Überladung und Überschreitung der Grenzwerte von Straßenfahrzeugen führen zu erheblichen Schäden an der Straßenoberfläche und stellen ein hohes Risiko für Sicherheitsunfälle dar, ein besonders ernstes Problem in unserem Land, wo 70 % der Verkehrssicherheitsvorfälle auf Überladung und Überschreitung der Grenzwerte von Fahrzeugen zurückzuführen sind. Dies führt zu direkten wirtschaftlichen Verlusten von fast 3 Milliarden RMB, wobei die Verluste durch Fahrzeugüberladung und Überschreitung von Grenzwerten auf Autobahnen jährlich über 30 Milliarden RMB betragen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, überladene Fahrzeuge auf Autobahnen zu überwachen und zu überwachen.
Um die Überladung von Fahrzeugen zu regulieren, ohne den Verkehr zu stören, wurde das dynamische Wiegeschema für Autobahnen „Weighting In Moving“ (WIM) entwickelt. Dieses System nutzt piezoelektrische Quarzsensoren, um das Fahrzeuggewicht schnell zu messen, wenn Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit (<120 km/h) über die Straßenoberfläche fahren, und Überwachungskameras zum Fotografieren auszulösen.
Enviko-Quarzsensoren wurden speziell für kostengünstige, leistungsstarke piezoelektrische Quarzsensoren für dynamisches Wiegen auf Autobahnen und den Brückenschutz entwickelt. Diese Sensoren bestehen aus einer hochfesten Aluminiumlegierung für die Luft- und Raumfahrt und sind präzise bearbeitet. Sie verfügen über eine hohe Druck-, Zug-, Biege-, Scher- und Ermüdungslastbeständigkeit. Durch die Alterungsbehandlung bleibt die Sensorempfindlichkeit über Jahrzehnte stabil.
Enviko-Quarzsensoren sind innen mit einer speziellen elastischen Isolierpaste gefüllt und halten einen stabilen Innendruck aufrecht, wodurch Feuchtigkeit effektiv blockiert wird, mit einem typischen Isolationsimpedanzwert von 200 GΩ.
Eingebettet in die Straßenoberfläche drücken die Räder beim Überfahren von Fahrzeugen auf die Auflagefläche des Sensors, wodurch die Quarzkristalle im Inneren des Sensors aufgrund des piezoelektrischen Effekts Ladung erzeugen. Die Ladung wird dann von einem externen Ladungsverstärker in ein Spannungssignal verstärkt, das direkt proportional zum auf den Sensor ausgeübten Druck ist. Durch die Berechnung des Drucksignals kann das Gewicht jedes einzelnen Rades und damit das Gesamtgewicht des Fahrzeugs ermittelt werden.
Das für piezoelektrische Quarzsensoren charakteristische Druck-Ladungs-Verhältnis bleibt unabhängig von Temperatur, Zeit, Lastgröße und Lastgeschwindigkeit unverändert. Selbst wenn Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit über die Messfläche fahren, können Quarzsensoren daher eine hohe Messgenauigkeit aufrechterhalten.
Nachdem WIM-Sensoren in die Straßenoberfläche eingebettet wurden, werden sie Sonnenlicht, Regen und Raddruck ausgesetzt, was Zuverlässigkeitstests von entscheidender Bedeutung macht.
Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswechseltest:
Sensoren mit Lagerflächen werden 500 Stunden lang in einer Umwelttestkammer für Temperatur- und Feuchtigkeitswechseltests bei -40 °C bis 85 °C platziert. Während des Tests darf die Isolationsimpedanz der Sensoren nicht weniger als 100 GΩ betragen. Nach dem Temperatur- und Feuchtigkeitswechseltest werden die Sensoren einem Isolationsschutz- und Ermüdungsbelastungstest unterzogen.
Ermüdungsbelastungstest:
Bei einem Belastungsermüdungstest wird ein zyklischer Druck von 6000 N unter Verwendung eines Stahldruckkopfs mit einer Breite von 50 mm x 50 mm an drei Positionen an den Enden und in der Mitte des Sensors angewendet, wobei einmal pro Sekunde eine Belastung und Entlastung erfolgt, was insgesamt 1.000.000 Ermüdungsbelastungen entspricht. Die Empfindlichkeitsschwankung der belasteten Testpositionen muss <0,5 % betragen und es darf keine Beschädigung oder Ablösung der Lageroberfläche auftreten.
Isolationsschutz:
Der Isolationsschutztest umfasst das vollständige Eintauchen des Sensors in Wasser und einen Wechsel zwischen Raumtemperatur und 80 °C. Die Gesamttestdauer beträgt 1000 Stunden. Während des gesamten Tests darf der Isolationswiderstand des Sensors nicht weniger als 100 GΩ betragen.
Die Linearität der Signale piezoelektrischer Quarzsensoren ist ein entscheidender Indikator für Herstellungsprozesse und Genauigkeit. Hervorragende piezoelektrische Quarzsensoren gewährleisten über den gesamten Bereich einen FSO von <0,5 %. Bei WIM-Sensoren darf der Empfindlichkeitsfehler an keiner Stelle entlang der Sensorlänge 2 % überschreiten. Daher sind strenge und genaue Empfindlichkeitsprüfgeräte für die Sensorherstellung unerlässlich.
Die Belastungskennlinie misst die Kraft-Ladungs-Kurve und den Linearitätsfehler (%FSO) während des Ladens und Entladens mit einem 100 mm breiten Ladekopf, der an einer beliebigen Position auf den Sensor aufgebracht wird.
Die Signalflachheitskennlinie misst den Empfindlichkeitswert während der Belastung entlang der Längsrichtung des Sensors (ohne Auflagefläche) unter Verwendung eines 50 mm breiten Druckkopfes mit einer Kraft von 8000 N, wobei die an jedem Belastungstestpunkt erhaltenen Empfindlichkeitswerte zur Berechnung des Signals verwendet werden Ebenheit entlang der Längsrichtung des Sensors.
Einige Hersteller verwenden jedoch bewusst einen 250 mm breiten Belastungsdruckkopf für die Signalflachheitsprüfung, was einer 5-fachen Mittelung der Kennlinie entspricht, was zu einer verfälschten Genauigkeit von 1 % führt. Nur Signale, die durch Belastungsmessungen mit einem 50 mm breiten Druckkopf erhalten werden, können die Genauigkeit und Qualität des Sensors wirklich widerspiegeln.
Enviko Technology Co., Ltd
E-mail: info@enviko-tech.com
https://www.envikotech.com
Büro Chengdu: Nr. 2004, Einheit 1, Gebäude 2, Nr. 158, Tianfu 4th Street, Hi-Tech Zone, Chengdu
Büro in Hongkong: 8F, Cheung Wang Building, 251 San Wui Street, Hongkong
Fabrik: Gebäude 36, Industriegebiet Jinjialin, Stadt Mianyang, Provinz Sichuan
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.04.2024
