隨著全球智能交通技術(shù)(ITS)的發(fā)展,與眾多的技術(shù)一樣,美國MSI傳感器公司研發(fā)與生產(chǎn)的壓電傳感器在過去數(shù)年里取得了長足的發(fā)展。它為用戶提供的不僅僅是良好的性能,高度的可靠性,簡易的安裝方法,還有逐步降低的價格。它獨一無二的特性使其在日益擴展的應(yīng)用中成為理想的選擇。
壓電傳感器特點
電容式傳感器:不能檢測靜止在傳感器上的車輛。只能檢測動態(tài)信號,內(nèi)阻很高,在低頻時信號衰減很大,低速時應(yīng)考慮采用較高的電路輸入阻抗,速度范圍取決于電路設(shè)計,一般為5公里/小時到200公里/小時,較成功的系統(tǒng)達到10米/分鐘(0.6公里/小時)。
無源傳感器:可在前置放大器前長距離傳送而不需要供電。
壽命長:超過4千萬次ESAL(等效單軸負(fù)載)安裝質(zhì)量好可達一億次(ESAL)。
大信號:200公斤輪載,在55英里速度行駛時,輸出最小250mV信號。
動態(tài)特性好:可測自行車,摩托車,小汽車及重型貨車。
高信噪比:傳感器的扁平結(jié)構(gòu)即寬厚比為6:1使非受力方向的躁聲最小。包括路面躁聲和相鄰車道車輛的躁聲最小。
最小的路面破壞:安裝切口僅為19mmx19mm。并可與路面輪廓一致.
易搬運:盤卷在600mmx600mm的紙盒內(nèi),卷曲直徑不小于300mm就不會損壞。
一次安裝獲取多種信號:如軸數(shù),重量,車速,軸距,與電感線圈配合,從而實現(xiàn)行駛中稱重(WIM),車輛分類統(tǒng)計,車速監(jiān)測,闖紅燈拍照。
壓電傳感器應(yīng)用范圍
壓電傳感器主要應(yīng)用于行駛中稱重(WIM),車輛分類統(tǒng)計,計軸數(shù),測軸距,車速監(jiān)測,闖紅燈拍照,泊車區(qū)域監(jiān)控,收費站地磅,交通信息采集和統(tǒng)計(道路監(jiān)控)以及機場滑行道。
一、行駛中稱重(WIM)
在美國、巴西、德國、日本和韓國有大量應(yīng)用,其主要用途是高速公路車輛超重超載監(jiān)測的預(yù)選和橋梁超載警告系統(tǒng),既判斷正在高速行駛中的車輛,尤其是駛過橋梁的車輛是否超載,由視頻系統(tǒng)拍下車牌號記錄在案,然后再由執(zhí)法機構(gòu)用精度較高的低速稱重系統(tǒng)判斷超載量并根據(jù)超載量罰款。
性能符合ASTME1318-94動態(tài)稱重標(biāo)準(zhǔn),傳感器長度方向上的輸出一致性小于±7%,埋設(shè)在路面下永久性安裝時,總重精度在±10%以內(nèi),適用于ASTM—E1318-94標(biāo)準(zhǔn)I類動態(tài)稱重系統(tǒng);臨時安裝在路面時,總重精度在±15%以內(nèi),適用于ASTMEl318-94標(biāo)準(zhǔn)II類動態(tài)稱重系統(tǒng)。
傳感器精度與車輛振動和跳動有關(guān),與輪胎壓在傳感器上的面積有關(guān),與溫度有關(guān),需要溫度補償。尤其是道路質(zhì)量對系統(tǒng)精度影響很大,用在水泥路面較好,壽命長于瀝青路面,用于動態(tài)稱重的道路質(zhì)量應(yīng)符合ASTM的有關(guān)規(guī)定。通?梢员WC的精度是±10%,個別成功的系統(tǒng)精度可達1-2%。
速度范圍可以從5公里/小時到200公里/小時,較成功的系統(tǒng)在低速端達到10米/分鐘(0.6公里/小時)。重量下限是自行車,上限經(jīng)受了50萬次60KN單輪胎實驗,等效于70噸(美國標(biāo)準(zhǔn)的9類車輛),實測中水泥實驗路段被壓壞。
二、車輛分類統(tǒng)計
壓電傳感器的主要用途是車型分類,車速數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換為可靠的分類數(shù)據(jù)。不同的國家使用不同的分類表對車輛分類。在美國,F(xiàn)HWA把車輛定義為從摩托車到多用途拖車的13種類型(見高速公路動態(tài)稱重(WIM)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及用戶要求與試驗方法ASTMl318-94)。車輛的類型是根據(jù)軸數(shù)和軸距確定的。
軸距:由于車速在3米或小于3米的距離內(nèi)基本上是均速,用車軸經(jīng)過傳感器時建立的信號時間差乘以車速,就得出軸距。
軸數(shù):由于傳感器是檢測壓過輪胎的力,因此即使在車量靠得很近時也很容易測出軸數(shù),但在車流密集、低速及車型相似時,不能區(qū)分所計軸數(shù)是同一輛車還是兩輛車,而電感線圈不能計軸數(shù),因而用電感線圈+壓電傳感器的方案既可測得軸數(shù)又可測得車數(shù)。配置方案既可以是傳感器+線圈+傳感器,也可以是線圈十傳感器十線圈,為獲取車速信號芹進行其它計算,兩個方案都可以,但前一個配置較好。
[$page] 輪距:有些國家如南韓,車輛的分