного профиля, ввиду наличия вертикальных стенок (ребер жесткости), не может изгибаться коррелированно с деформациями сопряженного с ним слоя дорожного покрытия 6 при проезде над ним тяжело груженых автотранспортных средств, что служит для смежных с коробом 13 сред источником разрушающих воздействий, которые опосредованно передаются чувствительному элементу 12 датчика и значительно сокращают срок его службы. Тот же эффект проявится и при установке в аналогичный защитный короб линейного чувствительного элемента другого типа, например, пьезополимерного кабеля по Фиг.1а.The protective box 13 (Fig.2b), made in the form of a rigid U-shaped profile, due to the presence of vertical walls (stiffeners), cannot bend correlated with deformations of the
Другим недостатком рассматриваемой конструкции, использующей металлический защитный профиль (поз.13 на Фиг.2б), является весьма значительный - в ряде случаев - разброс коэффициентов линейного теплового расширения материала защитного профиля и сопряженных с ним слоев фиксирующей мастики и приповерхностного слоя дорожного покрытия 6 (например, асфальтобетона или цементобетона). При длительной эксплуатации - особенно на фоне многократной смены сезонов - адгезия между защитным профилем 13 и окружающим его материалом дорожного покрытия 6 нарушается, а вся конструкция датчика 12 расшатывается и как бы выталкивается из установочного канала 7. Фиг.2в иллюстрирует внешний вид дорожного покрытия с датчиком, разрушенным в процессе относительно недолгой эксплуатации, а на Фиг.2г, где показан срез дорожного покрытия с установленным в нем датчиком, хорошо видны перекос этого датчика и воздушная лакуна под его чувствительным элементом, являющиеся следствием нарушения технологической процедуры установки чувствительного элемента датчика в корпус и принципиальных недостатков конструкции собственно корпуса.Another drawback of the design under consideration, using a metal protective profile (pos. 13 in Fig.2b), is a very significant - in some cases - the scatter of the linear thermal expansion coefficients of the material of the protective profile and the layers of fixing mastic and the surface layer of the
Еще одним существенным недостатком рассматриваемой конструкции является неоптимальность механизма подведения внешнего усилия непосредственно к чувствительному элементу при проезде автотранспортного средства над датчиком. Модуль Е упругости окружающей чувствительный элемент фиксирующей мастики (обычно подбираемый по возможности ближе к модулю упругости смежного слоя дорожного покрытия) и материала дорожного покрытия 6 (например, асфальтобетона) составляет примерно 3×103 МПа, а для материала защитной медной трубки 11 чувствительного элемента Е=(0,9-1,1)×105 МПа. При таком соотношении модулей упругости вертикальное усилие в большей части транслируется трубкой 11 к нижележащему слою дорожного покрытия и только в малой части нагружает собственно чувствительный элемент. В результате чувствительность датчика 12 к внешней нагрузке резко падает, что заставляет размещать его ближе к поверхности дороги, существенно сокращая тем самым срок его службы.Another significant drawback of the design under consideration is the non-optimality of the mechanism for applying an external force directly to the sensitive element when the vehicle passes over the sensor. The elastic modulus E of the fixing mastic sensitive element (usually selected as close as possible to the elastic module of the adjacent pavement layer) and the material of the road surface 6 (for example, asphalt concrete) is approximately 3 × 10 3 MPa, and for the protective
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Таким образом, задача настоящей полезной модели заключается в устранении всех указанных недостатков путем обеспечения надежной фиксации положения чувствительного элемента строго по оси датчика, сохранения механической целостности совокупности датчика и смежного с ним слоя дорожного покрытия и оптимизации условий подведения внешнего усилия к чувствительному элементу датчика.Thus, the objective of this utility model is to eliminate all these drawbacks by providing reliable fixation of the position of the sensor element strictly along the axis of the sensor, maintaining the mechanical integrity of the sensor assembly and the adjacent layer of road surface, and optimizing the conditions for applying external force to the sensor sensor element.
Эта задача решается в настоящей полезной модели с достижением указанного технического результата за счет того, что предложен датчик веса автотранспортного средства, предназначенный для укладки в дорожное покрытие автотрассы под заданным углом к ее осевой линии и содержащий по меньшей мере один линейный чувствительный элемент и подложку, на которой закреплены линейные чувствительные элементы, причем в качестве материала подложки выбран материал, коэффициент линейного теплового расширения которого близок к коэффициенту линейного теплового расширения материала, образующего слой дорожного покрытия, в котором должен быть уложен датчик. Именно наличие подложки из указанного материала отличает настоящую полезную модель от ближайшего аналога.This problem is solved in this utility model with the achievement of the specified technical result due to the fact that the proposed weight sensor of the vehicle, designed for laying in the road surface of the highway at a given angle to its center line and containing at least one linear sensing element and a substrate, where linear sensitive elements are fixed, moreover, the material whose linear thermal expansion coefficient is close to the linear heat coefficient is selected as the substrate material ovogo expansion of the material forming the pavement layer in which the sensor must be installed. It is the presence of a substrate of the specified material that distinguishes the real utility model from the closest analogue.
Особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что модуль упругости материала подложки может быть не меньше модуля упругости любого из линейных чувствительных элементов.A feature of the sensor according to this utility model is that the elastic modulus of the substrate material can be no less than the elastic modulus of any of the linear sensitive elements.
Другая особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что модуль упругости материала подложки может быть не меньше модуля упругости материала слоя дорожного покрытия, лежащего непосредственно под подложкой.Another feature of the sensor according to the present utility model is that the elastic modulus of the substrate material can be no less than the elastic modulus of the material of the pavement layer lying directly below the substrate.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что по меньшей мере один из линейных чувствительных элементов может быть выполнен в виде трубки, которая заполнена несжимаемой текучей средой, заглушена на одном своем торце и закрыта на другом своем торце датчиком давления. При этом текучая среда может быть жидкостью или гелем.Another feature of the sensor according to the present utility model is that at least one of the linear sensing elements can be made in the form of a tube that is filled with an incompressible fluid, plugged at one of its ends and closed at its other end by a pressure sensor. In this case, the fluid may be a liquid or a gel.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что по меньшей мере один из линейных чувствительных элементов может быть выполнен на основе оптоволоконного кабеля.Another feature of the sensor according to the present utility model is that at least one of the linear sensing elements can be made on the basis of fiber optic cable.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что по меньшей мере один из линейных чувствительных элементов может быть выполнен на основе пьезополимерного кабеля или с использованием пьезокерамического материала. В этом случае по меньшей мере один из линейных чувствительных элементов может иметь круглое поперечное сечение либо вытянутое поперечное сечение, длинное измерение которого практически параллельно поверхности дорожного покрытия.Another feature of the sensor according to the present utility model is that at least one of the linear sensitive elements can be made on the basis of a piezopolymer cable or using a piezoceramic material. In this case, at least one of the linear sensing elements may have a circular cross section or an elongated cross section, the long dimension of which is substantially parallel to the surface of the road surface.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что подложка может быть выполнена из нержавеющей стали.Another feature of the sensor according to this utility model is that the substrate can be made of stainless steel.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что подложка может быть выполнена в виде полосы прямоугольного сечения, длинное измерение которого практически параллельно поверхности дорожного покрытия.Another feature of the sensor according to this utility model is that the substrate can be made in the form of a strip of rectangular cross section, the long dimension of which is almost parallel to the surface of the road surface.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что подложка может быть выполнена в виде полосы трапецеидального сечения, причем основания трапеции практически параллельны поверхности дорожного покрытия и малое основание трапеции обращено к линейным чувствительным элементам.Another feature of the sensor according to the present utility model is that the substrate can be made in the form of a strip of trapezoidal cross section, with the base of the trapezoid almost parallel to the surface of the road surface and the small base of the trapezoid facing linear sensing elements.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что линейные чувствительные элементы могут быть закреплены на полосовой подложке вдоль ее осевой линии, а по обеим сторонам от линейных чувствительных элементов и между ними могут быть размещены направляющие прокладки, высота которых над подложкой примерно равна высоте линейных чувствительных элементов. При этом прокладки могут быть выполнены из эластичного материала, практически исключающего прохождение приповерхностной волны к линейным чувствительным элементам.Another feature of the sensor according to the present utility model is that linear sensitive elements can be fixed on a strip substrate along its axial line, and on both sides of linear sensitive elements and between them guides can be placed whose height above the substrate is approximately equal to height of linear sensors. In this case, the gaskets can be made of elastic material, which practically excludes the passage of the surface wave to linear sensitive elements.
Еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что подложка с закрепленными на ней линейными чувствительными элементами может быть заключена в трубке из термоусадочного материала.Another feature of the sensor according to this utility model is that the substrate with linear sensing elements attached to it can be enclosed in a tube made of heat-shrinkable material.
Наконец, еще одна особенность датчика по настоящей полезной модели состоит в том, что угол укладки датчика к осевой линии автотрассы может лежать в пределах от 30° до 90°.Finally, another feature of the sensor according to this utility model is that the angle of the sensor to the axial line of the highway can be in the range from 30 ° to 90 °.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Настоящая полезная модель иллюстрируется приложенными чертежами, на которых одинаковые элементы помечены одними и теми же ссылочными позициями.The present utility model is illustrated by the attached drawings, in which like elements are marked with the same reference numerals.
На Фиг.1а представлено выполнение конструкции датчика на базе пьезополимерного кабеля в соответствии с уровнем техники.On figa presents the implementation of the design of the sensor based on a piezopolymer cable in accordance with the prior art.
На Фиг.1б приведена условная схема установки датчика по Фиг.1а в дорожное покрытие.On figb shows a schematic diagram of the installation of the sensor of figa in the road surface.
На Фиг.2а представлено выполнение конструкции датчика на базе пьезокерамического материала в соответствии с уровнем техники.On figa presents the implementation of the design of the sensor based on a piezoceramic material in accordance with the prior art.
На Фиг.2б приведена условная схема установки датчика по Фиг.2а в дорожное покрытие.Figure 2b shows a schematic diagram of the installation of the sensor of Figure 2a in the road surface.
На Фиг.2в показан внешний вид датчика по Фиг.2б после некоторого периода эксплуатации.Figure 2c shows the appearance of the sensor of Figure 2b after a period of operation.
На Фиг.2г показан поперечный срез участка дорожного покрытия с датчиком по Фиг.2б, 2в, иллюстрирующий поворот чувствительного элемента известного датчика вокруг оси в процессе установки и застывания фиксирующей мастики, а также поворот корпуса датчика в дорожном покрытии в процессе его установки и фиксации.Figure 2d shows a cross-section of a section of the road surface with the sensor of Figure 2b, 2c, illustrating the rotation of the sensitive element of the known sensor around the axis during installation and solidification of the fixing mastic, as well as the rotation of the sensor housing in the road surface during installation and fixation.
На Фиг.3а приведена условная схема фиксации линейного чувствительного элемента на подложке датчика по настоящей полезной моделью.Figure 3a shows a schematic diagram of the fixation of a linear sensitive element on a sensor substrate according to the present utility model.
На Фиг.3б приведена условная схема размещения датчика по Фиг.3а в термоусадочной трубке.Figure 3b shows a schematic diagram of the placement of the sensor of Figure 3a in a heat shrink tube.
На Фиг.3в условная схема датчика по Фиг.3б в термоусадочной трубке после операции термоусадки.On figv conditional diagram of the sensor of figv in the heat shrink tube after the heat shrink operation.
На Фиг.3г приведена условная схема размещения датчика по Фиг.3в в дорожном покрытии.Figure 3g shows a schematic diagram of the placement of the sensor of Figure 3c in the road surface.
Подробное описание вариантов осуществленияDetailed Description of Embodiments
Варианты осуществления настоящей полезной модели описаны далее со ссылками на приложенные чертежи.Embodiments of the present utility model are described below with reference to the attached drawings.
Отметим, что в данном описании под интегральным линейным датчиком или интегральным линейным чувствительным элементом понимается средство, изготовленное из единого отрезка, длина которого многократно превышает его поперечные размеры.Note that in this description, an integral linear sensor or an integral linear sensitive element means a device made of a single segment, the length of which is many times greater than its transverse dimensions.
Датчик по настоящей полезной модели может укладываться в дорожное покрытие автотрассы под углом к ее осевой линии в пределах от 0° до 90° в зависимости от конкретной задачи по измерениям.The sensor according to this utility model can fit into the road surface of the highway at an angle to its center line in the range from 0 ° to 90 °, depending on the specific measurement task.
На Фиг.3а показано поперечное сечение датчика веса автотранспортного средства согласно варианту осуществления настоящей полезной модели. Линейный чувствительный элемент 31, который может быть, например, таким же, как описано со ссылками на Фиг.1 и 2, закреплен на подложке 32 - к примеру, приклеен к ней либо просто зафиксирован кусками клейкой ленты (скотча). Подложка 32 имеет ширину, предпочтительно превышающую ширину линейного чувствительного элемента 31, хотя это и не обязательно. Отметим, что показанная на Фиг.3а приплюснутая форма сечения линейного чувствительного элемента 31 может быть предпочтительна, но в качестве линейного чувствительного элемента 31 можно использовать и элемент, сделанный, скажем, из пьезокабеля круглого сечения.Fig. 3a shows a cross section of a vehicle weight sensor according to an embodiment of the present utility model. The
В принципе, интегральный линейный чувствительный элемент может быть изготовлен и виде трубки, которая заполнена несжимаемой текучей средой, заглушена на одном своем торце и закрыта на другом своем торце датчиком давления. В этом случае текучая среда может быть жидкостью или гелем. При проезде колеса автотранспортного средства над такой трубкой, уложенной в дорожное покрытие, жидкость или гель за счет даже небольшого проминания трубки окажет давление на концевой датчик.In principle, an integral linear sensing element can also be made in the form of a tube that is filled with an incompressible fluid, plugged at one of its ends, and closed at its other end by a pressure sensor. In this case, the fluid may be a liquid or a gel. When driving a wheel of a vehicle over such a tube laid in a road surface, a liquid or gel will exert pressure on the end sensor due to even a slight penetration of the tube.
Возможно также выполнение линейного чувствительного элемента 31 на основе оптоволоконного кабеля, в котором надавливание колеса автотранспортного средства будет приводить, например, к изменению коэффициента пропускания света в оптическом волокне, как это имеет место, к примеру, в вышеупомянутых выложенных заявках на патент Японии №2009-264748, №2010-032358 и №2010-185729.It is also possible to perform a
Специалистам понятно, что показанный на Фиг.3а единственный линейный чувствительный элемент 31 может быть дополнен еще одним или несколькими линейными чувствительными элементами, уложенными на подложку 32 примерно параллельно один другому с некоторым зазором между соседними линейными чувствительными элементами. При этом линейные чувствительные элементы одного датчика не обязательно должны быть одного типа и даже одного размера по высоте (в вертикальном направлении) в поперечном сечении.It will be appreciated by those skilled in the art that the single
В дальнейшем описание будет касаться датчика с одним интегральным линейным чувствительным элементом на основе пьезополимерного кабеля, но не в качестве ограничения объема правовой охраны, а лишь в качестве иллюстративного примера.In the following, the description will concern a sensor with one integral linear sensitive element based on a piezo-polymer cable, but not as a limitation of the scope of legal protection, but only as an illustrative example.
Подложка 32 может быть выполнена в виде полосы прямоугольного сечения, длинное измерение которого практически параллельно поверхности дорожного покрытия. Именно этот случай иллюстрируется на Фиг.3а. Однако подложка 32 может быть также выполнена в виде полосы трапецеидального сечения, причем основания этой трапеции практически параллельны поверхности дорожного покрытия и малое основание этой трапеции обращено к линейному чувствительному элементу 31. Разумеется, подложка 32 может иметь поперечное сечение и иной формы, к примеру, дугообразное, либо близкое к трапецеидальному. В последнем случае подложка может изготавливаться, например, из нескольких полос прямоугольного сечения, ширина каждой из которых меньше ширины подлежащей полосы.The
Предпочтительное выполнение подложки 32 в виде полосы прямоугольного сечения без каких-либо вертикальных элементов, которые могли бы выступать в виде ребер жесткости (как это имеет место в известном датчике), обеспечивает наилучшую корреляцию деформаций предлагаемого датчика с деформациями смежного с ним слоя дорожного покрытия, возникающими при проезде автотранспортного средства над датчиком и при длительной эксплуатации данного участка дороги.The preferred implementation of the
Коэффициент линейного теплового расширения материала, из которого изготовлена подложка 32, должен быть близок к коэффициенту линейного теплового расширения материала, образующего слой дорожного покрытия, в котором уложен предлагаемый датчик. Например, для ферритной нержавеющей стали величина коэффициента линейного расширения довольно близок к коэффициенту линейного расширения асфальтобетона, из которого, как правило, делается дорожное покрытие автотрассы. Такой выбор материала подложки 32 обеспечит сохранение механической целостности совокупности основания датчика (т.е. подложки 32) и смежного с ним слоя дорожного покрытия.The coefficient of linear thermal expansion of the material of which the
Материал, из которого изготовлена подложка 32, предпочтительно имеет модуль упругости не меньше модуля упругости линейного чувствительного элемента датчика. Специалисту понятно, что в случае, когда линейный чувствительный элемент имеет конструкцию, показанную на Фиг.1а, 1б, модуль упругости такой конструкции будет определяться сочетанием формирующих ее материалов.The material of which the
В то же время, модуль упругости материала, из которого изготовлена подложка 32, желательно иметь не меньше, чем модуль упругости материала того слоя дорожного покрытия, который будет лежать непосредственно под этой подложкой 32. Это требование введено для оптимизации условий подведения внешнего усилия к линейному чувствительному элементу 31 либо к линейным чувствительным элементам датчика (т.е. для максимальной концентрации усилия на датчике). Таким материалом может быть уже упомянутая ферритная нержавеющая сталь.At the same time, the elastic modulus of the material of which the
Для удобства фиксации линейного чувствительного элемента 31 на поверхности подложки 32 по обеим сторонам вдоль этого линейного чувствительного элемента 31 (а при наличии нескольких примерно параллельных линейных чувствительных элементов - и между ними) могут быть размещены направляющие прокладки 33. Чтобы уменьшить влияние на линейный чувствительный элемент 31 (или на линейные чувствительные элементы) боковой приповерхностной волны, формируемой в приповерхностном слое дорожного покрытия колесами движущегося автотранспортного средства, эти направляющие прокладки 33 выполняются из эластичного материала, например, монолитного силикона или губчатой резины, что практически исключает прохождение боковой волны в направлении линейного чувствительного элемента 31. Высота направляющих прокладок 33 над подложкой 32 примерно равна высоте линейного чувствительного элемента 31 (или наибольшей высоте, если датчик имеет несколько линейных чувствительных элементов с разными поперечными размерами).For convenience of fixing the
Для обеспечения надежной взаимной фиксации между собой деталей датчика, т.е. линейного чувствительного элемента 31 (или нескольких линейных чувствительных элементов) и подложки 32, возможно, с прокладками 33, собранный датчик предпочтительно помещается внутрь термоусадочной трубки 34 (см. Фиг.3б, 3в), которая после температурной обработки (t° на Фиг.3б) и остывания прочно охватывает датчик.To ensure reliable mutual fixation between the sensor parts, i.e. a linear sensor element 31 (or several linear sensor elements) and a
Готовый датчик в термоусадочной трубке 34 (или без нее) размещается в канале 35 (Фиг.3г) дорожного покрытия 36 и фиксируется в нем мастикой 37, как это имеет место и в указанных выше аналогах.The finished sensor in the heat shrink tube 34 (or without it) is placed in the channel 35 (Fig. 3d) of the
Таким образом, датчик веса автотранспортного средства по настоящей полезной модели обеспечивает надежную фиксацию положения интегрального линейного чувствительного элемента строго по оси датчика, сохраняет механическую целостность совокупности основания датчика и смежного с ним слоя дорожного покрытия и оптимизирует условия подведения внешнего усилия к интегральному линейному чувствительному элементу датчика.Thus, the vehicle weight sensor according to this utility model provides reliable fixation of the position of the integral linear sensor element strictly along the axis of the sensor, maintains the mechanical integrity of the sensor base and the adjacent pavement layer and optimizes the conditions for applying external force to the sensor linear integral sensor element.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013100128/28U RU127912U1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | VEHICLE WEIGHT SENSOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013100128/28U RU127912U1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | VEHICLE WEIGHT SENSOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU127912U1 true RU127912U1 (en) | 2013-05-10 |
Family
ID=48803965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013100128/28U RU127912U1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | VEHICLE WEIGHT SENSOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU127912U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564150C1 (en) * | 2014-06-10 | 2015-09-27 | Владимир Ильич Речицкий | Body for linear road sensor |
| RU2564151C1 (en) * | 2014-07-31 | 2015-09-27 | Людмила Владимировна Речицкая | Linear road weight sensor |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100128/28U patent/RU127912U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564150C1 (en) * | 2014-06-10 | 2015-09-27 | Владимир Ильич Речицкий | Body for linear road sensor |
| RU2564151C1 (en) * | 2014-07-31 | 2015-09-27 | Людмила Владимировна Речицкая | Linear road weight sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mohamad et al. | Behaviour of an old masonry tunnel due to tunnelling-induced ground settlement | |
| RU127913U1 (en) | MOTOR VEHICLE SENSOR (ATS) | |
| Henault et al. | Quantitative strain measurement and crack detection in RC structures using a truly distributed fiber optic sensing system | |
| Li et al. | Development of distributed long-gage fiber optic sensing system for structural health monitoring | |
| Simpson et al. | Distributed sensing of circumferential strain using fiber optics during full-scale buried pipe experiments | |
| Chapeleau et al. | Study of ballastless track structure monitoring by distributed optical fiber sensors on a real-scale mockup in laboratory | |
| RU2531654C2 (en) | Vehicle weight detector | |
| Brault et al. | Monitoring of beams in an RC building during a load test using distributed sensors | |
| Zhu et al. | Experimental study on pullout performance of sensing optical fibers in compacted sand | |
| RU127912U1 (en) | VEHICLE WEIGHT SENSOR | |
| CN105403161A (en) | Method for detecting concrete structure crack width by means of fiber sensor | |
| CN115060186B (en) | Bridge girder safety monitoring system and method based on weak reflectivity grating array | |
| CN103759665A (en) | Distributed measurement device and method of pile body deformation of cast-in-place X-type pile | |
| CN105334221A (en) | Novel fiber optic sensing detecting device for reinforcement corrosion | |
| KR101220311B1 (en) | Bending sensor apparatus | |
| Vorster et al. | The use of fibre optic sensors to monitor pipeline response to tunnelling | |
| JP2009020016A (en) | Optical fiber sensor cable | |
| JP2017078618A (en) | Strain management system and strain management method | |
| Imai et al. | Experimental study on strain and deformation monitoring of asphalt structures using embedded fiber optic sensor | |
| JP2011164024A (en) | Method and device of calculating amount of deflection of structure provided with optical fiber sensor | |
| EP3842766A1 (en) | Apparatus for measuring displacement of slope surface by using optical fiber bragg grating sensor | |
| RU2531655C2 (en) | Vehicle weight detector | |
| KR20050108328A (en) | Fiber optic sensor embedded reinforcing bar | |
| CN206321213U (en) | A kind of long gauge length strain transducer of high accuracy | |
| KR101106975B1 (en) | Fbg sensor package |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2013100127 Country of ref document: RU Effective date: 20141027 |
|
| MZ1K | Utility model is void |
Effective date: 20140417 |