[實用新型]光纖-液壓組合式車輛動態稱重裝置

無效

• 申請號: 201120123727.0
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN202048969U
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 丁幼亮;宋永生;周廣東;李愛群
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01G19/03
• 分類號: G01G19/03;G01D5/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及一種車輛動態稱重傳感器，主要應用于橋梁、道路上行駛車輛的重量和速度的實時監測的車輛動態稱重系統。

背景技術

動態稱重系統目前是國際科研領域的前沿課題，世界各國都很注重動態稱重技術的開發和應用。自上個世紀50年代以來，發達國家就開始對汽車動態稱重系統進行研究，并取得了相應的成果。從目前市場上已經成功應用的動態稱重系統來看，汽車動態稱重系統根據原理主要有：壓電式、電容式、秤臺式、剪切梁式和彎板式等幾種，其中以彎板式和壓電式的應用最為廣泛。

其中，壓電式動態稱重系統具有對電信號干擾很大，易于受潮，工作性能不穩定、結構的耐久性較差；彎板式動態稱重系統雖然具有結構簡單，但采用的應變傳感器為電阻式應變片，容易受到電磁干擾，長期使用會產生漂移和徐變等。光纖光柵傳感器雖然精度高、耐久性好、抗電磁干擾能力強，但不能實現分布式測量，大量布置必然造成稱重系統的造價較高，無法廣泛推廣應用。

采用能夠實現分布式測量的光纖時域反射技術和光纖微彎技術是一種較好的解決方式。分布式光纖傳感系統基于光時域反射（Optical?Time?Domain?Reflectmetry）的技術原理：激光光源發出的光脈沖沿著光纖傳輸，大部分光向前傳輸，一小部分散射光信號會沿著光纖反射回來，利用這些反射回來的光強度對應變的和溫度的敏感性對結構的應變和溫度進行檢測，同時利用不同位置處的反射時間的不同，實現分布式的測量。分布式光纖具有抗電磁干擾能力強、精度高、成本低、耐久性好等優點，是理想的應變傳感材料。光纖微彎技術是利用光纖發生彎曲時，一部分光從纖芯耦合進入包層，到達光纖端部纖芯中的光強度減弱，引起光功率損耗。利用光功率的變化與引起光纖微彎的擾動物理量的大小成一一對應關系，達到對外部擾動物理量的測量。

由于車輛動態稱重系統的車輛荷載比較復雜，外部干擾因素較多，采用單一的光纖時域反射測量系統或光纖微彎測量系統容易受到偶然因素的影響，造成測量結果不夠準確。將兩種測量技術結合，可有效減少偶然因素對測量結果的影響，增加稱重系統的抗干擾能力。同時，兩種測量系統可相互校核，進一步提高稱重的準確性。

發明內容

技術問題：本實用新型要解決的技術問題是提出一種光纖-液壓組合式車輛動態稱重傳感器，它能對橋梁、道路結構上行駛中的車輛的重量進行測量，具有結構簡單、耐久性好、造價低廉、可遠程監控等優點。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型提出一種光纖-液壓組合式車輛動態稱重裝置，其特征在于：該裝置包括光纖微彎傳感器、通過第二連接油管與光纖微傳感器連接的光纖液壓傳感器、通過第一連接油管與光纖微彎傳感器連接的液壓油泵、通過第一傳輸光纖和第二傳輸光纖與光纖微彎傳感器連接的第一光強解調模塊、通過第三傳輸光纖和第四傳輸光纖與光纖液壓傳感器連接的第二光強解調模塊。

優選的，光纖微彎傳感器包括彈性油管、第一液壓油、第一測試光纖、底板、蓋板、第一減振鍥塊、第二減振鍥塊；第一測試光纖螺旋纏繞并粘貼在彈性油管表面，第一液壓油位于彈性油管內；彈性油管放置在底板上，蓋板位于彈性油管上，底板與蓋板固定連接；第一減振鍥塊、第二減振鍥塊放置在監測車道路面上并與地面錨固，第一減振鍥塊和第二減振鍥塊的頂面與蓋板頂面相切。

優選的，光纖液壓傳感器包括液壓油管、第二液壓油、液壓油缸、過流閥、油缸活塞頭、彈性活塞圓管、第一光纖固定架、第二光纖固定架、第二測試光纖；過流閥為中部帶孔密封連接件，過流閥與液壓油管固定連接，第二液壓油經過流閥流入、流出液壓油缸；彈性活塞圓管一端與過流閥固定連接，另一端與油缸活塞頭固定連接；油缸活塞頭與過流閥相對設置且與液壓油缸密封接觸，液壓活塞頭在壓力作用下沿液壓油缸內壁滑動；第一光纖固定架和第二光纖固定架分別固定在彈性活塞圓管的內壁上，第一光纖固定架和第二光纖固定架相對設置；第二測試光纖自彈性活塞圓管中引出至第二光強解調模塊；第二測試光纖兩端分別與第三傳輸光纖、第四傳輸光纖連接。

優選的，彈性油管和第一液壓油組合作為光纖微彎-油管傳感器的彈性芯材。

有益效果：光纖微彎-液壓組合式車輛動態稱重系統，采用光纖微彎原理和光纖應變測試技術測量行駛中的車輛重量，該傳感器具有以下優點：

（1）采用彈性油管作為車重的承載部件，不同部位的液壓壓強相同，改變了機械式結構由于應力分布不均勻造成的測試困難；

（3）系統由兩個獨立的傳感器組成，相互測試無干擾，提升的了系統的整體穩定性和可靠性；