一種車輛動態稱重系統的製作方法

2023-09-21 17:54:20

專利名稱：一種車輛動態稱重系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及稱重領域，尤其涉及一種車輛動態稱重系統。
背景技術：
現有車輛動態稱重一般採用單排石英傳感器對車道進行覆蓋，由石英傳感器檢測通過其上的車輛各軸對路面的壓カ和速度，然後用嵌入式計算機計算出該車的各軸重量和整車總重量。其計算公式為
軸重量=車軸速度/傳感器寬度*壓電波形積分面積*校正係數 整車總重量=各軸重之和 由上面公式可知，當車輛非勻速或走"S"路線通過時，這樣會導致稱重結果出現偏差。因此單排石英傳感器不能解決車輛異常通過時造成的稱重偏差。且石英傳感器稱量結果受道路不平整和車輛振動的影響，稱重結果與實際整車重量也會出現偏差。要保證車輛從單排石英傳感器上通過時稱量的結果準確，對傳感器精度、安裝質量、道路平整度及車輛通過車速都提出較高要求，在實際工程中難度較大，極其不容易實現。

發明內容
本發明的目的是提供一種車輛動態稱重系統，解決現有單排石英稱重系統對異常情況不能很好處理，導致稱重結果不準確的缺點，提供一種車輛動態稱重系統，由四條石英傳感器平行交錯鋪設在計費車道上，能有效處理車輛通過傳感器路段時的異常情況，準確測量出車重。為了實現上述發明目的，本發明提供了一種車輛動態稱重系統，包括稱重傳感器、電荷放大器和控制器；稱重傳感器在車輪碾壓時產生的波形信號，經電荷放大器放大後傳輸到控制器，控制器根據波形信號計算車輛重量，所述稱重傳感器包括兩組石英傳感器組，每組石英傳感器組包括兩條石英壓電傳感器；
第一組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一後分別橫向設置在左半車道和右側車道；
第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組交錯設置，第二組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一後橫向設置在右側車道和左半車道；
車輛通過稱重傳感器時，控制器根據每組石英傳感器產生的波形信號分別計算出ー個車重值；並將計算出的各車重值求平均，得到最終車輛稱重值。其中，每組石英傳感器組內的兩條石英壓電傳感器之間的前後間距相同，範圍為500mm-1000mm;第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組之間的前後交錯距離為-200mm 200mm。優選的，每組石英傳感器組內的兩條石英壓電傳感器之間的前後間距為800mm ；第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組之間的前後交錯距離為100mm。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明採用兩組石英傳感器鋪設在車道上作為稱重傳感器，可有效減少由於路面不平與車輛振動引起的稱重偏差，且由於兩組石英傳感器組的平行交錯鋪設方式，可對異常情況進行有效處理，即使當車輛非勻速或走〃S〃通過傳感器鋪設路段，也能通過兩組石英傳感器的計算結果求平均值來修正偏差，使稱重結果更加準確。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖
圖I為本發明實施例中車摘動態稱重系統結構不意 圖2為本發明實施例車輛動態稱重系統中稱重傳感器的鋪設位置示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。參見圖I，為本發明實施例中車輛動態稱重系統結構示意圖，本發明車輛動態稱重系統，包括稱重傳感器I、電荷放大器2和控制器3，稱重傳感器I在車輪碾壓時產生的波形信號，經電荷放大器2放大後傳輸到控制器3，控制器3根據波形信號計算車輛重量。稱重傳感器I可鋪設在計重收費車道內，距收費亭18m到24m之間。參見圖2，為圖I中稱重傳感器I的鋪設位置示意圖，所述稱重傳感器I包括兩組石英傳感器組，每組石英傳感器組包括兩條石英壓電傳感器，每條石英壓電傳感器的長度可以為車道寬度值的2/5 — 3/5之間。如圖2中，Cl、C2、C3、C4分別表示一條石英壓電傳感器，其中Cl、C2為ー組石英傳感器組、C3、C4為一組。圖2中，LI取值範圍為-200mm 200mm (行車方向為正)，L2取值範圍為500mm 800mm, L3取值範圍為-200mm 200mm(行車方向為正)。第一組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一後分別橫向設置在左半車道和右側車道，如圖2中Cl、C2組合為第一組石英傳感器組，從車行方向看，石英壓電傳感器Cl橫向設置在左側車道，石英壓電傳感器C2橫向設置在右側車道，使得車輛通過該車道時，左輪壓在Cl上，右車輪壓在C2上。每組傳感器(Cl、C2 ;C3、C4)長度可以採取對稱或非対稱布設，如車道寬為3m，則可以選取Cl的長度值和C2的長度值均為I. 5m ;如車道寬為
3.25m，則可以選取Cl的長度值為I. 75m，而C2的長度值均為I. 5m。第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組交錯設置(如圖2，C1C2組與C3C4組交錯鋪設)第二組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一後橫向設置在右側車道和左半車道；如圖2中，石英壓電傳感器C3橫向設置在右側車道，石英壓電傳感器C4橫向設置在左側車道，使得車輛通過該車道時，左輪壓在C4上，右車輪壓在C3上。每組石英傳感器組內的兩條石英壓電傳感器之間的前後間距相同，範圍為500mm-1000mm,即圖2中Cl、C2之間的前後間距，及C3、C4之間的前後間距可以為500mm-1000mm,在本發明中優選為800mm。而第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組之間的前後交錯距離為-200 200mm (行車方向為正)，即C1、C3或C2、C4之間的前後間距為-200mm 200mm,本發明中優選為100mm。在本發明中，稱重傳感器按照圖2的方式鋪設好後，需要將每組石英傳感器組內的兩條石英壓電傳感器之間的前後間距值預先存儲到控制器中。車輛通過稱重傳感器鋪設路段時，石英壓電傳感器Cl、C2、C3、C4隻要有車輪碾壓就會產生相應的波形信號，以ー輛車通過稱重傳感器時的前輪為例左前輪會依次碾壓Cl和C4，右前輪會依次碾壓C3和C2，每個石英壓電傳感器均會產生ー個波形信號發送到控制器中。控制器根據每組石英傳感器產生的波形信號分別計算出ー個車重值，並將計算出的各車重值求平均，得到最終車輛稱重值。其中，控制器根據每組石英傳感器產生的波形信號分別計算出ー個車重值的具體過程，可結合圖2用下面例子說明，其中C1與C2的前後間距用Si來表示，C3與C4之間的前後間距用s2來表示。控制器接收到來自稱重傳感器的波形信號後，根據Cl發送來的波形和C2發送來的波形分析計算出車輛通過Si距離的時間tl，同時根據C3發送來的波形和C4發送來的波形分析計算出車輛通過s2距離的時間t2(由于波形信號裡面含有時間信息，因此通過波形信號分析某段距離車輛通過時間非常容易的)。然後用sl/ tl和s2/ t3分別計算ー個車軸速度，最後將計算出的兩個車軸速度代入下面公式分別計算ー個車重值
軸重量=車軸速度/傳感器寬度*壓電波形積分面積*校正係數 車重值=各軸重之和
其中，壓電波形積分面積根據石英壓電傳感器返回的波形計算，而校正係數為控制器中預置的，傳感器寬度根據實際情況測量後存儲在控制器中，通常石英壓電傳感器的寬度為70_，壓電波形積分面積的計算方式及上述計算公式為現有常用技術，在此不做過多贅述。
控制器最後將計算出的兩個車重值求平均，得到最終車輛稱重值，在車輛計費系 統中，控制器計算出最終車輛稱重值後，將該值傳送到收費計算器處，作為計費數據之一。由於本發明中稱重傳感器包括兩組石英傳感器組，傳感器數量的増加，可有效減少由於路面不平引或車輛振動起的稱重偏差，且由於兩組石英傳感器組的平行交錯鋪設方式，可對異常情況進行有效處理，即使當車輛非勻速或走"S"通過傳感器鋪設路段，也能通過兩組石英傳感器的計算結果求平均值來修正偏差，使稱重結果更加準確。本說明書中公開的所有特徵，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特徵和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特徵，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。即，除非特別敘述，每個特徵只是ー系列等效或類似特徵中的ー個例子而已。本發明並不局限於前述的具體實施方式
。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特徵或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求
1.一種車輛動態稱重系統,包括稱重傳感器、電荷放大器和控制器；稱重傳感器在車輪碾壓時產生的波形信號，經電荷放大器放大後傳輸到控制器，控制器根據波形信號計算車輛重量，其特徵在於，所述稱重傳感器包括兩組石英傳感器組，每組石英傳感器組包括兩條石英壓電傳感器； 第一組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一後分別橫向設置在左半車道和右側車道； 第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組交錯設置，第二組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一後橫向設置在右側車道和左半車道； 車輛通過稱重傳感器時，控制器根據每組石英傳感器產生的波形信號分別計算出一個車重值；並將計算出的各車重值求平均，得到最終車輛稱重值。
2.如權利要求I所述的系統，其特徵在於 每組石英傳感器組內的兩條石英壓電傳感器之間的前後間距相同，範圍為500mm-1000mm ； 第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組之間的前後交錯距離為-200mm 200_。
全文摘要
本發明公開了一種車輛動態稱重系統，包括稱重傳感器、電荷放大器和控制器；稱重傳感器包括兩組交錯鋪設的石英傳感器組，每組石英傳感器組包括兩條石英壓電傳感器；每組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，均一前一後分別橫向設置在左半車道和右側車道；車輛通過稱重傳感器時，控制器根據每組石英傳感器產生的波形信號分別計算出一個車重值；並將計算出的各車重值求平均，得到最終車輛稱重值，由於兩組石英傳感器組的平行交錯鋪設方式，可對異常情況進行有效處理，即使當車輛非勻速或走"S"通過傳感器鋪設路段，也能通過兩組石英傳感器的計算結果求平均值來修正偏差，使稱重結果更加準確。
文檔編號G01G19/03GK102661777SQ201210173010
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者呂奎, 胡平, 黃曉 申請人:四川興達明科機電工程有限公司