GTS-2000彎板式計重收費系統的工作原理
隨著安徽省高速公路的迅猛發展,收費站點的不斷增多,使用的計重收費系統也相應的發生了變化,動態汽車衡的承載器和傳感器由以前的機械式分離結構變成了承載器與傳感器一體的彎板式結構。由于彎板式結構具有測量精度高、穩定性強,設備安裝開挖深度淺,安裝簡便、速度快、傳感器整體無機械機構、使用壽命長和免維護等特點,受到高速公路使用維護者的廣泛好評,大有取代機械式分離承載器的態勢。下面為大家介紹西安市杰泰科技有限公司生產的GTs一2000彎板式計重收費系統的構成、工作原理以及故障排除的方法。
一、GTS一2000彎板式計重收費系統的構成
GTs一2000彎板式計重收費系統是由安裝于收費車道內的彎板式稱重儀、輪胎識別器、地感線圈車輛分離器以及分置于彎板式稱重儀兩側安全島上安裝的紅外線光柵車輛分離器、安裝于安全島上的數據采集和處理機柜,以及從機柜到設備部件和到收費亭內的電源線纜和通訊電纜組成。
二、GTS一2000彎板式計重收費系統的工作原理
(一)彎板式稱重儀
GwB一30彎板式稱重儀是用以完成車輛動態軸重稱量的關鍵設備,一般采用兩塊彎板式稱重傳感器交錯排列布置完成車輛相同軸兩側輪重的稱重檢測,并完成車輛車軸行駛方向的檢測。根據功能將其劃分成以下兩大部件來進行說明。
(1)彎板式稱重傳感器:彎板式稱重傳感器采用整體式傳感器技術并經硫化橡膠表面密封技術處理,防水、防塵,能做到持續浸水500hr仍能正常工作,在傳感器下部設置排水和電纜管道方便進行安裝施工。路面開挖深度僅需6.5cm,無機械結構,免維護,避免了由于在車輛通過時產生的沖擊對機械結構的損壞所導致的車輛無法通行及影響日常大量的檢修、維護和保養工作。
(2)動靜態稱重處理器:動靜態稱重處理器是整個彎板式計重收費系統的核心部件,除具有動靜態稱重功能外,尚接收來自車輛信息采集系統傳來的數據,經處理后通過串口向上位計算機傳送。采用了雙路24位同時轉換的高速高精度的A/[)轉換器,采用頻率10000次/秒并可以在軟件上調整。
(二)輪軸識別檢測裝置
2000年*2號令《超限運輸車輛行駛公路管理規定》對公路車輛進行超限檢測,必須識別車輛的輪軸類型。國家標準((道路車輛外廊尺寸、軸荷及質量限值》中也規定了各種輪軸類型車輛允許的軸載及軸組載荷大小。而在輪軸類型的識別中只要求測出單、雙輪軸和連軸類型。一般的處理方法是在監測車道路面內嵌入安裝一個與路面水平的輪軸識別器。在輪軸識別器的面板上嵌入放置一排檢測組件,當車輛輪胎從輪軸識別器上開過時,由相應的檢測組件來給出檢測信號,由后端電路來進行單雙輪胎判別。
根據采用的檢測組件的不同,可分為稱重傳感器型輪軸識別器和開關觸點式輪軸識別器兩大類。稱重傳感器型輪軸識別器采用多只稱重傳感器,通過后端電路將傳感器輸出的微弱模擬信號進行模擬放大,然后通過與相應的門欄電路比較后轉換成開關信號,交由后端的單片機進行分析,從而得到駛過輪軸識別器的輪胎是單雙軸。
(三)紅外線光幕車輛分離器
紅外線光幕車輛分離器是使用一列平行的紅外線形成一個掃描區域,當車輛進入掃描區域時,部分光束被遮擋,分車器據此獲得車輛的有關信息。分車器可以通過串口、并口、繼電器輸出或
可選的模擬量輸出來報告車輛的有關信息,這些輸入可以在規定的時間間隔內不斷的更新,也可以由硬件觸發或軟件觸發來更新。
為了保證更可靠的分離范圍,采用堅固的型材制成防護外殼,使用高能量、高穿透率光電管,特制的電加熱玻璃和溫控裝置,確保在冰、雨、雪、霧等惡劣天氣下能夠可靠分離車輛。紅外線光幕車輛分離器的核心是進口的紅外光柵車輛分離器,它包含光柵發射管、接受管及相配套的連接線纜、光幕箱殼及具有溫控功能的電熱玻璃。
(四)地感線圈車輛分離器
車輛經過埋在路面下的環形線圈所引起的電感量的變化,來檢測車輛的存在。GTS一2000彎板式計重收費系統中的地感線圈車輛分離器采用了uLlolwcl4高強度、耐高溫、節電性能好、具有良好耐候性的多股導線組成的地感線圈。并采用路面切槽、環氧樹脂灌封的安裝方法,確保其經受雨水和長期碾壓而不損壞。與之相配套的車輛探測器采用南非生產的PDl32型單通道車輛檢測器,該控制器安裝于室外控制柜中,具有完善的保護系統。
(五)室外信息采集處理機柜
主要由GTJx型室外機箱和GTCL車輛信息采集處理器及整套系統*的防浪涌模塊、開關電源模塊、過載保護模塊和接線模塊等組成。
(1)GTJx型室外機箱是為了低速高精度稱重系統在收費車道上的安裝而設計的電控箱,該電控箱完成彎板式稱重傳感器和嵌入式動靜態稱重處理器的連接,同時也完成輪軸感應器、紅外線車輛分離器和車輛信息采集器的連接,由于有該室外機箱的存在,使設備的安裝調試、預埋接線及今后的維護修理更為方便。
在結構上采取了多種措施,采用鋼板型材機柜,外殼靜電噴塑等工藝或不銹鋼材質,充分考慮了灰塵、雨水、汽車尾氣對控制系統造成的不良影響,同時在機箱內部安裝有電源浪涌防護器及自動空氣開關,保證計重系統在各種惡劣電源環境下能夠可靠工作,安裝基礎采用地腳螺釘安裝,預埋管線從安裝基礎內進入機箱內部并做好相應的密封措施,室外機箱的防護等級為I.P65。
(2)GT(:L車輛信息采集處理器單元主要是用來進行由輪胎識別器給出的稱重傳感器被壓上的情況來完成輪胎胎寬的測量和輪軸類型的識別,同時接收紅外線光柵分車器及地感線圈車輛分離器給出的車輛探測信號。經該單元綜合處理,光電隔離后與嵌入式稱重處理器接口,用以完成車輛信息的采集與處理。
(六)倒車檢測功能的實現及說明
GTs一2000彎板式計重收費系統在倒車檢測功能的實現上具有*之處,在兩只彎板式傳感器上不增加任何附加設備,只將其安裝時交錯放置,形成前后排兩個檢測通道,通過稱重測控儀表來檢測輪軸上下秤臺時兩個傳感器信號的差異來完成倒車檢測。能夠全天候使用,確保在任何情況下不誤判,消除由于在秤臺加裝光電對射式開關來檢測倒車時受環境和天氣的嚴重影響,對輻條式輪胎錯判,對在秤臺上來回倒車軸無法正確判斷的問題,*解決車輛倒車引起多車、少車、多軸或少軸的問題,確保了收費緩存隊列的正確,確保不引起收費糾紛。
隨著安徽省高速公路的迅猛發展,收費站點的不斷增多,使用的計重收費系統也相應的發生了變化,動態汽車衡的承載器和傳感器由以前的機械式分離結構變成了承載器與傳感器一體的彎板式結構。由于彎板式結構具有測量精度高、穩定性強,設備安裝開挖深度淺,安裝簡便、速度快、傳感器整體無機械機構、使用壽命長和免維護等特點,受到高速公路使用維護者的廣泛好評,大有取代機械式分離承載器的態勢。下面為大家介紹西安市杰泰科技有限公司生產的GTs一2000彎板式計重收費系統的構成、工作原理以及故障排除的方法。
一、GTS一2000彎板式計重收費系統的構成
GTs一2000彎板式計重收費系統是由安裝于收費車道內的彎板式稱重儀、輪胎識別器、地感線圈車輛分離器以及分置于彎板式稱重儀兩側安全島上安裝的紅外線光柵車輛分離器、安裝于安全島上的數據采集和處理機柜,以及從機柜到設備部件和到收費亭內的電源線纜和通訊電纜組成。
二、GTS一2000彎板式計重收費系統的工作原理
(一)彎板式稱重儀
GwB一30彎板式稱重儀是用以完成車輛動態軸重稱量的關鍵設備,一般采用兩塊彎板式稱重傳感器交錯排列布置完成車輛相同軸兩側輪重的稱重檢測,并完成車輛車軸行駛方向的檢測。根據功能將其劃分成以下兩大部件來進行說明。
(1)彎板式稱重傳感器:彎板式稱重傳感器采用整體式傳感器技術并經硫化橡膠表面密封技術處理,防水、防塵,能做到持續浸水500hr仍能正常工作,在傳感器下部設置排水和電纜管道方便進行安裝施工。路面開挖深度僅需6.5cm,無機械結構,免維護,避免了由于在車輛通過時產生的沖擊對機械結構的損壞所導致的車輛無法通行及影響日常大量的檢修、維護和保養工作。
(2)動靜態稱重處理器:動靜態稱重處理器是整個彎板式計重收費系統的核心部件,除具有動靜態稱重功能外,尚接收來自車輛信息采集系統傳來的數據,經處理后通過串口向上位計算機傳送。采用了雙路24位同時轉換的高速高精度的A/[)轉換器,采用頻率10000次/秒并可以在軟件上調整。
(二)輪軸識別檢測裝置
2000年*2號令《超限運輸車輛行駛公路管理規定》對公路車輛進行超限檢測,必須識別車輛的輪軸類型。國家標準((道路車輛外廊尺寸、軸荷及質量限值》中也規定了各種輪軸類型車輛允許的軸載及軸組載荷大小。而在輪軸類型的識別中只要求測出單、雙輪軸和連軸類型。一般的處理方法是在監測車道路面內嵌入安裝一個與路面水平的輪軸識別器。在輪軸識別器的面板上嵌入放置一排檢測組件,當車輛輪胎從輪軸識別器上開過時,由相應的檢測組件來給出檢測信號,由后端電路來進行單雙輪胎判別。
根據采用的檢測組件的不同,可分為稱重傳感器型輪軸識別器和開關觸點式輪軸識別器兩大類。稱重傳感器型輪軸識別器采用多只稱重傳感器,通過后端電路將傳感器輸出的微弱模擬信號進行模擬放大,然后通過與相應的門欄電路比較后轉換成開關信號,交由后端的單片機進行分析,從而得到駛過輪軸識別器的輪胎是單雙軸。
(三)紅外線光幕車輛分離器
紅外線光幕車輛分離器是使用一列平行的紅外線形成一個掃描區域,當車輛進入掃描區域時,部分光束被遮擋,分車器據此獲得車輛的有關信息。分車器可以通過串口、并口、繼電器輸出或
可選的模擬量輸出來報告車輛的有關信息,這些輸入可以在規定的時間間隔內不斷的更新,也可以由硬件觸發或軟件觸發來更新。
為了保證更可靠的分離范圍,采用堅固的型材制成防護外殼,使用高能量、高穿透率光電管,特制的電加熱玻璃和溫控裝置,確保在冰、雨、雪、霧等惡劣天氣下能夠可靠分離車輛。紅外線光幕車輛分離器的核心是進口的紅外光柵車輛分離器,它包含光柵發射管、接受管及相配套的連接線纜、光幕箱殼及具有溫控功能的電熱玻璃。
(四)地感線圈車輛分離器
車輛經過埋在路面下的環形線圈所引起的電感量的變化,來檢測車輛的存在。GTS一2000彎板式計重收費系統中的地感線圈車輛分離器采用了uLlolwcl4高強度、耐高溫、節電性能好、具有良好耐候性的多股導線組成的地感線圈。并采用路面切槽、環氧樹脂灌封的安裝方法,確保其經受雨水和長期碾壓而不損壞。與之相配套的車輛探測器采用南非生產的PDl32型單通道車輛檢測器,該控制器安裝于室外控制柜中,具有完善的保護系統。
(五)室外信息采集處理機柜
主要由GTJx型室外機箱和GTCL車輛信息采集處理器及整套系統*的防浪涌模塊、開關電源模塊、過載保護模塊和接線模塊等組成。
(1)GTJx型室外機箱是為了低速高精度稱重系統在收費車道上的安裝而設計的電控箱,該電控箱完成彎板式稱重傳感器和嵌入式動靜態稱重處理器的連接,同時也完成輪軸感應器、紅外線車輛分離器和車輛信息采集器的連接,由于有該室外機箱的存在,使設備的安裝調試、預埋接線及今后的維護修理更為方便。
在結構上采取了多種措施,采用鋼板型材機柜,外殼靜電噴塑等工藝或不銹鋼材質,充分考慮了灰塵、雨水、汽車尾氣對控制系統造成的不良影響,同時在機箱內部安裝有電源浪涌防護器及自動空氣開關,保證計重系統在各種惡劣電源環境下能夠可靠工作,安裝基礎采用地腳螺釘安裝,預埋管線從安裝基礎內進入機箱內部并做好相應的密封措施,室外機箱的防護等級為I.P65。
(2)GT(:L車輛信息采集處理器單元主要是用來進行由輪胎識別器給出的稱重傳感器被壓上的情況來完成輪胎胎寬的測量和輪軸類型的識別,同時接收紅外線光柵分車器及地感線圈車輛分離器給出的車輛探測信號。經該單元綜合處理,光電隔離后與嵌入式稱重處理器接口,用以完成車輛信息的采集與處理。
(六)倒車檢測功能的實現及說明
GTs一2000彎板式計重收費系統在倒車檢測功能的實現上具有*之處,在兩只彎板式傳感器上不增加任何附加設備,只將其安裝時交錯放置,形成前后排兩個檢測通道,通過稱重測控儀表來檢測輪軸上下秤臺時兩個傳感器信號的差異來完成倒車檢測。能夠全天候使用,確保在任何情況下不誤判,消除由于在秤臺加裝光電對射式開關來檢測倒車時受環境和天氣的嚴重影響,對輻條式輪胎錯判,對在秤臺上來回倒車軸無法正確判斷的問題,*解決車輛倒車引起多車、少車、多軸或少軸的問題,確保了收費緩存隊列的正確,確保不引起收費糾紛。
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