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一種車輛動態稱重裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車輛稱重裝置，所述裝置包括電荷放大器、控制器以及鋪設在車道上的一對壓電石英傳感器和一對壓電薄膜傳感器，當車輛通過稱重傳感器時，根據壓電薄膜傳感器和壓電石英傳感器的信號計算車輛速度和重量，以較低的成本提高稱重設備的稱量精度。
【專利說明】
一種車輛動態稱重裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及稱重領域，特別是一種車輛動態稱重裝置。

【背景技術】
[0002]采用壓電石英傳感器的車輛動態稱重裝置，其車輛軸(輪)重計算公式如下:
[0003]軸(輪)重量=車輛垂直于傳感器的速度分量/傳感器寬度*壓電波形積分面積*校正系數
[0004]整車總重量=各軸重之和
[0005]由以上公式可知，車輛垂直于傳感器的速度分量計算的準確性直接對稱重結果造成影響。
[0006]在實際使用中，壓電石英傳感器通常采用輪稱重形式成對出現，通過對車軸左右兩側的車輪重量加和形成軸重。當采用一對壓電石英傳感器時用來稱重時，由于兩根傳感器之間在車輛行駛方向上沒有距離間隔無法獲得速度，多采用壓電傳感式傳感器在車輛行駛方向上交錯一段距離的交錯式布局。而采用一對壓電石英傳感器當車輛斜向行駛時，車輛速度很容易出現明顯的計算錯誤，當壓電石英間的距離為lm，設車輛輪距1.7m，車輛行駛角度與垂直于壓電石英的夾角為30°時，車輛的速度分量的計算值已經是實際值的0.54倍或6.7倍，因此而產生的稱重誤差也會相應增大到54%?670%。
實用新型內容
[0007]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種車輛稱重裝置，在一對壓電石英式傳感器的基礎上增加一對壓電薄膜傳感器輔助壓電石英傳感器計算車輛每根軸左右輪速度，重量的計算仍然采用壓電石英傳感器的信號，由于壓電薄膜傳感器的價格明顯低于壓電石英式傳感器，本實用新型以較低的成本有效的解決了車輛斜向行駛時重量誤差大的冋題。
[0008]其具體技術方案如下:
[0009]一對壓電石英式稱重傳感器，其中一根橫向布置于車道左側，用于稱量車輛的左側輪重，一根橫向布置于車道右側，用于稱量車輛的右側輪重；一對壓電薄膜傳感器，其中一根布置于車道左側，與布置于車道左側的壓電石英式稱重傳感器相平行，用于與其結合計算車輛左輪垂直于壓電石英的速度，一根布置于車道右側，與布置于車道右側的壓電石英式稱重傳感器相平行，用于與其結合計算車輛右輪垂直于壓電石英的速度。
[0010]優選的，布置于同側的壓電薄膜傳感器與壓電石英式傳感器的距離為500mm?10OOOmnin
[0011]具體的，本實用新型提供的一種車輛稱重裝置還包括:稱重數據處理單元，和傳感器相連，用于接收軸載信號，并根據軸載信號計算車輛各軸軸重及總體總量；車輛分離單元，與稱重數據處理單元相連，用于對被稱重車輛的到達及離開進行檢測，生成稱重測量觸發及收尾信號。
[0012]本實用新型的有益效果為:提供一種壓電石英式車輛稱重裝置，在原有的一對壓電石英式傳感器為基礎，增加一對低成本的壓電薄膜傳感器結合起來計算左右輪速度，通過左右輪分別計算速度的方式，提高計算速度的準確度，克服了原有的一對壓電石英式傳感器在計算速度時用左輪和右輪的時間差計算速度產生的速度誤差，避免因車輛斜向行駛導致的稱重誤差過大的問題，以較低的成本增加有效提高了壓電石英式稱重裝置的稱重精度。同時，由于增加了一對壓電薄膜式傳感器，稱重裝置的對稱性得到了提高，從而提高稱重裝置的穩定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1動態稱重系統的結構圖
[0015]圖2為本實用新型實施例1傳感器布置示意圖；
[0016]圖3為一對壓電石英情況下的車輛稱重精度；
[0017]圖4為本實用新型實施例1傳感器布置下的車輛稱重精度；
[0018]圖5為本實用新型實施例2傳感器布置示意圖；
[0019]圖6為本實用新型實施例2傳感器布置下的車輛稱重精度。

【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]實施例1
[0022]動態稱重系統的結構圖如圖1所示，系統包括壓電傳感器組101、稱重數據處理單元102和車輛分離單元103。稱重數據處理單元，和傳感器相連，用于接收軸載信號，并根據軸載信號計算車輛各軸軸重及總體總量；車輛分離單元，與稱重數據處理單元相連，用于對被稱重車輛的到達及離開進行檢測，生成稱重測量觸發及收尾信號。
[0023]壓電傳感器組的布局如圖2所示，壓電石英傳感器201、202分別橫向布置于車道的左半側和右半側，兩根傳感器平行布置。壓電薄膜傳感器301布置于壓電石英傳感器202的左側并與壓電石英傳感器201相平行，壓電薄膜傳感器302布置于壓電石英傳感器201的左側并與壓電石英傳感器202相平行。
[0024]優選的，兩根壓電石英傳感器的距離為500mm?5000mm。
[0025]當車軸通過該區域時，首先通過壓電薄膜傳感器301和壓電石英傳感器202，系統的稱重數據處理單元記錄車輛壓在兩根傳感器上的時間t301和t202以及壓電石英傳感器的壓電波形積分面積S102 ;然后通過壓電薄膜傳感器302和壓電石英傳感器201，稱重數據處理單元記錄車輛壓在兩根傳感器上的時間t302和t201以及壓電石英傳感器的壓電波形積分面積SlOl ;設壓電薄膜傳感器與壓電石英傳感器間的距離均為L，則左輪速度Vleft = L/ (t201-t301)，右輪速度 Vright = L/ (t202_tl02);設 K =校正系數 / 傳感器寬度，則左輪重量 Wleft = S102*Vleft*K，右輪重量 Wright = S101*Vright*K ;軸重 Waxle =ffleft+ffrighto
[0026]系統通過車輛分離單元確定車輛進入稱重區域和駛出稱重區域，并將該過程中的各軸重量累加，形成車重。
[0027]圖3為系統僅用一對壓電石英傳感器的情況下的車輛稱重精度，橫坐標為車輛的行駛速度，縱坐標為車輛的稱重誤差；圖4為系統采用實施例所述方法情況下的車輛稱重精度，橫坐標為車輛的行駛速度，縱坐標為車輛的稱重誤差。由圖3、圖4可知，本實施例所述方法大大提高了稱重精度。
[0028]實施例2
[0029]系統的傳感器布局如圖4所示，壓電石英傳感器401、402分別橫向布置于車道的左半側和右半側，兩根傳感器平行布置。壓電薄膜傳感器501、502 —字型布置，分別布置于車道的左半側和右半側。
[0030]優選的，兩根壓電石英傳感器的距離為500mm?5000mm。壓電薄膜傳感器502與壓電石英傳感器402的距離為500mm?5000mm。
[0031]具體而言，系統還應當包括稱重數據處理單元，和傳感器相連，用于接收軸載信號，并根據軸載信號計算車輛各軸軸重及總體總量；車輛分離單元，與稱重數據處理單元相連，用于對被稱重車輛的到達及離開進行檢測，生成稱重測量觸發及收尾信號。
[0032]當車軸通過該區域時，首先通過壓電薄膜傳感器501、502，系統的稱重數據處理單元記錄車輛壓在兩根傳感器上的時間t501和t502 ;然后依次通過壓電石英傳感器402和壓電石英傳感器401，稱重數據處理單元記錄車輛壓在兩根傳感器上的時間t402和t401以及壓電石英傳感器的壓電波形積分面積S102、S皿;設壓電薄膜傳感器501和壓電石英傳感器401間的距離均為L1，壓電薄膜傳感器502和壓電石英傳感器402間的距離均為L2,則左輪速度 Vleft = L1/ (t401-t501)，右輪速度 Vright = L2/ (t402-t502);設 K =校正系數 / 傳感器寬度，則左輪重量 Wleft = S1(l2*Vleft*K，右輪重量 Wright = S1(ll*Vright*K ;軸重 Waxle =
ffleft+ffrighto
[0033]系統通過車輛分離單元確定車輛進入稱重區域和駛出稱重區域，并將該過程中的各軸重量累加，形成車重。
[0034]圖2為系統僅用一對壓電石英傳感器的情況下的車輛稱重精度，橫坐標為車輛的行駛速度，縱坐標為車輛的稱重誤差；圖6為系統采用實施例所述方法情況下的車輛稱重精度，橫坐標為車輛的行駛速度，縱坐標為車輛的稱重誤差。由圖2、圖6可知，本實施例所述方法大大提高了稱重精度。
[0035]本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種車輛動態稱重裝置，所述裝置包括稱重傳感器、電荷放大器、控制器，其特征在于:所述稱重傳感器為鋪設在車道上的一對壓電石英傳感器和一對壓電薄膜傳感器。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于: 一對壓電石英式稱重傳感器，其中一根橫向布置于車道左側，用于稱量車輛的左側輪重，一根橫向布置于車道右側，用于稱量車輛的右側輪重； 一對壓電薄膜傳感器，其中一根布置于車道左側，與布置于車道左側的壓電石英式稱重傳感器相平行，一根布置于車道右側，與布置于車道右側的壓電石英式稱重傳感器相平行。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于: 布置于同側的壓電薄膜傳感器與壓電石英式傳感器的距離為500mm?10000mm。
【文檔編號】G01G19/03GK204188244SQ201420681726
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】王平, 房顏明, 羅國春, 方睿, 陳忠元 申請人:北京萬集科技股份有限公司