[实用新型]准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器

说明书

技术领域

本实用新型属于高速公路汽车计重衡器领域，具体涉及一种准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器。

背景技术

地感线圈车辆检测器，是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。它通常在同一车道的道路路基下埋设环形线圈，通以一定工作电流，作为传感器。当车辆通过该线圈或者停在该线圈上时，车辆本身上的铁质将会改变线圈内的磁通，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检测该电感量的变化来判断通行车辆状态。电感变化量的检测方法一般有两种：一种是利用相位锁存器和相位比较器，对相位的变化进行检测；另一种是利用环形线圈构成的耦合电路对其振荡频率进行检测。这种地感线圈车辆检测器是模拟器件，其缺陷是反应速度慢，不适合速度超过10km/h的车辆检测。单轴亥姆霍兹线圈的结构，两共轴的同半径线圈，线圈之间距离是线圈半径的平行线圈，线圈内部通过相同的电流，其线圈之间中心轴线上的磁场强度是均匀的，磁场强度是不变的B。而单线圈，同样半径、电流和距离的条件下，磁感应强度是下降的B/2，详见图1。如果在亥姆霍兹线圈的轴线处安装霍尔传感器，霍尔传感器的频响可以达到几百Mhz，霍尔传感器可以快速检测出此轴线处磁场强度。设想，载重汽车底盘到路面的高度为R，以R为半径制作一个准亥姆霍兹线圈。把这个准亥姆霍兹线圈埋在路面之下R处，通入中频电信号，在路面对应的圆轴线处，略低于路面处安装霍尔传感器。如果该地面处没有汽车时，该轴心处磁场强度等于B/2低，霍尔传感器由于磁场强度低于阈值没有输出；如果该路面处有汽车时，由于汽车铁底盘的磁感应作用，相等于一个准亥姆霍兹线圈，亥姆霍兹线圈轴线上的磁场强度增加一倍，霍尔传感器有输出。霍尔传感器的输出信息，表明车辆进入计重车道，其作用相等于公知的地感线圈，启动后续的计重程序，因此，这样的亥姆霍兹线圈霍尔传感器是一种新型的地感线圈。本实用新型准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器的技术方案是，在车道路面挖一个半径为“路面到载重汽车底盘高度”R的圆环，放入亥姆霍兹线圈，在路面下圆心处安装霍尔传感器。

实用新型内容

准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器，包括，半径为R的多匝绝缘线圈，恒压中频发生器，霍尔传感器，恒流源，中频放大器，检波电路，A/D转换器和MCU处理器，其特征是，半径为R的多匝绝缘线圈埋设在路面之下距路面深度为R的圆槽中，半径为R的多匝绝缘线圈的平面与路面平行，霍尔传感器埋设在半径为R的多匝绝缘线圈的轴心线，且低于路面，其中R是载重汽车底盘到路面的垂直距离。

所述的准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器，其特征是，半径为R的多匝绝缘线圈，电连接恒压中频发生器；霍尔传感器输入端电连接恒流源，霍尔传感器输出端电连接中频放大器输入端，中频放大器输出端电连接检波电路输入端，检波电路输出端电连接A/D转换器输入端，A/D转换器输出端电连接MCU处理器。

本实用新型准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器的工作原理简述，如说明书附图的图2所示。没有载重汽车时，单线圈轴心线上的磁场强度小于设定的阈值，霍尔传感器没有输出；载重汽车驶来，压到亥姆霍兹线圈，轴心线上的磁场强度大于设定的阈值，霍尔传感器输出中频电压，经过中频放大器后，检波得到直流脉动电压，直流脉动电压经过A/D转换后变成数字量传送到MCU处理器，MCU处理器输出载重汽车进入计重车道信号。在调试试验中发现，即使霍尔传感器设置不在亥姆霍兹线圈的轴心线上，磁场强度变化明显，对试验结果影响不大。故霍尔传感器的安装位置要求不高，且只用一个亥姆霍兹线圈，另一个亥姆霍兹线圈由电磁镜像感应产生，因此本实用新型起名为准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器。

本实用新型准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器的有益之处是检测速度快，能检测高速运动的载重汽车，工作电流小，干扰小，工作稳定，施工简单，电路连接可靠，维修便捷。

附图说明

图1是亥姆霍兹线圈磁场强度分布图

图2是准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器的安装图

图3是准亥姆霍兹线圈霍尔感应车辆探测器的电连接图

图中：1、半径为R的多匝绝缘线圈，2、恒压中频发生器，3、霍尔传感器，4、恒流源，5、中频放大器，6、检波电路，7、A/D转换器，8、MCU处理器。

具体实施方式