Việc xe quá tải, vượt quá giới hạn cho phép của phương tiện giao thông đường bộ gây hư hỏng đáng kể cho mặt đường và tiềm ẩn nguy cơ cao xảy ra tai nạn mất an toàn, một vấn đề đặc biệt nghiêm trọng ở nước ta, nơi 70% số vụ tai nạn an toàn giao thông đường bộ là do phương tiện chở quá tải và vượt quá giới hạn cho phép. Điều này dẫn đến thiệt hại kinh tế trực tiếp gần 3 tỷ RMB, trong đó thiệt hại do xe quá tải và vượt quá giới hạn trên đường cao tốc vượt quá 30 tỷ RMB hàng năm. Vì vậy, việc giám sát, giám sát phương tiện quá tải trên đường cao tốc là hết sức quan trọng.
Để điều chỉnh tình trạng chở quá tải của xe mà không làm gián đoạn giao thông, chương trình cân động lực trên đường cao tốc có trọng lượng khi di chuyển (WIM) đã ra đời. Hệ thống này sử dụng cảm biến thạch anh áp điện để nhanh chóng đo trọng lượng xe khi xe di chuyển trên mặt đường ở 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 cảm biến thạch anh áp điện hiệu suất cao, chi phí thấp để cân động trên đường cao tốc và bảo vệ cầu. Được chế tạo bằng hợp kim nhôm hàng không vũ trụ có độ bền cao và gia công chính xác, những cảm biến này có khả năng chịu tải nén, kéo, uốn, cắt và mỏi cao. Thông qua xử lý lão hóa, độ nhạy của cảm biến vẫn ổn định trong nhiều thập kỷ.
Bên trong được lấp đầy bằng lớp dán cách điện đàn hồi đặc biệt, cảm biến thạch anh Enviko duy trì áp suất bên trong ổn định, ngăn chặn độ ẩm hiệu quả, với giá trị trở kháng cách điện điển hình là 200GΩ.
Được nhúng vào mặt đường, khi xe chạy qua, bánh xe sẽ ấn 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. Sau đó, điện tích được khuếch đại bởi bộ khuếch đại điện tích bên ngoài thành tín hiệu điện áp, tỷ lệ thuận với áp suất đặt vào cảm biến. Bằng cách tính toán tín hiệu áp suất, có thể tính được trọng lượng của từng bánh xe và tổng trọng lượng của xe.
Đặc tính tỷ lệ áp suất-điện tích 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 phương tiện đi qua bề mặt đo ở tốc độ cao, cảm biến thạch anh vẫn có thể duy trì độ chính xác đo cao.
Sau khi 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 kiểm tra độ tin cậy trở nên quan trọng.
Kiểm tra đạp xe nhiệt độ và độ ẩm:
Các 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 -40oC đến 85oC trong 500 giờ. Trong quá trình thử nghiệm, trở kháng cách điện của cảm biến không được thấp hơn 100GΩ. Sau khi kiểm tra chu kỳ nhiệt độ và độ ẩm, các cảm biến sẽ trải qua quá trình bảo vệ cách điện và kiểm tra tải mỏi.
Kiểm tra tải mỏi:
Thử nghiệm độ mỏi khi tải áp dụng áp suất theo chu kỳ 6000N bằng cách sử dụng đầu áp suất bằng thép có chiều rộng 50 mm x 50 mm tại ba vị trí ở đầu và giữa của cảm biến, tải và dỡ tải một lần mỗi giây, tổng cộng là 1.000.000 lần tải mỏi. Sự thay đổi độ nhạy của các vị trí thử nghiệm được tải phải <0,5% và không được có hư hỏng hoặc bong tróc bề mặt ổ trục.
Bảo vệ cách nhiệt:
Thử nghiệm bảo vệ cách điện bao gồm việc ngâm hoàn toàn cảm biến vào nước, luân chuyển giữa nhiệt độ phòng và 80oC, với tổng thời gian thử nghiệm là 1000 giờ. Trong toàn bộ quá trình thử nghiệm, 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, sai số độ nhạy ở bất kỳ vị trí nào dọc theo chiều dài của cảm biến không được vượt quá 2%. Vì vậy, thiết bị kiểm tra độ nhạy nghiêm ngặt và chính xác là điều cần thiết cho việc sản xuất cảm biến.
Đường cong đặc tính tải đo đường cong lực-điện tích và sai số 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 tín hiệu đo giá trị độ nhạy trong quá trình tải dọc theo chiều dài của cảm biến (không có bề mặt chịu lực) sử dụng đầu áp rộng 50mm với lực 8000N, với các giá trị độ nhạy thu được tại mỗi điểm kiểm tra tải dùng để tính toán tín hiệu độ phẳng dọc theo chiều dài của cảm biến.
Tuy nhiên, một số nhà sản xuất cố tình sử dụng đầu áp suất tải có chiều rộng 250mm để kiểm tra độ phẳng tín hiệu, tương đương với mức trung bình gấp 5 lần đường cong đặc tính, dẫn đến độ chính xác sai lệch là 1%. Chỉ những tín hiệu thu được bằng cách đo tải bằng đầu áp suất có chiều rộng 50mm mới có thể phản ánh thực sự 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 số 4 Tianfu, Khu công nghệ cao, Thành Đô
Văn phòng Hồng Kông: 8F, Tòa nhà Cheung Wang, 251 Đường San Wui, Hồng Kông
Nhà máy: Tòa nhà 36, Khu công nghiệp Jinjialin, thành phố Mianyang, tỉnh Tứ Xuyên
Thời gian đăng: Apr-08-2024
