CN111854898A - 一种多联排条形传感器及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多联排条形传感器及其应用方法，包括传感器单元，路面开设有定位槽，传感器单元设置在定位槽内，还包括定位板组件、膨胀固定螺栓和填充料，定位板组件包括基板，基板两侧对称开设有定位孔，膨胀固定螺栓穿过定位孔将基板固定于定位槽内，五个传感器单元相互紧贴的固定于基板板面上，传感器单元顶面齐平于路面，填充料填充于定位槽内；采用在施工槽底部搭建钢筋结构并浇灌快修料的施工方式，能够最大限度缩短对病害路面的改造周期，也便于对传感器的安装区域进行硬化处理，安装改造时间短，维护方便，从而有效缓解了封道带来的交通阻塞压力与行车安全压力问题。

Description

一种多联排条形传感器及其应用方法

技术领域

本发明涉及车辆称重技术领域，尤其涉及一种多联排条形传感器及其应用方法。

背景技术

随着国民经济的不断发展，我国的基础设施建设以及物流行业进入了一个快速发展期。在公路超载检测要实现对车辆超载现象的监督，物流行业的运输、仓储、搬运、包装、配送等应用场景，需要频繁的进行称重作业，传统的采用卡口或者治超站进行强行的检测形式，会存在冲卡等安全隐患。人们对快速、可靠、精准的动态称重的需求越来越大。

目前，称重用的传感器安装时，一般采用石英或窄条类传感器，同时通常需要在其预埋的公路的宽度方向事先开挖定位槽，在定位槽内放置若干传感器，并在定位槽附近开挖便于各传感器的电源或者信号走线的电缆槽。

然而，当前石英、窄条类传感器对路面硬化、安装环境要求较高，且安装后无法有效检测部分刻意规避检测的驾驶行为，如在检测区域刻意停车、滞速；同时平板类检测设备安装后，使用期维护成本高，一旦涉及设备迁移，牵扯工程量大的问题。

同时，由于某些道路存在严重的病害情况，需要对路面进行周期较长的改造，才能达到传感器的安装要求，从而导致封道带来的交通阻塞压力与行车安全压力问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种针对病害道路的改造周期短，对路面破坏小，便于安装维护，且测量精确的多联排条形传感器及其应用方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种多联排条形传感器，包括传感器单元，路面开设有定位槽，传感器单元设置在定位槽内，还包括定位板组件、膨胀固定螺栓和填充料，定位板组件包括基板，基板两侧对称开设有定位孔，膨胀固定螺栓穿过定位孔将基板固定于定位槽内，五个传感器单元相互紧贴的固定于基板板面上，传感器单元顶面齐平于路面，填充料填充于定位槽内。

在以上技术方案的基础上，优选的，定位板组件还包括翼板和盖板，翼板成对的固定连接于基板两侧，盖板扣合于基板两侧，盖板顶面齐平于路面，盖板顶部开设有卡槽，翼板顶部固定卡合于卡槽内，翼板、盖板和基板围成穿线腔用于穿插传感器单元的线缆。

在以上技术方案的基础上，优选的，填充料填充于相邻的传感器单元之间。

更进一步优选的，填充料为泡沫胶。

在以上技术方案的基础上，优选的，传感器单元包括底板、顶板、两个侧板、弹性体和应变电阻片，底板固定安装于基板上，两个侧板成对固定于底板表面两侧，弹性体设置于底板表面且位于两个侧板之间，顶板固定连接于弹性体顶部表面且位于两个侧板之间；弹性体内开设有若干空腔，应变电阻片固定附着于空腔内壁。

更进一步优选的，弹性体包括两个第一连接片、一个第二连接片和两个第三连接片，两个第一连接片对称的固定贴合于顶板底面和底板表面，第二连接片固定连接于两个第一连接片之间，两个第三连接片对称的固定连接于第二连接片顶部和其中一个第一连接片底面之间以及第二连接片底部和另一个第一连接片表面之间。

更进一步优选的，第二连接片中心处开设有芯腔，第二连接片两侧对称开设有侧腔，侧腔和芯腔相互隔离，应变电阻片对称的设置于第二连接片与两个侧腔和中部芯腔相接触的表面上。

更进一步优选的，位于上方的第一连接片的侧面对称开设有顶腔，位于下方的第一连接片的侧面对称开设有底腔，对称的顶腔和底腔均连通于对应侧的侧腔。

更进一步优选的，传感器单元还包括两个端面板，端面板对称设置于弹性体两端，端面板的侧边分别固定连接于两个侧板，端面板顶边固定连接于顶板底面，端面板底边固定连接于底板表面。

另一方面，提供了一种多联排条形传感器的应用方法，包括以下步骤，

S1在路面开挖施工槽，开挖长度为1000mm至1500mm，开挖深度为300mm至550mm；

S2在施工槽底部搭建钢筋结构，并在钢筋结构铺设双层焊接钢筋网，然后向施工槽内浇灌快修料，快修料为BY(S)系列高聚纤维；

S3待快修料硬化后，在快修料顶面开设定位槽，并安装多联排条形传感器，最后向定位槽内浇灌填充料。

本发明的一种多联排条形传感器及其应用方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)设置多个传感器联排固定安装于基板上，实现了多联排传感器无缝对接，同时在传感器外设置由底板、侧板和顶板构成的保护套，安装时间短，有效延长了传感器在路面安装后的使用寿命，适用于高架桥等不能面层硬化的安装环境，以及交通流量巨大而不能长时间封道的安装区域，且在对路面进行修复改造时，便于取出和重新铺设。

(2)采用在施工槽底部搭建钢筋结构并浇灌快修料的施工方式，能够最大限度缩短对病害路面的改造周期，也便于对传感器的安装区域进行硬化处理，安装改造时间短，维护方便，从而有效缓解了封道带来的交通阻塞压力与行车安全压力问题。

(3)设置基座上扣合盖板，两者围成的穿线腔便于对传感器单元的线缆进行有效防护，使并排设置的多个传感器单元测量更加准确，同时减少对路面开挖线缆槽的工作量，减少对路面的损坏。

(4)在定位槽内以及各传感器单元之间填充有填充料，填充料具有良好的延展性，固化以后韧性和抗冲击性能优良，使埋地装置能与地面融为一体。

(5)在弹性体内设置若干空腔，各空腔相对独立且环境稳定，不易受外部因素干扰，能保证传感器单元测量的稳定性和可靠性；弹性体受外力后会发生形变，外力撤销后会恢复原状，使应变电阻片可通过形变间接进行称重。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的多联排条形传感器的立体图；

图2为本发明的多联排条形传感器的应用方法的路面断面图；

图3为本发明的多联排条形传感器的应用方法的路面俯视图；

图4为本发明的传感器单元的立体图；

图5为本发明的传感器单元的第一种实施例的正剖面图；

图6为本发明的传感器单元的第二种实施例的正剖面图；

图7为本发明的传感器单元的第三种实施例的正剖面图。

图中：1、传感器单元；11、底板；12、侧板；13、顶板；14、弹性体；140、空腔；1401、侧腔；1402、芯腔；1403、顶腔；1404、底腔；141、第一连接片；142、第二连接片；143、第三连接片；15、应变电阻片；16、端面板；2、定位槽；3、定位板组件；31、基板；32、翼板；33、盖板；331、卡槽；34、定位孔；35、穿线腔；4、膨胀固定螺栓；5、填充料；6、快修料；7、钢筋结构；8、双层焊接钢筋网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种多联排条形传感器，包括传感器单元1，路面开设有定位槽2，传感器单元1设置在定位槽2内，还包括定位板组件3、膨胀固定螺栓4和填充料5，定位板组件3包括基板31，基板31两侧对称开设有定位孔34，膨胀固定螺栓4穿过定位孔34将基板31固定于定位槽2内，五个传感器单元1相互紧贴的固定于基板31板面上，传感器单元1顶面齐平于路面，填充料5填充于定位槽2内。

其中，定位板组件3还包括翼板32和盖板33，翼板32成对的固定连接于基板31两侧，盖板33扣合于基板31两侧，盖板33顶面齐平于路面，盖板33顶部开设有卡槽331，翼板32顶部固定卡合于卡槽331内，翼板32、盖板33和基板31围成穿线腔35用于穿插传感器单元1的线缆。

填充料5填充于相邻的传感器单元1之间。

由以上方案可知，基板31作为刚性固定的基础，将多个传感器单元1均固定于基板31上，可以使各传感器单元1的检测面保持同样的高度，提高称重测量的准确性；盖板33扣合在基板31上，随后在定位槽2或者盖板33与传感器单元1之间填充填充料5，填充料5优选为泡沫胶，具有良好的延展性，固化以后韧性和抗冲击性能优良，可以使盖板33与传感器单元1上表面与路面平齐；围成的穿线腔35形成了线缆的布线空间。

需要说明的是，五联排的条形传感器具体由三排称重传感器和两排轮轴识别传感器依次间隔排列构成。

同时，多联排的条形传感器相比于传统的平板式称重装置，称重台面质量小，厚度小，对路面的破坏较小，且避免了超载车辆驶过时带来的较大的台面形变惯性，或交通流量过大时，其称重精度严重下降的问题；相比于传统的石英或窄条传感器，相邻的传感器之间间距更小，对低速或变速的车辆检测率精确度较高。

具体的，本发明还通过如下技术方案进行实现。

如图1所示，结合图4，传感器单元1包括底板11、顶板13、两个侧板12、弹性体14和应变电阻片15，底板11固定安装于基板31上，两个侧板12成对固定于底板11表面两侧，弹性体14设置于底板11表面且位于两个侧板12之间，顶板13固定连接于弹性体14顶部表面且位于两个侧板12之间；弹性体14内开设有若干空腔140，应变电阻片15固定附着于空腔140内壁，通过底板11、侧板12和顶板13围成保护套，对其的内弹性体14和应变电阻片15进行保护，提高了传感器单元1的检测精确度，且有效延长了传感器在路面安装后的使用寿命。

采用上述技术方案，在弹性体14内设置若干空腔140，各空腔140相对独立且环境稳定，不易受外部因素干扰，能保证传感器单元1测量的稳定性和可靠性；同时，弹性体14受外力后会发生形变，外力撤销后会恢复原状，使应变电阻片15可通过形变间接进行称重。

作为弹性体14的第一种和第二种实施例，如图1所示，结合图5和图6，弹性体14包括两个第一连接片141、一个第二连接片142和两个第三连接片143，两个第一连接片141对称的固定贴合于顶板13底面和底板11表面，第二连接片142固定连接于两个第一连接片141之间，两个第三连接片143对称的固定连接于第二连接片142顶部和其中一个第一连接片141底面之间以及第二连接片142底部和另一个第一连接片141表面之间。

其中，第二连接片142中心处开设有芯腔1402，第二连接片142两侧对称开设有侧腔1401，侧腔1401和芯腔1402相互隔离，应变电阻片15对称的设置于第二连接片142与两个侧腔1401和中部芯腔1402相接触的表面上。

作为弹性体14的第三种实施例，如图1所示，结合图7，位于上方的第一连接片141的侧面对称开设有顶腔1403，位于下方的第一连接片141的侧面对称开设有底腔1404，对称的顶腔1403和底腔1404均连通于对应侧的侧腔1401。

作为一些可选实施例，传感器单元1还包括两个端面板16，从两端对弹性体14形成封闭保护，端面板16对称设置于弹性体14两端，端面板16的侧边分别固定连接于两个侧板12，端面板16顶边固定连接于顶板13底面，端面板16底边固定连接于底板11表面。

如图1所示，结合图2和图3，其应用方法，包括以下步骤，

S1在路面开挖施工槽，开挖长度为1000mm至1500mm，开挖深度为300mm至550mm；

S2在施工槽底部搭建钢筋结构7，并在钢筋结构7铺设双层焊接钢筋网8，然后向施工槽内浇灌快修料6，快修料6为BY(S)系列高聚纤维；

S3待快修料6硬化后，在快修料6顶面开设定位槽2，并安装多联排条形传感器，最后向定位槽2内浇灌填充料5。

采用上述施工改造方式，能够最大限度缩短对病害路面的改造周期，也便于对传感器的安装区域进行硬化处理，安装改造时间短，维护方便，从而有效缓解了封道带来的交通阻塞压力与行车安全压力问题。

工作原理：

针对于病害路面，在需要安装多联排传感器时，首先在路面开挖施工槽，开挖长度为1000mm至1500mm，开挖深度为300mm至550mm；然后，在施工槽底部搭建钢筋结构7，并在钢筋结构7铺设双层焊接钢筋网8，然后向施工槽内浇灌快修料6，快修料6为BY(S)系列高聚纤维；待快修料6硬化后，在快修料6顶面开设定位槽2，并安装多联排条形传感器，最后向定位槽2内浇灌填充料5。

在确保道路路基完好，无病害的前提下，或者针对已硬化路面，该多联排条形传感器可实现沥青路面开设定位槽2直接铺设。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多联排条形传感器，包括传感器单元(1)，路面开设有定位槽(2)，该传感器单元(1)设置在定位槽(2)内，其特征在于：还包括定位板组件(3)、膨胀固定螺栓(4)和填充料(5)，所述定位板组件(3)包括基板(31)，所述基板(31)两侧对称开设有定位孔(34)，所述膨胀固定螺栓(4)穿过定位孔(34)将基板(31)固定于定位槽(2)内，五个所述传感器单元(1)相互紧贴的固定于基板(31)板面上，所述传感器单元(1)顶面齐平于路面，所述填充料(5)填充于定位槽(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：所述定位板组件(3)还包括翼板(32)和盖板(33)，所述翼板(32)成对的固定连接于基板(31)两侧，所述盖板(33)扣合于基板(31)两侧，所述盖板(33)顶面齐平于路面，所述盖板(33)顶部开设有卡槽(331)，所述翼板(32)顶部固定卡合于卡槽(331)内，所述翼板(32)、盖板(33)和基板(31)围成穿线腔(35)用于穿插传感器单元(1)的线缆。

3.根据权利要求1所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：所述填充料(5)填充于相邻的所述传感器单元(1)之间。

4.根据权利要求3所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：所述填充料(5)为泡沫胶。

5.根据权利要求1所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：所述传感器单元(1)包括底板(11)、顶板(13)、两个侧板(12)、弹性体(14)和应变电阻片(15)，所述底板(11)固定安装于基板(31)上，两个所述侧板(12)成对固定于底板(11)表面两侧，所述弹性体(14)设置于底板(11)表面且位于两个侧板(12)之间，所述顶板(13)固定连接于弹性体(14)顶部表面且位于两个侧板(12)之间；所述弹性体(14)内开设有若干空腔(140)，所述应变电阻片(15)固定附着于空腔(140)内壁。

6.根据权利要求5所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：所述弹性体(14)包括两个第一连接片(141)、一个第二连接片(142)和两个第三连接片(143)，两个所述第一连接片(141)对称的固定贴合于顶板(13)底面和底板(11)表面，所述第二连接片(142)固定连接于两个第一连接片(141)之间，两个所述第三连接片(143)对称的固定连接于第二连接片(142)顶部和其中一个第一连接片(141)底面之间以及第二连接片(142)底部和另一个第一连接片(141)表面之间。

7.根据权利要求6所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：所述第二连接片(142)中心处开设有芯腔(1402)，所述第二连接片(142)两侧对称开设有侧腔(1401)，所述侧腔(1401)和芯腔(1402)相互隔离，所述应变电阻片(15)对称的设置于第二连接片(142)与两个侧腔(1401)和中部芯腔(1402)相接触的表面上。

8.根据权利要求7所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：位于上方的所述第一连接片(141)的侧面对称开设有顶腔(1403)，位于下方的所述第一连接片(141)的侧面对称开设有底腔(1404)，对称的所述顶腔(1403)和底腔(1404)均连通于对应侧的侧腔(1401)。

9.根据权利要求5所述的一种多联排条形传感器，其特征在于：所述传感器单元(1)还包括两个端面板(16)，所述端面板(16)对称设置于弹性体(14)两端，所述端面板(16)的侧边分别固定连接于两个侧板(12)，所述端面板(16)顶边固定连接于顶板(13)底面，所述端面板(16)底边固定连接于底板(11)表面。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种多联排条形传感器的应用方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1在路面开挖施工槽，开挖长度为1000mm至1500mm，开挖深度为300mm至550mm；

S2在施工槽底部搭建钢筋结构(7)，并在所述钢筋结构(7)铺设双层焊接钢筋网(8)，然后向施工槽内浇灌快修料(6)，所述快修料(6)为BY(S)系列高聚纤维；

S3待所述快修料(6)硬化后，在所述快修料(6)顶面开设定位槽(2)，并安装所述多联排条形传感器，最后向定位槽(2)内浇灌填充料(5)。

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