一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法专利检索-压电效应电磁学专利检索查询-专利查询网

一种间歇式测量 车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法

阅读：990发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种道路侧面设置的压电电荷及电压信号采集器和处理器，与埋设于路面下方成栅栏状排列的压电电缆传感器群、逐条连接构成的装置，当车轮轴依次通过地埋栅栏电缆群的路面时，各单体的压电电缆随车轮的碾压作用逐个产生压电电荷及电压信号效应，伴随时间t采集器和处理器，依次可接收到体现该车轮轴运动状态参数、m是碾压过压电电缆条数、t0是被测车轮的起始时间、tm是被测车轮通过m条电缆的计算时间和间歇式的压电效应脉冲电信号 V 波形的集合，由被测车轮驶过的距离S＝mxd、车辆速度V＝ΔS/Δt，可获得车轮轴加速度a＝ΔV/Δt状态参数的测量计算方法。，下面是一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置，其特征是：该装置由路面外侧压电电荷及电压信号采集器和处理器，与埋设于路面下方路面材料层中、有压电效应材料制作的电线、电缆传感器、以单体逐条垂直道路顺长、平行道路宽度方向通体排列构成、栅栏状有相互确定几何及位置尺寸的、压电电缆群逐条连接构成。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：构成所述的栅栏状电缆群的区域总长度L，其选择范围为0.2m≤L≤85m。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：构成所述的栅栏状电缆群单体压电电缆传感器的总数量M，其选择范围为3条＜M≤860条，相邻两单体压电电缆之间距离d，其选择范围为0≤d≤5m。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是：构成所述的栅栏状电缆群在路面通体宽度方向可一分为二设计为两排，分为车轮轴左右侧车轮的栅栏状压电电缆群，路面外侧连接的压电电荷及电压信号接收采集器也分为左右侧两套。
5.根据权利要求1、4所述的装置，其特征是：栅栏状压电电缆群相邻电缆之间的间距d可以是不等距的。
6.一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的方法，其特征是：适用于权利要求1、
2、3、4、5所述的装置，所述的测量装置接收到伴随时间t的间歇式脉冲电信号V波形和被测车轮轴压过的单体压电电缆数目m和排序n是一一对应的，t0是被测车轮轴的起始时间可定，tm是被测车轮轴通过m条电缆的计算时间可测，被测车轮轴通过的时间段Δt＝tm-t0、通过距离S＝m×d、车辆速度V＝ΔS/Δt就计算可知，车辆的水平方向加速度a＝ΔV/Δt也就可以间接计算出来。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：用确定车型确定轴号用已知系列给定不同载荷的轴重，通过反复碾压和采集栅栏状电缆群的脉冲电信号V值，可获得该车轮轴不同轴载重的、检测到的不同加速度a值与其压电效应脉冲电信号波形V值、三者之间系列对照关系的大数据样本表。

说明书全文

一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法，用于交通领域自动动态测量车辆运动状态的各种参数，特别是用于测量车辆运动状态和计算车轮对地面作用力的技术分析和应用等领域。技术背景：

[0002] 现实生活中动态测量车辆和车轮运动状态的技术手段非常多，比如多普勒雷达、激光仪等，但由于这些设备的成本和费用及使用场合和环境的局限，雷达和激光测速、测加速度等手段的仪器，并不十分适用，雷达容易受到同频率的电磁波干扰，激光对移动车辆的复杂反射面对光点不好聚焦，容易发生漂移等等，造成动态测量的精度不是很高。发明内容：

[0003] 本发明提供一种道路侧面设置的压电电荷及电压信号采集器和处理器，与埋设于路面下方成栅栏状排列的压电电缆传感器群、逐条连接构成的装置，当车轮轴依次通过地埋栅栏电缆群的路面时，各单体的压电电缆随车轮的碾压作用逐个产生压电电荷及电压信号效应，伴随时间t采集器和处理器，依次可接收到体现该车轮轴运动状态参数、 m是碾压过压电电缆条数、t0是被测车轮的起始时间、tm是被测车轮通过m条电缆的计算时间和间歇式的压电效应脉冲电信号V波形的集合，由被测车轮驶过的距离S＝m×d、车辆速度V＝ΔS/Δt，可获得车轮轴加速度a＝ΔV/Δt状态参数的测量计算方法。

[0004] 本发明的技术方案：

[0005] 一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置，其特征是：该装置由路面外侧压电电荷及电压信号采集器和处理器，与埋设于路面下方路面材料层中、有压电效应材料制作的电线、电缆传感器、以单体逐条垂直道路顺长、平行道路宽度方向通体排列构成、栅栏状有相互确定几何及位置尺寸的、压电电缆群逐条连接构成。

[0006] 其特征是：构成所述的栅栏状电缆群的区域总长度L，其选择范围为0.2m≤L≤85m。

[0007] 其特征是：构成所述的栅栏状电缆群单体压电电缆传感器的总数量M，其选择范围为3条＜M≤860条，相邻两单体压电电缆之间距离d，其选择范围为0≤d≤5m。

[0008] 其特征是：构成所述的栅栏状电缆群在路面通体宽度方向可一分为二设计为两排，分为车轮轴左右侧车轮的栅栏状压电电缆群，路面外侧连接的压电电荷及电压信号接收采集器也分为左右侧两套。

[0009] 其特征是：栅栏状压电电缆群相邻电缆之间的间距d可以是不等距的。

[0010] 一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的方法，其特征是：适用于上述的装置，所述的测量装置接收到伴随时间t的间歇式脉冲电信号V波形和被测车轮轴压过的单体压电电缆数目m和排序n是一一对应的，t0是被测车轮轴的起始时间可定，tm是被测车轮轴通过m 条电缆的计算时间可测，被测车轮轴通过的时间段Δt＝tm-t0、通过距离S＝m×d、车辆速度V＝ΔS/Δt就计算可知，车辆的水平方向加速度a＝ΔV/Δt也就可以间接计算出来。

[0011] 其特征是：用确定车型确定轴号用已知系列给定不同载荷的轴重，通过反复碾压和采集栅栏状电缆群的脉冲电信号V值，可获得该车轮轴不同轴载重的、检测到的不同加速度a值与其压电效应脉冲电信号波形V值、三者之间系列对照关系的大数据样本表。附图说明：

[0012] 见附图1：图1上半部分是路体沿道路方向的垂直切面图，下半部分是道路的俯视图，上半部分最上面是车轮依次是路面、路面材料层及包裹着压电效应电缆传感器、路基，下半部分的上下方向是车道的路面宽度，左右方向是L地埋栅栏电缆群总长度，两侧上下方向的虚线代表埋设的栅栏状一条条压电效应电缆传感器群，中间压电电缆群部分省略图中用二条水平虚线代替，d相邻电缆的间距，逐条压电电缆与信号线缆连接，通过压电信号传输线缆，连接到道路侧面测控室中的路面外侧压电电荷及电压信号采集器和处理器。

[0013] 见附图2：图2是栅栏状电缆群的一条条单体压电电缆传感器，产生的压电效应脉冲电信号V的波形图，水平轴代表时间t和电缆序号n、及车轮通过的距离S参数，m是车轮通过的电缆条数和对应脉冲波形个数，Δt代表车轮碾压过m个电缆和测量到相同数量脉冲波形的时间，垂直轴代表压电电缆群产生的电荷及电压信号V峰值大小和车轮垂直压力F的当量值，f是V波形峰值的有效平均值，图的中部是车轮碾压过的压电效应脉冲电信号V图像波形。具体实施方式：

[0014] 见附图1，对要进行测量车轮轴运动加速度状态参数的路段，在水平平整的路基面左右两侧，沿道路方向平行设置一定长度的电缆施工安装固定支架边框，支架边框上按两相邻电缆的间距d为刻度单位，设定排列固定电缆两端的卡槽，将一条条电缆水平拉直铺设到支架框两端的卡槽中，进行校正确保电缆施工后期能水平正确处于路面材料中，用路面材料对埋设的压电电缆传感器进行四周填充和压实，依次类推将长度为L压电电缆群的栅栏状路面全部铺设完成，最后对整体长度的L栅栏状路面找平压实，拆除道路两侧支架后，在其位置放入地埋式传导线缆槽，在有测控室一侧槽内、用带保护外套的传导连接线缆按顺序将一条条压电效应电缆与道路旁测控室内的压电电荷及电压信号接收采集器和处理器输入端链接，将电缆的序号和位置标注在路侧面，在另一侧槽内保护好电缆的另一端，并进行一一调试至合格后，盖上地埋式传导线缆槽的盖板，同样的施工方法，对通体整条压电效应电缆一分为二成两排，分为左右侧车轮单独的压电电缆群栅栏，路面外连接的压电电荷及电压信号接收采集和处理器也为分左右侧两套，道路中间处两排电缆的端头用外套管保护好，连中间支架一起填实，后续施工与上述相同，传导连接线缆是按顺序将一条条压电效应电缆连接，至道路旁测控室的压电电荷及电压信号接收采集器输入端链接，至此，一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置施工安装完成，由于各种原因相邻电缆之间的间距d有时不是等距的，当栅栏状电缆群路面施工完成后，其实际的间距参数是可以监测并记录确认，处理器会根据确认的实际间距d参数来处理后期的计算。

[0015] 采集器和处理器是按照检测的目的和参数处理设计要求选择的，采集器对脉冲电信号V波形进行A/D转换，然后按时间顺序把脉冲电信号V传输给处理器，另外正常的载重车一般为2～6轴的车，在栅栏区域电缆群测控最大长度L为85m范围内，不但要对同一辆车的6 个车轮轴同时进行持续测量，还要对其他跟进的车辆车轮轴进行监测，根据同一辆车轴距不会改变、前后车辆有速度差异的特点，处理器容易识别和划分车辆的，采集器的信号输入端接口和处理器，是能够保证对多辆车和大于6轴的特种车，同时进行各车各轮轴的脉冲电信号 V的采集和处理。

[0016] 见附图2：图2是采集器采集的某车轮轴局部的脉冲电信号V的波形图，所述的测量装置接收到伴随时间t的间歇式脉冲波形V图像与车轮压过的单体压电电缆数目m和排序n、实际通过的位移S是一一对应的，t0是车轮的起始时间是根据检测而定，tm是车轮通过m条电缆的时间是实际测量值，d是相邻电缆间距，车轮通过的时间Δt＝ tm-t0，车轮的速度V＝ΔS/Δt，车轮通过的位移S＝d×m是通过部分参数测量后处理器可计算出的值，最后由车轮的加速度a＝ΔV/Δt关系式处理器会自动计算出a的结果值，用已知系列给定的不同载荷的轴重、与确定的车型和轴号，通过反复碾压和采集栅栏状电缆群的脉冲电信号V值，可获得该车型该轴号载重量和加速度a与压电效应脉冲电信号波形V值及车轮垂直压力F当量值组合的大数据对照样本表。

[0017] 采集器及处理器的显示器、输入输出端接口，以及数据存储器等，是针对测量设计目的和要求设置的，软、硬件是可以升级的。

标题	发布/更新时间	阅读量
铌酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用	2020-05-11	247
一种压电驱动式隧道磁阻面内检测的微陀螺装置	2020-05-11	417
一种超声引线键合超声波频率自调整方法	2020-05-11	10
基于压电陶瓷的多道面波分析的无损检测方法及系统	2020-05-11	265
一种测氢气的磁电谐振传感器、测试装置及测试方法	2020-05-12	584
基于H形共振管提升光声光谱传感器性能的装置和方法	2020-05-11	102
超声换能器	2020-05-08	879
基于四足耦合运动方式提升性能的压电驱动器	2020-05-11	512
微型检测装置	2020-05-12	193
微型检测装置	2020-05-12	971

一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法

一种间歇式测量车轮轴运动加速度状态参数的装置和方法

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：