分析了傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)地磅存在的問題，詳細(xì)介紹了基于應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)地磅的結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢(shì)。

隨著物流及運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，高速公路上貨運(yùn)載重卡車數(shù)量 日益增多，超限運(yùn)輸也愈演愈烈，這些超限車輛在公路上行駛， 對(duì)路面和橋梁造成了十分嚴(yán)重的損害，大大縮短了公路使用壽 命,不僅耗費(fèi)了大量資金，而且造成了惡劣的社會(huì)影響，同時(shí) 也給安全運(yùn)輸和運(yùn)輸市場(chǎng)的管理帶來了很大的困難。但治理超 限運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備動(dòng)態(tài)地磅在我國(guó)還是一個(gè)新生事物，尚在 理論與實(shí)踐的探索階段,如何能研制出一套先進(jìn)的、符合中國(guó)國(guó) 情的全自動(dòng)動(dòng)態(tài)汽車衡,有著十分重要的意義。

1.傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)地磅存在的問題

傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)地磅主要由動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)(稱臺(tái)及傳感器)、輪胎 識(shí)別器、紅外線車輛分離器、數(shù)據(jù)采集器/控制柜4部分組成。汽車 通過動(dòng)態(tài)稱重稱臺(tái)時(shí)，稱臺(tái)的傳感器將汽車質(zhì)量信息采集到,輪 軸識(shí)別裝置將通過檢查汽車輪胎的寬度識(shí)別出汽車的輪胎數(shù)及 軸數(shù),前兩者將兩個(gè)信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集器傳輸?shù)娇刂乒裰羞M(jìn)行數(shù) 據(jù)處理,將結(jié)果輸出到客戶終端中，顯示出車輛的質(zhì)量及輪胎數(shù)量。目前的動(dòng)態(tài)汽車衡大多采用的是低速稱重,汽車通過時(shí)速在 10km/h以下時(shí)稱重準(zhǔn)確度高,但如果貨車猛然加速通過稱重稱臺(tái) 時(shí),將對(duì)汽車衡稱重的準(zhǔn)確度造成威脅[3。另外,在設(shè)備安裝時(shí)為 了滿足傳感器正常工作的需要,整個(gè)汽車衡體積設(shè)計(jì)為寬3 m~4.5 m、長(zhǎng)0.6 m~1 m、深0.4 m~0.5 m,材質(zhì)為鋼，質(zhì)量在1 t~2.5 t之間。 稱臺(tái)一般都安裝在室外,雨水、雪天、灰塵、泥土等環(huán)境因素對(duì)汽車 衡的準(zhǔn)確度也會(huì)造成不同程度的影響(環(huán)境污染對(duì)計(jì)重特征輸出 影響如圖1所示。如果將基于應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的傳感器應(yīng)用到 動(dòng)態(tài)汽車衡系統(tǒng)中，可改進(jìn)系統(tǒng)的稱重平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地磅計(jì) 量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可靠,重復(fù)性好,計(jì)量精度高。

2.基于應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)地磅

動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)是本文重點(diǎn)改進(jìn)的設(shè)備。基于應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié) 構(gòu)的動(dòng)態(tài)地磅系統(tǒng)的稱重平臺(tái)采用基于應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的傳 感器,該傳感器是一種壓力信息感應(yīng)應(yīng)變傳感器，采用內(nèi)部的集 成應(yīng)變片網(wǎng),感應(yīng)稱臺(tái)受壓后的形變程度來進(jìn)行質(zhì)量評(píng)測(cè)M。這基坑被輕度污染時(shí)的輸出曲線 基坑被重度污染時(shí)的輸出曲線 圖1計(jì)重設(shè)備在基坑被污染時(shí)的計(jì)量特性 種傳感器是由應(yīng)變片網(wǎng)的金屬板構(gòu)成的，金屬板的表面涂有高 溫硫化橡膠,能夠使金屬板免受長(zhǎng)期潮濕環(huán)境下的腐蝕。安裝在 稱重稱臺(tái)下時(shí)長(zhǎng)為50 cm,寬度分為4種，最窄的也有1.25 m,完 全能夠滿足車輛覆蓋的需要，因此它可以采集到完整的車輛壓 力的信號(hào)。安裝時(shí),安裝2個(gè)應(yīng)變片網(wǎng)式的傳感器就足夠一個(gè)車 道使用，整個(gè)傳感器厚度不大于25 mm,安裝在鋼制支架中，整 個(gè)支架是用環(huán)氣樹脂澆入路面的淺槽中。

通過使用關(guān)鍵處理技術(shù)——使用特殊的合金材料，解決了 非周期性交變應(yīng)力產(chǎn)生的疲勞損傷問題，使地磅的使用壽命 大于10年。另外,我們還將稱臺(tái)面板進(jìn)行了交錯(cuò)放置,可以有效 地解決因車輛排隊(duì)、突然加速、倒車等駕駛問題造成的稱重精度 降低的問題,稱重時(shí)通過車輛的速度范圍為0~50 km/h,最大允 許通過速度為200 km/h。

通過改良后的稱重系統(tǒng)的稱臺(tái)，寬度也為50 cm,能夠真實(shí) 反映出車輛質(zhì)量的信息，其車輛經(jīng)過稱臺(tái)時(shí)的質(zhì)量信息曲線如 圖2所示。本文的基于應(yīng)變片網(wǎng)式的汽車衡與傳統(tǒng)的條形傳感 器有所不同，它使用了間接檢測(cè)的方式,保證了稱重信息的真實(shí) 性,不會(huì)出現(xiàn)車輛輪軸的丟失和增添的情況。本系統(tǒng)中特有的動(dòng) 靜態(tài)自動(dòng)稱重處理技術(shù)，確保車輛車輪在傳感器上進(jìn)行動(dòng)靜態(tài) 轉(zhuǎn)換時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)誤判。

3.改進(jìn)后的動(dòng)態(tài)地磅的特點(diǎn)及意義

由于我們使用了基于應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的傳感器，所以使整 個(gè)動(dòng)態(tài)汽車衡系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

第一，由于使用了基于應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的傳感器，無機(jī)械結(jié) 構(gòu)，免維護(hù)，避免了車輛通過時(shí)所帶來的沖擊對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的損 壞,降低了地磅的曰常維護(hù)頻率第二,該系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單,傳感 器厚度為23 mm,在安裝過程中，只需要對(duì)路基進(jìn)行淺槽的開 挖，支架也只澆筑到路面即可，大大節(jié)省了維護(hù)和清理的成本： 第三,金屬板的表面涂有高溫硫化橡膠，能夠使金屬板免受長(zhǎng)期 潮濕環(huán)境下的腐蝕第四,動(dòng)態(tài)汽車衡系統(tǒng)中光柵罩采用電加熱 玻璃，溫度可調(diào)，完全可以消除冬季玻璃上凝霜、結(jié)霧現(xiàn)象第五，計(jì)量的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠、重復(fù)性好、計(jì)量精度高，相比傳統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)地磅,對(duì)于車輛排隊(duì)、高速通過、剎車、加速、減速等非正 常行駛通過稱臺(tái)時(shí),其檢測(cè)精度仍可達(dá)到2級(jí)(±2喲第六,該系 統(tǒng)對(duì)稱臺(tái)進(jìn)行了技術(shù)改良和結(jié)構(gòu)化的改造，使之適應(yīng)的車速范 圍得到提升,將原來的低速稱重直接改變?yōu)楦咚俜Q重，適應(yīng)車輛 的速度范圍從低于10 km/h變?yōu)榈陀?/span>200 km/h,能較好地滿足收 費(fèi)站使用環(huán)境技術(shù)要求。

鑒于當(dāng)前我國(guó)公路超限超載治理的長(zhǎng)期性、艱巨性、復(fù)雜 性，以及高速公路計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣鋪開，對(duì)于 全自動(dòng)動(dòng)態(tài)地磅檢測(cè)系統(tǒng)，市場(chǎng)將有持久的、巨大的需求，動(dòng) 態(tài)地磅可有效促進(jìn)公路管理部門對(duì)超限車輛的檢測(cè)工作，遏 制車輛超限運(yùn)輸行為，為我國(guó)公路運(yùn)輸健康發(fā)展發(fā)揮重要作用= 該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，也必能促進(jìn)我省乃至全國(guó)的超限治理工作, 將會(huì)取得巨大的社會(huì)效益。

4.結(jié)語

治理超限運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備動(dòng)態(tài)地磅應(yīng)用廣泛，但是目前 的動(dòng)態(tài)地磅存在稱重誤差較大、可靠性低的缺點(diǎn)。本文將基于 應(yīng)變片網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的傳感器應(yīng)用到動(dòng)態(tài)汽車衡系統(tǒng)中，改進(jìn)了系 統(tǒng)的稱重平臺(tái)，形成了一套先進(jìn)的、安裝便捷的、符合中國(guó)國(guó)情 的全自動(dòng)動(dòng)態(tài)地磅，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)地磅計(jì)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可 靠、重復(fù)性好、計(jì)量精度高之目的。