波频车辆检测技术-3超声波检测器

1、波频车辆检测技术3超声波检测器第一页，共24页。应用类型：连续式、无人值守观测站、车辆检测器（VD）检测类型：非接触式检测检测技术：采用超声波第二页，共24页。第一代超声波采用单排检测方式（如图一）。这种方法仅具有计数和分型功能。第三页，共24页。每车道各增加了一个超声波探头因超声波的空气传播特性，若要达到部颁90%的测速精度，前后两排（新-旧）探头的距离要拉开20 米以上。由于实际安装条件的限制，一般只能拉开2-3 米，这导致单车测速误差过大第四页，共24页。一、超声波车辆检测器结构及作用1、超声波探头（变送器）发射接收超声波压电型换能片、喇叭体、阻尼块2、检测主机（检测电路）由发射器和接收

2、器组成第五页，共24页。压电陶瓷片本身存在固有的谐振频率，与压电片的厚度成反比。当外加电场（交变电场）频率接近该谐振频率时，所得到的机械振动（声振动）的振幅会明显增大。喇叭体是将压电陶瓷片的超声振动很好地传播到空气中去。喇叭体可加强超声波的指向性，使超声波能够向希望的方向传播。阻尼块是为降低压电片的机械品质因数，吸收声能量，防止电震荡脉冲停止时，压电片因惯性作用而继续振动。第六页，共24页。二、超声波探头的安装方式悬挂，车道正上方57m1、正向安装第七页，共24页。2、侧向安装第八页，共24页。三、超声波检测器检测原理首先由传感器发射一束能量到检测区，然后接受反射回来的能量束，通过有关的换能装

3、置，将能量转换成所需要的数据，依据此数据判别被检测物是否存在或与传感器的位置。分为脉冲型、谐振型和连续波型超声波检测器。第九页，共24页。超声波车辆检测器分类脉冲式 悬挂在车道上方，向车道发射超声波能脉冲，并接受回波。有车经过，从车顶反射而不是路面发射回波。谐振波型连续波型车道两侧安装发射和接受器，发射谐振型超声波，波横越车道被接收，车辆通过截断波束，检测出车辆。发射一个连续的超声波能束射向驶近的车辆，由多普勒效应引起的来车发射波能频率的变化，检测车辆的存在。第十页，共24页。1、脉冲式超声波车辆检测器第十一页，共24页。1）、反射波时间差法检测原理超声波探头与地面距离是一定的，探头发出超声波

4、并接收反射波的时间也是固定的。当有车辆通过时，由于车辆本身的高度，使探头接收到反射波的时间缩短，则表明有车辆通过或存在。检测车辆的存在和通过检测车辆高度、车流量和车辆的时间占有率第十二页，共24页。第十三页，共24页。2）、脉冲发射周期T发射的时间间隔3080ms选择，下限大于30ms应不小于脉冲声波从发射经地面反射并被探头接收的往返时间。下限值Tmin超声波速度331m/s安装高度5m发射经路面反射的往返时间（5*2）/331=30ms第十四页，共24页。上限值的选择Tmax长度5m小汽车 140km/h直径0.5m的检测区域行驶时间t=（5+0.5）/140/3600=141ms如果设为200ms，则这辆车很容易窜出去，造成漏检应不大于高速（180km/h）车辆穿过检测区域所需的时间（110ms）发射周期较大时，只能勉强用于交通量检测，不宜于车型识别。第十五页，共24页。图6-22 超声波传播时间差法检测车辆原理a超声波探头与车高；b脉冲序列第十六页，共24页。3）检测过程第十七页，共24页。第十八页，共24页。第十九页，共24页。第二十页，共24页。2、谐振波型超声波车辆检测器第二十一页，共24页。3、连续波型超声波检测器（多普勒法原理）第二十二页，共24页。多普勒原理：声波接收端以某一相对速度相对于声源移动时，接收到的声波的频率相对于发射的声波频率有一个偏移，偏移量