便攜式汽車(chē)衡的結構原理與技術(shù)參數
伴隨超限運輸而來(lái)的嚴重安全隱患也讓有關(guān)執法部門(mén)頭痛。超限運輸的檢測和相關(guān)執法也因為許多客觀(guān)條件的不滿(mǎn)足而難以真正實(shí)施。要解決這個(gè)棘手的問(wèn)題，需要從多方面出發(fā)。從運輸者的經(jīng)濟利益出發(fā)，改變現行按照車(chē)輛類(lèi)型收費的方式，按照實(shí)際承載的重量收費，多拉貨多交費，超限運輸加倍收費，這樣不但合理，也能從市場(chǎng)經(jīng)濟的原則對安全規范運輸起到一定的引導作用。
由現行收費系統向計重收費系統轉換，從系統完成的功能、功能的實(shí)現上，現有技術(shù)已經(jīng)*可以實(shí)現，并在很多公路系統中得到很好的應用。
系統設計原理
一、 計重收費系統其工作原理為，車(chē)輛分離器把待測車(chē)輛通過(guò)稱(chēng)重臺時(shí)按實(shí)際情況分離成每一個(gè)單車(chē)，軸重儀在動(dòng)態(tài)或靜態(tài)中稱(chēng)量該車(chē)每一個(gè)單軸軸重，并累計其軸組重，得到該車(chē)輛的總重量。輪軸識別系統判斷車(chē)輛的輪軸類(lèi)型和車(chē)輛類(lèi)型的同時(shí)，得到預先設置的該類(lèi)型車(chē)輛的車(chē)載超限限值，比較總重量和超限限值，核定該車(chē)是否超限及超限重量。依據總重量和超限重量，按照相關(guān)規定計算車(chē)輛應收過(guò)站費用數量，工作人員憑此收費。
1 .稱(chēng)重儀——軸重衡設計原理
稱(chēng)重儀——軸重衡是通過(guò)稱(chēng)量單軸重量并累計整車(chē)軸組重量的車(chē)輛稱(chēng)重設備。計量的主要原理是稱(chēng)重臺同稱(chēng)重傳感器相連，稱(chēng)重傳感器由彈性體、電阻應變片、引線(xiàn)及外殼等部分組成。當車(chē)輛通過(guò)稱(chēng)重臺時(shí)，彈性體承載重力并有一與重力成正比的形變，電阻應變片粘貼在彈性體上，與彈性體有相同的形變，由此產(chǎn)生電阻變量?R，在供橋電路作用下，橋路的輸出端產(chǎn)生與重力成正比的電壓。根據電壓的變化和換算關(guān)系，可以知道承載重力的大小，從而完成計量任務(wù)。
2.稱(chēng)重臺
稱(chēng)重臺由型鋼和鋼板焊接而成，具有足夠的強度、鋼度和良好的穩定性。底座的作用是支撐稱(chēng)重傳感器，有基礎預埋板。預埋板預埋在水泥基礎之上，作為底座支撐。
稱(chēng)重臺具有自復位功能，當稱(chēng)重臺受水平外力的作用發(fā)生微小擺動(dòng)時(shí)，由于重力的作用會(huì )使其很快恢復到原來(lái)的位置。當稱(chēng)重臺受到過(guò)大水平的沖擊力而擺動(dòng)幅度較大時(shí)，縱、橫向限位裝置會(huì )限制其擺動(dòng)幅度，確保穩定與安全。當外力消失時(shí)，稱(chēng)重臺仍會(huì )自動(dòng)恢復。
3.傳感器系統
傳感器系統由一組稱(chēng)重傳感器和接線(xiàn)盒組成。
4.傳感器
稱(chēng)重傳感器采用應變式電阻傳感器，傳感器是稱(chēng)重儀中的關(guān)鍵部件。稱(chēng)重設備安裝于室外，傳感器暴露在自然環(huán)境之中，一般工作條件均很惡劣，如溫度年變化量zui高可達60℃,有時(shí)多雨潮濕，所以要求傳感器具有溫度范圍寬、密封防潮、過(guò)載能力強、長(cháng)期穩定可靠等特點(diǎn)。根據稱(chēng)重臺面尺寸和zui大稱(chēng)量，選擇一個(gè)或多個(gè)傳感器。
5. A/D數據采集系統
由A/D數據采集卡和微型處理器CPU系統組成。汽車(chē)通過(guò)或停留于稱(chēng)重臺時(shí)，汽車(chē)的重力傳遞給傳感器，傳感器把此力值轉變成與之成正比的電壓信號，各個(gè)傳感器的信號通過(guò)接線(xiàn)盒后送給A/D數據采集卡，A/D數據采集卡把此信號轉換為相對應的數字信號并通過(guò)通信接口送收費控制中心處理。A/D數據采集系統是計重收費系統的關(guān)鍵部件。
A/D數據采集系統是一套高速度、高分辨率、高靈敏度的模擬數字轉換系統，同時(shí)它與常規的A/D系統相比又多了供橋電源系統。信號傳輸通道與計算機分離，信號通過(guò)電纜線(xiàn)傳輸。A/D轉換器選用逐次比較型高速轉換器，其輸出為65536碼，A/D轉換器啟動(dòng)及定時(shí)由計算機完成，轉換速度zui高可達10000次/秒，A/D數據采集系統采用密閉結構式機殼，可以長(cháng)期開(kāi)機運行。
6. 車(chē)輛分離器
車(chē)輛分離器是為實(shí)現車(chē)輛的自動(dòng)分離而設計的，在計重收費系統中，它保證了車(chē)輛檢測數據同車(chē)輛的一一對應關(guān)系的實(shí)現，是本系統zui基本的功能要求之一。工作的原理是采用紅外線(xiàn)車(chē)輛分離方式，一對紅外光柵收發(fā)裝置直線(xiàn)發(fā)射和接受紅外光柵，在無(wú)物體遮擋在收發(fā)點(diǎn)連線(xiàn)中時(shí)，紅外接收裝置準確接收到信號，反之信號被阻隔。在收費車(chē)道中，當有車(chē)輛經(jīng)過(guò)車(chē)輛分離器時(shí)，紅外光柵全部（車(chē)廂）或部分（拖掛車(chē)車(chē)廂之間的連接體）被阻隔，光柵被阻隔之始就是一輛被檢測的車(chē)輛開(kāi)始檢測的起始時(shí)間，光柵重新*無(wú)阻隔地收發(fā)之時(shí)就是被檢測車(chē)輛結束該次檢測的終止時(shí)間?？紤]到兩輛車(chē)同時(shí)停在稱(chēng)重臺面的情況，即當出現前一個(gè)車(chē)未下秤體或剛下稱(chēng)臺，后一輛車(chē)尾隨其后時(shí)，系統利用紅外線(xiàn)檢測器結合傳感器采集秤臺的波形進(jìn)行分析,可以有效地將兩個(gè)車(chē)輛數據進(jìn)行分離。
7.輪胎識別器
我們采用多組行程開(kāi)關(guān)對車(chē)輛的輪胎寬度和輪胎個(gè)數進(jìn)行識別，當滿(mǎn)足“傳感器間隙<zui小輪胎間隙”時(shí)，系統便能有效地測量出汽車(chē)的輪寬以及輪胎間隙。其中，zui小輪胎間隙根據車(chē)輛統計而來(lái)。
8. 中央控制器
采用單臺面的軸計量方式，在有效的秤臺寬度內如何得到更高的精度是我們一直在努力的方向。當車(chē)輛勻速通過(guò)稱(chēng)重臺時(shí)，在真正有效測量時(shí)間內采樣的速率決定了系統計量的精度。同時(shí)內存的大小，單片機的速度也是決定計量精度的要素。根據我們的現場(chǎng)經(jīng)驗以及采數精度的要求，選用工業(yè)控制方式，采用高速采集卡對A/D轉換的數據進(jìn)行采集，能保證20000/秒的采樣速率，在理論上可以達到誤差小于千分之一的計量精度。
9. 模擬判別和數據處理
數據采集、預處理、設備自檢、數據處理、速度計算、顯示、打印、存盤(pán)等任務(wù)的完成依賴(lài)計重收費系統的數據處理單元，該單元為中央控制系統的軟件部分，判別方式采用全模擬判別。汽車(chē)重量靜態(tài)稱(chēng)重軟件的目的是完成靜態(tài)標定及汽車(chē)的靜態(tài)稱(chēng)重等工作，靜態(tài)稱(chēng)重軟件包括數據采集、濾波、均值、顯示等。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重軟件是把靜態(tài)重量加以速度補償處理，得到車(chē)輛和載重的實(shí)際應得的稱(chēng)量重量。
該部分是整個(gè)系統的核心部件，完成數據的采集、計算和上傳功能?？刂破鹘Y構上采用機箱結構，便于維護和操作；電氣上采用了ECB總線(xiàn)結構的多CPU處理器體系結構，并行處理各種信息，大大提高了系統的可靠性和效率。
11.軸重衡
軸重衡含有稱(chēng)重臺和稱(chēng)重傳感器。稱(chēng)重臺面為鋼板，還應該增加防滑裝置。稱(chēng)重傳感器主要用于檢測車(chē)輛重量，實(shí)現對通過(guò)軸重衡的車(chē)輛的數據檢測，完成車(chē)輛軸重、總重的測量，同時(shí)提供輪軸識別信息。
12. 車(chē)輛分離器
主要用作車(chē)輛檢測，完成車(chē)輛的行駛速度、車(chē)型、軸距等數據的測量，同時(shí)也提供車(chē)輛開(kāi)始和結束信息。車(chē)輛分離的實(shí)現目前有幾種方式：地感方式、紅外線(xiàn)方式、紅外光幕方式，可以是單一方式，也可以是綜合多種方式來(lái)實(shí)現。目前比較可靠的是采用紅外光幕，不過(guò)其費用也相對較高。
*輪軸識別器
二、便攜式汽車(chē)衡 系統布置
系統采用前置式或后置式檢測方式，即在收費前（后）進(jìn)行檢測，根據我們車(chē)輛技術(shù)規范，貨車(chē)的長(cháng)度應不大于l8米，因而為保證在車(chē)輛到達收費亭前完成檢測，應適當延長(cháng)收費島的長(cháng)度，同時(shí)考慮便于規范駕駛人員通過(guò)軸重儀時(shí)的車(chē)輛控制，建議收費島前端到收費亭中心線(xiàn)的距離為30米，主要原因如下。
車(chē)輛駛入收費車(chē)道時(shí)，剛完成一系列的拐彎、加減速等動(dòng)作，車(chē)輛不處于平穩狀態(tài)，較易增加誤差因素，因而建議傳感器安裝在進(jìn)入收費車(chē)道5米的距離處。傳感器距離收費亭中心線(xiàn)的距離應不小于l8米。每個(gè)車(chē)道使用一套稱(chēng)重系統，采取并排放置的方式，在稱(chēng)重板后面裝有紅外線(xiàn)收發(fā)裝置，稱(chēng)重處理器機箱裝在收費島上。數據采集和中央控制系統安裝在收費島上，在收費亭內。
三、便攜式汽車(chē)衡產(chǎn)品發(fā)展方向
目前，動(dòng)態(tài)軸重衡可以達到靜態(tài)Ⅲ級、動(dòng)態(tài)Ⅱ級的標準，基本滿(mǎn)足公路收費系統的要求，但是，產(chǎn)品的安裝不方便；輪軸識別器作為分離系統，需要另外安裝，維護很不方便。從安裝、使用和維護上來(lái)看，未來(lái)的產(chǎn)品在保證稱(chēng)量精度和稱(chēng)量一致性的前提下，一是要向一體化方向發(fā)展，衡器和輪軸識別器一體化；軸重衡也要力求超薄和防水，產(chǎn)品安裝簡(jiǎn)易，額外費用少，能適宜多種路橋類(lèi)型。
100噸地磅，上海磅秤，汽車(chē)磅稱(chēng)，吊鉤稱(chēng)，上海電子臺稱(chēng)
