弯板式公路车辆动态称重系统____深圳市科尔达电气设备

弯板式公路车辆动态称重系统1.概述深圳市科尔达电气设备有限公司将具有国际先进水平的动态称重技术成功地应用于汽车及其轴载质量的检测，开发了公路车辆动态称重系统，经广东省计量科学技术研究院检测，达到JJG907-2006《动态公路车辆自动衡器检定规程》的要求，于2007年取得生产许可证。产品经过长期运行和持续改进已日趋成熟，系统运行稳定、称量准确，同时，我公司根据当地的地理气候条件及各收费站的具体环境和使用特点，为业主提出了有针对性的计重收费系统施工组织方案，并提供满足要求的计重收费设备以及优质的工程和服务。本系统具有轮轴类型判别，自动轴载称重、自动计算功能，超限报警，向收费计算机传输称重数据，并具有数据自动缓存功能，无需人为干预。系统能最大限度地排除非规范行驶对称重准确度的干扰，在收费站车辆频繁启停情况下保证正常运行。2.设计依据JJG907-2006《动态公路车辆自动衡器检定规程》；Q/SKED007-2006《动态汽车衡》；ISO9000体系文件《计重收费系统设备安装调试规程》。JTGF80/2-2004《公路工程质量检验评定标准》；中华人民共和国国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》；工程实施过程中相关的国家及行业相关标准；3.系统组成本系统采用我公司定型产品弯板式动态称重系统，如图1所示，由弯板称重传感器、轮轴判别器、红外线车辆分离器、线圈检测器、数据采集处理器等五部分组成，是独立于车道收费系统之外的机电系统。1、动态轴重秤本系统采用弯板称重传感器，是一种动、静态汽车衡器,主要完成对车辆的各轴或轴组进行称重计量,确定车辆总重量，并完成速度检测等工作；2、轮胎识别器轮轴判别器主要用来检测通过车辆每轴的轮胎数,由一组压力传感器来检测单边的轮胎个数,当车辆轮胎压过时,将压力信号转换为轮胎数量信号。3、车辆分离器通过红外光的同步扫描来提供车辆的开始和结束信号,保证称重数据和车辆之间的对应关系。4、线圈检测器地感线圈用于辅助红外线车辆分离器进行车辆分离，并配合弯板称重传感器进行车辆速度检测；5、数据采集处理器集中处理各种传感器信号、处理数据，把相关数据通过通讯方式送给收费车道收费计算机。4.设备布置弯板式计重收费系统设备采用前置式布置，布置在收费亭前端，按照与收费亭的距离由远及近依次布置检测线圈、红外线车辆分离器、弯板称重传感器、轮胎识别器，数据采集处理器。计重收费系统采用红外线车辆分离器，配置线圈检测器作为红外线车辆分离器的辅助手段，当红外线车辆分离器发生故障时，可由线圈检测器进行车辆的分离工作。弯板称重传感器设置采取前后错位的安装方式，可增加有效称重检测时间，同时可有效防止跳秤等违规行为，弯板称重传感器距离收费亭中心约为22m；数据采集处理器布置在收费岛前部，距弯板称重传感器约3米的收费岛上，机箱防护等级达IP65，能满足数据采集处理器的防护要求，保证数据采集处理器的正常使用；收费车道应硬渠化处理，安全岛前端距离收费亭中心一般应大于25m；5.工作原理和流程5.1工作原理如图3所示，出口车道计重系统相对独立，轮轴判别器、红外线车辆分离器、弯板称重传感器及线圈检测器的数据均上传数据采集处理器，数据采集处理器通过串行通信接口和车道收费计算机连接，把经过处理后得到的计重信息（包括轴重、轴型、总重等）上传车道收费计算机。5.2工作流程计重收费系统进入工作状态，布置有弯板称重传感器的车道处于上班状态；载货车辆保持安全间距依次驶入检测车道，车辆遮挡红外线车辆分离器，称重检测开始；车辆轮轴依次通过弯板称重传感器、轮轴判别器和线圈车辆检测器；弯板称重传感器检测车辆轴重，轮轴判别器识别车辆轮轴类型，红外线车辆分离器检测车辆通过状态；当车辆完全通过后，红外线车辆分离器检测到一个车辆结束信号；线圈检测器检测到同一个车辆的另一结束信号；称重数据采集处理器采集来自弯板称重传感器的车辆称重信号、轮轴判别器的轮轴信号及来自车辆分离器的状态信号，形成一辆完整车辆信息，并通过数据接口将整车称重信息传输到车道收费计算机。6.系统主要功能可以在静态或动态情况下，有效检测车辆轴载荷、总载荷，自动判别是否超限，动态计重和静态计重可自动转换；当车辆有排队进入收费车道以及车轮停在弯板称重传感器上的情况，计重设备也能进行正常称量；自动识别车辆轴类型，即单轴（单、双轮胎）、双联或三联（单、双轮胎），误判率小于1‰。兼容原有的按车型收费的模式，能够在按车型收费和计重收费之间无缝切换或并行组合工作。采用高性能嵌入式单片机系统，无磁盘操作系统，在自检异常、通讯失败或者程序迷走时，处理计算机能够自动复位，复位时间小于5s；具有调试、检测用数字仪表显示面板，可以显示各轴轴型、轴重、车辆总重和车速；具有进入校准状态的开关。在校准状态下，通过调试键盘可以很方便的对计重设备进行校准；计重系统中所有活动金属部件均进行防锈处理，能防尘、防腐蚀，梅雨季节，微生物和菌类不会对设备造成损坏；能检测车辆通过称重检测区时的速度，并能检测车辆前进/后退的状态；能对车辆进行自动分离，准确地实现拖挂车等特殊车辆的分离，保证计重检测数据与车辆的一一对应关系；能对各种有意或无意的不规则行驶状态如S行驶、倒车、侧边行驶、加减速、振动等进行正确计重。能形成完整的车辆计重信息，包括轴重、联轴重量、总重、轴型、联轴信息等信息，记录车辆通过时间；能通过标准开放的数据接口安全可靠的将计重信息传输给车道收费计算机，具备数据缓存功能，保证计重数据与车辆一一对应，保证了上传数据不丢失、不误发；计重设备具有开机自检、空闲时定时自检、零点校正和自动温度补偿能力，确保了整套系统全天候连续工作。当传感器等部件发生故障时，系统主动提示故障信息，提醒用户及时处理，并能将故障及自检信息发送给车道收费计算机；超限报警及提示，当检测车辆通过收费车道时，一旦发现有轴载或整车超载，则系统使相应的报警灯闪亮。适应室外全天候工作，适应风、雨、雪、雾、飞鸟、沙尘、冷、热、干、潮、电磁干扰、雷等各种恶劣环境，施工及日常维护简单方便，具备故障应急处理措施；我公司可派技术人员到收费软件开发地配合软件开发，以及到现场配合收费软件调试，与收费软件开发商共同解决各类问题；我公司可供模拟计重软件，用于收费软件开发和测试。该模拟设备能够方便地模拟各种情况，向车道收费软件提供各种返回值。7.主要技术指标静态计重精度：OIMLIII级；动态称重精度：5级（JJG907－2006《动态汽车衡》，车速0～30km/h匀速）单轴额定量程：30t；最大过载能力：150%(FS)；最小检测轴重：200kg；最大轴数不限；分度值d:20Kg(可以设置为10Kg)；允许车速范围：0～30km/h，允许轮轴停在弯板称重传感器上；速度测量精度：±3Km/h（车速在1～40Km/h且没有明显加减、速时）轴间距测量精度：±150mm（没有明显加减、速）控制设备防护等级：IP65；称重传感器防护等级：IP68；工作温度：-40～80℃；相对湿度：0～95%Rh；使用寿命：12年以上；平均无故障工作时间(MTBF)》20000h；适合路面横纵坡度：≤2%；标定周期不小于12个月，标定方法简单；8.主要设备简介8.1弯板称重传感器弯板式动态称重系统（动态汽车衡）是我公司自主开发的定型产品。该系统用于静态/动态低速检测车辆轴载和车辆总重的称重，可高精度、可靠的获得车辆总重量及轴载等数据。采用军工技术的表面防腐处理，满足弯板称重传感器在腐蚀的环境下长期稳定运行的需求；采用多重密封工艺结构，传感器自身结构由里至外分层防护，能适应路面上雨水侵蚀、潮湿霉变等恶劣环境；采用单板式整体设计，剪切梁式力分流结构，相比弯曲梁结构可以不受侧向冲击影响、稳定性好，从而达到更长的使用寿命；弯板称重传感器的弹性体即为秤体，二者合而为一，为整体板式结构，故能适应坡度较大的安装环境，不影响车辆的称重准确性；弯板称重传感器表面采用专业的电镀锌合金处理，能有效能防尘、防腐蚀，梅雨季节，微生物和菌类也不会对设备造成损坏；弯板称重传感器能进行静态下的标定，保证重量的可追溯性以达到需要的计量性能；弯板称重传感器设计框架，可更换性强，方便维护，且不破坏路面；为了不会破坏车道内路面结构，安装弯板称重传感器时，开挖路面的深度≤70mm；弯板规格尺寸：1550X4901750X4902000X8002250X800，具体视车道宽度，选用不同规格的弯板；静态计重精度：OIMLIIII级；车辆在0~20km/h匀速行驶时，动态称量准确度满足《动态汽车衡》（JJG907－2006）中的5级准确度等级；计重的有效车速范围为0～20km/h，允许轮轴停在弯板称重传感器上；单轴额定载荷：30t；最大过载能力：150%FS；允许车辆通过速度范围：0～120km/h；轴间距检测精度（没有明显减速的前提下）：±150mm；正常工作时的适应工作环境：温度范围：-40℃～+80℃；相对湿度范围：0～95%；防护等级达：IP68；具有防腐功能；MTBF（平均故障间隔时间）≥20000h；精度稳定性：标定周期≥1年，具有良好的稳定性；具有自诊断功能，发生故障时能够通过信息接口向外发出故障信息，在自检异常、通讯失败或者程序迷走时，内置的数据采集处理器能够自动复位（有看门狗电路设计），复位时间小于5秒。8.2红外线车辆分离器红外线车辆分离器能对车辆进行可靠的分离，消除跟车现象，保证称重检测数据与车辆的一一对应。设备构成：红外线光幕（发射器、接收器、控制器）、光幕护罩、加热防护罩及接插件电缆等。设备特点：设备速度快、测量精度高、抗干扰能力强、很强的穿透力，不怕强光、大雨、大雾的干扰，光幕采用独特的光同步技术，简化了线缆的连接，可靠性更高。光幕护罩的特点：不锈钢材料，防护等级IP65，外壳玻璃采用电加热方式除霜，可以适应不同环境需求。外壳设计为开门式，便于清洁。在天气晴好时，分离判断正确率：≥99.9%；在雨雾天气时，分离判断正确率：≥99%；最小检测物尺寸：30mm；两车间的最小分车距离：100mm；工作环境：温度：－40℃～70℃相对湿度：0～95%；防护等级：IP65防雷接地电阻：≤4Ω；MTBF（平均无故障时间）≥20000h；具有电加热玻璃和温控装置，可自动清除表面的凝露、结霜或雾气。8.3轮轴判别器通过被触发传感器的数量来检测轮胎总宽度，再根据轮胎总宽度判断单双胎。对总重5t以上的车辆判断准确度达到99%以上；当轮轴判别器发生故障时，可以通过硬件和软件（收费界面上）显示出明确的故障信息；信号类型：金属压力传感器；传感器数量：超宽车道16个、普通车道12个；本地数字化，数字量传输，抗干扰能力强；疲劳寿命长，高强度耐磨性能好，不易损坏，故障率低；工作环境：温度：-40℃～+80℃；相对湿度：0～98%；防护等级：IP68。8.4线圈检测器对车辆进行分离和辅助收尾，在红外线车辆分离器发生故障时，自动切换为使用线圈，同时可以测量车辆速度；线圈检测器频率在50～200KHz的范围内设定，且灵敏度可调；收尾线圈在车距不少于2m时，判断精度≥99%；尺寸：1m×2m；适用于普通车道和超宽车道；电感量范围：70～1000mH；频率范围:50～200KHz；速度检测范围：1～200km/h；电缆长度:50m(可扩展到150m)；导线规格：1.5mm2铜质导线；当线圈发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息；工作环境：温度：-40℃～+80℃相对湿度：0～98%。8.5数据采集处理器数据采集处理器是整个系统的控制部分，负责处理称重传感器、车辆分离器等设备上传的信息，经专门的程序分析和处理计算出其轴重、轴组重和速度，并依次累加出车辆总重。同时根据收费计算机的要求传送车辆载荷信息，并控制相应的报警装置报警。数据采集处理器采用总线结构设计，含有AC/DC电源