專利名稱：公路車輛計重收費、超限檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種由秤臺機構(gòu)、稱重傳感器、紅外光幕車輛分離器、輪胎識別傳感器、電感線圈、線圈控制器、輪胎識別器、數(shù)據(jù)采集器、紅外光幕控制器、工業(yè)控制計算機組成的，適用于公路車輛計重收費、超限動態(tài)檢測的光機電一體的智能化動態(tài)軸重電子衡。
背景技術：
目前，國內(nèi)外已有的公路車輛計重收費、超限動態(tài)檢測裝置，是由動態(tài)軸重電子衡、車輛分離機構(gòu)、軸重判斷機構(gòu)組成。其中，動態(tài)軸重電子衡均采用一個秤臺臺面，由于秤臺在行車方向的尺寸限制，車輛通過時采集的有效動態(tài)重量信息因車速、剎車、車輛裝載情況等易造成秤臺發(fā)生震動、沖擊、晃動，導致測量精度難以提高，容易出現(xiàn)粗大誤差，當檢測范圍靠近臨界點時易造成誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種測量準確度高的公路車輛計重收費、超限檢測裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是一種由秤臺機構(gòu)、稱重傳感器、紅外光幕、車輛分離器、輪胎識別傳感器、電感線圈、控制箱、工業(yè)控制計算機組成，所述的秤臺機構(gòu)由三只秤臺沿行車方向串聯(lián)組成，秤臺的工作面處于同一平面，秤臺沿行車方向的中心線呈一條直線，秤臺之間在力學上相互獨立，秤臺之間緊密相連，控制箱與工業(yè)控制計算機相連，稱重傳感器設置在秤臺的四角，并和工業(yè)控制箱相連。
秤臺在行車方向的最大尺寸不應超過1.1米，在秤臺的四角分別設有稱重傳感器，秤臺之間的組裝間隙應小于20mm。
所述的控制箱是由2路線圈控制器、輪胎識別器、數(shù)據(jù)采集器、紅外光幕控制器組成，線圈控制器、輪胎識別器和紅外光幕控制器連接在數(shù)據(jù)采集器上，數(shù)據(jù)采集器和工業(yè)控制計算機相連。
本實用新型采用了沿行車方向串聯(lián)并組合成一體、秤臺與秤臺之間力學上相互獨立的三秤臺機構(gòu)。當車輛依次通過三個秤臺時，既避免了車輛兩輪軸同上一個臺面互相干擾的現(xiàn)象，又增加了有效的動態(tài)稱重時間，稱重采樣量遠大于單秤臺，進而得到更準確的數(shù)據(jù)，三秤臺機構(gòu)的測量誤差小于單秤臺的1/4，從而減少了貿(mào)易糾紛。此外，三秤臺機構(gòu)的多傳感器的設備冗余提高了系統(tǒng)的可靠性。


下面將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型的動態(tài)稱重流程圖圖3是本實用新型的重量/時間曲線圖圖1中1.線圈 8.紅外光幕分離器2.輪胎識別傳感器9.紅外光幕分離器3.秤臺 10.數(shù)據(jù)采集器4.秤臺 11.輪胎識別器5.秤臺 12.線圈控制器6.線圈 13.工業(yè)控制計算機7.紅外光幕分離器具體實施方式
參照圖1在公路收費口附近沿行車方向依次設置電感線圈(1)、輪胎識別傳感器(2)、秤臺(3)、(4)、(5)、電感線圈(6)，在線圈(6)兩側(cè)對稱設置一對紅外光幕分離器(7)、(8)。
電感線圈(1)、(6)與線圈控制器(12)構(gòu)成一個振蕩器，當車輛駛近時，振蕩器頻率信號發(fā)生變化，線圈控制器(12)發(fā)出一個車輛存在信號，當車輛離開時，線圈控制器(12)發(fā)出一個車輛離開信號。線圈控制器(12)采用的型號為PD132。線圈(1)、(6)采用銅導線制成，尺寸為1000mm×500mm、4匝，埋入地下約50mm處。
輪胎識別傳感器(2)采用壓電元件及專用密封材料和絕緣聚氨酯裝成長度為1600mm或1900mm的條狀，本裝置采用兩條，型號為DN106。
秤臺機構(gòu)由秤臺(3)、(4)、(5)沿行車方向的中心線串聯(lián)組成，秤臺(3)、(4)、(5)之間在力學上相互獨立，秤臺(3)、(4)、(5)的工作臺面處于同一平面，秤臺(3)、(4)、(5)之間的組裝間隙應盡量小，最大不應超過20mm，秤臺(3)、(4)、(5)應設置各自的限位機構(gòu)，防止相互碰撞。秤臺(3)、(4)、(5)主體結(jié)構(gòu)由350mm工字型鋼、槽型鋼和16mm厚的鋼板焊接成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，保證有足夠的強度和鋼性，秤臺(3)、(4)、(5)底面的四角設有稱重傳感器，支撐著秤臺(3)、(4)、(5)，秤臺(3)、(4)、(5)三個臺面的尺寸可制成3600mm×800mm和4000mm×800mm兩種。每個秤臺采用四支稱重傳感器，可采用型號為YZC-3SH的10噸懸臂梁式電阻應變傳感器。
紅外光幕分離器(7)、(8)對稱設置在電感線圈(6)兩側(cè)，當車輛通過時紅外光被遮擋作為車輛通過與否的判斷信號，可采用型號為MINI-ARRAY的紅外光幕分離器。
數(shù)據(jù)采集器(10)負責對重量信號、線圈感應信息、輪胎識別信息、紅外分辨信息的采集，對每支稱重傳感器分別采樣，A/D轉(zhuǎn)換器可采用CIRRUS LOGIC公司的24位 ∑-Δ A/D轉(zhuǎn)換器，進行標度轉(zhuǎn)換等預處理后，將車輛信息傳送到工業(yè)控制計算機，可采用型號為DN108。數(shù)據(jù)輸出接口為RS-422。
工業(yè)控制計算機是該實用新型的核心部分，將程序固化在固態(tài)盤內(nèi)而無硬盤。對輸入的重量數(shù)據(jù)、線圈感應、輪胎識別、紅外分辨信息進行處理，得到車輛的軸重、總重、超限等信息并傳送給收費管理系統(tǒng)。可采用型號為NuPRO-776，CPU Intel Petium III 850MHZ；支持電子盤DOM2000；內(nèi)存256MB；超級I/O；兩個16C550UART，兼容RS-232。
當車輛駛進公路車輛計重收費、超限動態(tài)檢測裝置時，第一步通過線圈(1)，線圈(1)和線圈控制器(12)構(gòu)成的震蕩器產(chǎn)生頻率變化，經(jīng)處理后發(fā)出車輛存在的信號。第二步車輛通過輪胎識別傳感器(2)后將信號送入輪胎識別器(11)，識別每個車軸的輪胎數(shù)。第三步車輛依次通過秤臺(3)、(4)、(5)，在秤臺(3)、(4)、(5)的四個角附近各設有一只量程為10噸的懸臂梁式電阻應變傳感器，將重量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉徒o數(shù)據(jù)采集器(10)，采集器(10)對12路信號分別進行A/D轉(zhuǎn)換，進行標度變換等預處理后將信息轉(zhuǎn)入工業(yè)控制計算機(13)。由于采用了三個力學上相對獨立、在行車方向上緊密相連的秤臺機構(gòu)，當車輛通過時，既避免了車輛兩輪軸同上一個臺面互相干擾的現(xiàn)象，同時，三臺面的有效稱重時間成倍增加，通過計算機對三次測量的信息進行合成處理，見附圖3。附圖3中A曲線為一個車軸通過秤臺(3)的重量/時間曲線，B曲線為同一個車軸通過秤臺(4)的重量/時間曲線，C曲線為同一個車軸通過秤臺(5)的重量/時間曲線，D曲線為一個車軸依次通過秤臺(3)、(4)、(5)的重量/時間曲線及合成曲線。由于信息采集量遠大于單秤臺機構(gòu)，測量誤差僅為單秤臺機構(gòu)的1/4，另外，通過三秤臺(3)、(4)、(5)機構(gòu)的多傳感器的設備冗余提高系統(tǒng)的可靠性。第四步當車輛同時通過線圈(6)和紅外光幕分離器(7)、(8)后，線圈(1)和線圈控制器(12)構(gòu)成的振蕩器頻率恢復正常，控制器(12)向系統(tǒng)發(fā)出車輛離開信號，結(jié)束該車檢測。檢測系統(tǒng)會自動啟動對下一輛車的檢測過程。當檢測結(jié)束時計算機對重量進行判斷(超重與否)，形成一次檢測的完整數(shù)據(jù)。計算機軟件是本裝置的核心，流程圖見附圖2，計算機(13)迅速準確接收來自稱重傳感器、輪胎識別器(2)、紅外光幕分離器(7)、(8)、紅外光幕控制器(9)、線圈控制器(12)及數(shù)據(jù)采集器(10)的信息及數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機(13)處理后得到車輛的軸重、總重、車型、軸型、超限率、速度、加速度等信息。
權利要求1.一種公路車輛計重收費、超限檢測裝置，由秤臺機構(gòu)、稱重傳感器、紅外光幕、車輛分離器、輪胎識別傳感器、電感線圈、控制箱、工業(yè)控制計算機組成，其特征是所述的秤臺機構(gòu)由三只秤臺(3)、(4)、(5)沿行車方向串聯(lián)組成，秤臺(3)、(4)、(5)的工作面處于同一平面，秤臺(3)、(4)、(5)沿行車方向的中心線呈一條直線，秤臺(3)、(4)、(5)之間在力學上相互獨立，秤臺(3)、(4)、(5)之間緊密相連，控制箱與工業(yè)控制計算機相連，稱重傳感器設置在秤臺(3)、(4)、(5)的四角，并和工業(yè)控制箱相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的公路車輛計重收費、超限檢測裝置，其特征是秤臺(3)、(4)、(5)在行車方向的最大尺寸不應超過1.1米，在秤臺(3)、(4)、(5)的四角分別設有稱重傳感器，秤臺(3)、(4)、(5)之間的組裝間隙應小于20mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的公路車輛計重收費、超限檢測裝置，其特征是所述的控制箱是由2路線圈控制器(12)、輪胎識別器(11)、數(shù)據(jù)采集器(10)、紅外光幕控制器(9)組成，線圈控制器(12)、輪胎識別器(11)和紅外光幕控制器(9)連接在數(shù)據(jù)采集器(10)上，數(shù)據(jù)采集器(10)和工業(yè)控制計算機(13)相連。
專利摘要一種用于公路車輛計重收費、超限動態(tài)檢測裝置，由秤臺機構(gòu)、電感線圈及控制器、輪胎識別傳感器和控制器、紅外光幕分離器、12路稱重數(shù)據(jù)及8路開關量采集器、工業(yè)控制計算機組成。本實用新型采用了沿行車方向串聯(lián)并組合成一體、秤臺與秤臺之間力學上相互獨立的三秤臺機構(gòu)。當車輛依次通過三個秤臺時，既避免了車輛兩輪軸同上一個臺面互相干擾的現(xiàn)象，又增加了有效的動態(tài)稱重時間，稱重采樣量遠大于單秤臺，進而得到更準確的數(shù)據(jù)，三秤臺機構(gòu)的測量誤差小于單秤臺的1/4，從而減少了貿(mào)易糾紛。此外，三秤臺機構(gòu)的多傳感器的設備冗余提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號G01G19/02GK2750298SQ20042005165
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月22日 優(yōu)先權日2004年6月22日
發(fā)明者張曙光 申請人:張曙光