大家好，我是【廣州工控傳感★科技】MEAS壓電電纜傳感器事業(yè)部，張工。

大家都了解壓電共聚物薄膜的高靈敏度、寬帶和大動(dòng)態(tài)范圍。應(yīng)用范圍從亞聲頻到很高的超聲波頻率。從八十年代末，傳感器產(chǎn)品部（前AMP 傳感器部，ATOCHEM 傳感器部）就用電壓共聚物直接在標(biāo)準(zhǔn)芯線上擠出了電纜形狀并有傳統(tǒng)編織層及護(hù)套，看上去很像小號(hào)同軸電纜,因?yàn)閭鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)本身采用同軸電纜的結(jié)構(gòu)方式,自屏蔽,防水,具有高電壓靈敏度,柔性,線性和動(dòng)態(tài)范圍寬(線性動(dòng)態(tài)范圍超過80 dB)的特點(diǎn).可以感測(cè)沖擊或振動(dòng),可以檢測(cè)從地表振動(dòng)造成的微弱壓力信號(hào)到高速重型卡車軸的沖擊。

目前,在駕駛?cè)丝颇慷荚嚴(yán)?要求駕駛?cè)送瓿梢?guī)定的操作項(xiàng)目.目前這些考試項(xiàng)目的評(píng)定幾乎全部實(shí)現(xiàn)了智能化監(jiān)測(cè)，這里面就用到了很多的傳感檢測(cè)技術(shù).這里簡(jiǎn)單的介紹一下目前常規(guī)的檢測(cè)方法和電壓電纜是如何應(yīng)用來檢測(cè)這些項(xiàng)目的。

1.1 電子樁考系統(tǒng)應(yīng)用：

目前電子樁考系統(tǒng)中,通用的檢測(cè)方法是采用紅外線對(duì)射檢測(cè)是否有車身越線,移庫(kù)不入問題,以及碰擦標(biāo)桿(上圖中紅白顏色標(biāo)桿)檢測(cè).碰擦標(biāo)桿的檢測(cè),通常采用振動(dòng)傳感器來檢測(cè),由于受外界環(huán)境的影響,比如刮風(fēng)天氣,標(biāo)桿會(huì)受風(fēng)力等的作用而有搖擺現(xiàn)象,造成誤判,可靠性不是很好.,如果采用壓電電纜鋪設(shè)在檢測(cè)桿上可以很好的解決此類問題,同時(shí)可以滿足撞桿檢測(cè)要求,大大提高了檢測(cè)的可靠性.典型的壓電電纜鋪設(shè)方法為下圖所示.纏繞方式和垂直安裝.這2 種方式根據(jù)需要可做相應(yīng)的調(diào)整.同時(shí),為了保護(hù)壓電電纜,可以采用外加護(hù)套,也可以選用新的帶有裝甲的壓電電纜,可以很好的解決碰撞刮擦使用壽命問題.有車輛刮擦碰撞到標(biāo)桿上,壓電電纜會(huì)輸出相應(yīng)的信號(hào).

1.2 連續(xù)通過障礙物系統(tǒng)應(yīng)用

該項(xiàng)目要求將車駕于圓餅之上通過，車輪軌跡不得碰、擦、壓圓餅，并且不得超、壓兩側(cè)路邊緣線。

為了滿足上述檢測(cè)要求,要求檢測(cè)車輪是否經(jīng)過圓餅,同時(shí)還要檢測(cè)是否碰擦和壓過圓餅.目前通常采用的技術(shù)是, 用電感線圈檢測(cè)是否通過圓餅,用振動(dòng)傳感器檢測(cè)是否擦邊和壓過圓餅。車輛是否通過圓餅也有采用在圓餅周圍埋設(shè)磁傳感器來檢測(cè)。就圓餅碰擦和是否壓過的檢測(cè), 依靠振動(dòng)傳感器來判斷,存在著不可靠性,圓餅外界的震動(dòng),振動(dòng)的幅度大小,傳感器安裝位置等等因素制約著系統(tǒng)的檢測(cè)可靠性。采用壓電纜檢測(cè)可以大大提高靈敏度和可靠性。應(yīng)用方法是將壓電電纜封裝在橡膠套里再安裝在圓餅上，下圖是典型的安裝方法，可以檢測(cè)側(cè)面是否有擦碰，同時(shí)在圓餅的上面安裝一條可以檢測(cè)是否有車輛壓過圓餅。

關(guān)于標(biāo)桿擦碰檢測(cè)可參照上述應(yīng)用方法，對(duì)于直角轉(zhuǎn)彎和曲線行駛，目前壓線檢測(cè)采用充氣橡膠管,在橡膠管的一側(cè)安裝有氣壓檢測(cè)元件來檢測(cè)橡膠管內(nèi)的氣壓變化,當(dāng)有車輪壓上去的時(shí)候,氣壓有明顯變化.以便判斷是否有行駛違規(guī)。采用充氣橡膠管的檢測(cè)方法, 橡膠管內(nèi)氣壓不穩(wěn)定,可靠性較差,使用壽命短,施工較麻煩.而采用路面鋪設(shè)壓電電纜的方法簡(jiǎn)單可靠?？梢圆捎孟聢D所示方法(或類似的結(jié)構(gòu)),將壓電電纜封裝在橡膠護(hù)套里,將橡膠護(hù)套通過環(huán)氧樹脂膠粘到水泥路面并通過分段用金屬扣加固的方法鋪設(shè),需要注意的是橡膠套管預(yù)留空層,以便提供壓電電纜的變形空間.

1.4 壓電電纜在上述應(yīng)用中的電路接口

通用的壓電傳感器接口電路可以采用電壓模式或電荷模式。但由于上述應(yīng)用中傳感器和接口電路之間需要長(zhǎng)距離傳輸，由于連接導(dǎo)線的電容和導(dǎo)通電阻的存在，采用電壓模式，信號(hào)會(huì)有一定程度的衰減（取決于導(dǎo)線的電容）。建議采用電荷模式設(shè)計(jì)接口電路，因?yàn)殡姾赡Ｊ降慕涌陔娐?，輸出信?hào)取決于電壓傳感器的輸出電荷和電荷放大器的反饋電容，而與連接導(dǎo)線的電容量無關(guān)。