专利名称：公路车辆计重收费、超限检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由秤台机构、称重传感器、红外光幕车辆分离器、轮胎识别传感器、电感线圈、线圈控制器、轮胎识别器、数据采集器、红外光幕控制器、工业控制计算机组成的，适用于公路车辆计重收费、超限动态检测的光机电一体的智能化动态轴重电子衡。
背景技术：
目前，国内外已有的公路车辆计重收费、超限动态检测装置，是由动态轴重电子衡、车辆分离机构、轴重判断机构组成。其中，动态轴重电子衡均采用一个秤台台面，由于秤台在行车方向的尺寸限制，车辆通过时采集的有效动态重量信息因车速、刹车、车辆装载情况等易造成秤台发生震动、冲击、晃动，导致测量精度难以提高，容易出现粗大误差，当检测范围靠近临界点时易造成误判。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种测量准确度高的公路车辆计重收费、超限检测装置。
为了实现上述目的，本实用新型是一种由秤台机构、称重传感器、红外光幕、车辆分离器、轮胎识别传感器、电感线圈、控制箱、工业控制计算机组成，所述的秤台机构由三只秤台沿行车方向串联组成，秤台的工作面处于同一平面，秤台沿行车方向的中心线呈一条直线，秤台之间在力学上相互独立，秤台之间紧密相连，控制箱与工业控制计算机相连，称重传感器设置在秤台的四角，并和工业控制箱相连。
秤台在行车方向的最大尺寸不应超过1.1米，在秤台的四角分别设有称重传感器，秤台之间的组装间隙应小于20mm。
所述的控制箱是由2路线圈控制器、轮胎识别器、数据采集器、红外光幕控制器组成，线圈控制器、轮胎识别器和红外光幕控制器连接在数据采集器上，数据采集器和工业控制计算机相连。
本实用新型采用了沿行车方向串联并组合成一体、秤台与秤台之间力学上相互独立的三秤台机构。当车辆依次通过三个秤台时，既避免了车辆两轮轴同上一个台面互相干扰的现象，又增加了有效的动态称重时间，称重采样量远大于单秤台，进而得到更准确的数据，三秤台机构的测量误差小于单秤台的1/4，从而减少了贸易纠纷。此外，三秤台机构的多传感器的设备冗余提高了系统的可靠性。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述图1是本实用新型的结构示意图图2是本实用新型的动态称重流程图图3是本实用新型的重量/时间曲线图图1中1.线圈 8.红外光幕分离器2.轮胎识别传感器9.红外光幕分离器3.秤台 10.数据采集器4.秤台 11.轮胎识别器5.秤台 12.线圈控制器6.线圈 13.工业控制计算机7.红外光幕分离器具体实施方式
参照图1在公路收费口附近沿行车方向依次设置电感线圈(1)、轮胎识别传感器(2)、秤台(3)、(4)、(5)、电感线圈(6)，在线圈(6)两侧对称设置一对红外光幕分离器(7)、(8)。
电感线圈(1)、(6)与线圈控制器(12)构成一个振荡器，当车辆驶近时，振荡器频率信号发生变化，线圈控制器(12)发出一个车辆存在信号，当车辆离开时，线圈控制器(12)发出一个车辆离开信号。线圈控制器(12)采用的型号为PD132。线圈(1)、(6)采用铜导线制成，尺寸为1000mm×500mm、4匝，埋入地下约50mm处。
轮胎识别传感器(2)采用压电元件及专用密封材料和绝缘聚氨酯装成长度为1600mm或1900mm的条状，本装置采用两条，型号为DN106。
秤台机构由秤台(3)、(4)、(5)沿行车方向的中心线串联组成，秤台(3)、(4)、(5)之间在力学上相互独立，秤台(3)、(4)、(5)的工作台面处于同一平面，秤台(3)、(4)、(5)之间的组装间隙应尽量小，最大不应超过20mm，秤台(3)、(4)、(5)应设置各自的限位机构，防止相互碰撞。秤台(3)、(4)、(5)主体结构由350mm工字型钢、槽型钢和16mm厚的钢板焊接成蜂窝状结构，保证有足够的强度和钢性，秤台(3)、(4)、(5)底面的四角设有称重传感器，支撑着秤台(3)、(4)、(5)，秤台(3)、(4)、(5)三个台面的尺寸可制成3600mm×800mm和4000mm×800mm两种。每个秤台采用四支称重传感器，可采用型号为YZC-3SH的10吨悬臂梁式电阻应变传感器。
红外光幕分离器(7)、(8)对称设置在电感线圈(6)两侧，当车辆通过时红外光被遮挡作为车辆通过与否的判断信号，可采用型号为MINI-ARRAY的红外光幕分离器。
数据采集器(10)负责对重量信号、线圈感应信息、轮胎识别信息、红外分辨信息的采集，对每支称重传感器分别采样，A/D转换器可采用CIRRUS LOGIC公司的24位 ∑-Δ A/D转换器，进行标度转换等预处理后，将车辆信息传送到工业控制计算机，可采用型号为DN108。数据输出接口为RS-422。
工业控制计算机是该实用新型的核心部分，将程序固化在固态盘内而无硬盘。对输入的重量数据、线圈感应、轮胎识别、红外分辨信息进行处理，得到车辆的轴重、总重、超限等信息并传送给收费管理系统。可采用型号为NuPRO-776，CPU Intel Petium III 850MHZ；支持电子盘DOM2000；内存256MB；超级I/O；两个16C550UART，兼容RS-232。
当车辆驶进公路车辆计重收费、超限动态检测装置时，第一步通过线圈(1)，线圈(1)和线圈控制器(12)构成的震荡器产生频率变化，经处理后发出车辆存在的信号。第二步车辆通过轮胎识别传感器(2)后将信号送入轮胎识别器(11)，识别每个车轴的轮胎数。第三步车辆依次通过秤台(3)、(4)、(5)，在秤台(3)、(4)、(5)的四个角附近各设有一只量程为10吨的悬臂梁式电阻应变传感器，将重量信号转变为电信号传送给数据采集器(10)，采集器(10)对12路信号分别进行A/D转换，进行标度变换等预处理后将信息转入工业控制计算机(13)。由于采用了三个力学上相对独立、在行车方向上紧密相连的秤台机构，当车辆通过时，既避免了车辆两轮轴同上一个台面互相干扰的现象，同时，三台面的有效称重时间成倍增加，通过计算机对三次测量的信息进行合成处理，见附图3。附图3中A曲线为一个车轴通过秤台(3)的重量/时间曲线，B曲线为同一个车轴通过秤台(4)的重量/时间曲线，C曲线为同一个车轴通过秤台(5)的重量/时间曲线，D曲线为一个车轴依次通过秤台(3)、(4)、(5)的重量/时间曲线及合成曲线。由于信息采集量远大于单秤台机构，测量误差仅为单秤台机构的1/4，另外，通过三秤台(3)、(4)、(5)机构的多传感器的设备冗余提高系统的可靠性。第四步当车辆同时通过线圈(6)和红外光幕分离器(7)、(8)后，线圈(1)和线圈控制器(12)构成的振荡器频率恢复正常，控制器(12)向系统发出车辆离开信号，结束该车检测。检测系统会自动启动对下一辆车的检测过程。当检测结束时计算机对重量进行判断(超重与否)，形成一次检测的完整数据。计算机软件是本装置的核心，流程图见附图2，计算机(13)迅速准确接收来自称重传感器、轮胎识别器(2)、红外光幕分离器(7)、(8)、红外光幕控制器(9)、线圈控制器(12)及数据采集器(10)的信息及数据，经计算机(13)处理后得到车辆的轴重、总重、车型、轴型、超限率、速度、加速度等信息。
权利要求1.一种公路车辆计重收费、超限检测装置，由秤台机构、称重传感器、红外光幕、车辆分离器、轮胎识别传感器、电感线圈、控制箱、工业控制计算机组成，其特征是所述的秤台机构由三只秤台(3)、(4)、(5)沿行车方向串联组成，秤台(3)、(4)、(5)的工作面处于同一平面，秤台(3)、(4)、(5)沿行车方向的中心线呈一条直线，秤台(3)、(4)、(5)之间在力学上相互独立，秤台(3)、(4)、(5)之间紧密相连，控制箱与工业控制计算机相连，称重传感器设置在秤台(3)、(4)、(5)的四角，并和工业控制箱相连。
2.根据权利要求1所述的公路车辆计重收费、超限检测装置，其特征是秤台(3)、(4)、(5)在行车方向的最大尺寸不应超过1.1米，在秤台(3)、(4)、(5)的四角分别设有称重传感器，秤台(3)、(4)、(5)之间的组装间隙应小于20mm。
3.根据权利要求1所述的公路车辆计重收费、超限检测装置，其特征是所述的控制箱是由2路线圈控制器(12)、轮胎识别器(11)、数据采集器(10)、红外光幕控制器(9)组成，线圈控制器(12)、轮胎识别器(11)和红外光幕控制器(9)连接在数据采集器(10)上，数据采集器(10)和工业控制计算机(13)相连。
专利摘要一种用于公路车辆计重收费、超限动态检测装置，由秤台机构、电感线圈及控制器、轮胎识别传感器和控制器、红外光幕分离器、12路称重数据及8路开关量采集器、工业控制计算机组成。本实用新型采用了沿行车方向串联并组合成一体、秤台与秤台之间力学上相互独立的三秤台机构。当车辆依次通过三个秤台时，既避免了车辆两轮轴同上一个台面互相干扰的现象，又增加了有效的动态称重时间，称重采样量远大于单秤台，进而得到更准确的数据，三秤台机构的测量误差小于单秤台的1/4，从而减少了贸易纠纷。此外，三秤台机构的多传感器的设备冗余提高了系统的可靠性。
文档编号G01G19/02GK2750298SQ20042005165
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月22日 优先权日2004年6月22日
发明者张曙光 申请人:张曙光