[实用新型]一种车辆动态称重传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种车辆动态称重传感器，主要用于道路上行驶车辆的动态信息采集。

背景技术

随着国民经济以及公路交通事业的发展，我国的公路交通网日益发达，公路桥梁的数目也日益增多。随着时间的推移，由于环境的改变、桥梁的老化等原因，桥梁结构的耐久性、可靠性也逐渐衰减。因此，对桥梁结构在全寿命期内进行健康监测，十分必要和意义重大。其中，车辆荷载作为桥梁结构最为重要的荷载之一，车辆信息采集的有效性和准确性对于判断桥梁结构的可靠度和剩余寿命期作用十分突出。不仅如此，准确掌握干线公路上的车辆重量信息对于区域内的公路网的规划和既有道路的维护也具有十分重要的意义。

对于车辆的称重，传统的方法都是在静态下测量，要求车辆处于停止状态，测试方法对交通的影响很大，不适用于检测干线公路上车辆的重量信息。因此，近半个世纪以来，许多国家都致力于对汽车动态称重技术进行了研究，取得了一定的成果和相应的产品。然而，传统的动态称重传感器都是基于电学量的测量进行称重，该类传感器抗电磁干扰能力差、重复性低，且车辆重量的传递往往依靠机械结构进行，其灵敏度、有效性往往因内力的不均匀以及材料性能的变化产生较大的误差。

近二十年来，随着光信息技术的发展，光信息产品价格逐渐降低，光纤传感技术也得到很大的发展。相比于传统的基于电学量的动态测量技术，光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、重量轻、耗电少等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能精确测量行驶中的车辆重量的动态称重传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种车辆动态称重传感器，包括光纤微弯-弹性油管传感器、光纤光栅-液压传感器、第一传输光纤、第二传输光纤、第三传输光纤、第四传输光纤、光强解调模块、光波长解调模块和过流阀；所述光强解调模块发出的激光经第一传输光纤引入至光纤微弯-弹性油管传感器，再经第二传输光纤将激光引出至光强解调模块；所述光波长解调模块发射的激光经第三传输光纤引入至光纤光栅-液压传感器，再经第四传输光纤将激光引出至光波长解调模块；所述过流阀上设有至少一个过流孔，光纤微弯-弹性油管传感器通过过流阀与光纤光栅-液压传感器连通。

所述光纤微弯-弹性油管传感器包括底板、弹性油管、光纤、粘弹性夹层、盖板；所述的底板上设有柱形凹槽；所述弹性油管外围沿纵向螺旋设有光纤，且沿柱形凹槽的长度方向位于柱形凹槽内；所述盖板设在弹性油管上方；所述底板和盖板之间设有至少一层粘弹性夹层，以减轻车辆碾压传感器时的振动和缩短测试的信号稳定周期。

所述盖板与弹性油管间还设有保护垫片；所述保护垫片的材料优选为发泡聚乙烯或橡胶。

所述光纤优选为采用高强度的粘合剂纵向螺旋粘贴在弹性油管外围。

所述柱形凹槽优选为边缘呈凹凸状的柱形凹槽。

所述底板优选为高强度合金底板；所述油管的材料优选为弹性材料，更优选为弹性橡胶材料。本实用新型弹性指发生变形后能自行恢复原状的材料。

所述光纤光栅-液压传感器包括液压油缸、活塞圆盘、活塞杆、光纤光栅应变传感器，所述液压油缸一端通过过流阀与弹性油管连通，另一端设有第一圆孔和第二圆孔；所述活塞圆盘置于液压油缸内，并通过活塞杆与液压油缸设有圆孔的一端固连，活塞圆盘、液压油缸、过流阀和弹性油管间形成密闭连通空间，并充满液压油；所述光纤光栅应变传感器设在活塞杆侧面，并由第三传输光纤、第四传输光纤分别通过第一圆孔和第二圆孔引出、引入光波长解调模块。

为了保证活塞圆盘、液压油缸、过流孔和弹性油管间形成密闭空间的气密性，所述压油缸与过流阀间还设有第一密封垫圈；活塞圆盘与液压油缸间还设有第二密封垫圈。

所述液压油缸与过流阀间优选为螺纹连接。

为减少液压传递过程中的压强损失，所述液压油优选为液压硅油。

本实用新型在安装时，将底板安装至监测车道路面上，其余部件按照上述实现方式进行安装就位。本实用新型可以利用车辆经过时光纤发生微弯曲，光纤芯层内的激光由于光纤微弯曲进入包层，由光功率的损失和车辆重量的线性关系，测得车辆的重量。

G＝α·V_ep    (1)

式中，G-汽车重量；

V_ep-返回光强解调模块光功率；

α-标定常数，由现场标定得到。

汽车经过后，弹性油管恢复原来形状，光纤也随之恢复原形。