Technologie de test de fiabilité des capteurs de pesage à quartz pour les systèmes WIM

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La surcharge et le dépassement des limites des véhicules routiers provoquent des dommages importants aux revêtements routiers et présentent un risque élevé d'accidents de sécurité, un problème particulièrement grave dans notre pays où 70 % des incidents de sécurité routière sont attribués à la surcharge des véhicules et au dépassement des limites. Cela entraîne des pertes économiques directes de près de 3 milliards de RMB, les pertes dues à la surcharge des véhicules et au dépassement des limites sur les autoroutes dépassant 30 milliards de RMB par an. Il est donc extrêmement important de surveiller et de superviser les véhicules surchargés sur les autoroutes.

Afin de réguler la surcharge des véhicules sans perturber la circulation, le système de pesée dynamique routière Weighting In Moving (WIM) a vu le jour. Ce système utilise des capteurs piézoélectriques à quartz pour mesurer rapidement le poids du véhicule lorsque les véhicules passent sur la surface de la route à grande vitesse (<120 km/h) et déclencher des caméras de surveillance pour la photographie.

Les capteurs à quartz Enviko sont spécialement conçus pour les capteurs à quartz piézoélectriques à faible coût et hautes performances destinés au pesage dynamique des autoroutes et à la protection des ponts. Construits en alliage d'aluminium aérospatial à haute résistance et en usinage de précision, ces capteurs possèdent une résistance élevée aux charges de compression, de traction, de flexion, de cisaillement et de fatigue. Grâce au traitement de vieillissement, la sensibilité du capteur reste stable pendant des décennies.

Remplis à l'intérieur d'une pâte isolante élastique spéciale, les capteurs à quartz Enviko maintiennent une pression interne stable, bloquant efficacement l'humidité, avec une valeur d'impédance d'isolation typique de 200 GΩ.

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Incorporées dans la surface de la route, lors du passage des véhicules, les roues appuient sur la surface d'appui du capteur, provoquant la génération de charges par les cristaux de quartz à l'intérieur du capteur grâce à l'effet piézoélectrique. La charge est ensuite amplifiée par un amplificateur de charge externe en un signal de tension directement proportionnel à la pression appliquée au capteur. En calculant le signal de pression, il est possible d'obtenir le poids de chaque roue et donc le poids total du véhicule.

La caractéristique du rapport pression-charge des capteurs piézoélectriques à quartz reste inchangée quels que soient la température, le temps, la taille de la charge et la vitesse de la charge. Ainsi, même lorsque les véhicules passent à grande vitesse sur la surface de mesure, les capteurs à quartz peuvent maintenir une précision de mesure élevée.

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Une fois les capteurs WIM intégrés dans la surface de la route, ils sont exposés au soleil, à la pluie et à la pression des roues, ce qui rend les tests de fiabilité cruciaux.

Test de cycle de température et d'humidité :

Les capteurs avec surfaces d'appui sont placés dans une chambre d'essai environnemental pour des tests de cycles de température et d'humidité de -40 ℃ à 85 ℃ pendant 500 heures. Pendant le test, l'impédance d'isolement des capteurs ne doit pas être inférieure à 100GΩ. Après le test de cycle de température et d'humidité, les capteurs sont soumis à des tests de protection d'isolation et de charge de fatigue.

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Essai de charge de fatigue :

Un test de fatigue sous charge applique une pression cyclique de 6 000 N à l'aide d'une tête de pression en acier d'une largeur de 50 mm x 50 mm à trois positions aux extrémités et au milieu du capteur, avec chargement et déchargement une fois par seconde, totalisant 1 000 000 de charges de fatigue. La variation de sensibilité des positions de test chargées doit être <0,5 % et il ne doit y avoir aucun dommage ni détachement de la surface d'appui.

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Protection d'isolation :

Le test de protection d'isolation consiste à immerger complètement le capteur dans l'eau, en alternant entre la température ambiante et 80 ℃, avec une durée totale de test de 1 000 heures. Pendant toute la durée du test, la résistance d'isolement du capteur ne doit pas être inférieure à 100GΩ.

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La linéarité des signaux des capteurs piézoélectriques à quartz est un indicateur essentiel des processus de fabrication et de la précision. D'excellents capteurs à quartz piézoélectriques garantissent un FSO < 0,5 % sur toute la plage. Pour les capteurs WIM, l'erreur de sensibilité à n'importe quelle position sur la longueur du capteur ne doit pas dépasser 2 %. Par conséquent, un équipement de test de sensibilité strict et précis est essentiel pour la fabrication de capteurs.

La courbe caractéristique de chargement mesure la courbe force-charge et l'erreur de linéarité (% FSO) pendant le chargement et le déchargement avec une tête de chargement d'une largeur de 100 mm appliquée au capteur dans n'importe quelle position.

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La courbe caractéristique de planéité du signal mesure la valeur de sensibilité pendant le chargement dans le sens de la longueur du capteur (sans la surface d'appui) à l'aide d'une tête de pression de 50 mm de largeur avec une force de 8 000 N, avec des valeurs de sensibilité obtenues à chaque point de test de chargement utilisé pour calculer le signal. planéité dans le sens de la longueur du capteur.

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Cependant, certains fabricants utilisent délibérément une tête de pression de chargement de 250 mm de largeur pour tester la planéité du signal, ce qui équivaut à une moyenne de 5 fois la courbe caractéristique, ce qui entraîne une précision falsifiée de 1 %. Seuls les signaux obtenus par des mesures de chargement à l'aide d'une tête de pression de 50 mm de largeur peuvent véritablement refléter la précision et la qualité du capteur.

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Enviko Technology Co., Ltd.

E-mail: info@enviko-tech.com

https://www.envikotech.com

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Usine : Bâtiment 36, zone industrielle de Jinjialin, ville de Mianyang, province du Sichuan


Heure de publication : 08 avril 2024