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目前为止有在道路路面中嵌入传感器的先例吗?都能实现什么功能?

2011-12-13数码

一、地磁车辆检测器

无线地磁车辆检测器是近年来较为新型的车辆检测技术,基于车辆通过对地磁场信号扰动的原理进行车辆检测,采用无线传感器网络完成信息通信。以其体积小、检测精度高、环境适应能力强、安装维护方便等优点得到行业一致认可。车辆通过对地磁场信号扰动较为微弱,从复杂环境下提取车辆通过信息,通过三维地磁场信号融合处理可进一步提高检测器精度。检测器使用电池供电,长期埋设于路面下方。

地磁车辆检测器和环形线圈车辆检测器都是基于车辆通过引起磁场的变化来实现车辆检测的,但两种检测器所检测的磁场不同。环形线圈车辆检测器是在线圈中通入交变震荡电流形成交变磁场,当车辆经过时引起震荡频率的变化的原理完成车辆检测。而地磁检测器是基于车辆存在或通过时所引起的地磁场强度的变化,通过磁阻传感器(将磁场变化量转化为电信号,处理器经车辆检测算法分析处理后,实现车辆检测。

二、应变传感器

包括水平应变计、竖向应变计。沥青路面最容易发生破坏的两个部位为面层底部和基层顶部,其分别对应着沥青路面的疲劳开裂和车辙损坏。由沥青材料的粘弹性能沥青面层也会产生塑性流动,从而导致车辙的产生。由此可以确定路面动力响应待检测部位,并选择合适的应变检测工具对特定部位进行动力检测。

此外,车辆通过时,通过应变片监测称体的受力变形来进行动态称重,即应变片式称重器。基于应变式的称重仪大致分为弯板式、剪切梁式以及称台式。剪切梁式、称台式主要用于静态,在动态称重中主要使用比较成熟的弯板式动态称重仪,其称重方式是在一块弹性平板上粘贴电阻应变片,当汽车轮胎经过铺设在公路表面上的平板时,平板因胎压产生变形,从而导致电阻值变化,即可反推汽车轮胎压力。此类传感器还有压电式、电容式。

三、变形位移计

光纤光栅作为智能传感材料具有抗潮、抗腐蚀、结构简单等特点,其克服了电磁类传感元件抗干扰能力差,稳定性可靠性不高以及无法适应路面长期健康监测的缺点。随着人们对光纤技术的不断认识,其相应产品造价不断降低,其用于沥青路面的长期内部力学监测将是未来发展的必然趋势。

四、压力计

压力传感器用来测定动荷载作用下路面结构的垂直压力。将它们放在土基顶部和面层底部,所测量的数据可以确定路面表面实际应力状态,评定路基对车辙和疲劳开裂的贡献。

五、、其他

传统路面状况监测方式主要釆用简单的接触式温度、湿度等传感器,埋入路面,利用材料特殊的温度——电学和湿度——电学属性将路面的相关参数转化为电信号,再经采样后由有线无线信道传回监控中心。