[发明专利]一种用于汽车衡上的汽车轮轴数的精确检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明是一种汽车轮轴数的精确检测装置，属于计量技术领域。

背景技术

公路治理超限和计重收费需要准确测量车辆的轮轴数，长期以来主要是使用各种形式的独立传感器，也有人尝试对汽车衡称得的重量变化曲线用计算机进行分析来判定轮轴数，但因准确性较差未见广泛使用。

目前，实际使用的传感器都是使用称重传感器，当有车轮压过传感器时，受压的传感器就会输出一个电压，通过放大比较处理，确定是否有车轮压过。

使用称重传感器的优点是传感器密封性较好，体积也较为紧凑。但是称重传感器的输出电压较低，一般为mV级，若屏蔽不好极易受到干扰。另外，称重传感器的敏感元件多为电阻应变计，为了跟随零点的漂移，一般都采取模数转换后通过微处理机用软件进行跟踪和判断，系统较复杂。文献CN200520017319.1和CN200320108298.5所述的轮轴识别其内部使用了接近开关，但其主体仍然属接触式，在公路上使用时必然要承担来自车轮的强大冲击力(甚至是轮胎所夹载的石块的撞击力)，所以实际使用寿命大都不长。

独立的传感器，在使用中有个问题，就是当车辆通过传感器的加速度绝对值较大时，可能会出现行业通常说的“丢轴”或“多轴”现象。

单纯用计算机对汽车衡称得的重量变化曲线进行分析来判定轮轴数的方法，省去专门的硬件，消除了因硬件造成的故障。但当遇到车辆不规则行驶时或速度较慢时，轴识别的准确度很差，根本无法满足计重收费系统的实际要求。

发明内容

本发明设计了一种新型汽车轮轴数的精确检测装置。旨在克服目前公路计重收费系统中传感器识别率低的缺点。

本发明所述的一种汽车轮轴数的精确检测装置综合了独立的传感器和汽车衡重量变化曲线分析法的两种思想，并不以单独的判定作为最终结果，从而排除各种可能的误判，提高了轴识别的准确度。

具体地说，一种用于汽车衡上的汽车轮轴数的精确检测方法，其是在汽车衡的秤台的入端边缘安装一个接收和发射车轮通过信息的测轴传感器，通过测轴传感器接收车轮通过信息并发射给微处理器，同时由微处理器结合汽车衡的称重仪表的重量变化对测轴传感器测得的结果进行二次研判，并对比测轴传感器输出信号的前沿时刻和后沿时刻汽车衡的称重仪表称得的重量变化作为判断依据，发生显著变化时判断为有车轴通过；并且重量由轻变重判定为车在前进，有新车轴驶上秤台；重量由重变轻判断为车在后退，最后驶上秤台的车轴倒出了秤台。

实现上述方法的一种用于汽车衡上汽车轮轴数的精确检测装置，具有汽车衡，在汽车衡的秤台下安装有称重传感器，该称重传感器与称重仪表电连接，汽车衡的秤台侧端装有车辆分离器，该车辆分离器与微处理器连接，在秤台的入端边缘分别安装接收和发射车轮通过信息的测轴传感器；测轴传感器与微处理器连接，同时微处理器还与称重仪表电连接。

本发明的主要技术要点：

1、轮轴的最终确认是通过计算机(或微处理器)对传感器有效信号“前沿”和“后沿”的到来时刻汽车衡称重仪表称得的重量进行比较判断后确定的。避免了采用单一检测模式造成的误判，精准度大幅提高。

2、传感器可以选用多种形式，特别是过去不被看好的非接触式传感器在此方案中效果要比称重传感器更好，这些传感器可能会多报，但不会漏报。

3、计算机(或微处理器)对轴数的判别工作方式可以采用实时处理和人工神经网络等多种方式。采用人工神经网络方式时结果更加准确。

4、传感器应作冗余设计，即至少有两组安装位置相近的传感器同时工作，当其中一个因污物造成故障时，就及时提醒工作人员清理，确保设备的运行不间断。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、轴识别的精度更高。

2、使用非接触式的对射式红外线、超声波或微波传感器或超声波对射式传感器，这类传感器的使用寿命较长，维护保养方便，特别是超声波对射式传感器的抗污染能力更强，凝露和轻微的泥水不影响其正常工作。

3、硬件成本低廉，非接触式传感器的采购成本和维护成本都远低于称重传感器；安装也较为简单，不必挖坑做专门的基础。

4、可以将本实用新型检测装置与光幕式车辆分离器(1)作成一体，底部距地面100mm以下是测轴数的传感器(2)，距地500mm以上是车辆分离光幕，这样做可以进一步简化设备的安装。