一种光电动态称重系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种光电动态称重系统及其方法，涉及机械加工制造以及光学测量领域。该方法是将整个称重系统埋入道路下方，使系统处于封闭无光的状态。系统上板与路面平齐，车辆经过时，上板受压会向下移动。上板下表面中间位置固定一块挡板，挡板中间留有狭缝。上板受压时，挡板会随着上板一起向下移动，这样透过挡板狭缝的光就会发生变化，以此可以测量挡板向下移动的距离。信号接收单元是线阵CCD传感器。线阵CCD传感器同时与计算机相连接，由计算机来处理测量所得的数据。本发明克服了传统称重方法测量精度不够，适用速度范围小等缺点，缓减了高速公路的拥堵问题，提高了测量效率。
【专利说明】一种光电动态称重系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种称重系统，尤其涉及一种光电动态称重系统，涉及机械加工制造以及光学测量领域。
【背景技术】
[0002]由于超载现象越来越普遍，道路、桥梁等设施也遭到严重的破坏。为了抑制超载，减少对道路设施的损害，国内外先后开始对车辆超载检测技术进行研宄，到20世纪90年代基本形成了成熟的产品，称重技术也有静态整车测量发展到动态轴重测量，这就是动态称重技术。现有的称重系统存在的问题，主要表现在测量精度不够，适用速度范围小。在提高动态称重系统的精度的前提下，提高车辆的通过速度仍然是一个没有解决的问题。
【发明内容】
[0003]为了克服上述缺陷，本发明的目的在于描述一种光电动态称重系统及其称重方法，解决现有动态称重精度不够高、适用速度范围小的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种光电动态称重系统，它包括弹簧、挡片、上板、灯盒、发光二极管阵列、线阵(:0)传感器、计算机。系统整体埋入道路下方，处于闭合无光的环境中，灯盒与线阵冗0传感器固定在地基的竖直面上，并保持在同一水平线；弹簧一端与上板相连，另一侧固定在地基上表面。上板由弹簧支撑起来，与地基的上表面平齐，另外一侧中间位置焊接挡片。挡片放置于灯盒与￠^0传感器中间，一端与上板相连，另一端延伸到灯盒底部的水平位置下方，挡片上有一条竖直狭缝，其长度与灯盒狭缝长度相等，由狭缝控制穿过挡片被线阵冗0传感器接收的光的数量。所述线阵传感器(7)同时与计算机(8)相连接，由计算机(8)来处理测量所得的光量数据，通过光度测量方法计算出挡片(3)的移动距离，进而计算出车辆的重量。
[0006]可选地，地基为道路地基，形状为台阶式结构。
[0007]可选地，发光二极管阵列由波长550=0的发光二极管排列而成，通过调节发光二极管的电流可以获得不同的发光亮度。
[0008]可选地，线阵传感器由一系列线性排列的像元构成，像元方向与灯盒狭缝方向相一致，通过像元来接收灯盒发出的光。
[0009]可选地，挡片为铁片。
[0010]可选地，上板由四个弹簧支撑。
[0011]可选地，挡片与上板焊接固定。
[0012]本发明还提供采用上述光电动态称重系统进行称重的方法，由以下步骤组成:
[0013]车辆经过所述光电动态称重系统上方时，上板受压向下移动，挡片也会跟着向下移动，进而通过狭缝被线阵冗0传感器接收的光发生改变，最后借助计算机数据处理软件分析测量数据，达到动态测量的目的。压倒上板的车辆重量使得挡片向下移动，挡片的向下移动位置决定穿过挡片的光的数量，从而由线阵￠:0)传感器接收到灯盒发出的光能够计算出压到上板的物体重量，达到动态测量的目的。
[0014]本发明的有益效果为:
[0015]此方法是利用光电动态称重系统，对行驶车辆的重量进行动态测量，利用狭缝原理将发光二极管的光线变换为水平方向的光，再利用传感器接收穿过挡片狭缝的光，最后通过计算机处理得到的数据，达到测量的目的。利用本发明的光电动态称重系统及方法测量车辆重量，克服了传统称重方法测量精度不够，适用速度范围小等缺点，缓减了高速公路的拥堵问题，提高了测量效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和具体实例对本发明进行详细描述。
[0017]图1为本发明的光电动态称重系统的结构图。
[0018]图2为灯盒外观图。
[0019]图3为挡片结构图。
[0020]图中所示标记如下:地基1 ；弹簧2 ；挡片3 ；上板4 ；灯盒5 ；发光二极管阵列6 ；线阵传感器7 ；计算机8。
【具体实施方式】
[0021]图1示出了一种光电动态称重系统，包括弹簧2、挡片3、上板4、灯盒5、发光二极管阵列6、线阵(:0)传感器7、计算机8。该光电动态称重系统整体埋入道路下方，处于闭合无光的环境中。灯盒5与线阵冗0传感器7固定在地基1的竖直面上，并保持在同一水平线，灯盒5的外观见图2所示。弹簧2 —端与上板4相连，另一侧固定在地基上表面，并左右对称分布。上板4由四个弹簧2支撑起来，与地基1的上表面平齐，另外一侧中间位置固定挡片3，挡片3结构如图3所示。灯盒5正面有一条竖直狭缝，将发光二极管阵列6发出的杂散光变为线偏振光。挡片3放置于灯盒5与冗0传感器7中间，一端与上板相连，另一端在灯盒底部的水平位置下方，挡片3上有一条竖直狭缝，其长度与灯盒5的狭缝长度相等，狭缝控制穿过挡片3被线阵(:0)传感器7接收的光的数量。线阵冗0传感器7同时与计算机8相连接，由计算机8来处理测量所得的光量数据，通过光度测量方法计算出挡片3的移动距离，进而计算出车辆的重量。地基1为道路地基，形状为台阶式结构。发光二极管阵列6由波长550=0的发光二极管排列而成，通过调节发光二极管的电流可以获得不同的发光亮度。线阵传感器7由一系列线性排列的像元构成，像元方向与灯盒狭缝方向相一致，通过像元来接收灯盒发出的光。挡片3为铁片。挡片3与上板4焊接固定。
[0022]使用该光电动态称重系统的称重方法，由以下步骤完成:
[0023]通过挡片3的向下移动位置，就可以决定穿过挡片3的光的数量，由线阵传感器7接收到灯盒5发出的光，能得到压到上板4的物体重量，最后借助计算机8数据处理软件分析测量数据，达到动态测量的目的。
[0024]综上所述，本发明的光电动态称重系统可克服传统称重方法测量精度不够，适用速度范围小等缺点，可应用于高速公路上的车辆称重。
【权利要求】
1.一种光电动态称重系统，其特征在于:包括弹簧(2)、挡片(3)、上板(4)、灯盒(5)、发光二极管阵列(6)、线阵CCD传感器(7)、计算机(8)，所述光电动态称重系统整体埋入道路下方，处于闭合无光的环境中；所述灯盒(5)与线阵CCD传感器(7)固定在地基(I)的竖直面上，并保持在同一水平线；所述弹簧(2) —端与上板(4)相连，另一侧固定在地基(I)上表面，并左右对称分布；所述上板(4)由弹簧(2)支撑起来，与地基(I)的上表面平齐，另外一侧中间位置固定挡片(3);所述灯盒(5)正面有一条竖直狭缝；所述挡片(3)放置于灯盒(5)与CCD传感器(7)中间，一端与上板相连，另一端在灯盒(5)底部的水平位置下方，挡片(3)上有一条竖直狭缝，其长度与灯盒(5)的狭缝长度相等；所述线阵CCD传感器(7)同时与计算机(8)相连接，由计算机(8)来处理测量所得的光数量数据。
2.根据权利要求1所述的光电动态称重系统，其特征在于:地基(I)形状为台阶式结构。
3.根据权利要求1所述的光电动态称重系统，其特征在于，所述发光二极管阵列(6)由波长550nm的发光二极管排列而成。
4.根据权利要求1所述的光电动态称重系统，其特征在于，所述线阵CCD传感器(7)由一系列线性排列的像元构成，像元方向与灯盒(5)狭缝方向相一致。
5.根据权利要求1所述的光电动态称重系统，其特征在于，所述挡片(3)为铁片。
6.根据权利要求1所述的光电动态称重系统，其特征在于，所述上板(4)由四个弹簧(2)支撑。
7.根据权利要求1所述的光电动态称重系统，其特征在于，所述挡片(3)与上板(4)焊接固定。
8.根据权利要求1-7任一所述的光电动态称重系统进行测量的方法，其特征在于，车辆经过所述光电动态称重系统上方时，上板(4)受压向下移动，挡片(3)也跟着向下移动，进而通过狭缝被线阵CXD传感器(7)接收的光发生改变，借助计算机(8)数据处理软件分析线阵CCD传感器(7)所测得的光数量的测量数据，以此测量挡片(3)向下移动的距离，最后获得车辆的重量。
【文档编号】G01G19/03GK104457939SQ201410736011
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月29日 优先权日:2014年11月29日
【发明者】郭东升, 江晓瑞, 郭畅, 张昱 申请人:内蒙航天动力机械测试所