CN104101410A - 车辆动态称重压电传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆动态称重压电传感器，包括有称重受力型材和石英压电传感器，所述称重受力型材包括有受力形变腔体，它还包括两组形变传导块，第一组所述形变传导块、所述石英压电传感器和第二组所述形变传导块均设置在所述受力形变腔体内且自上而下依序叠加在一起，第一组所述形变传导块的上受力面和第二组所述形变传导块的下受力面分别与所述受力形变腔体的上下受力内腔面接触，所述形变传导块两侧分别开设有缓冲凹槽。该车辆动态称重压电传感器具有设计科学、使用寿命长、称量准确和便于安装和固定的优点。

Description

车辆动态称重压电传感器
技术领域
本发明涉及一种传感器，具体的说，涉及一种车辆动态称重压电传感器。
背景技术
现有车辆压电传感器的称重结果是依靠石英晶片上所承受的压力而得到的，称重时通常受到横向的剪切力受力腔体发生变形致使竖向分力无法集中在石英晶片上导致称量结果准确性差。石英晶片易碎，在使用过程中容易因受力不均损坏。如何在准确称重的前提下使作用于石英晶片上的压力均匀分布，提高压电传感器的使用寿命是需要迫切解决的问题。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、使用寿命长、称量准确和便于安装和固定的车辆动态称重压电传感器。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种车辆动态称重压电传感器，包括有称重受力型材和石英压电传感器，所述称重受力型材包括有受力形变腔体，其特征在于：它还包括两组形变传导块，第一组所述形变传导块、所述石英压电传感器和第二组所述形变传导块均设置在所述受力形变腔体内且自上而下依序叠加在一起，第一组所述形变传导块的上受力面和第二组所述形变传导块的下受力面分别与所述受力形变腔体的上下受力内腔面接触，所述形变传导块两侧分别开设有缓冲凹槽。
基于上述，所述形变传导块两侧的缓冲凹槽沿所述形变传导块的竖向中心一一对称设置，第一组所述形变传导块、所述石英压电传感器、第二组所述形变传导块和所述受力形变腔体的竖向中心在一条直线上。
基于上述，同一所述形变传导块两侧的缓冲凹槽之间最近的距离不小于所述石英压电传感器的宽度，两组所述形变传导块的长度不小于所述石英压电传感器的长度。
基于上述，所述受力形变腔体是由上下受力腔壁和左右受力形变腔壁构成的圆筒状腔体，其中，上下两个所述受力腔壁的内壁形成两个受力凸台，两个所述受力凸台的外表面即上下受力内腔面彼此平行。
基于上述，上下两个所述受力腔壁的壁厚均匀一致，左右两个所述受力形变腔壁的壁厚均匀一致。
基于上述，它还包括设置在所述受力形变腔体内的安装骨架，所述安装骨架包括两组竖板和设置在两组所述竖板之间的横板，所述横板上开设有N个石英晶片保护孔；所述石英压电传感器包括上电极、下电极和设置在所述上电极和所述下电极之间的N片石英晶片；所述横板卡设在所述上电极和所述下电极之间，并等距间隔设有N个石英晶片保护孔，所述石英晶片设置在所述石英晶片保护孔内，其上下端面分别凸出所述横板，两组所述形变传导块设置在所述安装骨架内，且第一组所述形变传导块的上受力面和第二组所述形变传导块的下受力面分别凸出所述安装骨架的上下端面，N是自然数。
基于上述，所述安装骨架两组竖板的外侧分别设置有架体定位臂，所述安装骨架两侧的架体定位臂外端部分别对应所述受力形变腔体的左右受力形变内腔壁且非接触设置。
基于上述，所述称重受力型材还包括平行设置的称重受力顶板和称重支撑底板，以及设置在所述称重受力顶板上的路面受力层，所述受力腔体设置在所述称重受力顶板和所述称重支撑底板之间，所述受力形变腔体的中心、所述称重受力顶板和所述称重支撑底板的中心在一条竖直线上。
基于上述，所述受力形变腔体两侧分别设置有缓冲隔离层，所述路面受力层和所述称重受力顶板的两侧分别设置有隔离层。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著地进步，具体的说，该车辆动态称重压电传感器的受力传导块设有缓冲凹槽能够使作用于所述石英压电传感器上下受力面的力分布均匀，防止所述石英压电传感器内石英晶片损坏，延长其使用寿命；进一步说，本发明的受力形变腔体的采用两两相对腔壁壁厚均匀一致的圆筒形结构，其侧向能承受较大的剪切力，并且能够使竖向力集中到所述形变传导块，提高了称量的准确性；再一步说，本发明设置有安装骨架，便于所述石英压电传感器及所述形变传导块的安装、固定和定位，其具有设计科学、使用寿命长、称量准确和便于安装的优点。
附图说明
图1是本发明的截面结构示意图。
图中： 1.受力形变腔体，2.形变传导块，21.缓冲凹槽，3.电极，4.石英晶片组，5.安装骨架，6.称重受力顶板，7.称重支撑底板， 8.路面受力层， 91.缓冲隔离层，92.隔离层。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种车辆动态称重压电传感器，包括有称重受力型材和石英压电传感器，所述石英压电传感器包括电极3和石英晶片组4；所述称重受力型材包括有受力形变腔体1，它还包括两组形变传导块2，第一组所述形变传导块2、所述石英压电传感器和第二组所述形变传导块2均设置在所述受力形变腔体1内且自上而下依序叠加在一起，第一组所述形变传导块2的上受力面和第二组所述形变传导块2的下受力面分别与所述受力形变腔体1的上下受力内腔面接触，所述形变传导块2两侧分别开设有缓冲凹槽21。当分布不均匀的竖向力作用于所述形变传导块2时，所述缓冲凹槽21处发生形变使所述形变传导块2依旧均匀压覆在所述石英压电传感器上，所述石英压电传感器上下受力面的作用力均匀分布，防止作用力分布不均损坏所述石英晶片组4，延长该车辆动态称重压电传感器的使用寿命。
为使作用于所述形变受力腔体1上的竖向分力全部集中于所述形变传导块2，并且使作用于所述传导受力块2的竖向力均匀作用于所述石英压电传感器，所述形变传导块2两侧的缓冲凹槽沿所述形变传导块2的竖向中心一一对称设置，第一组所述形变传导块2、所述石英压电传感器、第二组所述形变传导块2和所述受力形变腔体1的竖向中心在一条直线上。同一所述形变传导块2两侧的缓冲凹槽21之间最近的距离大于所述石英压电传感器的宽度，两组所述形变传导块2的长度大于所述石英压电传感器的长度。在实践中，所述形变传导块2的长度和所述石英压电传感器的长度分别等于称重路面的宽度。
本实施例提供一种车辆动态称重压电传感器的具体结构，所述受力形变腔体1是由上下受力腔壁和左右受力形变腔壁构成的圆筒状腔体，其中，上下两个所述受力腔壁的内壁形成两个受力凸台，两个所述受力凸台的外表面即上下受力内腔面彼此平行，使得所述受力形变腔体1竖向受力均衡传递给所述形变传导块2；上下两个所述受力腔壁的壁厚均匀一致，左右两个所述受力形变腔的壁厚均匀一致，壁厚均匀的圆筒形结构使所述受力形变腔体1受力过渡均匀，侧向能承受较大的剪切力，使作用于所述受力形变腔体1的竖向力集中在所述形变传导块2上，该车辆动态称重传感器的称量的准确性大大增加。
为了便于所述石英压电传感器及形变传导块2的安装和固定，本发明还包括设置在所述受力形变腔体内的安装骨架5，所述安装骨架5包括两组竖板和设置在两组所述竖板之间的横板，所述横板上开设有N个石英晶片保护孔。所述石英压电传感器包括上电极、下电极和设置在所述上电极和所述下电极之间的N片石英晶片，所述上电极和所述下电极构成所述电极3。所述横板卡设在所述上电极和所述下电极之间，并等距间隔设有N个石英晶片保护孔，所述石英晶片设置在所述石英晶片保护孔内，其上下端面分别凸出所述横板，构成所述石英晶片组4。两组所述形变传导块2设置在所述安装骨架5内，且第一组所述形变传导块2的上受力面和第二组所述形变传导块2的下受力面分别凸出所述安装骨架5横板的上下端面，N是自然数。
为了便于所述安装骨架5、所述受力传导块2及所述石英压电传感器三者作为一个整体在所述受力形变腔体1内的定位，所述安装骨架5两组竖板的外侧分别设置有架体定位臂，所述安装骨架5两侧的架体定位臂外端部分别对应所述受力形变腔体1的左右受力形变内腔壁且非接触设置。
所述称重受力型材还包括平行设置的称重受力顶板6和称重支撑底板7，所述受力形变腔体1设置在所述称重受力顶板6和所述称重支撑底板7之间，所述受力形变腔体1的中心、所述称重受力顶板6和所述称重支撑底板7的中心在一条竖直线上使得所述受力形变腔体1竖向受力均衡并且沿竖向向所述石英压电传感器传递。
本发明还包括设置在所述称重受力顶板6上的路面受力层8，所述路面受力层8可选择与路面性能相当的材料。所述受力腔体1的两侧分别设置有缓冲隔离层91，所述缓冲隔离层91由发泡泡沫构成。在受力形变腔体向外产生形变时，缓冲隔离层91可起到缓冲作用，另外，在浇筑灌封固定时，可起到灌封材料与所述受力腔体1之间的隔离作用。 所述路面受力层8和所述称重受力顶板6的两侧分别设置有隔离层92，所述隔离层92由泡棉构成。在浇筑灌封固定时，所述隔离层92可起到灌封材料与所述路面受力层8及所述称重受力顶板6的隔离作用。
安装时，称重支撑底板7朝下，将该车辆动态称重压电传感器放置于挖掘好的槽内，路面受力层8上表面与路面平齐，再浇筑灌封固定即可。
车辆通过路面受力层8，继而，将车辆的重力依次传递给称重受力顶板6、受力形变腔体1和形变传导块2，此时，形变传导块2将竖向作用力均匀的传递给石英压电传感器，此时，石英晶片受力产生电荷，因电荷量与外力大小成正比，用电路检测出所产生电荷的多少，即可计算出车辆或重物的重量。
压电效应是指某些晶体，当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在其两受力面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种车辆动态称重压电传感器，包括有称重受力型材和石英压电传感器，所述称重受力型材包括有受力形变腔体，其特征在于：它还包括两组形变传导块，第一组所述形变传导块、所述石英压电传感器和第二组所述形变传导块均设置在所述受力形变腔体内且自上而下依序叠加在一起，第一组所述形变传导块的上受力面和第二组所述形变传导块的下受力面分别与所述受力形变腔体的上下受力内腔面接触，所述形变传导块两侧分别开设有缓冲凹槽。
2.根据权利要求1所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：所述形变传导块两侧的缓冲凹槽沿所述形变传导块的竖向中心一一对称设置，第一组所述形变传导块、所述石英压电传感器、第二组所述形变传导块和所述受力形变腔体的竖向中心在一条直线上。
3.根据权利要求2所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：同一所述形变传导块两侧的缓冲凹槽之间最近的距离不小于所述石英压电传感器的宽度，两组所述形变传导块的长度不小于所述石英压电传感器的长度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：所述受力形变腔体是由上下受力腔壁和左右受力形变腔壁构成的圆筒状腔体，其中，上下两个所述受力腔壁的内壁形成两个受力凸台，两个所述受力凸台的外表面即上下受力内腔面彼此平行。
5.根据权利要求4所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：上下两个所述受力腔壁的壁厚均匀一致，左右两个所述受力形变腔壁的壁厚均匀一致。
6.根据权利要求1-3任一项所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：它还包括设置在所述受力形变腔体内的安装骨架，所述安装骨架包括两组竖板和设置在两组所述竖板之间的横板，所述横板上开设有N个石英晶片保护孔；所述石英压电传感器包括上电极、下电极和设置在所述上电极和所述下电极之间的N片石英晶片；所述横板卡设在所述上电极和所述下电极之间，并等距间隔设有N个石英晶片保护孔，所述石英晶片设置在所述石英晶片保护孔内，其上下端面分别凸出所述横板，两组所述形变传导块设置在所述安装骨架内，且第一组所述形变传导块的上受力面和第二组所述形变传导块的下受力面分别凸出所述安装骨架的上下端面，N是自然数。
7.根据权利要求6所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：所述安装骨架两组竖板的外侧分别设置有架体定位臂，所述安装骨架两侧的架体定位臂外端部分别对应所述受力形变腔体的左右受力形变内腔壁且非接触设置。
8.根据权利要求7所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：所述称重受力型材还包括平行设置的称重受力顶板和称重支撑底板，以及设置在所述称重受力顶板上的路面受力层，所述受力腔体设置在所述称重受力顶板和所述称重支撑底板之间，所述受力形变腔体的中心、所述称重受力顶板和所述称重支撑底板的中心在一条竖直线上。
9.根据权利要求8所述的车辆动态称重压电传感器，其特征在于：所述受力形变腔体两侧分别设置有缓冲隔离层，所述路面受力层和所述称重受力顶板的两侧分别设置有隔离层。
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