本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)稱重領(lǐng)域，特別是一種用于高速公路車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

車輛的負(fù)荷對(duì)道路的使用壽命有著十分重要影響，當(dāng)車輛超載行駛時(shí)將會(huì)損壞道路，從而使得公路維修費(fèi)用巨增。另外，由于載重量超過了車輛的額定噸位，使得車輛的性能受到影響，首先是車輛的穩(wěn)定性受到影響，其次在彎道和縱坡較大路段，由于超載使得車輛的動(dòng)力性能受到影響，從而嚴(yán)重威脅車輛的行駛安全性。因此，需要在道路上設(shè)置車輛稱重裝置，以監(jiān)測(cè)在道路上快速行駛的車輛的載重情況。

目前高速公路動(dòng)態(tài)稱重設(shè)備都選用的是壓電類傳感器。該類傳感器的原理是在受到一定范圍內(nèi)的壓力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)量的電荷。只需要采集電荷信號(hào)就可得出所受壓力。但精度不高，不能得知車輛的軸距、輪距等信息以及車輛輪跡線在路面上的位置來對(duì)稱重結(jié)果進(jìn)行校正。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高速公路車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，從而使得車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)進(jìn)一步的得到完善。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高速公路車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，其中，包括：第一壓電薄膜軸傳感器、第二壓電薄膜軸傳感器、測(cè)速儀、信號(hào)線、信號(hào)采集卡、信號(hào)放大器、工控計(jì)算機(jī)。第一：在公路上安裝第一壓電薄膜軸傳感器、第二壓電薄膜軸傳感器，第一壓電薄膜軸傳感器垂直于公路，第二壓電薄膜軸傳感器與公路行駛方向成角度a＝60°，壓電薄膜軸傳感器將車輛軸重的力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；第二：將第一、第二壓電薄膜軸傳感器分別與信號(hào)采集卡相連接，使第一、第二壓電薄膜軸傳感器收到的電信號(hào)分別傳輸?shù)讲杉▋?nèi)；第三：使信號(hào)放大器與信號(hào)采集卡相連接，將采集卡采集的信號(hào)通過信號(hào)放大器放大；第四：將信號(hào)放大器與工控計(jì)算機(jī)相連接，使放大的信號(hào)傳輸?shù)焦た赜?jì)算機(jī)內(nèi)：第五：測(cè)速儀安裝在壓電薄膜軸傳感器前端的公路邊上，并將測(cè)速儀與工控計(jì)算機(jī)連接起來，從而可以測(cè)得車輛通過時(shí)的速度。

稱重系統(tǒng)采用面積積分法計(jì)算得到車輛的重量，并同時(shí)計(jì)算得到車輛的軸距、輪距以及車輛輪跡線在傳感器上的位置，通過車輛碾壓在傳感器上的具體位置，采用相對(duì)應(yīng)的傳感器橫向靈敏度對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正。

與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，本設(shè)計(jì)具有如下有益效果：

本系統(tǒng)通過安裝兩條壓電薄膜軸傳感器的可以得知更多的車輛信息，如車輛的軸距、輪距以及車輛通過傳感器時(shí)所在路面上的具體位置，取兩條傳感器測(cè)重的后的均值還可以減小測(cè)量誤差，提高了動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的精度?？勺R(shí)別車型分類，按照車型分類標(biāo)準(zhǔn)和超重管理規(guī)定，可以有效地判別該車輛是否超載，并可以通過車輛在路面上經(jīng)過的位置，判斷出路面不同位置的車流量，為后續(xù)分析打下基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是一種高速公路車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)示意圖。

圖2是壓電薄膜軸傳感器1信號(hào)

圖3是壓電薄膜軸傳感器2信號(hào)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本設(shè)計(jì)的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的一種實(shí)施例為：一種高速公路車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖，其中包括已鋪設(shè)完成的2條壓電薄膜軸傳感器、測(cè)速儀、信號(hào)線、信號(hào)采集卡、信號(hào)放大器、工控計(jì)算機(jī)。其中：

如附圖，

t1是車輛前輪壓過壓電薄膜軸傳感器1時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)，

t2是車輛后輪壓過壓電薄膜軸傳感器1時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)，

t3和t5分別是車輛前軸和后軸右輪壓過壓電薄膜軸傳感器2時(shí)的信號(hào)，

t4和t6分別是車輛前軸和后軸左輪壓過壓電薄膜軸傳感器2時(shí)的信號(hào)。

而通過測(cè)速儀測(cè)得車速v后，便可以計(jì)算出軸距、輪距以及車輛通過傳感器時(shí)所在路面上的具體位置，計(jì)算公式如下：

軸距l(xiāng)1＝v*(t2-t1)

輪距l(xiāng)2＝v*(t4-t3)*cota＝v*(t6-t5)*cota

右輪距公路下邊的距離s1＝v*(t3-t1)tana

左輪距公路下邊的距離s2＝v*(t4-t1)tana

從而得知車輛碾壓在傳感器上的具體位置

w＝c*a*v＝c*s

c為調(diào)整系數(shù)，s位曲線面積a與速度v的乘積

c＝m/s，根據(jù)實(shí)驗(yàn)已知的m和v計(jì)算出c

利用上面提供的車輛重量參數(shù)處理方法，對(duì)壓電薄膜軸傳感器中任何一條傳感器的信號(hào)進(jìn)行積分處理并與速度相乘后，就可獲得整個(gè)車輛的重量信息，再綜合輪距、輪軸距以及車輛在路中間的位置參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)稱重及利用傳感器橫向靈敏度對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高速公路車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，包括：第一：在公路上安裝第一壓電薄膜軸傳感器、第二壓電薄膜軸傳感器，第一壓電薄膜軸傳感器垂直于公路，第二壓電薄膜軸傳感器與公路行駛方向成角度a＝60°；第二：將第一、第二壓電薄膜軸傳感器分別與信號(hào)采集卡相連接；第三：使信號(hào)放大器與信號(hào)采集卡相連接；第四：將信號(hào)放大器與工控計(jì)算機(jī)相連接：第五：測(cè)速儀安裝在壓電薄膜軸傳感器前端的公路邊上，將測(cè)速儀與工控計(jì)算機(jī)連接起來。本系統(tǒng)具有設(shè)備簡(jiǎn)潔，測(cè)試精度高，不會(huì)對(duì)路面造成嚴(yán)重破壞，性能指標(biāo)符合要求的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以測(cè)得車輛的重量，還可以得知車輛的軸距、輪距以及車輛通過傳感器時(shí)所在路面上的具體位置。

技術(shù)研發(fā)人員：張鐵異;韋俊;張孟軍;楊俊夫;謝晉全;李欣;賈梓鑌;劉應(yīng)軍;畢偉;歷均宇;吳嚴(yán)嚴(yán);黃治偉;周樹文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.01.15
技術(shù)公布日：2017.07.25