專利名稱：公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、稱重傳感器、紅外光幕車輛分離器、輪胎識(shí)別傳感器、電感線圈、線圈控制器、輪胎識(shí)別器、數(shù)據(jù)采集器、紅外光幕控制器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成的，適用于公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)的光機(jī)電一體的智能化動(dòng)態(tài)軸重電子衡。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外已有的公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，是由動(dòng)態(tài)軸重電子衡、車輛分離機(jī)構(gòu)、軸重判斷機(jī)構(gòu)組成。其中，動(dòng)態(tài)軸重電子衡均采用一個(gè)秤臺(tái)臺(tái)面，由于秤臺(tái)在行車方向的尺寸限制，車輛通過時(shí)采集的有效動(dòng)態(tài)重量信息因車速、剎車、車輛裝載情況等易造成秤臺(tái)發(fā)生震動(dòng)、沖擊、晃動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量精度難以提高，容易出現(xiàn)粗大誤差，當(dāng)檢測(cè)范圍靠近臨界點(diǎn)時(shí)易造成誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)量準(zhǔn)確度高的公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是一種由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、稱重傳感器、紅外光幕、車輛分離器、輪胎識(shí)別傳感器、電感線圈、控制箱、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成，所述的秤臺(tái)機(jī)構(gòu)由三只秤臺(tái)沿行車方向串聯(lián)組成，秤臺(tái)的工作面處于同一平面，秤臺(tái)沿行車方向的中心線呈一條直線，秤臺(tái)之間在力學(xué)上相互獨(dú)立，秤臺(tái)之間緊密相連，控制箱與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連，稱重傳感器設(shè)置在秤臺(tái)的四角，并和工業(yè)控制箱相連。
秤臺(tái)在行車方向的最大尺寸不應(yīng)超過1.1米，在秤臺(tái)的四角分別設(shè)有稱重傳感器，秤臺(tái)之間的組裝間隙應(yīng)小于20mm。
所述的控制箱是由2路線圈控制器、輪胎識(shí)別器、數(shù)據(jù)采集器、紅外光幕控制器組成，線圈控制器、輪胎識(shí)別器和紅外光幕控制器連接在數(shù)據(jù)采集器上，數(shù)據(jù)采集器和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連。
本實(shí)用新型采用了沿行車方向串聯(lián)并組合成一體、秤臺(tái)與秤臺(tái)之間力學(xué)上相互獨(dú)立的三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)。當(dāng)車輛依次通過三個(gè)秤臺(tái)時(shí)，既避免了車輛兩輪軸同上一個(gè)臺(tái)面互相干擾的現(xiàn)象，又增加了有效的動(dòng)態(tài)稱重時(shí)間，稱重采樣量遠(yuǎn)大于單秤臺(tái)，進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的測(cè)量誤差小于單秤臺(tái)的1/4，從而減少了貿(mào)易糾紛。此外，三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的多傳感器的設(shè)備冗余提高了系統(tǒng)的可靠性。


下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)稱重流程圖圖3是本實(shí)用新型的重量/時(shí)間曲線圖圖1中1.線圈 8.紅外光幕分離器2.輪胎識(shí)別傳感器9.紅外光幕分離器3.秤臺(tái) 10.數(shù)據(jù)采集器4.秤臺(tái) 11.輪胎識(shí)別器5.秤臺(tái) 12.線圈控制器6.線圈 13.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7.紅外光幕分離器具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1在公路收費(fèi)口附近沿行車方向依次設(shè)置電感線圈(1)、輪胎識(shí)別傳感器(2)、秤臺(tái)(3)、(4)、(5)、電感線圈(6)，在線圈(6)兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置一對(duì)紅外光幕分離器(7)、(8)。
電感線圈(1)、(6)與線圈控制器(12)構(gòu)成一個(gè)振蕩器，當(dāng)車輛駛近時(shí)，振蕩器頻率信號(hào)發(fā)生變化，線圈控制器(12)發(fā)出一個(gè)車輛存在信號(hào)，當(dāng)車輛離開時(shí)，線圈控制器(12)發(fā)出一個(gè)車輛離開信號(hào)。線圈控制器(12)采用的型號(hào)為PD132。線圈(1)、(6)采用銅導(dǎo)線制成，尺寸為1000mm×500mm、4匝，埋入地下約50mm處。
輪胎識(shí)別傳感器(2)采用壓電元件及專用密封材料和絕緣聚氨酯裝成長(zhǎng)度為1600mm或1900mm的條狀，本裝置采用兩條，型號(hào)為DN106。
秤臺(tái)機(jī)構(gòu)由秤臺(tái)(3)、(4)、(5)沿行車方向的中心線串聯(lián)組成，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間在力學(xué)上相互獨(dú)立，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的工作臺(tái)面處于同一平面，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間的組裝間隙應(yīng)盡量小，最大不應(yīng)超過20mm，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)應(yīng)設(shè)置各自的限位機(jī)構(gòu)，防止相互碰撞。秤臺(tái)(3)、(4)、(5)主體結(jié)構(gòu)由350mm工字型鋼、槽型鋼和16mm厚的鋼板焊接成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，保證有足夠的強(qiáng)度和鋼性，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)底面的四角設(shè)有稱重傳感器，支撐著秤臺(tái)(3)、(4)、(5)，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)三個(gè)臺(tái)面的尺寸可制成3600mm×800mm和4000mm×800mm兩種。每個(gè)秤臺(tái)采用四支稱重傳感器，可采用型號(hào)為YZC-3SH的10噸懸臂梁式電阻應(yīng)變傳感器。
紅外光幕分離器(7)、(8)對(duì)稱設(shè)置在電感線圈(6)兩側(cè)，當(dāng)車輛通過時(shí)紅外光被遮擋作為車輛通過與否的判斷信號(hào)，可采用型號(hào)為MINI-ARRAY的紅外光幕分離器。
數(shù)據(jù)采集器(10)負(fù)責(zé)對(duì)重量信號(hào)、線圈感應(yīng)信息、輪胎識(shí)別信息、紅外分辨信息的采集，對(duì)每支稱重傳感器分別采樣，A/D轉(zhuǎn)換器可采用CIRRUS LOGIC公司的24位 ∑-Δ A/D轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換等預(yù)處理后，將車輛信息傳送到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可采用型號(hào)為DN108。數(shù)據(jù)輸出接口為RS-422。
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是該實(shí)用新型的核心部分，將程序固化在固態(tài)盤內(nèi)而無硬盤。對(duì)輸入的重量數(shù)據(jù)、線圈感應(yīng)、輪胎識(shí)別、紅外分辨信息進(jìn)行處理，得到車輛的軸重、總重、超限等信息并傳送給收費(fèi)管理系統(tǒng)?？刹捎眯吞?hào)為NuPRO-776，CPU Intel Petium III 850MHZ；支持電子盤DOM2000；內(nèi)存256MB；超級(jí)I/O；兩個(gè)16C550UART，兼容RS-232。
當(dāng)車輛駛進(jìn)公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置時(shí)，第一步通過線圈(1)，線圈(1)和線圈控制器(12)構(gòu)成的震蕩器產(chǎn)生頻率變化，經(jīng)處理后發(fā)出車輛存在的信號(hào)。第二步車輛通過輪胎識(shí)別傳感器(2)后將信號(hào)送入輪胎識(shí)別器(11)，識(shí)別每個(gè)車軸的輪胎數(shù)。第三步車輛依次通過秤臺(tái)(3)、(4)、(5)，在秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的四個(gè)角附近各設(shè)有一只量程為10噸的懸臂梁式電阻應(yīng)變傳感器，將重量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳送給數(shù)據(jù)采集器(10)，采集器(10)對(duì)12路信號(hào)分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行標(biāo)度變換等預(yù)處理后將信息轉(zhuǎn)入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(13)。由于采用了三個(gè)力學(xué)上相對(duì)獨(dú)立、在行車方向上緊密相連的秤臺(tái)機(jī)構(gòu)，當(dāng)車輛通過時(shí)，既避免了車輛兩輪軸同上一個(gè)臺(tái)面互相干擾的現(xiàn)象，同時(shí)，三臺(tái)面的有效稱重時(shí)間成倍增加，通過計(jì)算機(jī)對(duì)三次測(cè)量的信息進(jìn)行合成處理，見附圖3。附圖3中A曲線為一個(gè)車軸通過秤臺(tái)(3)的重量/時(shí)間曲線，B曲線為同一個(gè)車軸通過秤臺(tái)(4)的重量/時(shí)間曲線，C曲線為同一個(gè)車軸通過秤臺(tái)(5)的重量/時(shí)間曲線，D曲線為一個(gè)車軸依次通過秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的重量/時(shí)間曲線及合成曲線。由于信息采集量遠(yuǎn)大于單秤臺(tái)機(jī)構(gòu)，測(cè)量誤差僅為單秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的1/4，另外，通過三秤臺(tái)(3)、(4)、(5)機(jī)構(gòu)的多傳感器的設(shè)備冗余提高系統(tǒng)的可靠性。第四步當(dāng)車輛同時(shí)通過線圈(6)和紅外光幕分離器(7)、(8)后，線圈(1)和線圈控制器(12)構(gòu)成的振蕩器頻率恢復(fù)正常，控制器(12)向系統(tǒng)發(fā)出車輛離開信號(hào)，結(jié)束該車檢測(cè)。檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)下一輛車的檢測(cè)過程。當(dāng)檢測(cè)結(jié)束時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)重量進(jìn)行判斷(超重與否)，形成一次檢測(cè)的完整數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)軟件是本裝置的核心，流程圖見附圖2，計(jì)算機(jī)(13)迅速準(zhǔn)確接收來自稱重傳感器、輪胎識(shí)別器(2)、紅外光幕分離器(7)、(8)、紅外光幕控制器(9)、線圈控制器(12)及數(shù)據(jù)采集器(10)的信息及數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)(13)處理后得到車輛的軸重、總重、車型、軸型、超限率、速度、加速度等信息。
權(quán)利要求1.一種公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置，由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、稱重傳感器、紅外光幕、車輛分離器、輪胎識(shí)別傳感器、電感線圈、控制箱、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成，其特征是所述的秤臺(tái)機(jī)構(gòu)由三只秤臺(tái)(3)、(4)、(5)沿行車方向串聯(lián)組成，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的工作面處于同一平面，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)沿行車方向的中心線呈一條直線，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間在力學(xué)上相互獨(dú)立，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間緊密相連，控制箱與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連，稱重傳感器設(shè)置在秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的四角，并和工業(yè)控制箱相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置，其特征是秤臺(tái)(3)、(4)、(5)在行車方向的最大尺寸不應(yīng)超過1.1米，在秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的四角分別設(shè)有稱重傳感器，秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間的組裝間隙應(yīng)小于20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置，其特征是所述的控制箱是由2路線圈控制器(12)、輪胎識(shí)別器(11)、數(shù)據(jù)采集器(10)、紅外光幕控制器(9)組成，線圈控制器(12)、輪胎識(shí)別器(11)和紅外光幕控制器(9)連接在數(shù)據(jù)采集器(10)上，數(shù)據(jù)采集器(10)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(13)相連。
專利摘要一種用于公路車輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、電感線圈及控制器、輪胎識(shí)別傳感器和控制器、紅外光幕分離器、12路稱重?cái)?shù)據(jù)及8路開關(guān)量采集器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成。本實(shí)用新型采用了沿行車方向串聯(lián)并組合成一體、秤臺(tái)與秤臺(tái)之間力學(xué)上相互獨(dú)立的三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)。當(dāng)車輛依次通過三個(gè)秤臺(tái)時(shí)，既避免了車輛兩輪軸同上一個(gè)臺(tái)面互相干擾的現(xiàn)象，又增加了有效的動(dòng)態(tài)稱重時(shí)間，稱重采樣量遠(yuǎn)大于單秤臺(tái)，進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的測(cè)量誤差小于單秤臺(tái)的1/4，從而減少了貿(mào)易糾紛。此外，三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的多傳感器的設(shè)備冗余提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)G01G19/02GK2750298SQ20042005165
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
發(fā)明者張曙光 申請(qǐng)人:張曙光