專(zhuān)利名稱：一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稱重領(lǐng)域，尤其涉及一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重一般采用單排石英傳感器對(duì)車(chē)道進(jìn)行覆蓋，由石英傳感器檢測(cè)通過(guò)其上的車(chē)輛各軸對(duì)路面的壓カ和速度，然后用嵌入式計(jì)算機(jī)計(jì)算出該車(chē)的各軸重量和整車(chē)總重量。其計(jì)算公式為
軸重量=車(chē)軸速度/傳感器寬度*壓電波形積分面積*校正系數(shù) 整車(chē)總重量=各軸重之和 由上面公式可知，當(dāng)車(chē)輛非勻速或走"S"路線通過(guò)時(shí)，這樣會(huì)導(dǎo)致稱重結(jié)果出現(xiàn)偏差。因此單排石英傳感器不能解決車(chē)輛異常通過(guò)時(shí)造成的稱重偏差。且石英傳感器稱量結(jié)果受道路不平整和車(chē)輛振動(dòng)的影響，稱重結(jié)果與實(shí)際整車(chē)重量也會(huì)出現(xiàn)偏差。要保證車(chē)輛從單排石英傳感器上通過(guò)時(shí)稱量的結(jié)果準(zhǔn)確，對(duì)傳感器精度、安裝質(zhì)量、道路平整度及車(chē)輛通過(guò)車(chē)速都提出較高要求，在實(shí)際工程中難度較大，極其不容易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，解決現(xiàn)有單排石英稱重系統(tǒng)對(duì)異常情況不能很好處理，導(dǎo)致稱重結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，提供一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，由四條石英傳感器平行交錯(cuò)鋪設(shè)在計(jì)費(fèi)車(chē)道上，能有效處理車(chē)輛通過(guò)傳感器路段時(shí)的異常情況，準(zhǔn)確測(cè)量出車(chē)重。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，包括稱重傳感器、電荷放大器和控制器；稱重傳感器在車(chē)輪碾壓時(shí)產(chǎn)生的波形信號(hào)，經(jīng)電荷放大器放大后傳輸?shù)娇刂破?，控制器根?jù)波形信號(hào)計(jì)算車(chē)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，一前一后分別橫向設(shè)置在左半車(chē)道和右側(cè)車(chē)道；
第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組交錯(cuò)設(shè)置，第二組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一后橫向設(shè)置在右側(cè)車(chē)道和左半車(chē)道；
車(chē)輛通過(guò)稱重傳感器時(shí)，控制器根據(jù)每組石英傳感器產(chǎn)生的波形信號(hào)分別計(jì)算出ー個(gè)車(chē)重值；并將計(jì)算出的各車(chē)重值求平均，得到最終車(chē)輛稱重值。其中，每組石英傳感器組內(nèi)的兩條石英壓電傳感器之間的前后間距相同，范圍為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后交錯(cuò)距離為-200mm 200mm。優(yōu)選的，每組石英傳感器組內(nèi)的兩條石英壓電傳感器之間的前后間距為800mm ；第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組之間的前后交錯(cuò)距離為100mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明采用兩組石英傳感器鋪設(shè)在車(chē)道上作為稱重傳感器，可有效減少由于路面不平與車(chē)輛振動(dòng)引起的稱重偏差，且由于兩組石英傳感器組的平行交錯(cuò)鋪設(shè)方式，可對(duì)異常情況進(jìn)行有效處理，即使當(dāng)車(chē)輛非勻速或走〃S〃通過(guò)傳感器鋪設(shè)路段，也能通過(guò)兩組石英傳感器的計(jì)算結(jié)果求平均值來(lái)修正偏差，使稱重結(jié)果更加準(zhǔn)確。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖
圖I為本發(fā)明實(shí)施例中車(chē)摘?jiǎng)討B(tài)稱重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)中稱重傳感器的鋪設(shè)位置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見(jiàn)圖I，為本發(fā)明實(shí)施例中車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，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(chē)輪碾壓時(shí)產(chǎn)生的波形信號(hào)，經(jīng)電荷放大器2放大后傳輸?shù)娇刂破?，控制器3根據(jù)波形信號(hào)計(jì)算車(chē)輛重量。稱重傳感器I可鋪設(shè)在計(jì)重收費(fèi)車(chē)道內(nèi)，距收費(fèi)亭18m到24m之間。參見(jiàn)圖2，為圖I中稱重傳感器I的鋪設(shè)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(zhǎng)度可以為車(chē)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取值范圍為-200mm 200mm (行車(chē)方向?yàn)檎?，L2取值范圍為500mm 800mm, L3取值范圍為-200mm 200mm(行車(chē)方向?yàn)檎?。第一組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一后分別橫向設(shè)置在左半車(chē)道和右側(cè)車(chē)道，如圖2中Cl、C2組合為第一組石英傳感器組，從車(chē)行方向看，石英壓電傳感器Cl橫向設(shè)置在左側(cè)車(chē)道，石英壓電傳感器C2橫向設(shè)置在右側(cè)車(chē)道，使得車(chē)輛通過(guò)該車(chē)道時(shí)，左輪壓在Cl上，右車(chē)輪壓在C2上。每組傳感器(Cl、C2 ;C3、C4)長(zhǎng)度可以采取對(duì)稱或非対稱布設(shè)，如車(chē)道寬為3m，則可以選取Cl的長(zhǎng)度值和C2的長(zhǎng)度值均為I. 5m ;如車(chē)道寬為
3.25m，則可以選取Cl的長(zhǎng)度值為I. 75m，而C2的長(zhǎng)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(cuò)設(shè)置(如圖2，C1C2組與C3C4組交錯(cuò)鋪設(shè))第二組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一后橫向設(shè)置在右側(cè)車(chē)道和左半車(chē)道；如圖2中，石英壓電傳感器C3橫向設(shè)置在右側(cè)車(chē)道，石英壓電傳感器C4橫向設(shè)置在左側(cè)車(chē)道，使得車(chē)輛通過(guò)該車(chē)道時(shí)，左輪壓在C4上，右車(chē)輪壓在C3上。每組石英傳感器組內(nèi)的兩條石英壓電傳感器之間的前后間距相同，范圍為500mm-1000mm,即圖2中Cl、C2之間的前后間距，及C3、C4之間的前后間距可以為500mm-1000mm,在本發(fā)明中優(yōu)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后交錯(cuò)距離為-200 200mm (行車(chē)方向?yàn)檎?，即C1、C3或C2、C4之間的前后間距為-200mm 200mm,本發(fā)明中優(yōu)選為100mm。在本發(fā)明中，稱重傳感器按照?qǐng)D2的方式鋪設(shè)好后，需要將每組石英傳感器組內(nèi)的兩條石英壓電傳感器之間的前后間距值預(yù)先存儲(chǔ)到控制器中。車(chē)輛通過(guò)稱重傳感器鋪設(shè)路段時(shí)，石英壓電傳感器Cl、C2、C3、C4只要有車(chē)輪碾壓就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的波形信號(hào)，以ー輛車(chē)通過(guò)稱重傳感器時(shí)的前輪為例左前輪會(huì)依次碾壓Cl和C4，右前輪會(huì)依次碾壓C3和C2，每個(gè)石英壓電傳感器均會(huì)產(chǎn)生ー個(gè)波形信號(hào)發(fā)送到控制器中。控制器根據(jù)每組石英傳感器產(chǎn)生的波形信號(hào)分別計(jì)算出ー個(gè)車(chē)重值，并將計(jì)算出的各車(chē)重值求平均，得到最終車(chē)輛稱重值。其中，控制器根據(jù)每組石英傳感器產(chǎn)生的波形信號(hào)分別計(jì)算出ー個(gè)車(chē)重值的具體過(guò)程，可結(jié)合圖2用下面例子說(shuō)明，其中C1與C2的前后間距用Si來(lái)表示，C3與C4之間的前后間距用s2來(lái)表示?？刂破鹘邮盏絹?lái)自稱重傳感器的波形信號(hào)后，根據(jù)Cl發(fā)送來(lái)的波形和C2發(fā)送來(lái)的波形分析計(jì)算出車(chē)輛通過(guò)Si距離的時(shí)間tl，同時(shí)根據(jù)C3發(fā)送來(lái)的波形和C4發(fā)送來(lái)的波形分析計(jì)算出車(chē)輛通過(guò)s2距離的時(shí)間t2(由于波形信號(hào)里面含有時(shí)間信息，因此通過(guò)波形信號(hào)分析某段距離車(chē)輛通過(guò)時(shí)間非常容易的)。然后用sl/ tl和s2/ t3分別計(jì)算ー個(gè)車(chē)軸速度，最后將計(jì)算出的兩個(gè)車(chē)軸速度代入下面公式分別計(jì)算ー個(gè)車(chē)重值
軸重量=車(chē)軸速度/傳感器寬度*壓電波形積分面積*校正系數(shù) 車(chē)重值=各軸重之和
其中，壓電波形積分面積根據(jù)石英壓電傳感器返回的波形計(jì)算，而校正系數(shù)為控制器中預(yù)置的，傳感器寬度根據(jù)實(shí)際情況測(cè)量后存儲(chǔ)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(jì)算方式及上述計(jì)算公式為現(xiàn)有常用技術(shù)，在此不做過(guò)多贅述。
控制器最后將計(jì)算出的兩個(gè)車(chē)重值求平均，得到最終車(chē)輛稱重值，在車(chē)輛計(jì)費(fèi)系 統(tǒng)中，控制器計(jì)算出最終車(chē)輛稱重值后，將該值傳送到收費(fèi)計(jì)算器處，作為計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)之一。由于本發(fā)明中稱重傳感器包括兩組石英傳感器組，傳感器數(shù)量的増加，可有效減少由于路面不平引或車(chē)輛振動(dòng)起的稱重偏差，且由于兩組石英傳感器組的平行交錯(cuò)鋪設(shè)方式，可對(duì)異常情況進(jìn)行有效處理，即使當(dāng)車(chē)輛非勻速或走"S"通過(guò)傳感器鋪設(shè)路段，也能通過(guò)兩組石英傳感器的計(jì)算結(jié)果求平均值來(lái)修正偏差，使稱重結(jié)果更加準(zhǔn)確。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是ー系列等效或類(lèi)似特征中的ー個(gè)例子而已。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng),包括稱重傳感器、電荷放大器和控制器；稱重傳感器在車(chē)輪碾壓時(shí)產(chǎn)生的波形信號(hào)，經(jīng)電荷放大器放大后傳輸?shù)娇刂破鳎刂破鞲鶕?jù)波形信號(hào)計(jì)算車(chē)輛重量，其特征在于，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，一前一后分別橫向設(shè)置在左半車(chē)道和右側(cè)車(chē)道； 第二組石英傳感器組與第一組石英傳感器組交錯(cuò)設(shè)置，第二組石英傳感器組中的兩條石英壓電傳感器，一前一后橫向設(shè)置在右側(cè)車(chē)道和左半車(chē)道； 車(chē)輛通過(guò)稱重傳感器時(shí)，控制器根據(jù)每組石英傳感器產(chǎn)生的波形信號(hào)分別計(jì)算出一個(gè)車(chē)重值；并將計(jì)算出的各車(chē)重值求平均，得到最終車(chē)輛稱重值。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于 每組石英傳感器組內(nèi)的兩條石英壓電傳感器之間的前后間距相同，范圍為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后交錯(cuò)距離為-200mm 200_。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，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(cuò)鋪設(shè)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，均一前一后分別橫向設(shè)置在左半車(chē)道和右側(cè)車(chē)道；車(chē)輛通過(guò)稱重傳感器時(shí)，控制器根據(jù)每組石英傳感器產(chǎn)生的波形信號(hào)分別計(jì)算出一個(gè)車(chē)重值；并將計(jì)算出的各車(chē)重值求平均，得到最終車(chē)輛稱重值，由于兩組石英傳感器組的平行交錯(cuò)鋪設(shè)方式，可對(duì)異常情況進(jìn)行有效處理，即使當(dāng)車(chē)輛非勻速或走"S"通過(guò)傳感器鋪設(shè)路段，也能通過(guò)兩組石英傳感器的計(jì)算結(jié)果求平均值來(lái)修正偏差，使稱重結(jié)果更加準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01G19/03GK102661777SQ201210173010
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者呂奎, 胡平, 黃曉 申請(qǐng)人:四川興達(dá)明科機(jī)電工程有限公司