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一种路面动态监测装置和系统

一种路面动态监测装置和系统

IPC分类号 : G01G19/03,G01G19/07,G01G9/00,G01L1/24

申请号
CN201921718066.9
可选规格
  • 专利类型: 实用新型专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2019-10-14
  • 公开号: 210922798U
  • 公开日: 2020-07-03
  • 主分类号: G01G19/03
  • 专利权人: 同济大学 ; 上海拜安传感技术有限公司

专利摘要

本实用新型涉及道路工程领域,特别是涉及一种路面动态监测装置和系统。本实用新型提供一种路面动态监测装置,包括设有密闭内腔的封装件,所述密闭内腔中设有填充液和MEMS芯片,还包括传感光纤,所述传感光纤自封装件外向密闭内腔延伸并与MEMS芯片连接,所述封装件的外侧面设有弹性保护件。本实用新型所提供的路面动态监测装置、路面动态监测系统、和路面动态测量方法可以通过mems芯片利用光学压力腔测量液压变化,利用光波长变化传输信号,针对准确快速的获得所施加的荷载的具体信息,并根据所施加荷载的具体信息得出所需的数据。

权利要求

1.一种路面动态监测装置,其特征在于,包括设有密闭内腔的封装件(1),所述密闭内腔中设有填充液(2)和MEMS芯片(3),还包括传感光纤(4),所述传感光纤(4)自封装件(1)外向密闭内腔延伸并与MEMS芯片(3)连接,所述封装件(1)的外侧面设有弹性保护件(5)。

2.如权利要求1所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述封装件(1)的上表面设有突出部,所述突出部的高度为0.5cm~1.25cm。

3.如权利要求1所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述封装件(1)包括互相闭合以形成密闭内腔的第一封装件本体(11)和第二封装件本体(12),所述第一封装件本体(11)和第二封装件本体(12)的接合处设有向外侧延伸的飞边(13),所述第一封装件本体(11)和第二封装件本体(12)的外侧面均设有与飞边(13)相配合的弹性保护件(5)。

4.如权利要求3所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述第一封装件本体(11)和第二封装件本体(12)互相对称;

所述飞边(13)上可以设有光纤出口(6),所述光纤出口(6)与传感光纤(4)紧密配合。

5.如权利要求3所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述封装件(1)为长方体,所述封装件(1)的长度方向的尺寸为2cm~10cm,宽度方向的尺寸为2cm~10cm,高度方向的尺寸为1cm~2.5cm,所述飞边(13)的延伸长度为0.5cm~1.5cm。

6.如权利要求1所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述封装件(1)的材料选自金属材料,所述封装件(1)的屈服点≥275MPa,所述封装件(1)的抗压强度≥520MPa。

7.如权利要求1所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述密闭内腔的壁厚为1mm~1.5mm。

8.如权利要求1所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述填充液(2)选自硅油,所述填充液(2)充满密闭内腔;

所述封装件(1)内填充液(2)的压力为15MPa~30MPa;

所述MEMS芯片(3)的最小承受压力≥2450MPa,所述MEMS芯片(3)的采集频率≥2500Hz。

9.如权利要求1所述的路面动态监测装置,其特征在于,所述传感光纤(4)选自铠装光纤,所述传感光纤(4)的抗拉强度≥200N,所述传感光纤(4)的抗压强度≥3000N,所述传感光纤(4)的衰减强度≤0.22db/Km;

所述弹性保护件(5)的抗压强度≥30MPa,所述弹性保护件(5)的材料选自硅胶、橡胶中的一种或多种的组合。

10.一种路面动态监测系统,其特征在于,包括路面结构本体,所述路面结构本体中设有如权利要求1~9任一权利要求所述的路面动态监测装置。

说明书

技术领域

本实用新型涉及道路工程领域,特别是涉及一种路面动态监测装置和系统。

背景技术

道路行驶车辆重量的自动监测以及行驶轨迹和车辆类型的识别是智能交通系统中重要组成部分。在道路设计阶段,对车辆轴载作用次数以及轴载分布的调查统计可为路面结构设计提供更可靠的依据以及更加科学的设计思路;在道路运行维护阶段,监测、监控交通系统中的基础设施保证其使用性能,以支持经济发展是交通系统后期运营重要的一方面。另外在机场工程中,实时监控飞机荷载、侦识机型对于机场跑滑系统运营以及管养也具有重要意义。但是并没有集成的能够满足此类需求的系统。

轮胎动态称重这种技术可以保证车辆或者飞机在正常行驶状态下获得轮胎的载重数据来支撑对于路面或者道面系统的监控。技术的优点有更高效和更省时的进行测量轮胎重量,特别是在繁忙的交通情况下。

在市场上,现有动态称重系统使用了各种传感器,如应变计,弯板,压电石英传感器。目前国内外广泛应用的车辆称重系统分为静态称重系统和动态称重系统两大类。静态称重系统指车辆完全停止在称重台上进行称重,此种称重方法虽然能精确测出整车重量,但是严重影响了交通的畅通,给交通部门的管理带来了不便。车辆动态称重系统(WIM)与静态称重相比,可在车辆行驶的情况下较准确的测出车辆的载重。

目前,国内外较好的高速动态称重系统采用的是压电晶体传感器。压电类动态称重系统,在技术上已经比较成熟,但尚存在寿命不足、成本较高、精度下降快的缺点。因此需要一种新的传感设备以及配套算法来进行轮胎重量监测,并且其需要具备串联组网的优势来满足未来智慧城市的需求。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种路面动态监测装置和系统,用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型一方面提供一种路面动态监测装置,包括设有密闭内腔的封装件,所述密闭内腔中设有填充液和MEMS芯片,还包括传感光纤,所述传感光纤自封装件外向密闭内腔延伸并与MEMS芯片连接,所述封装件的外侧面设有弹性保护件。

在本实用新型一些实施方式中,所述封装件的上表面设有突出部,所述突出部的高度为 0.5cm~1.25cm。

在本实用新型一些实施方式中,所述封装件包括互相闭合以形成密闭内腔的第一封装件本体11和第二封装件本体,所述第一封装件本体和第二封装件本体的接合处设有向外侧延伸的飞边,所述第一封装件本体和第二封装件本体的外侧面均设有与飞边相配合的弹性保护件。

在本实用新型一些实施方式中,所述第一封装件本体和第二封装件本体互相对称。

在本实用新型一些实施方式中,所述飞边13上可以设有光纤出口,所述光纤出口与传感光纤紧密配合。

在本实用新型一些实施方式中,所述封装件为长方体,所述封装件的长度方向的尺寸为 2cm~10cm,宽度方向的尺寸为2cm~10cm,高度方向的尺寸为1cm~2.5cm,所述飞边的延伸长度为0.5cm~1.5cm。

在本实用新型一些实施方式中,所述封装件的材料选自金属材料,所述封装件的屈服点≥275MPa,所述封装件的抗压强度≥520MPa。

在本实用新型一些实施方式中,所述密闭内腔的壁厚为1mm~1.5mm。

在本实用新型一些实施方式中,所述填充液选自硅油,所述填充液充满密闭内腔。

在本实用新型一些实施方式中,所述封装件内填充液的压力为15MPa~30MPa。

在本实用新型一些实施方式中,所述MEMS芯片的最小承受压力≥2450MPa,所述MEMS芯片的采集频率≥2500Hz。

在本实用新型一些实施方式中,所述传感光纤选自铠装光纤,所述传感光纤的抗拉强度≥200N,所述传感光纤的抗压强度≥3000N,所述传感光纤的衰减强度≤0.22db/Km。

在本实用新型一些实施方式中,所述弹性保护件的抗压强度≥30MPa,所述弹性保护件的材料选自硅胶、橡胶中的一种或多种的组合。

本实用新型另一方面提供一种路面动态监测系统,包括路面结构本体,所述路面结构本体中设有上述述的路面动态监测装置。

在本实用新型一些实施方式中,所述路面动态监测装置按路面横向方向延伸,所述路面动态监测装置的单排的布置密度为3~4个/米,至少部分的所述路面动态监测装置的上表面外露于路面结构本体,优选的外露面积为4cm2~100cm2,所述路面动态监测装置优选位于道路面层。

在本实用新型一些实施方式中,还包括波长信号解调装置,所述波长信号解调装置与传感光纤连接,优选的,所述波长信号解调装置与传感光纤之间通过光纤引出线连接。

本实用新型另一方面提供一种路面动态测量方法,包括:获取上述的路面动态监测系统中的MEMS芯片的布里渊频移值;

根据所获取的布里渊频移值计算获得路面所承受的压力。

附图说明

图1显示为本实用新型路面动态监测装置的整体结构示意图。

图2显示为本实用新型路面动态监测装置除去弹性保护件后的结构示意图。

图3显示为本实用新型路面动态监测装置的横截面结构示意图。

图4显示为本实用新型示例性的路面铺设示意图。

图5显示为本实用新型实施例1动态监测装置标定曲线结果示意图。

图6显示为本实用新型实施例2系统测量信号示意图。

元件标号说明

1 封装件

11第一封装件本体

12第二封装件本体

13飞边

2 填充液

3 MEMS芯片

4 传感光纤

5 弹性保护件

6 光纤出口

7 传感器阵列

8 光纤过渡段

9 波长信号解调装置

101 行车道

102 道路中心线

103 道路红线

具体实施方式

为了使本实用新型的实用新型目的、技术方案和有益技术效果更加清晰,以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本实用新型,并非为了限定本实用新型。

请参阅图1至图2。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型第一方面提供一种路面动态监测装置,包括设有密闭内腔的封装件1,所述密闭内腔中设有填充液2和MEMS芯片3,还包括传感光纤4,所述传感光纤4自封装件1外向密闭内腔延伸并与MEMS芯片3连接,所述封装件1的外侧面设有弹性保护件5。所述路面动态监测装置可以用于构成路面动态监测系统,所述路面动态监测系统还可以包括路面结构本体,所述路面动态监测装置可以位于路面结构本体中。所述路面动态监测系统使用时,所述封装件1的外侧面设有弹性保护件5可以对封装件1起到保护作用,还可以在装置成型过程中,保持封装件1内部压强的足够大,传感光纤可以与波长信号解调装置连接,路面动态监测装置表面承受到压力时,由于其内腔中设有填充液和MEMS芯片3,MEMS芯片 3也同样会受到压力,MEMS芯片3通常可以利用法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉原理,将压力变化转换为传感器内部F-P压力敏感腔的腔长变化,从而可以通过传感光纤将路面动态监测系统中的MEMS芯片3的布里渊频移值传递给波长信号解调装置,根据事先获取的布里渊频移值与封装件1所承受的压力标准曲线,即可根据所获取的布里渊频移值计算获得路面实际所承受的压力,并可以进一步换算获得其他数据(例如,施加荷载的物体的质量等),实现动态监测。具体施加荷载的物体可以是例如车辆、飞机等。

本实用新型所提供的路面动态监测装置中,所述封装件1的上表面(即用于承受路面竖直方向荷载的表面)可以设有突出部,所述突出部的最高点通常位于封装件1的上表面的中部,且突出部的高度自其最高点向四周均匀变化,即封装件1的上表面中间可以隆起。所述突出部的高度(即突出部的最高点与上表面四周所形成的平面之间的距离)通常可以为 0.5cm~1.25cm、0.5cm~0.75cm、0.75cm~1cm、或1cm~1.25cm。

本实用新型所提供的路面动态监测装置中,所述封装件1可以包括互相闭合以形成密闭内腔的第一封装件本体11和第二封装件本体12,所述封装件1总体上具有合适的形状和尺寸、且需要具有一定的力学性能,其在受力时整体上会发生形变量极小,在荷载消失后极小发生塑性变形。例如,所述第一封装件本体11和第二封装件本体12可以是互相对称的,第一封装件本体11可以形成封装件1的上半部分,第二封装件本体12可以形成封装件1的下半部分;再例如,所述封装件1可以为柱形,封装件1的上下表面则分别对应柱形的上表面和下表面,其横截面形状可以为长方形、圆形、椭圆形等;再例如,所述封装件1的上表面的面积可以为4cm2~100cm2、4cm2~10cm2、10cm2~15cm2、15cm2~20cm2、20cm2~30cm2、30cm2~40cm2、40cm2~60cm2、60cm2~80cm2、或80cm2~100cm2,优选的,当封装件1的横截面为长方形时,长度方向的尺寸可以为2cm~10cm、2cm~4cm、4cm~6cm、6cm~8cm、或 8cm~10cm,宽度方向的尺寸可以为2cm~10cm、2cm~4cm、4cm~6cm、6cm~8cm、或 8cm~10cm,高度方向的尺寸可以为1cm~2.5cm、1cm~1.5cm、1.5cm~2cm、或2cm~2.5cm,封装件1的长度方向通常与路面结构本体的行车延伸方向一致,宽度方向通常与路面结构本体的横向方向一致;当封装件1的横截面为圆形时,其横截面上圆形的直径可以为 4.9~5.1cm,封装件1的高度方向的尺寸可以为1cm~2.5cm、1cm~1.5cm、1.5cm~2cm、或 2cm~2.5cm,再例如,所述封装件1的材料选自金属材料,具体可以是201钢、304钢等材料;再例如,所述封装件1的屈服点通常≥275MPa;再例如,所述封装件1的抗压强度通常≥520MPa、≥540MPa、≥560MPa、≥580MPa、或≥600MPa;再例如,在最大荷载8吨下封装件1的形变量通常不超过1.5mm,屈服点、抗压强度、形变量等的测量方法可以根据GB/T12443 以及GB/T7314的相关要求。封装件1的形状和其内部的密闭内腔的形状通常是相匹配的,所述封装件1通常可以具有均匀的壁厚,例如,所述密闭内腔的壁厚可以为1mm~1.5mm、 1mm~1.1mm、1.1mm~1.2mm、1.2mm~1.3mm、1.3mm~1.4mm、或1.4mm~1.5mm。所述第一封装件本体11和第二封装件本体12的接合处设有向外侧延伸的飞边13,以使得封装件本体之间的结合更加紧密,所述飞边通常具有合适的延伸长度且可以位于封装件1合适的位置。例如,所述飞边13的延伸长度可以为0.5cm~1.5cm、0.5cm~0.7cm、0.7cm~0.9cm、 0.9cm~1.1cm、1.1cm~1.3cm、1.3cm~1.5cm;再例如,在封装件1高度方向上,所述飞边13 位于封装件1的中部,且沿封装件1的外侧面延伸。

本实用新型所提供的路面动态监测装置中,所述第一封装件本体11和第二封装件本体 12的外侧面通常均设有与飞边13相配合的弹性保护件5,所述飞边13通常不外露于弹性保护件5,以保证封装件1所承受的压力来自竖直方向。

本实用新型所提供的路面动态监测装置中,在密闭腔体中,填充液2通常与MEMS芯片 3是互相接触的,从而可以将封装件1所承受的竖直方向的压力传递给MEMS芯片3。本领域技术人员可选择合适种类的填充液2,例如,所述填充液2通常具有良好的化学稳定性和一定的密度,具体可以是硅油或其他不可燃的具有流动性的材料,优选为油体材料。所述密闭内腔中,填充液2通常可以充满密闭内腔,以使得密闭内腔中基本没有气体,使得填充液2可以更充分地将封装件1所承受的竖直方向的压力传递给MEMS芯片3。例如,所述封装件1内填充液2的压力可以为15MPa~30MPa、15MPa~20MPa、20MPa~25MPa、或 25MPa~30MPa。

本实用新型所提供的路面动态监测装置中,所述MEMS芯片3通常需要能够承受一定的压力,以保证其能够承受足够大的路面荷载所导致的压力。例如,所述MEMS芯片3的最小承受压力通常≥2450MPa、≥2600MPa、≥2800MPa、或≥3000MPa。所述MEMS芯片3还需要具有合适的采集频率,以保证监测的准确性。例如,所述MEMS芯片3的采集频率通常≥2500Hz、≥3000Hz、或≥3500Hz。在本实用新型一具体实施例中,所述MEMS芯片3具体可以是上海拜安传感技术有限公司BA-FPP600。

本实用新型所提供的路面动态监测装置中,所述传感光纤4通常用于传输光信号。所述传感光纤4通常可以从封装件1的侧面延伸入密闭内腔,在本实用新型一优选实施例中,飞边13上可以设有光纤出口6,传感光纤4可以通过光纤出口6延伸入密闭内腔,且传感光纤 4通过与光纤出口6之间紧密配合,保证密闭内腔的封闭状态,所述光纤出口6具体可以是压力阀门等。所述传感光纤4通常需要具有良好的力学性能,且具有较低的衰减强度,从而可以起到良好的信号传递作用。例如,所述传感光纤4可以选自铠装光纤;再例如,所述传感光纤4的抗拉强度可以≥200N、≥250N、或≥300N;再例如,所述传感光纤4的抗压强度可以≥3000N、≥4000N、或≥5000N;再例如,所述传感光纤4的衰减强度可以≤0.22db/Km、≤0.2db/Km、≤0.18db/Km、或≤0.16db/Km;上述光纤机械和光学参数测量方法可以参照GB/T15972《光纤试验方法规范》。再例如,所述传感光纤4的直径可以为1~6mm、1~2mm、 2~3mm、3~4mm、4~5mm、或5~6mm。

本实用新型所提供的路面动态监测装置中,所述弹性保护件5通常需要具有一定的弹性能力和耐久性以及老化性能。所述弹性保护件5通常还需要具有较高的抗压强度,从而可以更好的保护飞边并且保证整个装置表面平齐,使得装置更加耐用、测得数据更加准确。例如,所述弹性保护件5的抗压强度通常≥30MPa、≥35MPa、或≥40MPa;再例如,所述弹性保护件5的材料选自硅胶、橡胶等中的一种或多种的组合。

本实用新型第二方面提供一种路面动态监测系统,包括路面结构本体,所述路面结构本体中设有本实用新型第一方面所提供的路面动态监测装置。当路面结构本体表面受到压力时,位于对应位置的路面动态监测装置表面也会承受到基本等同的压力,由于其内腔中设有填充液和MEMS芯片3,MEMS芯片3也同样会受到压力,MEMS芯片3利用法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉原理,将压力变化转换为传感器内部F-P压力敏感腔的腔长变化,从而可以通过传感光纤将路面动态监测系统中的MEMS芯片3的布里渊频移值传递给波长信号解调装置。所述路面结构本体通常可以是沥青道路、水泥混凝土道路、沥青机场跑道、水泥道面板机场跑道等。

本实用新型所提供的路面动态监测系统中,还可以包括波长信号解调装置,其可以通过光纤引出线与传感光纤4连接,通过传感光纤4和光纤引出线可以将路面动态监测系统中的 MEMS芯片3的布里渊频移值传递给波长信号解调装置,所述波长信号解调装置通常可以解调识别传入芯片的布里渊频移值。波长信号解调装置可以与路面动态监测装置尽量接近,以便于日后排查问题,维护系统。在本实用新型一具体实施例中,所述波长信号解调装置具体可以是上海拜安传感技术有限公司生产的FT910型解调仪等。根据事先获取的布里渊频移值与封装件1所承受的压力标准曲线,即可根据所获取的布里渊频移值计算获得路面实际所承受的压力,并可以进一步换算获得其他数据(例如,施加荷载的物体的质量等),实现动态监测。

本实用新型所提供的路面动态监测系统中,所述路面动态监测装置通常可以位于道路面层中,至少部分的所述路面动态监测装置的上表面(即用于承受路面竖直方向荷载的表面,该表面通常不设有飞边)可以外露于路面结构本体,且其上表面的四周可以与路面结构本体的表面基本一致,从而可以更准确地获取路面竖直方向所承受的荷载,例如,优选的外露面积可以为4cm2~100cm2、4cm2~10cm2、10cm2~15cm2、15cm2~20cm2、20cm2~30cm2、30cm2~40cm2、 40cm2~60cm2、60cm2~80cm2、或80cm2~100cm2

本实用新型所提供的路面动态监测系统中,通常可以包括一个或多个路面动态监测单元,各路面动态监测单元可以包括一个或多个路面动态监测装置,各路面动态监测装置之间通常为并联连接,即可以各自通过光纤分别与波长信号解调装置连接。通常来说,可以单排或多排延伸(例如,1排、2排、3排或4排),每排可以包括一个或多个路面动态监测装置,路面动态监测装置的数量可以根据整个路面动态监测单元的宽度确定,从而可以构成一个监测单元(例如,可以是传感器阵列),而在所述路面结构本体中可以设有多个监测单元。各路面动态监测装置之间通常可以紧密连接,以保证受力结果的准确性。对于路面动态监测装置和路面动态监测单元来说,其上表面的面积通常与施加荷载的物体(例如,车辆或飞机的的轮胎等)的尺寸相对应,从而可以充分地受到施加的荷载,各路面动态监测装置互相之间为并联,受荷检测单元信号叠加,非受荷检测单元信号不叠加,具体判断通过各检测单元信号是否存在奇变点得到,有奇变点代表受荷。测量获得的光波长变化传输信号互相叠加以后,即可换算出监测单元整体上受到的荷载。在本发明一优选实施例中,如图4所示,在一定延伸长度的路面结构本体中,可以设有两个互相配合的监测单元,两个监测单元分别位于路面中线的两侧,且沿路面结构本体的横向方向延伸,在该示例中,道路的跨度为3~3.6m、 3~3.2m、3.2~3.4m、或3.4~3.6m,在路面的延伸方向上,两个监测单元之间的距离可以为 50cm~300cm、50cm~100cm、100cm~150cm、150cm~200cm、200cm~250cm、或250cm~300cm。

本实用新型第三方面提供一种路面动态测量方法,具体可以包括:获取本实用新型第二方面所提供的路面动态监测系统中的MEMS芯片3的布里渊频移值;根据所获取的布里渊频移值计算获得路面所承受的压力。所述路面动态测量方法可以使用本实用新型第二方面所提供的路面动态监测系统对路面进行监测,当路面的对应位置被施加荷载时,通过传感光纤4 和光纤引出线可以将路面动态监测系统中的MEMS芯片3的布里渊频移值传递给波长信号解调装置,根据事先获取的布里渊频移值与封装件1所承受的压力标准曲线,即可根据所获取的布里渊频移值计算获得路面实际所承受的压力,并可以进一步换算获得其他数据(例如,施加荷载的物体的质量等),实现动态监测。

本实用新型所提供的路面动态监测装置、路面动态监测系统、和路面动态测量方法可以通过mems芯片利用光学压力腔测量液压变化,利用光波长变化传输信号,针对准确快速的获得所施加的荷载的具体信息,并根据所施加荷载的具体信息得出所需的数据(例如,车辆或飞机的重量、位置、车型等),提供了一种新型的、准确的、经济的,能够实现实时、分布式监测的路面动态监测装置、系统和方法。

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

根据发明人长时间累积道道路与机场功能的研究经验和数据,本实用新型所提供的轮胎重量动态监测装置可以满足飞机和车辆的称重识别需求。首先进行室内MTS实验,对轮胎重量动态监测装置压力值进行标定并且验证其变形程度确保实际运行当中与路面协调变形。实验中所使用的路面动态监测装置信息具体如下:

封装件为长方体盒状,长度为6cm,宽度为6cm,高度为1.8cm,壁厚为1.3mm,采用钢性材料(201钢或304钢),周围有飞边,飞边宽度为1.2cm,所述封装件内设有mems芯片(上海拜安传感技术有限公司BA-FPP600),芯片尺寸为2mm×2mm×0.8mm,并密闭填充硅油,mems芯片连接着铠装光纤伸出盒体,飞边上下表面设置弹性材料保护套,盒体侧面有压力阀门同时也为光纤出口。

设计实验流程为对轮胎重量动态监测装置进行逐级从0到80000N的逐级加载,每级 1000N且保持5s。在加载到80000N后进行逐级卸载,每级1000N且保持5s。部分实验数据如表1和图5所示:

表1逐级加载实验数据

载荷/N波长均值波长方差位移均值/mm100001529.240.000004570.86629200001533.030.005868030.924624958300001538.010.030520420.977249058400001541.780.003489411.016949500001544.980.002369171.117389600001549.450.001457341.360117700001554.120.001264941.549081867800001556.910.000428842.540214762800001557.440.000004442.540214762700001553.110.000004572.435656600001548.730.005868032.310107500001545.20.030520422.159448400001540.910.007564581.73258300001537.290.028104761.549081867200001532.880.015518911.360117100001530.10.011012331.11738901525.20.010229170.012859807

结果表明设计的监测装置在最大荷载8t下,形变量小于3mm,整体运行状态良好。所产生的频移值在芯片量程以及解调仪解调范围内。波长与载荷有明显的线性关系。

其次设计轮胎重量动态监测装置疲劳性能验证实验。利用迈尔斯600进行模拟600000次轮胎加载实验,疲劳性能实验前后照片参照其他证明文件,图左为实验前,图右为实验后。

疲劳试验过后,封装件外形无明显损坏及芯片光谱波长无明显变化。据此,本实用新型所提供的轮胎重量动态监测装置能够满足飞机和车辆的称重识别需求。

实施例2

本实例对称重系统对于实际车辆的测试结果进行了测试。称重系统安装地点为上海同济大学嘉定校区内。为了方便系统测量以及安装,选择将四个路面动态监测装置组成方型阵列并利用钣金件固定于道路面层,具体布置方式参加其他证明文件。四个路面动态监测装置尺寸和结构与实施例中所使用的参数相同。

系统外连接波长信号解调装置和上位机,组成路面动态监测系统。

实验车辆选择车型为荣威ERX5,车重1820kg。本系统通过测量1/2的车重来换算整车车重。实验车辆以8km/h,15km/h,30km/h通过路面动态监测系统。最终计算路面动态监测系统在实际状况下的精度。

系统获取的原始信号首先经过LSTM+DWT算法降噪后,再进行车重计算,图6示例性地给出了8km/h下系统测量信号图。

最终现场测量结果如表2所示:

表2

序号车速整车重误差1018220.0010992018220.0010993818240.0021984818240.00219851518250.00274761518260.00329773018290.00494583018290.004945

由表测量结果可知,实验车辆的动态测试称重重量与约定真值相比,误差在0.5%以内。达到《JJC 907-2006动态汽车衡》规程中Ⅰ级要求。并且重复性好,可以满足车辆动态称重需求。

综上所述,本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

一种路面动态监测装置和系统专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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