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分析電子地磅靜態與動態兩種計量技術

來源│▩:http://www.on-clix.com/news844458.html時間│▩:2022-07-28 11:47:00

  本篇文章以靜態電子地磅與動態秤兩種計量方式進行了研究▩│↟☁,首先全面分析了兩者的技術指標·☁•、系統功能及技術特點▩│↟☁,其次針對性的比較了靜態電子地磅與動態秤產品▩│↟☁,就靜態電子地磅與動態秤的可行性進行了比較▩│↟☁,並得出了動態稱是現階段計重領域不錯選擇的結論◕╃▩▩✘。 根椐相關資料分析│▩:超載10%的貨車對道路的損壞增加40%▩│↟☁,一輛超載2倍的車輛行駛一次▩│↟☁,對公路的損害相當於不超載車輛行使16次;一輛36噸的超載車輛對公路路面損壞程度相當於9600輛1.8噸的小汽車對道路造成的破壞◕╃▩▩✘。而且從車輛及駕駛員人身安全形度考慮▩│↟☁,車輛超限超載運輸處於超負荷狀態▩│↟☁,就會導致車輛的制動和操作等安全效能迅速下降▩│↟☁,表現為輪胎變形爆胎·☁•、剎車失靈·☁•、轉向器輕飄抖動▩│↟☁,鋼板彈簧折斷·☁•、半軸斷裂等·☁•、極易引發道路交通事故▩│↟☁,同時也導致公路縮短路面使用年限◕╃▩▩✘。 分析詳情如下所示│▩:

一·☁•、靜態電子地磅分析
       1·☁•、靜態電子地磅(或稱靜態秤·☁•、大板秤)技術指標 
       2·☁•、系統功能 
       3·☁•、技術特點 
       ① 靜態稱重與動態檢測的完美整合 
       系統以在計重收費系統成熟應用多年的資料採集處理器為基礎▩│↟☁,集成了靜態電子地磅稱重儀表功能▩│↟☁,車輛在完全駛上稱重平臺的同時▩│↟☁,自動完成車輛稱重·☁•、車型檢測·☁•、資料上傳等功能; 
       ② 應對車輛頻繁衝擊的解決方案 
       靜態稱重臺採用分段設計▩│↟☁,模組結構▩│↟☁,由多個優質型鋼組成的箱型梁結構的稱重臺板組合而成▩│↟☁,全剛度設計▩│↟☁,保證了車輛Z大載荷的有效彈性變形▩│↟☁,抵抗衝擊·☁•、過載▩│↟☁,確保了長期碾壓得可靠使用◕╃▩▩✘。 
       感測器位置合理▩│↟☁,搭接處感測器置中▩│↟☁,消除了槓桿效應▩│↟☁,保證偏載情況下感測器的均勻受力▩│↟☁,增強了裝置的防衝擊能力◕╃▩▩✘。 
       稱體連線採用半月板結構搭接▩│↟☁,物理原理自動鎖釦·☁•、調正◕╃▩▩✘。感測器上連線件(壓板·☁•、球碗)與稱體牢固焊接◕╃▩▩✘。 
       靜態稱重臺每節稱重臺板都具有良好的拉桿限位裝置▩│↟☁,前固式安裝▩│↟☁,形成獨特的防衝擊結構▩│↟☁,有效抵抗車輛對稱重臺的衝擊◕╃▩▩✘。 
       ③ 應對車輛防滑的解決方案 
       靜態稱重系統的稱重平臺在稱重平臺上車輛左右輪胎碾軋的位置▩│↟☁,各焊裝有1米寬的紋飾鋼板▩│↟☁,有效防止車輛打滑或因稱重平臺表面結冰失去控制◕╃▩▩✘。 
       裝置自身的防滑處理◕╃▩▩✘。稱重平臺引用成熟的噴砂防滑處理▩│↟☁,去除氧化層▩│↟☁,保證油漆附著力▩│↟☁,採用有針對性的噴砂工藝▩│↟☁,增加稱重平臺表面的摩擦力▩│↟☁,使表面粗糙度(防滑)等級達到國標2.0級以上▩│↟☁,並在噴砂處理的基礎上塗防腐塗料防腐◕╃▩▩✘。 
       裝置安裝施工方面▩│↟☁,由於安裝稱重檢測裝置而破損的路面恢復後▩│↟☁,按照收費廣場的規格▩│↟☁,打較深的防滑線▩│↟☁,起到較好的防滑效果◕╃▩▩✘。 
       ④ 應對超長車輛稱量的解決方案 
       對於前後軸總長超過21米的車輛▩│↟☁,採用以下方法進行靜態稱量▩│↟☁,首先保證車輛前面幾軸完全駛入稱重平臺後停下▩│↟☁,車道計算機經授權操作後▩│↟☁,主動向稱重系統傳送目前稱重指令▩│↟☁,稱重系統將當前稱重平臺上的車軸數·☁•、總重檢測資料傳送給車道計算機▩│↟☁,然後由現場管理人員引導車輛向前行駛▩│↟☁,稱過的軸全部駛出稱重平臺後▩│↟☁,車道計算機再次主動向稱重系統傳送目前稱重指令▩│↟☁,系統能夠將當前稱重平臺上車的軸數·☁•、總重檢測資料傳送給車道計算機▩│↟☁,依次類推▩│↟☁,直至稱重系統上報的資料中含有車輛收尾資訊▩│↟☁,本次稱重資料交換結束▩│↟☁,車道計算機能夠進行重量疊加和軸數疊加▩│↟☁,對此車進行收費◕╃▩▩✘。 
       ⑤ 方便維護和清淤的解決方案 
       由於稱重平臺分段設計▩│↟☁,每段稱重平臺的重量相對不是很重▩│↟☁,不必用大型起吊工具▩│↟☁,只用千斤頂等專用工具就能將稱重平臺吊起▩│↟☁,利用裝置自帶專用感測器扳手▩│↟☁,可方便拆卸感測器▩│↟☁,和清淤▩│↟☁,使裝置的安裝和日後的維護保養十分方便◕╃▩▩✘。 稱重平臺基礎兩側預留有維修和清淤手孔▩│↟☁,可方便人員進入對裝置進行維護和清淤◕╃▩▩✘。 
 
       二·☁•、動態電子地磅秤分析
       1·☁•、動態稱│▩:(兼稱動態稱▩│↟☁,不停車計重稱) 
       針對收費車道特殊的使用環境▩│↟☁,稱重檢測裝置為上翻梁式稱重臺▩│↟☁,內建高精度剪下梁式稱重感測器▩│↟☁,並採用專利結構設計▩│↟☁,以滿足系統長期可靠執行的要求◕╃▩▩✘。 
       ①主要技術指標 
       型號│▩:DCS-30KⅡ 
       稱重平臺(寬度)│▩:普通車道3500 (mm) 
       超寬車道4200 (mm)▩│↟☁,可根據實際情況定做稱重平臺◕╃▩▩✘。 
       稱重檢測裝置長度│▩:1600mm 
       單軸額定載荷│▩:30t; 
       Z大過載能力│▩:200%; 
       有效測量的速度範圍為│▩:0~30km/h▩│↟☁,允許輪軸停在稱重平臺上; 
       靜態精度│▩: ○Ⅲ 級 
       靜態總重量動態準確度等級│▩:2級▩│↟☁,誤差≤±1% 
       單軸載荷和軸組載荷的準確度等級│▩:D級 
       速度測量精度(沒有明顯加減速的前提下)│▩:車速在1~30km/h時▩│↟☁,Z大誤差±5%◕╃▩▩✘。 
       軸間距測量精度(沒有明顯加減速的情況下)│▩:兩軸│▩:±0.30m◕╃▩▩✘。 
       工作環境│▩: 
       溫 度│▩:-40℃~ +80℃ 
       相對溼度│▩:0~ 95% 
       稱重感測器防護等級│▩:IP68 
       2·☁•、系統功能│▩: 
       裝置具有自診斷功能▩│↟☁,發生故障時能透過軟硬體發出故障資訊; 
       系統隨機提供起吊附件和液壓千斤頂▩│↟☁,不需要大型機械便可維修和清淤◕╃▩▩✘。 
       輸出檢測資訊│▩:軸型·☁•、胎型·☁•、軸距·☁•、聯軸資訊·☁•、軸重·☁•、聯軸重量·☁•、總重·☁•、行駛狀態程式碼等; 系統能夠在無人值守狀態下滿足不間斷全天候連續工作的需要; 
       系統在輪軸識別器故障情況下▩│↟☁,可自動切換為稱臺識別輪軸程式; 
       單個車道計重系統的整體MTBF≥20000h; 
       單個車道計重系統的整體故障率<1% 
       裝置準確度穩定性│▩:裝置標定週期≥1年 
       系統反應時間│▩:≤5ms 
       系統的計量效能符合國家相關部門計量器具型式批准及製造許可規範要求◕╃▩▩✘。 
       3·☁•、技術特點 
       ① 搭接式動態化設計 
       動態秤臺為兩臺面搭接式結構◕╃▩▩✘。搭接處採用35mm厚鋼板弧面咬合方式◕╃▩▩✘。 
       在設計初期對動態秤臺受力和車輛各種的行駛過程情況進行了大量實驗與分析▩│↟☁,搭接式設計使兩臺面達到面相互響應的效果▩│↟☁,杜絕了由於路面不平·☁•、車輛剎車等情況對秤臺造成衝擊時相互擠壓的情況發生▩│↟☁,有效的保證了邏輯和精度的穩定性◕╃▩▩✘。 
       在動態秤及連線處的焊接處理上▩│↟☁,採用了特殊的塞焊工藝▩│↟☁,增加了秤體受力強度▩│↟☁,提高了稱臺的使用壽命◕╃▩▩✘。 
       ② 高強度限位拉桿 
       動態秤採用了24cm大尺寸高強度的限位拉桿◕╃▩▩✘。 
       對動態秤進行了抗疲勞和抗衝擊測試▩│↟☁,為期8個月的測試結果證實▩│↟☁,直徑小於20cm的限位拉桿在重車衝擊2~3個月後▩│↟☁,會出現變形甚至斷裂的現象▩│↟☁,因此從裝置的穩定性和安全性的方面考慮動態秤採用24cm的大尺寸限位拉桿◕╃▩▩✘。 
       ③先進的稱重演算法 
       針對動態秤臺▩│↟☁,確定了以小波變化和三角函式二次擬合的重量計算方法◕╃▩▩✘。大量實驗資料證實該方法有效的減小了由於車輛振動和路面不平所產生的誤差◕╃▩▩✘。 
       具體波形如圖1所示◕╃▩▩✘。 
       根據動態秤臺結構和連軸車結構特點▩│↟☁,結合能量演算法▩│↟☁,開發出了連軸軸組重量計算方法◕╃▩▩✘。該方法在稱量過程中無能量損失▩│↟☁,並且加入了振動能量補償▩│↟☁,其軸組重精度優於單軸重量相加和得出的軸組總重的方法◕╃▩▩✘。 
       ④ 更高的精度 
       相對於單稱臺來講▩│↟☁,動態秤增加了資料採集通道(1600mm)▩│↟☁,感測器(6只)採集訊號更豐富▩│↟☁,經過資料採集器運算後▩│↟☁,稱重結果誤差更小·☁•、準確度更高; 
       靜態精度│▩: ○Ⅲ 級 
       靜態總重量動態準確度等級│▩:2級▩│↟☁,誤差≤±1% 
       單軸載荷和軸組載荷的準確度等級│▩:D級 
       動態稱表現出了極好的精度與穩定性◕╃▩▩✘。 
 
       三·☁•、可行性分析總結 
       1·☁•、稱量精度 
       靜態電子地磅(或稱靜態秤·☁•、大秤)靜態稱重精度高▩│↟☁,但在動態稱重時▩│↟☁,總重誤差和軸重誤差相對較差◕╃▩▩✘。 動態秤無論在靜態稱重·☁•、還是在動態稱重上都具有較高的稱重精度◕╃▩▩✘。 
       2·☁•、安裝環境的適應性 
       雲南省山區較多▩│↟☁,公路收費站一般依地形而建▩│↟☁,收費站車道一般都有一定坡度▩│↟☁,由於靜態電子地磅安裝尺寸較大(長度可達21米▩│↟☁,甚至更長)▩│↟☁,稱重是在有坡度的裝置上完成的▩│↟☁,所以坡度對靜態電子地磅的稱重精度影響較大▩│↟☁,而動態秤的裝置相對較小▩│↟☁,能適應收費站車道坡度的安裝環境▩│↟☁,所以坡度對動態秤的稱重精度影響較小◕╃▩▩✘。 
       防作弊功能 
       靜態電子地磅主要透過寬大的稱重區域抵消非規範行駛對稱量的影響▩│↟☁,但車輛佇列會對稱重結果造成一定影響◕╃▩▩✘。 動態秤採用神經網路演算法▩│↟☁,結合動態稱固有特性▩│↟☁,能實現動態稱重臺所能實現的所有的防作弊功能▩│↟☁,且防跳稱·☁•、解決點剎車效果更好▩│↟☁,試驗證明▩│↟☁,車倆在S型行駛時對稱重沒有任何影響; 
       裝置成本·☁•、施工週期及施工成本 
       靜態電子地磅不僅裝置成本高·☁•、而且土建施工複雜▩│↟☁,施工週期長▩│↟☁,一般需20天左右▩│↟☁,施工成本也很高◕╃▩▩✘。 動態秤裝置不僅成本低▩│↟☁,而且土建施工簡單▩│↟☁,施工週期短▩│↟☁,一般需12天左右▩│↟☁,施工成本相對較少◕╃▩▩✘。 
       系統穩定性 
       靜態式計重收費系統在動態稱重時容易G軸·☁•、車型容易判錯▩│↟☁,且無法處理車輛在車道內排隊現象▩│↟☁,需人工引導▩│↟☁,一車一檢▩│↟☁,效率低◕╃▩▩✘。 
       動態式計重收費系統在動態稱重時丟軸·☁•、丟車率很低▩│↟☁,穩定性更高▩│↟☁,能處理車道內排隊現象▩│↟☁,測量簡單·☁•、快速▩│↟☁,無需人為操作即可稱重◕╃▩▩✘。 
       維護成本 
       靜態電子地磅的稱重區域擴大導致系統故障點增多▩│↟☁,故障率相對較多▩│↟☁,特別是靜態電子地磅的本身故障率較高▩│↟☁,故障維護時間長▩│↟☁,維護成本高◕╃▩▩✘。 動態秤導致效能下降的故障點較少▩│↟☁,故障率相對較少◕╃▩▩✘。維護時間短▩│↟☁,維護成本低◕╃▩▩✘。 
 
       補充說明▩│↟☁,透過以上分析可以看出▩│↟☁,無論從稱重精度·☁•、安裝環境的適應性·☁•、防作弊功能·☁•、裝置成本·☁•、施工工期·☁•、施工成本·☁•、系統穩定性及維護成本等等方面▩│↟☁,動態稱無疑是目前計重領域的不錯選擇方案◕╃▩▩✘。

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