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應變片網(wǎng)式結構的動態(tài)地磅系統(tǒng)
閱讀：2252 發(fā)布時間：2019-3-8分析了傳統(tǒng)動態(tài)地磅存在的問題，詳細介紹了基于應變片網(wǎng)式結構的動態(tài)地磅的結構及優(yōu)勢。
隨著物流及運輸業(yè)的發(fā)展，高速公路上貨運載重卡車數(shù)量 日益增多，超限運輸也愈演愈烈，這些超限車輛在公路上行駛， 對路面和橋梁造成了十分嚴重的損害，大大縮短了公路使用壽 命,不僅耗費了大量資金，而且造成了惡劣的社會影響，同時 也給安全運輸和運輸市場的管理帶來了很大的困難。但治理超 限運輸?shù)闹饕O備動態(tài)地磅在我國還是一個新生事物，尚在 理論與實踐的探索階段,如何能研制出一套的、符合中國國 情的全自動動態(tài)汽車衡,有著十分重要的意義。
1.傳統(tǒng)動態(tài)地磅存在的問題
傳統(tǒng)動態(tài)地磅主要由動態(tài)稱重平臺(稱臺及傳感器)、輪胎 識別器、紅外線車輛分離器、數(shù)據(jù)采集器/控制柜4部分組成。汽車 通過動態(tài)稱重稱臺時，稱臺的傳感器將汽車質(zhì)量信息采集到,輪 軸識別裝置將通過檢查汽車輪胎的寬度識別出汽車的輪胎數(shù)及 軸數(shù),前兩者將兩個信號通過數(shù)據(jù)采集器傳輸?shù)娇刂乒裰羞M行數(shù) 據(jù)處理,將結果輸出到客戶終端中，顯示出車輛的質(zhì)量及輪胎數(shù)量。目前的動態(tài)汽車衡大多采用的是低速稱重,汽車通過時速在 10km/h以下時稱重準確度高,但如果貨車猛然加速通過稱重稱臺 時,將對汽車衡稱重的準確度造成威脅[3。另外,在設備安裝時為 了滿足傳感器正常工作的需要,整個汽車衡體積設計為寬3 m~4.5 m、長0.6 m~1 m、深0.4 m~0.5 m,材質(zhì)為鋼，質(zhì)量在1 t~2.5 t之間。 稱臺一般都安裝在室外,雨水、雪天、灰塵、泥土等環(huán)境因素對汽車 衡的準確度也會造成不同程度的影響(環(huán)境污染對計重特征輸出 影響如圖1所示。如果將基于應變片網(wǎng)式結構的傳感器應用到 動態(tài)汽車衡系統(tǒng)中，可改進系統(tǒng)的稱重平臺，實現(xiàn)動態(tài)地磅計 量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可靠,重復性好,計量精度高。
2.基于應變片網(wǎng)式結構的動態(tài)地磅
動態(tài)稱重平臺是本文重點改進的設備?；趹兤W(wǎng)式結 構的動態(tài)地磅系統(tǒng)的稱重平臺采用基于應變片網(wǎng)式結構的傳 感器,該傳感器是一種壓力信息感應應變傳感器，采用內(nèi)部的集 成應變片網(wǎng),感應稱臺受壓后的形變程度來進行質(zhì)量評測M。這基坑被輕度污染時的輸出曲線 基坑被重度污染時的輸出曲線 圖1計重設備在基坑被污染時的計量特性 種傳感器是由應變片網(wǎng)的金屬板構成的，金屬板的表面涂有高 溫硫化橡膠,能夠使金屬板免受長期潮濕環(huán)境下的腐蝕。安裝在 稱重稱臺下時長為50 cm,寬度分為4種，窄的也有1.25 m,完 夠滿足車輛覆蓋的需要，因此它可以采集到完整的車輛壓 力的信號。安裝時,安裝2個應變片網(wǎng)式的傳感器就足夠一個車 道使用，整個傳感器厚度不大于25 mm,安裝在鋼制支架中，整 個支架是用環(huán)氣樹脂澆入路面的淺槽中。
通過使用關鍵處理技術——使用特殊的合金材料，解決了非周期變應力產(chǎn)生的疲勞損傷問題，使地磅的使用壽命 大于10年。另外,我們還將稱臺面板進行了交錯放置,可以有效 地解決因車輛排隊、突然加速、倒車等駕駛問題造成的稱重精度 降低的問題,稱重時通過車輛的速度范圍為0~50 km/h,大允 許通過速度為200 km/h。
通過改良后的稱重系統(tǒng)的稱臺，寬度也為50 cm,能夠真實 反映出車輛質(zhì)量的信息，其車輛經(jīng)過稱臺時的質(zhì)量信息曲線如 圖2所示。本文的基于應變片網(wǎng)式的汽車衡與傳統(tǒng)的條形傳感 器有所不同，它使用了間接檢測的方式,保證了稱重信息的真實 性,不會出現(xiàn)車輛輪軸的丟失和增添的情況。本系統(tǒng)中*的動 靜態(tài)自動稱重處理技術，確保車輛車輪在傳感器上進行動靜態(tài) 轉(zhuǎn)換時也不會出現(xiàn)誤判。
3.改進后的動態(tài)地磅的特點及意義
由于我們使用了基于應變片網(wǎng)式結構的傳感器，所以使整 個動態(tài)汽車衡系統(tǒng)具有以下幾個特點：
，由于使用了基于應變片網(wǎng)式結構的傳感器，無機械結 構，免維護，避免了車輛通過時所帶來的沖擊對機械結構的損 壞,降低了地磅的曰常維護頻率第二,該系統(tǒng)安裝簡單,傳感 器厚度為23 mm,在安裝過程中，只需要對路基進行淺槽的開 挖，支架也只澆筑到路面即可，大大節(jié)省了維護和清理的成本： 第三,金屬板的表面涂有高溫硫化橡膠，能夠使金屬板免受長期 潮濕環(huán)境下的腐蝕第四,動態(tài)汽車衡系統(tǒng)中光柵罩采用電加熱 玻璃，溫度可調(diào)，*可以消除冬季玻璃上凝霜、結霧現(xiàn)象第五，計量的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠、重復性好、計量精度高，相比傳統(tǒng)的 動態(tài)地磅,對于車輛排隊、高速通過、剎車、加速、減速等非正 常行駛通過稱臺時,其檢測精度仍可達到2級(±2喲第六,該系 統(tǒng)對稱臺進行了技術改良和結構化的改造，使之適應的車速范 圍得到提升,將原來的低速稱重直接改變?yōu)楦咚俜Q重，適應車輛 的速度范圍從低于10 km/h變?yōu)榈陀?00 km/h,能較好地滿足收 費站使用環(huán)境技術要求。
鑒于當前我國公路超限超載治理的長期性、艱巨性、復雜 性，以及高速公路計重收費系統(tǒng)在全國范圍內(nèi)的推廣鋪開，對于 全自動動態(tài)地磅檢測系統(tǒng)，市場將有持久的、巨大的需求，動 態(tài)地磅可有效促進公路管理部門對超限車輛的檢測工作，遏 制車輛超限運輸行為，為我國公路運輸健康發(fā)展發(fā)揮重要作用= 該系統(tǒng)的推廣應用，也必能促進我省乃至全國的超限治理工作, 將會取得巨大的社會效益。
4.結語
治理超限運輸?shù)闹饕O備動態(tài)地磅應用廣泛，但是目前 的動態(tài)地磅存在稱重誤差較大、可靠性低的缺點。本文將基于 應變片網(wǎng)式結構的傳感器應用到動態(tài)汽車衡系統(tǒng)中，改進了系 統(tǒng)的稱重平臺，形成了一套的、安裝便捷的、符合中國國情 的全自動動態(tài)地磅，實現(xiàn)了動態(tài)地磅計量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可 靠、重復性好、計量精度高之目的。