技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种
压电传感器，具体是一种石英传感器车辆称重系统。
背景技术
[0002] 压电传感器是利用某些
电介质受
力后产生的
压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电材料它可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。压电式传感器中用得最多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。其他压电单晶还有适用于高温
辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等。
[0003] 现有的车辆称重系统，多采用
电阻应变计进行重量检测，电阻应变计在动态称重中受到较多限制：测量范围小，弹性体结构较复杂，寿命短，灵敏性低，使用
温度范围小，实用性差；且在使用时，现有车辆动态称重计算系统如若出现故障，无法及时获取故障信息，客户无法自行进行检查维修，必须指派工程师前往进行修复，提高了维修成本和修复周期。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种石英传感器车辆称重系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0006] 一种石英传感器车辆称重系统，主要包括外框、检测模组和预埋线盒，所述外框顶端
侧壁固定安装有
螺栓槽环，螺栓槽环上部通过螺栓装配安装有压环，所述螺栓槽环顶端侧壁与压环底端侧壁之间压接安装有弹板，弹板中部开设有通孔，通孔内侧贯穿插接有旋接头，旋接头顶端固定安装有连架，连架顶端边缘处外壁固定安装有对称设置的螺栓座，螺栓座外侧上部套设安装有承载板，承载板与螺栓座之间通过沉孔螺栓固定连接，所述旋接头底端通过螺丝固定安装有上压架，上压架顶端侧壁紧密
接触弹板底端侧壁，所述外框下部内壁固定安装有开口向上的内壳，内壳内侧边缘处套设安装有检测模组，所述内壳中部底端内壁固定安装有线路板，线路板顶端左部固定安装有
滤波器，所述线路板顶端右部固定安装有
放大器，所述内壳顶端固定安装有与线路板配合的密封板，所述线路板顶端前部固定安装有
导线，所述导线右端延伸至外框右侧外部，所述导线右端固定连接预埋线盒，所述滤波器的型号为ZMCT103C，所述放大器的型号为TW-DC-1101。
[0007] 作为本实用新型进一步的方案：所述检测模组主要包括上
正极板、密封膜、上石英片、
负极板、下石英片、下正极板和短线缆，所述上正极板、上石英片、负极板、下石英片和下正极板之间按照
自上而下的顺序依次排列，所述上正极板、上石英片、负极板、下石英片和下正极板上下侧壁分别紧密接触，所述上正极板、上石英片、负极板、下石英片和下正极板外侧套设有密封膜，密封膜内侧上部固定安装有短线缆，短线缆与上正极板、负极板和下正极板分别电性连接，所述短线缆底端与线路板顶端后侧壁固定连接。
[0008] 作为本实用新型再进一步的方案：所述预埋线盒主要包括通讯模
块、
电路检测模块、接线
端子、
外壳和盖板，所述外壳后侧内壁固定安装有PCB板，PCB板前端左部固定安装有接线端子，PCB板前端右部固定安装有通讯模块，所述PCB板前端上部固定安装有电路检测模块，所述接线端子为
接线端子排，所述通讯模块为JB35GD型无线通讯模块，所述电路检测模块为带有保护电阻和稳压电容的CHV-50P型霍尔
电压传感器，所述外壳前端固定安装有盖板。
[0009] 作为本实用新型再进一步的方案：所述导线中部外壁与外框下部内壁之间固定安装有
密封圈。
[0010] 作为本实用新型再进一步的方案：所述接线端子与外部电源电性连接，所述接线端子与导线电性连接。
[0011] 一种石英传感器车辆称重系统方法，在上正极板、上石英片、负极板、下石英片和下正极板的制造中，是将X切割的石英晶体片加工成外框所需要的外形和尺寸，通常所说的X切割，就是切割出来的石英晶体片的两个平面都与X轴相垂直，按顺序将上正极板、上石英片、负极板、下石英片和下正极板排列后制成检测模组。
[0012] 作为本发明再进一步的方案：检测模组放置在内壳内，将连架、上压架、承载板和弹板固定连接，通过压环配合螺栓槽环将弹板固定在外框顶端，在安装时，需要在上压架上施加足够的预紧力，预紧力通过压环与螺栓槽环之间的距离进行调节。
[0013] 作为本发明再进一步的方案：在地上挖设凹槽，将装置放置在槽内，通过环
氧树脂和石英砂的混合物将装置与地面之间的空隙填满。
[0014] 作为本发明再进一步的方案：装置与外部电源和客户端或者
服务器端的计算机电性连接后，当装置中检测模组受外
载荷作用时，石英晶体片沿X轴方向受外力作用，内部产生极化，在垂直于X轴的两个平面上产生等量的正负电荷，这种现象称为纵向压电效应，且两个压电石英晶体片按极化方向相反粘结，负电荷集中在中间负极板上，正电荷聚集在两端的正极板上，这时相当于两个电容器并联，输出的电荷和电容量将增加一倍，单位形变距离的变化对应的输出电荷量大，电荷灵敏度高，收集的
信号电压通过装置中的滤波器处理，并通过放大器放大后，传输到通讯模块处，最终将此
信号传输到客户端或者服务器端的计算机，然后用专用的
软件将其转换为重量信号直观地显示出来，通过装置测得的电压值，就可得到所测载荷的大小。
[0015] 作为本发明再进一步的方案：当检测模组、滤波器或者放大器出现故障时，输出的电压必然异常，电路检测模块通过与模块原边电路
串联的电阻R1与被测量电路并联连接，输出的检测电压U2正比于原边电压U1，当电路检测模块输出的信号电压异常时，可通过通讯模块向服务器发送故障信号，服务器接收上述故障信号，将其反馈给管理客户端，通过管理客户端内安装的专用的检测软件进行故障信号的处理，并提示预存的故障维修方法，提示管理客户端安排管理人员进行维护，装置采用螺栓装配式连接，方便管理人员拆解检修更换。
[0016] 与
现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0017] 本实用新型在结构上设计合理，本装置自动检测故障信息，自动报警，并给出维修建议，无法处理的才需安排工程师线下处理，在使用时，降低了维修成本，缩短修复周期；且采用石英材质的感压结构代替电阻应变计，结构简单，受温度影响小，灵敏性高，实用性强。
附图说明
[0018] 图1为石英传感器车辆称重系统的结构示意图。
[0019] 图2为石英传感器车辆称重系统内部的结构示意图。
[0020] 图3为石英传感器车辆称重系统中外框内侧部件之间俯视
角度的
位置示意图。
[0021] 图4为石英传感器车辆称重系统中压环、弹板、连架和旋接头之间仰视角度的位置示意图。
[0022] 图5为石英传感器车辆称重系统中电路检测模块的电气原理图。
[0023] 图中：外框1、上正极板2、密封板3、螺栓槽环4、压环5、螺栓座6、旋接头7、连架8、上压架9、承载板10、弹板11、密封膜12、内壳13、滤波器14、短线缆15、导线16、放大器17、线路板18、上石英片19、负极板20、下石英片21、下正极板22、通讯模块23、电路检测模块24、接线端子25、外壳26、盖板27。
具体实施方式
[0024] 下面将结合本实用新型
实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“
水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0026] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0027] 请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种石英传感器车辆称重系统，主要包括外框1、检测模组和预埋线盒，所述外框1顶端侧壁固定安装有螺栓槽环4，螺栓槽环4上部通过螺栓装配安装有压环5，所述螺栓槽环4顶端侧壁与压环5底端侧壁之间压接安装有弹板11，弹板11中部开设有通孔，通孔内侧贯穿插接有旋接头7，旋接头7顶端固定安装有连架8，连架8顶端边缘处外壁固定安装有对称设置的螺栓座6，螺栓座6外侧上部套设安装有承载板10，承载板10与螺栓座6之间通过沉孔螺栓固定连接，所述旋接头7底端通过螺丝固定安装有上压架9，上压架9顶端侧壁紧密接触弹板11底端侧壁，所述外框1下部内壁固定安装有开口向上的内壳13，内壳13内侧边缘处套设安装有检测模组，所述内壳13中部底端内壁固定安装有线路板18，线路板18顶端左部固定安装有滤波器14，所述线路板18顶端右部固定安装有放大器17，所述内壳13顶端固定安装有与线路板18配合的密封板3，所述线路板18顶端前部固定安装有导线16，所述导线16右端延伸至外框1右侧外部，所述导线16右端固定连接预埋线盒，所述滤波器14的型号为ZMCT103C，所述放大器17的型号为TW-DC-1101。
[0028] 所述检测模组主要包括上正极板2、密封膜12、上石英片19、负极板20、下石英片21、下正极板22和短线缆15，所述上正极板2、上石英片19、负极板20、下石英片21和下正极板22之间按照自上而下的顺序依次排列，所述上正极板2、上石英片19、负极板20、下石英片
21和下正极板22上下侧壁分别紧密接触，所述上正极板2、上石英片19、负极板20、下石英片
21和下正极板22外侧套设有密封膜12，密封膜12内侧上部固定安装有短线缆15，短线缆15与上正极板2、负极板20和下正极板22分别电性连接，所述短线缆15底端与线路板18顶端后侧壁固定连接。
[0029] 所述预埋线盒主要包括通讯模块23、电路检测模块24、接线端子25、外壳26和盖板27，所述外壳26后侧内壁固定安装有PCB板，PCB板前端左部固定安装有接线端子25，PCB板前端右部固定安装有通讯模块23，所述PCB板前端上部固定安装有电路检测模块24，所述接线端子25为接线端子排，所述通讯模块23为JB35GD型无线通讯模块，所述电路检测模块24为带有保护电阻和稳压电容的CHV-50P型霍尔电压传感器，所述外壳26前端固定安装有盖板27。
[0030] 所述导线16中部外壁与外框1下部内壁之间固定安装有密封圈。
[0031] 所述接线端子25与外部电源电性连接，所述接线端子25与导线16电性连接。
[0032] 结合附图1-5，对石英传感器车辆称重系统进行描述：
[0033] 步骤一、在上正极板2、上石英片19、负极板20、下石英片21和下正极板22的制造中，是将X切割的石英晶体片加工成外框1所需要的外形和尺寸，通常所说的X切割，就是切割出来的石英晶体片的两个平面都与X轴相垂直，按顺序将上正极板2、上石英片19、负极板20、下石英片21和下正极板22排列后制成检测模组；
[0034] 步骤二、检测模组放置在内壳13内，将连架8、上压架9、承载板10和弹板11固定连接，通过压环5配合螺栓槽环4将弹板11固定在外框1顶端，在安装时，需要在上压架9上施加足够的预紧力，预紧力通过压环5与螺栓槽环4之间的距离进行调节；
[0035] 步骤三、在地上挖设凹槽，将装置放置在槽内，通过
环氧树脂和石英砂的混合物将装置与地面之间的空隙填满；
[0036] 步骤四、装置与外部电源和客户端或者服务器端的计算机电性连接后，当装置中检测模组受外载荷作用时，石英晶体片沿X轴方向受外力作用，内部产生极化，在垂直于X轴的两个平面上产生等量的正负电荷，这种现象称为纵向压电效应，且两个压电石英晶体片按极化方向相反粘结，负电荷集中在中间负极板20上，正电荷聚集在两端的正极板上，这时相当于两个电容器并联，输出的电荷和电容量将增加一倍，单位形变距离的变化对应的输出电荷量大，电荷灵敏度高，收集的信号电压通过装置中的滤波器14处理，并通过放大器17放大后，传输到通讯模块23处，最终将此信号传输到客户端或者服务器端的计算机，然后用专用的软件将其转换为重量信号直观地显示出来，通过装置测得的电压值，就可得到所测载荷的大小；
[0037] 步骤五、当检测模组、滤波器14或者放大器17出现故障时，输出的电压必然异常，电路检测模块24通过与模块原边电路串联的电阻R1与被测量电路并联连接，输出的检测电压U2正比于原边电压U1，当电路检测模块24输出的信号电压异常时，可通过通讯模块23向服务器发送故障信号，服务器接收上述故障信号，将其反馈给管理客户端，通过管理客户端内安装的专用的检测软件进行故障信号的处理，并提示预存的故障维修方法，提示管理客户端安排管理人员进行维护，装置采用螺栓装配式连接，方便管理人员拆解检修更换。
[0038] 本实用新型的工作原理是：
[0039] 本实用新型涉及一种石英传感器车辆称重系统，石英晶体敏感元件测量的是应力，是它产生的电荷对于
应力的平均值，也就是说石英晶体具有把敏感元件(石英圆片)整个表面上的载荷进行积分的能力，压电石英称重传感器与应变式称重传感器的最大区别是石英晶体没有
热电效应，即使是温度瞬变也不会引起信号漂移，而且灵敏度温度系数非常小，约为-0.02％℃，因此不必采取特殊手段补偿路面温度的影响，灵敏度均为40PC/kg,固有
频率≥40KHz,线性度≤1％FS，绝缘阻值≥10TΩ,50t的压电石英称重传感器的重量只有
100kg，方便安装；
[0040] 本装置自动检测故障信息，自动报警，并给出维修建议，无法处理的才需安排工程师线下处理，在使用时，降低了维修成本，缩短修复周期；且采用石英材质的感压结构代替电阻应变计，结构简单，受温度影响小，灵敏性高，实用性强。
[0041] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0042] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
