一种高速公路车辆动态称重系统的制作方法

本发明涉及动态称重领域，特别是一种用于高速公路车辆动态称重系统。

背景技术：

车辆的负荷对道路的使用寿命有着十分重要影响，当车辆超载行驶时将会损坏道路，从而使得公路维修费用巨增。另外，由于载重量超过了车辆的额定吨位，使得车辆的性能受到影响，首先是车辆的稳定性受到影响，其次在弯道和纵坡较大路段，由于超载使得车辆的动力性能受到影响，从而严重威胁车辆的行驶安全性。因此，需要在道路上设置车辆称重装置，以监测在道路上快速行驶的车辆的载重情况。

目前高速公路动态称重设备都选用的是压电类传感器。该类传感器的原理是在受到一定范围内的压力时，会产生对应量的电荷。只需要采集电荷信号就可得出所受压力。但精度不高，不能得知车辆的轴距、轮距等信息以及车辆轮迹线在路面上的位置来对称重结果进行校正。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高速公路车辆动态称重系统，从而使得车辆动态称重系统进一步的得到完善。

为实现上述目的，本发明提供了一种高速公路车辆动态称重系统，其中，包括：第一压电薄膜轴传感器、第二压电薄膜轴传感器、测速仪、信号线、信号采集卡、信号放大器、工控计算机。第一：在公路上安装第一压电薄膜轴传感器、第二压电薄膜轴传感器，第一压电薄膜轴传感器垂直于公路，第二压电薄膜轴传感器与公路行驶方向成角度a＝60°，压电薄膜轴传感器将车辆轴重的力信号转换为电信号；第二：将第一、第二压电薄膜轴传感器分别与信号采集卡相连接，使第一、第二压电薄膜轴传感器收到的电信号分别传输到采集卡内；第三：使信号放大器与信号采集卡相连接，将采集卡采集的信号通过信号放大器放大；第四：将信号放大器与工控计算机相连接，使放大的信号传输到工控计算机内：第五：测速仪安装在压电薄膜轴传感器前端的公路边上，并将测速仪与工控计算机连接起来，从而可以测得车辆通过时的速度。

称重系统采用面积积分法计算得到车辆的重量，并同时计算得到车辆的轴距、轮距以及车辆轮迹线在传感器上的位置，通过车辆碾压在传感器上的具体位置，采用相对应的传感器横向灵敏度对计算结果进行校正。

与现有系统相比，本设计具有如下有益效果：

本系统通过安装两条压电薄膜轴传感器的可以得知更多的车辆信息，如车辆的轴距、轮距以及车辆通过传感器时所在路面上的具体位置，取两条传感器测重的后的均值还可以减小测量误差，提高了动态称重系统的精度。可识别车型分类，按照车型分类标准和超重管理规定，可以有效地判别该车辆是否超载，并可以通过车辆在路面上经过的位置，判断出路面不同位置的车流量，为后续分析打下基础。

附图说明

图1是一种高速公路车辆动态称重系统示意图。

图2是压电薄膜轴传感器1信号

图3是压电薄膜轴传感器2信号

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本设计的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种实施例为：一种高速公路车辆动态称重系统设计示意图，其中包括已铺设完成的2条压电薄膜轴传感器、测速仪、信号线、信号采集卡、信号放大器、工控计算机。其中：

如附图，

t1是车辆前轮压过压电薄膜轴传感器1时产生的信号，

t2是车辆后轮压过压电薄膜轴传感器1时产生的信号，

t3和t5分别是车辆前轴和后轴右轮压过压电薄膜轴传感器2时的信号，

t4和t6分别是车辆前轴和后轴左轮压过压电薄膜轴传感器2时的信号。

而通过测速仪测得车速v后，便可以计算出轴距、轮距以及车辆通过传感器时所在路面上的具体位置，计算公式如下：

轴距l1＝v*(t2-t1)

轮距l2＝v*(t4-t3)*cota＝v*(t6-t5)*cota

右轮距公路下边的距离s1＝v*(t3-t1)tana

左轮距公路下边的距离s2＝v*(t4-t1)tana

从而得知车辆碾压在传感器上的具体位置

w＝c*a*v＝c*s

c为调整系数，s位曲线面积a与速度v的乘积

c＝m/s，根据实验已知的m和v计算出c

利用上面提供的车辆重量参数处理方法，对压电薄膜轴传感器中任何一条传感器的信号进行积分处理并与速度相乘后，就可获得整个车辆的重量信息，再综合轮距、轮轴距以及车辆在路中间的位置参数，即可实现动态称重及利用传感器横向灵敏度对测量结果进行修正。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高速公路车辆动态称重系统，包括：第一：在公路上安装第一压电薄膜轴传感器、第二压电薄膜轴传感器，第一压电薄膜轴传感器垂直于公路，第二压电薄膜轴传感器与公路行驶方向成角度a＝60°；第二：将第一、第二压电薄膜轴传感器分别与信号采集卡相连接；第三：使信号放大器与信号采集卡相连接；第四：将信号放大器与工控计算机相连接：第五：测速仪安装在压电薄膜轴传感器前端的公路边上，将测速仪与工控计算机连接起来。本系统具有设备简洁，测试精度高，不会对路面造成严重破坏，性能指标符合要求的优点，不仅可以测得车辆的重量，还可以得知车辆的轴距、轮距以及车辆通过传感器时所在路面上的具体位置。

技术研发人员：张铁异;韦俊;张孟军;杨俊夫;谢晋全;李欣;贾梓镔;刘应军;毕伟;历均宇;吴严严;黄治伟;周树文
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2016.01.15
技术公布日：2017.07.25