智能交通傳感器
隨著智能交通技術(ITS)的發(fā)展,與其它眾多的技術一樣,一種壓電薄膜交通傳感器在過去數(shù)十年里取得了長足的發(fā)展。它為用戶提供的不僅是良好的性能,高度的可靠性,簡易的安裝方法,還有逐步降低的價格。它的特性使其在日益擴展的應用中成為理想的選擇。
美國MEAS公司經過多年研究,開發(fā)出了一種壓電薄膜交通傳感器,該傳感器被廣泛用于檢測車軸數(shù)、軸距,車速監(jiān)控,車型分類,動態(tài)稱重(WIM),收費站地磅,闖紅燈拍照,停車區(qū)域監(jiān)控,交通信息采集(道路監(jiān)控)及機場滑行道監(jiān)控。壓電薄膜交通傳感器的長處是可獲取精確的、具體的數(shù)據(jù),如精確的速度信號、觸發(fā)信號和分類信息及*反饋交通信息統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
檢 測 原 理
壓電材料PVDF是一種經特殊加工后能將動能轉化成電能的材料。
壓電薄膜交通傳感器由金屬編織芯線、壓電材料和金屬外殼制成同軸結構。在制造過程中,將壓電材料置于一個強電場中極化(每一毫米厚的壓電材料大約100,000V)。無護套電纜的電暈場也采用這種電場。極化場使非結晶聚合體變成半晶體的形式,同時又保留了許多聚合體的柔韌特性。
壓電材料在受機械沖擊或振動時產生電荷。在原子層,偶極子(氫-氟偶對)的排列順序被打亂,并試圖使其恢復原來的狀態(tài)。這個偶極子被打亂的結果就是有一個電子流形成,就像海綿中的水,當你擠壓一塊濕海綿時,水會從海綿中流出來,當你松開時,水又被吸回去,這同壓電傳感器十分相似。當有壓力施加到傳感器上時,就產生了電荷(電壓),而當去掉負載時,就會產生一個相反極性的信號。它產生的電壓可以相當高,但傳感器產生的電流卻比較小。
壓電薄膜交通傳感器的檢測原理與其說是在車輛經過時采集信息,倒不如說是在輪胎經過傳感器時采集信息。感應線圈只能顯示出一個大金屬物體經過了線圈,只能提供車輛的有限的特征信息,而壓電薄膜交通傳感器檢測經過傳感器的輪胎,產生一個與施加到傳感器上的壓力成正比的模擬信號,并且輸出的周期與輪胎停留在傳感器上的時間相同。每當一個輪胎經過傳感器時,傳感器就會產生一個新的電子脈沖。壓電薄膜交通傳感器在行駛中稱重的檢測原理是對受力產生的信號積分。
應 用 范 圍
壓電薄膜交通傳感器主要應用于行駛中稱重(WIM),計軸數(shù),測軸距,車輛分類統(tǒng)計,車速監(jiān)測,闖紅燈拍照,泊車區(qū)域監(jiān)控,收費站地磅,交通信息采集和統(tǒng)計(道路監(jiān)控 )及機場滑行道監(jiān)控等。