专利名称：一种车辆动态称重系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆动态称重系统，尤其涉及一种压电传感器和地感线圈组合式高速车辆动态称重系统。
背景技术：
高速车辆动态称重系统不同于一般的车辆动态称重系统，其主要应用于高速公路的车辆车流监测、公路不停车收费、桥梁超载预警等对车速较高的应用环境中。随着智能交通系统发展的需要，特别是高速公路建设的加快，对高速车辆动态称重系统的需求不断增加。目前的称重系统主要由称台式或弯板式称重传感器构成。例如，于2009年12月16日公开的中国实用新型专利(专利号为 200920068496. 0)，公开了一种公路车辆动态称重系统，该系统由两个称重传感器和两组地感线圈构成，称重传感器使用石英压电传感器，分别放置在车辆前进方向上、在路面上分前后两排、左右两侧上；地感线圈分别安置在称重传感器之前。这种称重系统采用单边压电传感器，只能测量车辆侧重而不能测量车辆轴重，该系统的两个传感器组成一组才能测量车辆总重，系统的可靠性和精度不高。同时，该系统采用石英压电传感器，这种传感器易老化， 不耐用，易受环境的影响、信噪比较低，不适合应用于高速动态称重环境。再如，于2010年9月15日公开的中国实用新型专利(专利号为20092(^83641. 7)， 公开了一种弯板式车辆动态称重平台，其采用一定长度的槽型框架，框架内有弯板传感器， 垂直于车辆行进方向的弯板传感器两侧分别设置压条，弯板传感器与压条下面有垫片；所述的弯板传感器垂直于车辆行进方向的两侧面为斜面，可以有效地分解车辆的压力，从而测得车重。这种称重平台结构复杂，在实际使用中对安装工艺要求很高，需要定期维护，且长期经受车辆碾压会造成传感器以及平台内部主要构件的疲劳，影响称重精度，造成动态测量误差较大，不适合高速称重。综上所述，以上两种称重系统不适用于高速车辆称重复杂的应用环境。因此，有必要设计一种测量精度高、安装简便的用于高速车辆动态称重的系统。

实用新型内容本实用新型解决的问题是提供一种测量精度高、安装简便的高速车辆动态称重的系统。为解决上述问题，本实用新型揭示了一种车辆动态称重系统，包括车辆称重部分、 车辆感应部分和系统控制部分，所述车辆称重部分包括两组压电传感器，所述两组压电传感器分别安装在车辆前进方向上的前后两排，其中，第一组压电传感器安装在所述车辆感应部分之前，第二组压电传感器安装在所述车辆感应部分之后，所述两组压电传感器分别通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述车辆感应部分通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述系统控制部分安装于道路旁边。优选地，所述压电传感器的长度大于或等于被测车辆左右车轮之间的距离。[0009]优选地，所述压电传感器的长度为3m，所述两组压电传感器之间的距离为:3m。优选地，所述车辆感应部分为地感线圈，所述地感线圈的外形几何尺寸为an x2m, 安装在所述两组压电传感器的中间位置，所述地感线圈与所述第一组和第二组压电传感器之间的距离分别为0. 5m。 优选地，所述系统控制部分包括称重系统控制器及接口电路，所述称重系统控制器包括信号采集模块、网络通信模块、数据计算模块和系统控制模块，所述接口电路包括电荷放大电路和频率比较电路，所述电荷放大电路作为所述压电传感器的接口，频率比较电路作为所述地感线圈的接口。优选地，所述压电传感器为聚偏氟乙烯(PVDF)压电传感器。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点通过在车辆行驶道路的中央安装两组压电传感器和一个地感线圈，所述地感线圈安装于所述两组压电传感器之间，当行驶过的车辆两边的车轮同时压在所述压电传感器上时，可实现对过往车辆的车速、车轴数、车轴重、车总重、车辆类型等信息的精确测量和计算，可广泛应用于高速公路的车辆车流监测、 公路不停车收费、桥梁超载预警等对车速较高的应用环境中。

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例中称重系统控制器的结构示意图。其中1、压电传感器；3、同轴电缆；4、地感线圈；5、称重系统控制器；51、信号采集模块；52、数据计算模块；53、网络通信模块；54、系统控制模块。
具体实施方式
本实用新型揭示了一种车辆动态称重系统，包括车辆称重部分、车辆感应部分和系统控制部分，所述车辆称重部分包括两组压电传感器，所述两组压电传感器分别安装在车辆前进方向上的前后两排，其中，第一组压电传感器安装在所述车辆感应部分之前，第二组压电传感器安装在所述车辆感应部分之后，所述两组压电传感器分别通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述车辆感应部分通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述系统控制部分安装于道路旁边。通过该系统可实现对过往车辆的车速、车轴数、车轴重、车总重、车辆类型等信息的精确测量和计算，可广泛应用于高速公路的车辆车流监测、公路不停车收费、桥梁超载预警等对车速较高的应用环境中。
以下结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行详细地描述。如图1所示，本实用新型揭示了一种高速车辆动态称重系统，包括车辆称重部分、 车辆感应部分和系统控制部分。其中箭头方向为车辆行驶方向。具体地，车辆称重部分包括两组压电传感器1，两组压电传感器1分别安装在车辆前进方向上的前后两排，其中，第一组压电传感器安装在车辆感应部分之前，第二组压电传感器安装在车辆感应部分之后，且两组压电传感器1分别通过同轴电缆3与系统控制部分相连。在本实用新型优选实施例中，压电传感器1的长度大于被测车辆左右车轮之间的距离，以保证当被测车辆经过时，同一车轴上的左右两边车轮能同时压在其中任一组压电传感器上，从而测得被测车辆的轴重，解决了现有技术一中所揭示的系统只能测量车辆侧重而不能测量车辆轴重的问题。同时，压电传感器1采用两组的设计方式，不但可以测量出被测车辆的数量，还提高了被测数据的精度，保证了系统的可靠性。车辆感应部分包括至少一个埋设于车辆行驶道路中央的地感线圈4，地感线圈4 安装于两组压电传感器1之间，且地感线圈4通过同轴电缆3与系统控制部分相连。在本实用新型优选实施例中，地感线圈4的外形几何尺寸为an x2m，安装在两组压电传感器的中间位置，且地感线圈4与第一组和第二组压电传感器之间的距离分别为0. 5m,以防止互相干扰。当然，此处地感线圈4的具体参数可以根据实际应用环境进行调整。如在通常只有小型车辆通过的道路上设置体积较小的地感线圈，如在通常只有大型车辆通过的道路上设置体积较大的地感线圈。系统控制部分安装于道路旁边，系统控制部分包括称重系统控制器5及接口电路，如图2所示，称重系统控制器5包括信号采集模块51、网络通信模块53、数据计算模块 52和系统控制模块M。信号采集模块51控制信号的采集过程，保证软件系统采集到完整的信号，同时作为整个系统的触发器；网络通信模块53负责数据的传输；数据计算模块52 完成数据的计算工作，从采集的信号中计算出有用的车辆信息；系统控制模块M用来控制整个系统的工作，从信号的采集、信号的处理到信号的传输，保证系统在复杂的工作环境中正常工作。接口电路包括电荷放大电路和频率比较电路，电荷放大电路作为压电传感器1 的接口，频率比较电路作为地感线圈4的接口。在本实用新型优选实施例中，压电传感器1为PVDF压电传感器。PVDF树脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，保证了系统的耐用性，减轻环境和噪声对称重系统的影响。而现有技术中所采用的石英压电传感器，其耐用性不高，易受噪声的影响，不能适用于高速车辆称重复杂的应用环境。使用时，当有车辆通过安装有本实用新型所揭示的称重系统的道路，地感线圈4 检测到有车辆经过，唤醒整个系统，当被测车辆的车轮通过压电传感器1，压电传感器1测得车辆重量的物理量，并转换成电信号量，由称重系统控制器5中的信号采集模块51进行信号采集，并通过数据计算模块52计算出车辆的车速、车轴数、车轴重、车总重、车辆类型等信息，最终通过网络通信模块53进行数据的发送。本实用新型所揭示的高速车辆动态称重系统，通过在车辆行驶道路的中央安装两组压电传感器和一组地感线圈，所述地感线圈安装于所述两组压电传感器之间，当车辆两边的车轮同时压在所述压电传感器上，可实现对过往车辆的车速、车轴数、车轴重、车总重、 车辆类型等信息的精确测量和计算，可广泛应用于高速公路的车辆车流监测、公路不停车收费、桥梁超载预警等对车速较高的应用环境中。同时，PVDF压电传感器的运用，保证了系统的耐用性，减轻环境和噪声对称重系统的影响。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种车辆动态称重系统，包括车辆称重部分、车辆感应部分和系统控制部分，其特征在于所述车辆称重部分包括两组压电传感器，所述两组压电传感器分别安装在车辆前进方向上的前后两排，其中，第一组压电传感器安装在所述车辆感应部分之前，第二组压电传感器安装在所述车辆感应部分之后，所述两组压电传感器分别通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述车辆感应部分通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述系统控制部分安装于道路旁边。
2.根据权利要求1所述的车辆动态称重系统，其特征在于所述压电传感器的长度大于或等于被测车辆左右车轮之间的距离。
3.根据权利要求2所述的车辆动态称重系统，其特征在于所述压电传感器的长度为 3m，所述两组压电传感器之间的距离为:3m。
4.根据权利要求1所述的车辆动态称重系统，其特征在于所述车辆感应部分为地感线圈，所述地感线圈的外形几何尺寸为an x2m，安装在所述两组压电传感器的中间位置，所述地感线圈与所述第一组和第二组压电传感器之间的距离分别为0. 5m。
5.根据权利要求1所述的车辆动态称重系统，其特征在于所述系统控制部分包括称重系统控制器及接口电路，所述称重系统控制器包括信号采集模块、网络通信模块、数据计算模块和系统控制模块，所述接口电路包括电荷放大电路和频率比较电路，所述电荷放大电路作为所述压电传感器的接口，频率比较电路作为所述地感线圈的接口。
6.根据权利要求1所述的车辆动态称重系统，其特征在于所述压电传感器为聚偏氟乙烯(PVDF)压电传感器。
专利摘要本实用新型涉及一种车辆动态称重系统，包括车辆称重部分、车辆感应部分和系统控制部分，所述车辆称重部分包括两组压电传感器，所述两组压电传感器分别安装在车辆前进方向上的前后两排，其中，第一组压电传感器安装在所述车辆感应部分之前，第二组压电传感器安装在所述车辆感应部分之后，所述两组压电传感器分别通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述车辆感应部分通过同轴电缆与所述系统控制部分相连；所述系统控制部分安装于道路旁边。本称重系统可对过往车辆的车速、车轴数、车轴重、车总重、车辆类型等信息的精确测量和计算，可广泛应用于高速公路的车辆车流监测、公路不停车收费、桥梁超载预警等对车速较高的应用环境中。
文档编号G01G19/03GK202158894SQ20112027276
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者李庆, 林蓁蓁, 梁艳菊, 钟汇才, 陈政 申请人:昆山市工业技术研究院有限责任公司