模拟车辆通过地感线圈测速系统的方法与流程

本发明涉及一种模拟车辆通过地感线圈测速系统的方法，具体的说是一种模仿机动车辆通过地感线圈测速系统，使得地感线圈中的交变电流频率定量改变的方法。

背景技术：

地感线圈式测速系统工作原理是通过车辆检测器给埋设在道路上的地感线圈，提供振荡电流并检测回路中电流的振荡频率来判断有无车辆通过。当机动车辆行驶到地感线圈上，地感线圈成为一个可变的电感，车辆的金属底盘会对地感线圈形成的电磁场进行感应，使得电感量降低，检测回路中电流的振荡频率增加，当这个频率增加到一定值时，地感线圈被触发。

要模拟车辆通过地感线圈测速系统，首先要使得埋设在道路上的地感线圈电感量可以人为的定量地控制其变化，模拟出车辆经过地感线圈时地感线圈电感量变化的情况，目前国内外科学家们还没有找到很好的解决方案；只能通过真实车辆行驶过地感线圈，用频率计快速地采集到各种车辆频率变化波形图以观测电感量的变化情况。

现实情况是在工程设计、产品开发、产品性能分析和产品质量检测时，需要做大量的试验，如果都使用机动车来回的行驶，显然是不切合实际的，现有的试验过程存在的具体问题是：

①缺乏安全性，通过实际路跑来获得地感线圈中电流频率变化过程的方法，需要各种车辆以各种速度通过地感线圈，在实际交通情况下无疑是非常危险的；

②无法再现数据，由于机动车的特点加之外界环境各种情况的变化，使得车辆无法重复跑出两次完全相同的速度，无法进行计量数据的精准再现；

③技术人员定期进行周检的工作量繁重，条件艰苦。

由此可见，模拟出车辆经过地感线圈时的信号是十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种模拟车辆通过地感线圈测速系统的方法，解决地感线圈电流的振荡频率可以按照预先设定的数值再现，及可安全和便捷实验的问题。

为了实施上述目的，本发明提供的技术方案是一种模拟车辆通过地感线圈测速系统的方法，通过车辆检测器参数分析仪对连接有地感线圈的车辆检测器测速系统进行车辆通过模拟，车辆检测器参数分析仪包括外接感应触发器和分析仪主机，感应触发器连接分析仪主机，分析仪主机控制感应触发器对地感线圈发出模拟车辆电磁感应信号，分析仪主机连接地感线圈并接收地感线圈的电磁感应信号，包括以下步骤：

⑴通过放置在地感线圈上方的感应触发器，直接耦合到地感线圈内电流的振荡频率；

⑵通过改变感应触发器回路中所串接的电阻值大小，对地感线圈内电流的振荡频率进行控制，从而改变地感线圈的电感量；

⑶将感应触发器在地感线圈上放置后，调节感应触发器回路中所串接的电阻值，并记录下地感线圈中电流频率的变化量与电阻值的对应关系；

⑷将⑶中记录的对应关系和预先采录的机动车通过地感线圈的频率变化率输入分析仪主机，由分析仪主机按照机动车通过地感线圈的特性，控制感应触发器的电阻值给地感线圈重复发送信号，重复得到机动车通过地感线圈时地感线圈的电感量变化的波形，实现模拟车辆通过时电感量的变化。

分析仪主机包括按键输入模块、电源模块、显示模块、存储器、频率采集模块、信号整形滤波电路、CPU和车辆模拟器，电源模块分别连接CPU和显示模块，CPU分别接收按键输入模块和信号整形滤波模块信号，信号整形滤波模块通过频率采集模块采集地感线圈的电磁感应信号，CPU分别输出信号至显示模块和车辆模拟器，并通过控制车辆模拟器将输出的模拟车辆电信号叠加在感应触发器上，感应触发器放置在地感线圈上进而感应地感线圈，存储器存储CPU数据。

感应触发器为感应线圈, 车辆模拟器串接感应触发器，车辆模拟器为数字电位器。

本发明通过改变安装在感应触发器回路中串接的数字电位器，就可以改变感应触发器的阻抗，从而就可以控制感应触发器中感应电流的大小，由电磁感应原理可知，感应电流的大小反过来对地感线圈中的振荡电流起作用，使得地感线圈的电感量发生变化，导致地感线圈中电流的振荡频率发生变化；通过调节感应触发器上的电位器阻抗大小，观测地感线圈中电流振荡频率值，将频率的变化率和所对应的电阻值记录下来；再将事先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时，频率变化几个特征点的频率所对应感应触发器上的电阻值，输入到分析仪主机内，由分析仪主机控制数字电位器的各种阻值，根据不同的波形按照一定的时间顺序控制数字电位器，以不同的行驶速度进行模拟，就可以模拟出各种车型以不同的速度通过的情况。

本发明的优点为：

①安全性强，本发明只需现场模拟的方法就能够模拟出机动车以各种速度通过地感线圈测速区域的情况，不需要使用汽车高速行驶，因此安全性强；

②准确性高，由于可以准确模拟出各种机动车辆以各种不同速度通过检测区域，所以可准确地模拟出各种标准速度，得到机动车地感线圈测速仪的准确测速误差；

③数据可再现，由于模拟信号可随意设定，因此可重复进行检测，实现数据再现；

④减轻技术人员的工作强度和压力，在现场模拟检测直接完成。

附图说明

图1通过车辆数据采集及信号发送的示意图；

图2为车辆检测器参数分析仪硬件原理框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一，如图1和图2所示，本实施例提供一种模拟仿真机动车辆通过地感线圈时的情况。通过车辆检测器参数分析仪对连接有地感线圈的车辆检测器测速系统进行车辆通过模拟，车辆检测器参数分析仪包括包括外接感应触发器和分析仪主机，感应触发器连接分析仪主机，分析仪主机控制感应触发器对地感线圈发出模拟车辆电磁感应信号，分析仪主机连接地感线圈并接收地感线圈的电磁感应信号；分析仪主机包括按键输入模块、电源模块、显示模块、存储器、频率采集模块、信号整形滤波电路、CPU和车辆模拟器，电源模块分别连接CPU和显示模块，CPU分别接收按键输入模块和信号整形滤波模块信号，信号整形滤波模块通过频率采集模块采集地感线圈的电磁感应信号，CPU分别输出信号至显示模块和车辆模拟器，并通过控制车辆模拟器将输出的模拟车辆电信号叠加在感应触发器上，感应触发器放置在地感线圈上进而感应地感线圈，存储器存储CPU数据；感应触发器为感应线圈, 车辆模拟器串接感应触发器，车辆模拟器为数字电位器。

具体的实施方式是在安装有地感线圈测速仪道路上，用感应触发器，放在地感线圈上方，通过感应触发器可以耦合到地感线圈中交变电流的频率，由分析仪主机或频率计或示波器测量电流的振荡频率。

通过调节安装在感应触发器回路上串接的数字电位器，改变感应触发器感应量的大小，并记录下频率的变化率和所对应的电阻值。

将事先采集的各种典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形图，输入到分析仪主机中，由分析仪主机中的CPU控制，按照典型车辆行驶过地感线圈时的频率变化波形，分别改变前后感应触发器的触发量，不同的行驶速度按照一定的时间间隔进行模拟，仿真出各种机动车以各种速度通过地感线圈测速区域时，线圈的电感量变化的波形。

本实施例是模拟大巴车行驶过地感线圈的情况。在某安装有地感线圈测速仪的道路上，使用感应触发器放置在地感线圈上方，直接检测到地感线圈工作频率是47610Hz。

调节感应触发器所串联的电阻值得大小，得到线圈内部相应的频率值的大小和与工作频率相比的变化率：

将此频率的变化率与电阻值相应的变化特性和事先采录的大巴车通过地感线圈的频率变化率输入分析仪主机。由分析仪主机按照大巴车通过地感线圈的特性，控制感应触发器的电阻值，给地感线圈发送信号，可以重复得到大巴车通过地感线圈时，线圈的电感量变化的波形。

实施例二

本实施例是模拟大货车行驶过地感线圈的情况，其余如实施例一。在某安装有地感线圈测速仪的道路上，使用感应触发器放置在地感线圈上方，使用频率计可以直接检测到地感线圈工作频率是38713Hz。

调节感应触发器所串联的电阻值得大小，得到线圈内部相应的频率值的大小和与工作频率相比的变化率：

将此频率的变化率与电阻值相应的变化特性和事先采录的大货车通过地感线圈的频率变化率输入分析仪主机。由分析仪主机按照大货车通过地感线圈的特性，控制感应触发器的电阻值，给地感线圈发送信号，可以重复得到大货车通过地感线圈时，线圈的电感量变化的波形。

实施例三

本实施例是模拟小轿车行驶过地感线圈的情况，其余如实施例一。在某安装有地感线圈测速仪的道路上，使用感应触发器放置在地感线圈上方，使用频率计可以直接检测到地感线圈工作频率是38706Hz。

调节感应触发器所串联的电阻值得大小，得到地感线圈内部相应的频率值的大小和与工作频率相比的变化率：

将此频率的变化率与电阻值相应的变化特性和事先采录的小轿车通过地感线圈的频率变化率输入分析仪主机。由分析仪主机按照小轿车通过地感线圈的特性，控制感应触发器的电阻值，给地感线圈发送信号，可以重复得到小轿车通过地感线圈时，线圈的电感量变化的波形。

实施例四

本实施例是模拟商务车行驶过地感线圈的情况，其余如实施例一。在某安装有地感线圈测速仪的道路上，使用感应触发器放置在地感线圈上方，使用频率计可以直接检测到地感线圈工作频率是47629Hz。

调节感应触发器所串联的电阻值得大小，得到线圈内部相应的频率值的大小和与工作频率相比的变化率：

将此频率的变化率与电阻值相应的变化特性和事先采录的商务车通过地感线圈的频率变化率输入分析仪主机。由分析仪主机按照商务车通过地感线圈的特性，控制感应触发器的电阻值，给地感线圈发送信号，可以重复得到商务车通过地感线圈时，线圈的电感量变化的波形。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。