波频车辆检测技术——超声波检测器全解.pptx

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1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2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3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）由发射器和接收器组成第4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5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6页/共24页2、侧向安装第7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8页/共24页超声波车辆检测器分类脉冲式脉冲式 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。波。有车经过，从车顶反射而不是路面发射回波。谐振波型谐振波型连续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。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。效应引起的来车发射波能频率的变化，检测车辆的存在。第9页/共24页1、脉冲式超声波车辆检测器第10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11页/共24页第12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13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14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15页/共24页3）检测过程第16页/共24页第17页/共24页第18页/共24页第19页/共24页2、谐振波型超声波车辆检测器第20页/共24页3、连续波型超声波检测器（多普勒法原理）第21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，偏移量叫做多普勒频率，与声波接收端运动的相对速度成正比。多普勒频率检测车速检测精度与多普勒雷达相当第22页/共24页四、超声波车辆检测器的优缺点优点：不需开挖路面，不受路面变形影响使用寿命长，可移动、架设方便缺点：检测范围呈锥形，受车型、车高变化的影响检测精度较差，特别是车流严重拥挤情况下易受环境影响，大风、暴雨等。第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页