高速公路轴组称重系统通过集成多类型传感器实现高精度动态称重,其核心技术在于多传感器协同与智能算法补偿。以下是具体传感器类型及功能解析:

一、核心传感器类型与功能

1. 称重传感器

类型:

弯板式传感器:应变式传感器,内置应变计网络,通过称重板形变测量轴重,适应低速动态称重(≤20km/h),误差±0.5%~±1%。

石英式传感器:利用压电效应,温漂小,支持高速称重(≤120km/h),误差±3%~±5%,寿命长达10年。

台式传感器:称重平台+压力传感器,传统地磅改造而来,适用于低速静态称重。

功能:

测量各轴重量、轴型(单轴/双联轴)及车速。

动态补偿车速、加速度、温度对称重精度的影响。

2. 轮轴识别器

类型:

激光扫描式:通过激光立杆扫描车辆截面,识别轴数、轮胎数(单/双胎),精度达98%。

AI图像识别式:基于摄像头与深度学习算法,无需破路施工,支持短视频溯源。

压电薄膜式:通过压力变化识别轮胎信息,适用于动态信号检测。

功能:

判断车辆轴型(如6轴半挂车)、轮胎配置,为轴重合成提供依据。

抗干扰能力强,适应雨雪、雾霾等恶劣天气。

3. 车辆分离器

类型:

红外光栅式:成对红外发射/接收器,通过光束遮挡判断车辆进入/离开。

地感线圈式:埋入路面的环形线圈,检测车辆通过及速度,辅助过滤非车辆物体。

功能:

提供称重开始/结束信号,避免跟车干扰。

结合称重数据,计算车辆通行时间及速度。

4. 辅助传感器

温度传感器:内置于称重传感器,补偿温度漂移,确保精度稳定。

接地回路(地感线圈):检测车辆行驶方向及倒车,与红外分离器协同工作。

二、传感器协同工作原理

数据采集:

车辆通过时,轴依次压过称重传感器、轮轴识别器、车辆分离器,同步采集轴重、轮胎数、轴型及分离信号。

动态补偿:

速度修正:通过车速与误差模型(如多项式拟合)补偿高速行驶时的动态荷载误差。

加速度补偿:结合车辆加速度数据修正急加速/减速导致的荷载波动。

温度补偿:内置温度传感器校准传感器零点漂移,适应-40至+80环境。

轴重合成:

根据轮轴识别器提供的轴型信息,累加各轴重量(如双联轴按双倍单轴限重计算),生成整车总重及超限数据。

三、技术优势与应用场景

精度提升:

低速模式(≤20km/h):误差≤±1%,适用于计重收费。

高速模式(≤120km/h):误差≤±5%,适用于超限预检。

环境适应性:

IP68防护等级,适应恶劣环境(如雨雪、沙尘)。

路面变形校正技术,减少沥青/混凝土路面温度效应影响。

维护成本:

自诊断功能提前预警故障(如传感器偏移、线路中断)。

远程算法升级,减少现场维护需求。