一種微波稱重傳感器及車輛的動態稱重方法

2023-09-14 15:05:30

一種微波稱重傳感器及車輛的動態稱重方法
【專利摘要】本發明公開了一種微波稱重傳感器及車輛的動態稱重方法，通過掃頻微波信號經過探針傳送給鋪設在監測區域內的諧振腔，諧振腔在車輛經過時發生形變，形變使得輸出的諧振頻率與輸入的諧振頻率不同，發生改變，由已知重量的車輛標定頻率變化與車輛重量之間的函數關係，檢測到行進車輛對微波稱重傳感器產生的頻率變化，根據函數關係即可得到對應的車輛重量。解決了現有稱重傳感器的測量精度不高，適用性局限導致的稱重結果不準確的技術問題。解決了現有動態稱重方法對車輛過衡速度的限制以及過衡設備只能對靜態或低速通過車輛進行負荷檢測的局限性的技術問題。
【專利說明】一種微波稱重傳感器及車輛的動態稱重方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於動態稱重領域，涉及一種稱重傳感器，具體涉及一種微波動態稱重傳 感器及車輛的動態稱重方法。

【背景技術】
[0002] 隨著公路運輸行業和商業貿易的不斷發展擴大，物流運輸量日益激增，車輛超限 超載、交通事故、道路養護、基礎設施安全及環境汙染等一系列問題隨之而來。因此，迅速有 效地遏制超載超限運輸已成為目前全國交通運輸管理工作中的重中之重。隨著超載問題的 日益突出，國際上交通管理部門對所運輸車輛的負荷載重管理要求越來越高，不僅要求計 量準確而且要求操作流程簡單、高效、迅速，由此引出的對於能夠滿足稱重精度、提高通行 效率、適用於動態交通預警的動態稱重技術越來越受到重視。
[0003] 目前在動態稱重領域採用的負載稱重技術還相對較為傳統，多數為靜態稱重方 式，並且適用範圍有限，主要在特定的工程車輛上得到應用，同時需要設置專用場地或稱重 站，測量效率低。且由於靜態稱重規模大，引人注目，超載車輛往往以繞道的方式躲避稱重 檢查，或採用"跳秤"的方式來幹擾正常的測量結果。雖然靜態稱重方法精度較高，但這種 檢測方式已明顯不適應公路交通運輸量日益膨脹的現狀，造成管理繁雜，人員勞動強度高， 車輛流速慢，易造成公路阻塞，影響了公路交通安全、保暢工作的順利進行。由於車輛在動 態運行過程中的載荷量受到多種因素的影響，如：車輛的速度及加速度、車輛輪胎、路面情 況與粗糙度、車輛類型等，所以車輛在動態下實現稱重較為困難。如何在上述因素影響下提 取有效的信息，從而得到車輛在整個行駛過程中各種狀態下採集信號的區別與關聯，以及 得到適用的數據模型，本領域科研人員長期致力於這些問題的解決。


【發明內容】

[0004] 針對現有技術存在的不足，本發明的一個目的在於提供一種微波稱重傳感器，解 決現有稱重傳感器的測量精度不高，適用性局限導致的稱重結果不準確的技術問題。
[0005] 本發明的另一個目的是提供一種車輛的動態稱重方法，解決了現有動態稱重方法 對車輛過衡速度的限制以及過衡設備只能對靜態或低速通過車輛進行負荷檢測的局限性 的技術問題。
[0006] 為了解決上述問題，本發明採用如下技術方案予以實現：
[0007] -種微波稱重傳感器，包括兩部分，一部分是一個封閉的圓柱形腔諧振腔，另一部 分是用於激勵諧振腔中電磁場的探針，作為磁偶極子激勵的探針沿諧振腔的徑向放置，探 針伸入諧振腔的腔體但不穿過諧振腔從而激勵諧振腔內的電磁場；探針用於輸入一個掃頻 微波信號，諧振腔受力擠壓變形，能夠改變諧振腔中掃頻微波信號的頻率，根據諧振腔受力 擠壓變形前後的頻率差與諧振腔受力大小的對應關係實現微波稱重。
[0008] 本發明還具有如下技術特徵：
[0009] 所述的諧振腔直徑為1cm?2cm，諧振腔長度滿足至少一個待測車道的寬度，優選 L 5m ?2m〇
[0010] 所述的諧振腔採用鈹銅作為腔壁材料。
[0011] 所述的探針採用內徑為1. 52mm、外徑為3. 5mm的同軸線作為探針。
[0012] 所述的掃頻微波信號的頻率範圍為6GHz?11GHz。
[0013] 一種基於如上所述的微波稱重傳感器的車輛的動態稱重方法，快速掃頻系統為探 針提供一個掃頻微波信號，快速掃頻系統與CPU的輸出端相連，信號輸出系統中的環形器 採集諧振腔中的頻率，信號輸出系統（1-4)與CPU的輸入端相連，所述的CPU上還連接有前 置地感線圈和後置地感線圈，用於確定車輛駛入監測區域和駛出監測區域；所述的CPU上 還連接有車輛分離器和輪胎識別器，車輛分離器用於分離車輛，輪胎識別器用於確定分離 開的車輛的類型，具體方法按照以下步驟進行：
[0014] 步驟一，在整個動態稱重的監測區域，首先在路面上鋪設前置地感線圈用來檢測 車輛是否進入檢測區域，緊接車輛通過鋪設的車輛分離器，將車輛分離開；分離開的車輛通 過鋪設在路面上的輪胎識別器，輪胎識別器採集車輛的輪胎信息，確定車輛類型；微波稱重 傳感器以內嵌形式埋於路面內水平放置，沿著車輛行進方向鋪設微波稱重傳感器，微波稱 重傳感器動態檢測車輛重量；微波稱重傳感器安裝於監測區域的路面時，諧振腔X軸方向 與車輛行進方向相同，諧振腔y軸方向與路面垂直，諧振腔z軸方向與車輛行駛方向垂直； 最後在路面上鋪設後置地感線圈用來檢測車輛是否駛出檢測區域；
[0015] 步驟二，CPU控制快速掃頻系統產生掃頻微波信號，經過探針傳送給鋪設在監測 區域內的諧振腔，諧振腔在車輛經過時發生形變，形變使得輸出的諧振頻率與輸入的諧振 頻率不同，發生改變，輸出的諧振頻率通過信號輸出系統的環形器傳輸給功率監測器，經放 大器放大，放大後的信號傳送至CPU，通過對比車輛經過微波稱重傳感器的輸入諧振頻率信 號和輸出諧振頻率信號的變化，由已知重量的車輛標定頻率變化與車輛重量之間的函數關 系，檢測到行進車輛對微波稱重傳感器產生的頻率變化，根據函數關係即可得到對應的車 輛重量。
[0016] 所示的微波稱重傳感器為三個，之間的間隔為16.5m。
[0017] 本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：
[0018] 本發明將微波傳感技術用於動態稱重領域這一設計思想，提出了一種對車輛過衡 速度無須限制的動態稱重系統設計方案；克服了以往過衡設備只能對靜態或低速通過車輛 進行負荷檢測的局限性；利用微波信號作為測量參數，並採用低次主模激勵諧振腔，在獲得 高測量精度的同時，最大程度地簡化了傳感器的結構和尺寸，以適應實際安裝環境，同時有 效降低了傳感器成本，利於應用推廣；所設計諧振腔選用強度與靈敏度兼具的金屬材料，堅 固耐用，保證了傳感器在惡劣環境中的較長使用壽命；同時傳感器基於電磁原理，工作性能 穩定，易校準；此外封閉腔體設計可有效屏蔽測量環境中的電子噪聲，使傳感器具有良好的 抗噪、抗電磁幹擾性能，這一特點對於環境嘈雜、車輛引擎噪聲頻譜較寬的交通檢測領域等 應用尤為重要。
[0019] 本發明提供一種基於微波傳感技術的車輛動態稱重方法，該微波傳感技術的車輛 動態稱重系統（附圖1為系統圖）包括微波稱重傳感器、車輛分離器、輪胎識別器、地感線 圈和控制櫃。稱重傳感器主要完成車軸的稱重、速度檢測、軸型判斷等工作；車輛分離器用 來進行車輛的分離及提供開始、結束等信號；輪胎識別器主要用來檢測通過車輛每軸的輪 胎數；地感線圈主要用來完成測速、倒車等檢測，並與紅外分離器一起對非車輛以外的物體 或人通過時的判斷，減少出錯；控制櫃處理動態稱重傳感器和線圈送來的信息，經過分析和 處理得到車輛的負荷信息。本發明方法可用於檢測靜態及動態壓力，精確度高，抗電磁幹擾 能力強，成本低，適合於強度較高的道路交通使用環境，維護成本低，適用於多種道路監測 保護以及其它基礎設施的監測、維護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1和圖2是諧振腔和探針結構示意圖，圖1是立體圖，圖2是z軸方向視圖。
[0021] 圖3是快速掃描系統和信號輸出系統示意圖。
[0022] 圖4是輸入微波稱重傳感器探針的的掃頻微波信號。
[0023] 圖5是傳感器鋪設相對位置示意圖。
[0024] 圖6是傳感器連接關係示意圖。
[0025] 圖7是動態稱重系統的工作流程圖。
[0026] 圖8是車重與諧振頻率之間的關係曲線。
[0027] 圖9是諧振頻率與回波損耗的關係曲線，即動態傳感器在不同負載條件下，S11值 與諧振頻率間的相互關係。
[0028] 圖10是諧振頻率與諧振腔中Q值線性關係圖。
[0029] 圖11是微擾尺寸、z方向長度與頻移關係曲線。
[0030] 圖12是微波稱重傳感器金屬管的一致性測試結果。
[0031] 圖13是微波稱重傳感器金屬管不同位置一致性測試的誤差曲線。
[0032] 圖中各個標號的含義為：1-微波稱重傳感器，2-前置地感線圈，3-後置地感線圈， 4-CPU，5-車輛分離器，6-輪胎識別器；（1-1)-諧振腔，（1-2)-探針，（1-3)-快速掃頻系統， (1-4)-信號輸出系統。
[0033] 以下結合附圖對本發明的具體內容作進一步詳細解釋說明。

【具體實施方式】
[0034] 以下給出本發明的具體實施例，需要說明的是本發明並不局限於以下具體實施 例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發明的保護範圍。
[0035] 需要說明的是，如圖1所示，本發明中諧振腔1-1的X軸表示諧振腔1-1的徑向一 個方向，y軸表示諧振腔1-1的徑向方向與X軸垂直的方向，Z軸表示諧振腔1-1軸向的方 向，其中探針1-2的方向為y軸的方向。
[0036] 需要說明的是，本發明所述的快速掃頻系統1-3為本領域中能產生如圖4所示的 掃頻微波信號的系統，具體如圖3所示，所述的信號輸出系統1-4包括安裝在諧振腔1-1上 的環形器，環形器依次與功率檢測器和放大器相連。
[0037] 本發明的微波稱重傳感器是基於模型諧振腔電磁場微擾理論製造的。其結構圖如 附圖1所示，它由兩部分組成，一部分是兩端利用金屬板短路的圓柱腔，另一部分是用於激 勵諧振腔中電磁場的探針。探針沿y軸方向放置，傳感器實際安裝於路面時，圓柱腔沿z軸 方向水平放置，橫向埋於路面內，諧振腔1-1直徑2a為lcm?2cm，a為半徑；諧振腔1-1長 度d滿足至少一個待測車道的寬度，優選1. 5m?2m。當待測車輛駛過時，埋於路面內的傳 感器方向將與車輛行駛方向相垂直。當車輛經過該傳感器時，車輛重量將使得圓柱諧振腔 結構產生形變，從而引起腔體諧振頻率根據不同負載而產生的線性變化。
[0038] 測量精度：本發明微波稱重傳感器的結構採用微波信號進行測量，意味著其測量 精度可高達微波信號頻率解析度的精度標準。與其它各類測量參數信號相比，頻率信號可 具有極高的解析度。因此，該發明提出的微波壓力傳感器相對於其它基於檢測電阻變化的 傳感器（例如彎板式或秤臺式測壓傳感器）在測量精度上具有較大的優勢。
[0039] 測量準確性：根據諧振腔基本理論，諧振腔在其諧振頻率上的測量精度與諧振腔 的品質因數Q。值相關，Q。值越高，腔體諧振時的測量越準確。本申請所設計的微波動態稱 重傳感器工作於其諧振頻率，為達到較高的測量準確性，應儘量選取較高的Q。，而Q。值隨著 諧振頻率的增大而增大，Q。值與諧振頻率的線性關係如圖10所示，因此，諧振頻率越高，可 以得到越高的Q。值，從而測量的結果會越精確。
[0040] 實施例1 :
[0041] 遵從上述技術方案，如圖1至圖4所示，本實施例給出了一種微波稱重傳感器，包 括兩部分，一部分是兩端利用金屬板短路的圓柱形腔諧振腔1-1，即封閉的圓柱形腔諧振腔 1-1，另一部分是用於激勵諧振腔1-1中電磁場的探針1-2,作為磁偶極子激勵的探針1-2沿 諧振腔1-1的徑向放置，探針1-2伸入諧振腔1-1的腔體但不穿過諧振腔1-1從而激勵諧 振腔1-1內的電磁場；探針1-2用於輸入一個掃頻微波信號，諧振腔1-1受力擠壓變形，能 夠改變諧振腔1-1中掃頻微波信號的頻率，根據諧振腔1-1受力擠壓變形前後的頻率差與 諧振腔1-1受力大小的對應關係實現微波稱重。
[0042] 諧振腔1-1採用鈹銅作為腔壁材料。鈹銅為主要合金元素的銅合金，又稱為鈹青 銅，它是銅合金中性能最好的高級有彈性材料，有很高的強度、彈性、硬度、疲勞強度，彈性 滯後小、耐蝕、耐磨、耐寒、高導電、無磁性、衝擊不產生火花等一系列優良的物理、化學和力 學性能。鈹銅管越細，相同情況下的形變越小，精度則越高。微波稱重傳感器的一般稱重精 度能控制在5 %以內，高速稱重的精度在5 %?7 %，在客戶可接受範圍內。
[0043] 諧振腔1-1選擇諧振主模TEm作為工作模式，TEm模式是圓柱諧振腔1-1的基 模。
[0044] 探針1-2採用內徑為1. 52mm、外徑為3. 5mm的同軸線作為探針。
[0045] 不論輸入什麼類型的電磁波，只要能夠在空腔中形成穩定振蕩，都會以模式的形 式存在。本申請中所提到的由掃頻系統生成的周期掃頻微波信號輸入到諧振腔形成激勵。 本實施例中所述的微波是頻率在6?11GHZ，形狀就是我們圖4中所示的周期掃頻微波信 號，其中周期掃頻微波信號的產生是經過掃頻系統得到的。
[0046] 圖3中的晶振產生的是一定頻率的方波信號，經過掃頻系統的電路形成圖4中的 掃頻微波信號，但是頻率不會改變。所以說初始信號是方波，輸入微波傳感器的是周期掃頻 微波信號。
[0047] 實施例2 :
[0048] 本實施例的動態稱重過程中還增加一些其他傳感器，將其組成一個車輛動態稱重 系統來對監測區域內的車輛進行動態稱重。
[0049] -種基於上所述的微波稱重傳感器的車輛的動態稱重方法，快速掃頻系統1-3為 探針1-2提供一個掃頻微波信號，快速掃頻系統1-3與CPU 4的輸出端相連，信號輸出系統 1-4中的環形器採集諧振腔1-1中的頻率，信號輸出系統1-4與CPU 4的輸入端相連，所述 的CPU 4上還連接有前置地感線圈2和後置地感線圈3,用於確定車輛駛入監測區域和駛出 監測區域；所述的CPU 4上還連接有車輛分離器5和輪胎識別器6,車輛分離器5用於分離 車輛，輪胎識別器6用於確定分離開的車輛的類型，具體方法按照以下步驟進行：
[0050] 步驟一，稱重路面為三層結構：從上到下第一層是水泥混凝土路面約為350mm，第 二層為熱浙青粘合斷路層約為100mm，第三層為石灰路基約為250mm。為了實現傳感器對行 駛過程中的動態車輛進行負荷檢測，傳感器以內嵌形式埋於路面內水平放置，，在整個動態 稱重系統的區域，首先在路面上鋪設前置地感線圈用來檢測車輛是否進入檢測區域，緊接 車輛通過鋪設的車輛分離器，將車輛分離開；分離開的車輛通過鋪設的輪胎識別器，輪胎識 別器採集車輛的輪胎信息，確定車輛類型；緊接著車輛通過步水平鋪設的三個微波稱重傳 感器，微波稱重傳感器採集到的數據通過集線器將模擬線號傳送至AD模塊，轉化後的數字 信息送至控制櫃中的CPU ;最後車輛通過後置地感線圈，從而完成地感線圈對車輛行駛軌 跡的檢測。以上採集到的信息通過串行總線傳送至控制櫃中的CPU，CPU再進行相應的數據 處理，從而得到精確的稱重信息。
[0051] 微波稱重傳感器安裝於監測區域的路面時，微波稱重傳感器水平放置，諧振腔X 軸方向與車輛行進方向相同，諧振腔y軸方向與路面垂直，諧振腔z軸方向與車輛行駛方向 垂直，沿著車輛行進方向水平放置三根微波稱重傳感器，因為根據公路相關規定，允許行使 的半掛的車身的最大長度為16. 5m，三根微波稱重傳感器之間均以16. 5m隔開，可以在車輛 高速、低速通過以及靜止時對其速度進行自動識別。
[0052] 步驟二，CPU控制快速掃頻系統產生掃頻微波信號，經過探針傳送給鋪設在監測 區域內的諧振腔，諧振腔在車輛經過時發生形變，形變使得輸出的諧振頻率與輸入的諧振 頻率不同，發生改變，輸出的諧振頻率通過信號輸出系統的環形器傳輸給功率監測器，經放 大器放大，放大後的信號傳送至CPU，通過對比車輛經過微波稱重傳感器的輸入諧振頻率信 號和輸出諧振頻率信號的變化，由已知重量的車輛標定頻率變化與車輛重量之間的函數關 系，檢測到行進車輛對微波稱重傳感器產生的頻率變化，根據函數關係即可得到對應的車 輛重量。
[0053] 仿真實施例：
[0054] 本申請的技術方案前期研究工作中，利用本申請研發的基於微波諧振腔原理方法 的仿真算法對所設計動態稱重傳感器進行了仿真實驗。具體的仿真實驗過程步驟：
[0055] 仿真實驗採用美國Ansoft公司開發的HFSS電磁仿真軟體，該軟體採用有限元法。 其性能分析和後處理功能可用於分析諧振頻率及品質因數，本發明中微波諧振腔是微波稱 重傳感器的重要組成，而微波諧振腔的主要參數有兩個：諧振頻率或諧振波長和品質因數。 因此我們採用HFSS電磁仿真軟體來做相關的電磁仿真。
[0056] 具體的仿真過程如下：
[0057] (1)HFSS設計環境概述。
[0058] 對圓柱諧振腔進行建模，採用有限導體邊界，設置最小求解頻率為6GHz，本徵模求 解，無需外界激勵，從而得到諧振頻率、品質因數Q。和場分布圖。
[0059] ⑵結果分析。
[0060] 觀察諧振頻率及品質因數Q。。由於仿真的條件限制，這裡的仿真實驗中採用半徑 的微小變化來模擬諧振腔的體積變化。通過大量的結果分析可知隨著體積的減小諧振頻率 會增大的結論，體積變化與諧振頻率變化量之間存在對應關係。
[0061] 本實施例中使用所設計的動態稱重傳感器為1?2cm直徑和1. 5?2m長的圓柱 形腔體結構。
[0062] 所得到的仿真結果顯示，諧振頻移和體積變化（或重量變化）存在著單調相關性。 實驗結果如圖8顯示，實線為實際測量的結果，虛線是其擬合曲線，可以發現腔體所受壓力 與諧振頻率值呈線性關係，重量越大，諧振頻率越大，與試驗得到的結論微擾越大，諧振頻 率越大一致。
[0063] 為了確定諧振腔的諧振頻率，需要測量S11參數值（S11為諧振腔的信號反射參 數）。圖9中所顯示的是動態傳感器在不同負載條件下，S11值與諧振頻率間的相互關係。
[0064] 圖11是該傳感器在不同壓力形變下所測得的諧振頻率圖。可以看出在諧振腔在 同一壓力形變的微擾尺寸情況下，隨著諧振腔長度的變化諧振頻率基本穩定不變。而不同 的壓力形變微擾尺寸對頻率偏移的影響非常明顯，微擾尺寸越大，頻移越大。該特性證明傳 感器可穩定工作於其諧振頻率，從而達到測量精確的目的。
[0065] 以上的研究工作充分表明本項目中所提出的這種基於微波諧振腔擾動原理的壓 力傳感器設計思路合理可行，仿真結果與實測結果有較好的吻合，驗證了將這種微波壓力 傳感器應用於動態稱重系統的可行性和有效性。
[0066] 由大量的仿真結果可以知道，隨著微波諧振腔尺寸的變化腔體的諧振頻率發生變 化。大量實驗驗證得到：當腔體體積微變時，兩種基模TM010和TE111諧振頻率呈線性變 化，從而可以由諧振頻率對應得到體積變化的量，由實驗得到的數學模型式I可以得到對 應的壓力，從而可以得出車重。大量實驗得到的數學模型如式I所示，其中F代表測量車輛 的車重，K是Λ f = 0 (即諧振頻率變化量為零）時對應的車重，α是實驗測量得到的F和 Af擬合出來直線的斜率，因為各種類型車輛的對應關係不一樣，其中Κ和α多種不同的組 合。圖12是在實驗室測量下得到微波稱重傳感器所用金屬管的一致性檢測結果，可以看出 不同位置的測試都符合線性；圖13是管子不同位置的一致性測試的誤差範圍，可以看出誤 差在±3%範圍內，能很好的滿足測量需要的線性和一致性。
[0067] F = Κ+ α Δ f (式 I )
[0068] 其中：Δ f表示頻率變化量。
[0069] 採用三類的車輛為例進行測量，分別是微型轎車、中級轎車和微型客車。測量結果 如下表1，從表1可以看出測量結果對應式I的擬合曲線的參數；磅秤稱重結果與標準重量 相比較，其誤差為±3%，而本發明的微波稱重傳感器稱重結果誤差為±4%。可知，採用微 波稱重傳感器的動態稱重結果誤差較小，與靜態的磅秤稱重結果基本持平，稱重結果滿足 稱重精度要求。
[0070]

【權利要求】
1. 一種微波稱重傳感器，其特徵在於：包括兩部分，一部分是一個封閉的的圓柱形腔 諧振腔（1-1)，另一部分是用於激勵諧振腔（1-1)中電磁場的探針（1-2)，作為磁偶極子激 勵的探針（1-2)沿諧振腔（1-1)的徑向放置，探針（1-2)伸入諧振腔（1-1)的腔體但不穿 過諧振腔（1-1)從而激勵諧振腔（1-1)內的電磁場；探針（1-2)用於輸入一個掃頻微波信 號，諧振腔（1-1)受力擠壓變形，能夠改變諧振腔（1-1)中掃頻微波信號的頻率，根據諧振 腔（1-1)受力擠壓變形前後的頻率差與諧振腔（1-1)受力大小的對應關係實現微波稱重。
2. 如權利要求1所述的微波稱重傳感器，其特徵在於：所述的諧振腔（1-1)直徑為 lcm?2cm，諧振腔（1-1)長度滿足至少一個待測車道的寬度。
3. 如權利要求2所述的微波稱重傳感器，其特徵在於：所述的諧振腔（1-1)長度為 L 5m ?2m〇
4. 如權利要求1所述的微波稱重傳感器，其特徵在於：所述的諧振腔（1-1)採用鈹銅 作為腔壁材料。
5. 如權利要求1所述的微波稱重傳感器，其特徵在於：所述的探針（1-2)採用內徑為 1. 52mm、外徑為3. 5mm的同軸線作為探針。
6. 如權利要求1所述的微波稱重傳感器，其特徵在於：所述的掃頻微波信號的頻率範 圍為 6GHz ?11GHz。
7. -種基於如權利要求1所述的微波稱重傳感器的車輛的動態稱重方法，其特徵在 於：快速掃頻系統（1 - 3)為探針（1 - 2)提供一個掃頻微波信號，快速掃頻系統（1 - 3)與 CPU(4)的輸出端相連，信號輸出系統（1 -4)中的環形器採集諧振腔（1 -1)中的頻率，信號 輸出系統（1 -4)與CPU(4)的輸入端相連，所述的CPU(4)上還連接有前置地感線圈⑵和 後置地感線圈（3)，用於確定車輛駛入監測區域和駛出監測區域；所述的CPU(4)上還連接 有車輛分離器（5)和輪胎識別器（6)，車輛分離器（5)用於分離車輛，輪胎識別器（6)用於 確定分離開的車輛的類型，具體方法按照以下步驟進行： 步驟一，在整個動態稱重的監測區域，首先在路面上鋪設前置地感線圈（2)用來檢測 車輛是否進入檢測區域，緊接車輛通過鋪設的車輛分離器（5)，將車輛分離開；分離開的車 輛通過鋪設在路面上的輪胎識別器￠)，輪胎識別器（6)採集車輛的輪胎信息，確定車輛類 型；微波稱重傳感器（1)以內嵌形式埋於路面內水平放置，沿著車輛行進方向鋪設微波稱 重傳感器（1)，微波稱重傳感器（1)動態檢測車輛重量；微波稱重傳感器（1)安裝於監測區 域的路面時，諧振腔（1 -1)χ軸方向與車輛行進方向相同，諧振腔（1 -l)y軸方向與路面垂 直，諧振腔（1 -l)z軸方向與車輛行駛方向垂直；最後在路面上鋪設後置地感線圈（3)用來 檢測車輛是否駛出檢測區域； 步驟二，CPU(4)控制快速掃頻系統（1 -3)產生掃頻微波信號，經過探針（1 -2)傳送給 鋪設在監測區域內的諧振腔（1 - 2)，諧振腔（1 - 2)在車輛經過時發生形變，形變使得輸出 的諧振頻率與輸入的諧振頻率不同，發生改變，輸出的諧振頻率通過信號輸出系統（1 -4) 的環形器傳輸給功率監測器，經放大器放大，放大後的信號傳送至CPU(4)，通過對比車輛經 過微波稱重傳感器（1)的輸入諧振頻率信號和輸出諧振頻率信號的變化，由已知重量的車 輛標定頻率變化與車輛重量之間的函數關係，檢測到行進車輛對微波稱重傳感器（1)產生 的頻率變化，根據函數關係即可得到對應的車輛重量。
8. 如權利要求7所述的動態稱重方法，其特徵在於：所述的微波稱重傳感器（1)為三 個，之間的間隔為16. 5m。
【文檔編號】G01G19/03GK104266734SQ201410461201
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】郭晨, 靳釗, 賀之莉, 秦鴻瑜, 劉策, 宋煥生 申請人:長安大學