整車電子地磅與聯(lián)體秤在實際應用中的分析研究。上海鷹牌衡器有限公司技術員為你介紹：

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上海鷹牌衡器是國內*的好品牌。作為經營了近的衡器老廠家想對大家說的是：無論是產品本身的質量、售后服務還是價格方面都是有一定的優(yōu)勢，當然，這里也不是自賣自夸，可以問問身邊有買過鷹牌產品的客戶，好肯定說好，不好肯定說不好，因為群眾的眼睛是雪亮的，而上海鷹牌的宗旨是客戶不是上帝，是親人，我們不做短期的生意而是希望與客戶建立一個長期的合作關系！

隨著經濟的迅速發(fā)展，現(xiàn)在地磅則是融入了微電子技術、信息技術和自動控制技術，實現(xiàn)了數(shù)字化、信息化和網絡化，成為知識密集型產產，現(xiàn)代地磅技術的飛速發(fā)展對地磅計量提出了更深更高的要求，本文以整車地磅與聯(lián)體秤兩種計量方法進行了研究，首先全面分析了兩者的技術指標、系統(tǒng)功能及技術特點，其次針對性地比較了整車地磅與聯(lián)體秤產品，zui后就整車地磅與聯(lián)體秤的可行性進行了比較，并得出了聯(lián)體秤時現(xiàn)階段計量領域選擇的結論。

一、概述

隨著國家經濟迅速發(fā)展,公路汽車貨運行業(yè)保有量呈幾何數(shù)增長，車輛超限超載運輸對道路和交通安全危害也是呈幾何數(shù)增長。根椐相關數(shù)據(jù)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，對公路的損害相當于不超載車輛行使16次；一輛36噸的超載車輛對公路路面損壞程度相當于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角度考慮，車輛超限超載運輸處于超負荷狀態(tài)，就會導致車輛的制動和操作等安全性能迅速下降，表現(xiàn)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(fā)道路交通事故，同時也導致公路縮短路面使用年限。

二、整車地磅

1.整車地磅（或稱靜態(tài)秤、大板秤）技術指標

型號：SCS-150/120

規(guī)格：21m*3.4m（超寬車道）21m*3.0m（普通車道）

額定稱量：150t/120 t

zui大安全過載：125%FS

zui大軸載荷：75t（三聯(lián)軸組）

通行寬度：3.0m(普通車道  )，3.4m(超寬車道)

臺面長度：標準車道：21m/24m，廣場受限車道  18m，可定制

基礎形式：淺坑式

整車靜態(tài)稱量精度：三級

工作方式：220V AC（-15%，+10%），50Hz±2%

使用壽命：大于300萬車次

可檢測車輛軸數(shù)：無此限制

工作環(huán)境為度：-30℃～+70℃

工作環(huán)境濕度：≤ 95%

設備的防護等級：

控制設備：IP65

稱重傳感器：IP68

2、系統(tǒng)功能

（1）能對靜態(tài)的和低速通過的車輛進行稱量；

（2）能對車輛進行自動分離；

（3）能形成完整的車輛稱重信息，包括軸型、軸重、軸組及每軸的胎數(shù)、總重等信息；

（4）能通過數(shù)據(jù)接口將稱重信息傳輸給車道收費計算機；

（5）稱重平臺表面采取防滑措施，防止車輛打滑或因稱重平臺表面結冰失去控制；

（6）車輛未駛出稱重平臺，稱重平臺未回歸零時，后繼車輛闖入時，系統(tǒng)能夠檢測并給車道計算機報警，同時系統(tǒng)具備自動清零處理的功能；

（7）系統(tǒng)能處理超長車輛的稱量；

（8）系統(tǒng)的計量性能符合國家相關部門計量器具制造許可規(guī)范要求，并取得了制造許可證；

3.技術特點

（1）整車稱重與動態(tài)檢測的集成

系統(tǒng)以在計重收費系統(tǒng)成熟應用多年的數(shù)據(jù)采集處理器為基礎，集成了整車地磅稱重儀表功能，車輛在*駛上稱重平臺的同時，自動完成車輛稱重、車型檢測、數(shù)據(jù)上傳等功能。

（2）應對車輛頻繁沖擊的解決方案

整車稱重臺采用分段設計，模塊結構，由多個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zui大載荷的有效彈性變形，抵抗沖擊、過載，確保了長期碾壓得可靠使用。

傳感器位置合理，搭接處傳感器置中，消除了杠桿效應，保證偏載情況下傳感器的均勻受力，增強了設備的防沖擊能力。

稱體連接采用半月板結構搭接，物理原理自動鎖扣、調正。

傳感器上連接件（壓板、球碗）與稱體牢固焊接。

整車稱重臺每節(jié)稱重臺板都具有良好的拉桿限位裝置，前固式安裝，形成*的防沖擊結構，有效抵抗車輛對稱重臺的沖擊。

（3）應對車輛防滑的解決方案

整車稱重系統(tǒng)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。

設備自身的防滑處理。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，采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，并在噴砂處理的基礎上涂防腐涂料防腐。

設備安裝施工方面，由于安裝稱重檢測設備而破損的路面恢復后，按照收費廣場的規(guī)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

對于前后軸總長超過21米的車輛，采用以下方法進行整車稱量，首先保證車輛前面幾軸*駛入稱重平臺后停下，車道計算機經*操作后，主動向稱重系統(tǒng)發(fā)送目前稱重指令，稱重系統(tǒng)將當前稱重平臺上的車軸數(shù)、總重檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給車道計算機，然后由現(xiàn)場管理人員引導車輛向前行駛，稱過的軸全部駛出稱重

平臺后，車道計算機再次主動向稱重系統(tǒng)發(fā)送目前稱重指令，系統(tǒng)能夠將當前稱重平臺上車的軸數(shù)、總重檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給車道計算機，依次類推，直至稱重系統(tǒng)上報的數(shù)據(jù)中含有車輛收尾信息，本次稱重數(shù)據(jù)交換結束，車道計算機能夠進行重量疊加和軸數(shù)疊加，對此車進行收費。

（5）方便維護和清淤的解決方案

由于稱重平臺分段設計，每段稱重平臺的重量相對不是很重，不*大型起吊工具，只用千斤頂?shù)裙ぞ呔湍軐⒎Q重平臺吊起，利用設備自帶傳感器扳手，可方便拆卸傳感器，和清淤，使設備的安裝和日后的維護保養(yǎng)十分方便。

稱重平臺基礎兩側預留有維修和清淤手孔，可方便人員進入對設備進行維護和清淤。

三、聯(lián)體秤

1、聯(lián)體秤：（兼稱動態(tài)稱，不停車計重稱）

針對收費車道特殊的使用環(huán)境，稱重檢測設備為上翻梁式稱重臺，內置高精度剪切梁式稱重傳感器，并采用結構設計，以滿足系統(tǒng)長期可靠運行的要求。

（1）主要技術指標

型號：DCS-30K

稱重平臺（寬度）：普通車道3500 (mm)

超寬車道4200 (mm)，可根據(jù)實際情況定做稱重平臺。

稱重檢測設備長度：1600mm

單軸額定載荷：30t；

zui大過載能力：200%；

有效測量的速度范圍為：0～30km/h，允許輪軸停在稱重平臺上；

靜態(tài)精度:Ⅲ級

整車總重量動態(tài)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，zui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。

(2)工作環(huán)境

溫度：-40℃～+80℃

相對濕度：0～95%

稱重傳感器防護等級：IP68

2.系統(tǒng)功能

（1）設備具有自診斷功能，發(fā)生故障時能通過軟硬件發(fā)出故障信息。

（2）系統(tǒng)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。

（3）輸出檢測信息：軸型、胎型、軸距、聯(lián)軸信息、軸重、聯(lián)軸重量、總重、行駛狀態(tài)代碼等；

（4）系統(tǒng)能夠在無人值守狀態(tài)下滿足不間斷全天候連續(xù)工作的需要；

（5）系統(tǒng)在輪軸識別器故障情況下，可自動切換為稱臺識別輪軸程序；

（6）單個車道計重系統(tǒng)的整體MTBF ≥ 20000h；

（7）單個車道計重系統(tǒng)的整體故障率＜1%

（8）設備準確度穩(wěn)定性：設備標定周期≥ 1年

（9）系統(tǒng)反應時間：≤ 5ms

（10）系統(tǒng)的計量性能符合國家相關部門計量器具型式批準及制造許可規(guī)范要求。

3. 技術特點

（1）搭接式聯(lián)體化設計

①聯(lián)體秤臺為兩臺面搭接式結構。搭接處采用35mm厚鋼板弧面咬合方式。

②在設計初期對聯(lián)體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，杜絕了由于路面不平、車輛剎車等情況對秤臺造成沖擊時相互擠壓的情況發(fā)生，有效的保證了邏輯和精度的穩(wěn)定性。

③在聯(lián)體秤及連接處的焊接處理上，采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

①聯(lián)體秤采用了24cm大尺寸高強度的限位拉桿。

②對聯(lián)體秤進行了抗疲勞和抗沖擊測試，為期8個月的測試結果證實，直徑小于20cm的限位拉桿在重車沖擊2~3個月后，會出現(xiàn)變形甚至斷裂的現(xiàn)象，因此從設備的穩(wěn)定性和安全性的方面考慮聯(lián)體秤采用24cm的大尺寸限位拉桿。

（3）*的稱重算法

針對聯(lián)體秤臺，確定了以小波變化和三角函數(shù)二次擬合的重量計算方法。大量實驗數(shù)據(jù)證實該方法有效的減小了由于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(jù)聯(lián)體秤臺結構和連軸車結構特點，結合能量算法，開發(fā)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，并且加入了振動能量補償，其軸組重精度優(yōu)于單軸重量相加和得出的軸組總重的方法。

（4）更高的精度

相對于單稱臺來講，聯(lián)體秤增加了數(shù)據(jù)采集通道（1600mm），傳感器（6只）采集信號更豐富，經過數(shù)據(jù)采集器運算后，稱重結果誤差更小、準確度更高；

靜態(tài)精度：三級

整車總重量動態(tài)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

聯(lián)體稱表現(xiàn)出了*的精度與穩(wěn)定性。

如下圖，是其中一個站的檢定數(shù)據(jù)表：

zui終統(tǒng)計結果顯示，誤差在-0.7%~+0.4%之間，*±1%的技術指標。

四、整車地磅與聯(lián)體秤產品的比較

整車地磅與聯(lián)體秤的比較

五、可行性分析

1、稱量精度

整車地磅（或稱靜態(tài)秤、大秤）靜態(tài)稱重精度高，但在動態(tài)稱重時，總重誤差和軸重誤差相對較差。

聯(lián)體秤無論在靜態(tài)稱重、還是在動態(tài)稱重上都具有較高的稱重精度。

2.安裝環(huán)境的適應性

云南省山區(qū)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，由于整車汽車衡安裝尺寸較大（長度可達21米，甚至更長），稱重是在有坡度的設備上完成的，所以坡度對整車地磅的稱重精度影響較大，而聯(lián)體秤的設備相對較小，能適應收費站車道坡度的安裝環(huán)境，所以坡度對聯(lián)體秤的稱重精度影響較小。

3.防作弊功能

整車地磅主要通過寬大的稱重區(qū)域抵消非規(guī)范行駛對稱量的影響，但車輛隊列會對稱重結果造成一定影響。

聯(lián)體秤采用神經網絡算法，結合聯(lián)體稱固有特性，能實現(xiàn)動態(tài)稱重臺所能實現(xiàn)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；

4.設備成本、施工周期及施工成本

整車地磅不僅設備成本高、而且土建施工復雜，施工周期長，一般需20天左右，施工成本也很高。

聯(lián)體秤設備不僅成本低，而且土建施工簡單，施工周期短，一般需12天左右，施工成本相對較少。

5.系統(tǒng)穩(wěn)定性

整車式計重收費系統(tǒng)在動態(tài)稱重時容易丟軸、車型容易判錯，且車輛在車道內排隊現(xiàn)象，需人工引導，一車一檢，效率低。

聯(lián)體式計重收費系統(tǒng)在動態(tài)稱重時丟軸、丟車率很低，穩(wěn)定性更高，能處理車道內排隊現(xiàn)象，測量簡單、快速，無需人為操作即可稱重。

6.維護成本

整車地磅的稱重區(qū)域擴大導致系統(tǒng)故障點增多，故障率相對較多，特別是整車汽車衡的本身故障率較高，故障維護時間長，維護成本高。

聯(lián)體秤導致性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。

綜上所述，通過以上分析可以看出，無論從稱重精度、安裝環(huán)境的適應性、防作弊功能、設備成本、施工工期、施工成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性及維護成本等等方面，聯(lián)體稱無疑是目前計重領域的選擇方案。