CN108777180A - 一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈及其制备方法，所述地磁感应线圈是由本发明的导线材料和护套材料构成，并且导线由铜、银、锡、钴、锑及锰按照一定比例加工制成，本发明制备的地磁感应线圈具有使用寿命长、不易变形老化、电气性能优异、灵敏度高及抗干扰能力强等特点，将其应用于道路动态交通流量监测***，监测数据准确、有效。

Description

一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种导电线材技术领域。具体地说是一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈材料，本发明还涉及该地磁感应线圈的制备方法。

背景技术

动态道路交通流量检测是对机动车道、非机动车以及在停车线、人行横道线路面上的车辆、行人的移动状况进行检测。动态道路交通流量监测***是在相应的车道和需要检测的目标道路位置的土壤中埋设若干具有不同检测读取功能的线圈组合单元，通过该线圈单元对机动车、非机动车、行人在路面位置移动的微弱变化进行识别感应，利用地球固定的N/S极性特征，以该线圈上方通过的车辆电磁感信号的产生的变化，并通过和其配套的设备进行拾取，最终输出到智能交通控制单元，该***是道路智能交通控制领域最常用、经济的检测方式之一，同时***所监测的数据也是检测道路交通流量的主要信息来源。由于该线圈单元须埋于一定深度的路面以下，同时地下路面基础及土壤结构环境复杂且恶劣，因此线圈单元材料的优劣直接决定着道路交通流量检测***的检测精度和检测成功率。

传统应用于动态交通流量监测的地磁感应线圈是由普通商品化的铜芯导线材料制造，其铜芯的组成是以电解铜为原料，主要使用两种工艺生产：一是采用经过连轧、连铸、拔丝工艺生产低电阻值低氧铜线，该导线材料内部差别较大，电磁感应系数不稳定，利用该线圈对交通流量进行检测，数据可靠性差、准确率低；二是采用无氧铜线工艺生产，该导线材料单一的含铜量过高，无其它功能性金属元素，造成整个线材的拉伸变形强度降低，埋于地下的线圈不能承受路面的正常震动和土壤的沉降而发生的线圈拉伸变形，线圈材料也极易发生氧化现象，同时这类线圈还存在着抗干扰能力差，不适应读取微弱的电磁信号的变化，容易造成所检测信号的偏移、信息丢失与显示错误等问题，直接影响智能交通流量信息的准确采集。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于动态交通流量监测的磁感应线圈。

本发明的另一目的是提供该地磁感应线圈的制备方法和将该地磁感应线圈应用于动态交通交流监测***。

一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈包括导线和护套材料，所述导线包括以下重量组分的原料：铜55%-58%、银35%-37%、锡6%-7%、钴0.50%-0.55%、锑0.36%-0.39%、锰0.26%-0.29%。

其中优选铜56.21%、银36%、锡6.6%、钴0.52%、锑0.39%、锰0.28%。

所述护套材料为乙烯-聚氯乙烯共聚树脂，其中优选聚氯乙烯68%、氯化聚乙烯6.3%%、丙烯晴2.6%、偏苯三酸酯1.36%、三元乙丙0.7%、烷基磺酸苯酯0.16%、碳酸钙0.10%。

基于动态交通流量监测的地磁感应线圈包括以下步骤制备：

（1）称重，将上述组分的金属原料在无尘条件下通过混配机进行配制，混合均匀；

（2）预处理，将混合好的原料放入到冶炼炉中加热预处理，冶炼炉炉温在650℃-710℃，保温时间50 min。

（3）熔炼，将预处理的原料投入到真空熔炼炉中，开启真空源，在炉内相对真空度为-3KPa～-3.5KPa，炉内温度为980℃～1050℃条件下加温180min，在保持炉内相对温度不变的条件下，采用反向充气方式通入氮气的熔炼工艺继续保持980℃～1050℃温度条件下90min，，然后将炉温降温至860℃～920℃，并在该条件下保温60min，期间保持氮气以3MPa的稳定压力，保温时间结束后，在氮气常压保护的条件下进行降温处理，待温度降至560℃～620℃后将该材料转运出料;

（4）挤压成型，将熔炼后的材料转运至挤压机***中，通过热挤压工艺制成直径为60mm的棒状材料，其直径变形量控制在1.2%～1.8%之内；

（5）保温，将该棒状材料运转至保温炉中，降温至210℃～230℃，常压条件保温120min；

（6）风冷降温，将该材料进行自然风冷降温，降温至18℃～25℃；

（7）拔丝处理，将降温后的材料运至细拔丝机中，通过渐变径冷拔工艺制造成为直径1.8mm的卷型裸铜导线；

（8）制备电线，将拔丝成型的裸铜导线与所述护套材料制备成外径为3.2mm的柱形截面的线圈。

将本发明制备的地磁感应线圈应用于动态交通流量监测***，监测的实验数据准备、有效、稳定。

以下表一为在同一路段实测本发明的实际道路应用测试情况，根据统计数 据得知，利用本发明制造的磁感应线圈各路段平均检测有效率和准确率均在 93.6％以上，实测数据高于使用传统材料制造的地磁感应线圈产品。

表一：

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明制备的地磁感应线圈具有较高的电磁敏感性和极佳的电气性能，增强了线圈单元的抗干扰性和抗老化、腐蚀效果，同时具有广泛的地域适应性，将其应用于动态交通流量监测***，大大提升了交通数据检测的精度，对微弱电磁感应及磁场变化信号也有非常强的拾取能力。

具体实施方式

实施例1

基于动态交通流量监测的地磁感应线圈，优选按下述配比称取原料：

铜56.21%、银36%、锡6.6%、钴0.52%、锑0.39%、锰0.28%。制备方法如下：

（1）称重，将上述组分的原料在无尘条件下进行配制，混合均匀；

（2）预处理，将混合好的原料放入到冶炼炉中加热预处理，冶炼炉炉温在650℃-710℃，保温时间50 min。

（3）熔炼，将预处理的原料投入到真空熔炼炉中，在炉内相对真空度为-3KPa～-3.5KPa和炉内温度为980℃～1050℃条件下保温180min，保温结束后，在保持炉内相对温度不变的条件下，采用反向充气方式通入氮气，然后降温至860℃～920℃条件下保温60min，保温结束后，在氮气常压保护的条件下进行降温处理，待温度降至560℃～620℃后将该材料转运出料;

（4）挤压成型，将熔炼后的材料转运至挤压机***中，通过热挤压工艺制成直径为60mm的棒状材料，其直径变形量控制在1.2%～1.8%之内；

（5）保温，将该棒状材料运转至保温炉中，降温至210℃～230℃，常压条件保温120min；

（6）风冷降温，将该材料进行自然风冷降温，降温至18℃～25℃；

（7）拔丝处理，将降温后的材料运至细拔丝机中，通过渐变径冷拔工艺制造成为直径1.8mm的卷型裸铜导线；

（8）制备电线，将拔丝成型的导线与所述护套材料制备成外径为3.2mm的柱形截面的线圈。

本发明的具体应用：

利用埋设在道路地面以下160mm至220mm的深度地磁感应线圈检测地面机动车的运动状况，是根据地球磁场在地球同一地点磁场强度是基本稳定的原理，当车辆等含有铁磁物质的物体会对本身所存在区域的地磁信号产生影响，使在车辆存在区域之内的地球磁场发生变化，当一定体型的车辆通过磁感应线圈上方时，根据切割磁力线在磁感应线圈端检测到的不同强度、不同移动速度的感应电动式的变化，经外置计算机***分析就可以得到被检测目标车型的外形几何尺寸、车辆行驶速度等相关信息，从而可以对该车辆的车型和行进信息情况进行下一步的判断管理。表二为本发明的地磁感应线圈应用于道路交通流量的实际检测数据结果。

表二：

实施例2-5

根据实施例1的制备方法，按以下改变原料的配比制备出的线圈应用于监测***，调整选料配比为：铜55.17%、银31.25%、锡10.2%、钴1.96%、锑0.62%、锰0.8%。

通过改变原料的配比制备出的线圈单元应用于交通流量监测***，实际道路测试数据结果见表三：

表三：

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明精神的基础之下，本领域普通技术人员可以对本发明的技术方案做出的各种修改和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈，包括导线和护套材料，其特征在于所述导线包括以下重量组分的原料：铜Cu（铜含量≥99.75%）56.21份、银Ag（银含量≥99.80%）36份、锡Sn（锡含量≥99.92%）6.6份、钴Co（钴含量≥99.81%）0.52份、锑Sb（锑含量≥99.81%）0.39份、锰Mn（锰含量≥99.70%）0.28份。

2.根据权利要求1所述的基于动态交通流量监测的地磁感应线圈，其特征在于所述导线包括按照以下重量组分的原料：铜55%-58%、银35%-37%、锡6%-7%、钴0.50%-0.55%、锑0.36%-0.39%、锰0.26%-0.29%。

3.根据权利要求1所述的基于动态交通流量监测的地磁感应线圈，其特征在于：优选铜56.21%、银36%、锡6.6%、钴0.52%、锑0.39%、锰0.28%。

4.根据权利要求1所述的基于动态交通流量监测的地磁感应线圈，其特征在于所述护套材料为乙烯-聚氯乙烯共聚树脂。

5.一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈制备，其特征在于包括以下步骤：

（1）称重，将上述各组分的原料在无尘的条件下进行配制，同时由配料机混合均匀；

（2）预处理，将混合好的原料放入到冶炼炉中加热预处理，冶炼炉炉温在650℃-710℃，保温时间50 min;

（3）熔炼，将预处理的原料投入到真空熔炼炉中，在炉内相对真空度为-3KPa～-3.5KPa，在炉内温度为980℃～1050℃条件下保温180min，保温结束后，在保持炉内相对温度不变的条件下，采用反向充气方式通入氮气，期间保持氮气以3MPa的稳定压力，然后降温至860℃～920℃条件下保温60min，保温结束后，在氮气常压保护的条件下进行降温处理，待温度降至560℃～620℃后将该材料转运出料;

（4）挤压成型，将熔炼后的材料转运至挤压机***中，通过热挤压工艺制成直径为60mm的棒状材料，其直径变形量控制在1.2%～1.8%之内；

（5）保温，将该棒状材料运转至保温炉中，降温至210℃℃～230℃，常压条件保温120min；

（6）风冷降温，将该材料进行自然风冷降温，降温至18℃～25℃；

（7）拔丝处理，将降温后的材料运至细拔丝机中，通过渐变径冷拔工艺制造成为直径为1.8mm的卷型裸铜导线；

（8）制备电线，将拔丝成型的裸铜导线与所述护套材料制备成外径为3.2mm的柱形截面的线圈。

6.一种基于动态交通流量监测的地磁感应线圈应用于动态交通流量监测***。