Tình trạng xe quá tải, quá khổ trên đường bộ gây hư hỏng đáng kể cho mặt đường và tiềm ẩn nguy cơ cao về tai nạn giao thông, đây là vấn đề đặc biệt nghiêm trọng ở nước ta, nơi 70% các vụ tai nạn giao thông là do xe quá tải, quá khổ, gây thiệt hại kinh tế trực tiếp gần 3 tỷ nhân dân tệ, trong đó thiệt hại do xe quá tải, quá khổ trên đường bộ hàng năm vượt quá 30 tỷ nhân dân tệ. Do đó, việc theo dõi, giám sát xe quá khổ, quá khổ trên đường bộ là hết sức quan trọng.
Để kiểm soát tình trạng xe quá tải mà không làm gián đoạn giao thông, hệ thống cân động lực học đường bộ WIM (Weighting In Moving) đã ra đời. Hệ thống này sử dụng cảm biến thạch anh áp điện để nhanh chóng đo trọng lượng xe khi xe chạy qua mặt đường với tốc độ cao (<120km/h) và kích hoạt camera giám sát để chụp ảnh.
Cảm biến thạch anh Enviko được thiết kế đặc biệt cho các cảm biến thạch anh áp điện hiệu suất cao, giá thành thấp để cân động lực học đường bộ và bảo vệ cầu. Được chế tạo bằng hợp kim nhôm hàng không vũ trụ có độ bền cao và gia công chính xác, các cảm biến này có khả năng chịu tải nén, kéo, uốn, cắt và mỏi cao. Thông qua quá trình xử lý lão hóa, độ nhạy của cảm biến vẫn ổn định trong nhiều thập kỷ.
Được đổ đầy keo cách điện đàn hồi đặc biệt bên trong, cảm biến thạch anh Enviko duy trì áp suất bên trong ổn định, ngăn chặn hiệu quả độ ẩm, với giá trị trở kháng cách điện thông thường là 200GΩ.
Được nhúng vào mặt đường, khi xe chạy qua, bánh xe sẽ ép xuống bề mặt chịu lực của cảm biến, khiến các tinh thể thạch anh bên trong cảm biến tạo ra điện tích do hiệu ứng áp điện. Điện tích sau đó được khuếch đại bởi bộ khuếch đại điện tích bên ngoài thành tín hiệu điện áp, tỷ lệ thuận với áp suất tác dụng lên cảm biến. Bằng cách tính toán tín hiệu áp suất, có thể thu được trọng lượng của từng bánh xe và do đó là tổng trọng lượng của xe.
Tỷ lệ áp suất-điện tích đặc trưng của cảm biến thạch anh áp điện không thay đổi bất kể nhiệt độ, thời gian, kích thước tải và tốc độ tải. Do đó, ngay cả khi xe chạy qua bề mặt đo ở tốc độ cao, cảm biến thạch anh vẫn có thể duy trì độ chính xác đo cao.
Sau khi các cảm biến WIM được nhúng vào mặt đường, chúng sẽ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, mưa và áp suất bánh xe, khiến việc thử nghiệm độ tin cậy trở nên vô cùng quan trọng.
Kiểm tra chu kỳ nhiệt độ và độ ẩm:
Cảm biến có bề mặt chịu lực được đặt trong buồng thử nghiệm môi trường để thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ và độ ẩm từ -40℃ đến 85℃ trong 500 giờ. Trong quá trình thử nghiệm, trở kháng cách điện của cảm biến không được thấp hơn 100GΩ. Sau khi thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ và độ ẩm, cảm biến sẽ trải qua thử nghiệm bảo vệ cách điện và thử nghiệm tải mỏi.
Kiểm tra tải trọng mỏi:
Thử nghiệm mỏi tải áp dụng áp suất tuần hoàn 6000N bằng đầu áp suất thép có chiều rộng 50mm x 50mm tại ba vị trí ở đầu và giữa cảm biến, với tải và dỡ tải một lần mỗi giây, tổng cộng 1.000.000 tải mỏi. Độ nhạy thay đổi của các vị trí thử nghiệm có tải phải <0,5% và không được có hư hỏng hoặc bong tróc bề mặt ổ trục.
Bảo vệ cách điện:
Kiểm tra bảo vệ cách điện bao gồm việc nhúng hoàn toàn cảm biến vào nước, tuần hoàn giữa nhiệt độ phòng và 80℃, với tổng thời gian kiểm tra là 1000 giờ. Trong toàn bộ quá trình kiểm tra, điện trở cách điện của cảm biến không được thấp hơn 100GΩ.
Độ tuyến tính của tín hiệu cảm biến thạch anh áp điện là một chỉ số quan trọng của quy trình sản xuất và độ chính xác. Cảm biến thạch anh áp điện tuyệt vời đảm bảo FSO <0,5% trên toàn bộ phạm vi. Đối với cảm biến WIM, lỗi độ nhạy tại bất kỳ vị trí nào dọc theo chiều dài của cảm biến không được vượt quá 2%. Do đó, thiết bị kiểm tra độ nhạy nghiêm ngặt và chính xác là điều cần thiết cho sản xuất cảm biến.
Đường cong đặc tính tải đo đường cong lực-điện tích và lỗi tuyến tính (%FSO) trong quá trình tải và dỡ tải với chiều rộng đầu tải 100mm được áp dụng cho cảm biến ở bất kỳ vị trí nào.
Đường cong đặc tính độ phẳng của tín hiệu đo giá trị độ nhạy trong quá trình tải theo hướng chiều dài của cảm biến (không có bề mặt chịu lực) bằng cách sử dụng đầu áp suất rộng 50mm với lực 8000N, với các giá trị độ nhạy thu được tại mỗi điểm thử tải được sử dụng để tính toán độ phẳng của tín hiệu theo hướng chiều dài của cảm biến.
Tuy nhiên, một số nhà sản xuất cố tình sử dụng đầu áp suất tải rộng 250mm để kiểm tra độ phẳng tín hiệu, tương đương với việc lấy trung bình 5 lần đường cong đặc trưng, dẫn đến độ chính xác bị làm sai lệch 1%. Chỉ những tín hiệu thu được bằng phép đo tải sử dụng đầu áp suất rộng 50mm mới có thể thực sự phản ánh độ chính xác và chất lượng của cảm biến.
Công ty TNHH Công nghệ Enviko
E-mail: info@enviko-tech.com
https://www.envikotech.com
Văn phòng Thành Đô: Số 2004, Đơn vị 1, Tòa nhà 2, Số 158, Đường Thiên Phủ 4, Khu công nghệ cao, Thành Đô
Văn phòng Hồng Kông: Tầng 8, Tòa nhà Cheung Wang, 251 Đường San Wui, Hồng Kông
Nhà máy: Tòa nhà 36, Khu công nghiệp Jinjialin, Thành phố Miên Dương, Tỉnh Tứ Xuyên
Thời gian đăng: 08-04-2024
