环形线圈检测器及其应用

1、环形线圈检测器及其应用97 崔作鹰（清华大学自动化系，自02班，北京，100084）摘要：本文详细介绍了环形线圈检测器在智能交通方面的应用，对其前景做了自己的分析。关键字：智能交通环形线圈检测器目录：1引言2主要功能3基本工作原理4数据处理及运动建模5使用效果及缺陷6前景及发展方向7参考文献1引言随着车辆的增多和交通的和飞速发展，在道路交通管理与控制中对交通信息的需求越来越多。交通信息的采集是通过车辆检测器实现的，车辆检测器根据采用的不同技术主要分为线圈检测、视频检测、微波检测、雷达检测、激光检测等。其中，环形线圈检测器具有低成 本、高检测精度、高可靠性、全天候工作的优点，是目前应用最广泛的车

2、辆检测器。从早期 进口国外产品开始，经过多年的消化吸收和不断创新，目前国产环形线圈车辆检测器也已具备了过硬的质量。2主要功能1）交通信息采集及处理功能：交通信息采集是检测器基本功能，检测器通过检测线圈感应量的变化判断车辆的有无， 然后CPU寸数据进行计算后得出车流量、平均速度、时间占有率、平均车长、平均车间距等 信息。2）数据储存功能：检测器可储存计算后得到的数据。如果通信中断，可由通信端口上传历史数据到便携电脑和数据中心，保持数据完整。3）故障检测功能：检测器具备对线圈短路故障的检测。在发现故障时，检测器能上传故障信息。所存储的信息能在检测器或与检测器相连的外部设备上显示查阅。以代码或文本形

3、式记录下故障类型和细节；故障发生的时间、故障清除的时间可以通过维护工具和中心系统查询。4）通信功能：检测器标准配备若干通信接口，通过串口，可实现GPRS CDM的通信方式。3基本工作原理环形线圈车辆检测器主要由环行线圈、线圈调谐回路和检测电路组成 ，工作原理图如图所示。埋设在地下的线圈通过变压器连接到被恒流源支持的调谐回路，并在线圈周围的空间产生电磁场。进人线圈磁场范围时，车辆铁构件内产生自闭合回路的感应电涡流，此涡流又产生与原有磁场方向相反的新磁场，导致线圈的总电感变小，引起调谐频率偏离原有数值?偏离的频率被送到相位比较器 ，与压控振荡器频率相比较，确认其偏离值，从而发出车 辆通过或存在的信

4、号。相位比较器输出信号控制压控振荡器）使振荡器频率跟踪线圈谐振频 率的变化，从而使输出为一脉冲信号。输出放大器对该脉冲信号放大，并以数字、模拟和频率3种形式输出。频率输出可用来测速、数字信号便于车辆计数，模拟量 输出用于计算车长和识别车辆。检测器采用模块化设计， 硬件系统主要由机架母板、电源模块、检测模块、处理模块组 成，检测模块将地感线圈电感量的变化转化为开关量后，经机架母板传送给处理模块进行数据计算和处理，电源模块负责可模块供电和电源管理。4数据处理和运动建模线圈长度L车长L0“M检测线圈时间运行时间t速度：v=（ L+LO）/t交通流量=n/tn是单位时间通过的车辆数车道占有率=2L0/

5、L1L1为道路长度5使用效果及其缺陷5.1使用效果在路侧设置机箱，控制主环形线圈检测器的安装需要在每条车道的下方埋设两个线圈。机和数据传输设备传输到监控中心。在实际使用过程中有如下优点:1）测速度和交通量计数精度较高。在291.7m/s的速度范围内，检测器都可以对车辆的存在做出相应响应，误差范围在 -4.7%4.3%完全满足国家行业标准。2）工作稳定性好。在初始安装调试完毕后，可长时间保持较高的检测精度。3）不收气象和交通环境变化的影响，抗干扰能力强。5.2缺陷1）因为需要在每条车道下埋设线圈，所以对公路的路面有破坏作用。2）长期使用后，线圈易被重型车辆、路面修理等损坏、更换线圈时工作量较大。而且施工 时需圭寸闭车道，影响交通。6前景及发展方向作为传统的交通流信息检测设备，环形线圈检测器以其高可靠性、高性价比在未来较长时期内还会被广泛应用。 针对其现在缺陷，可在线圈检测设备和安装方面做改进。在车辆识别功能上也有很大发展那空间。7参考文献1 任福田，刘小明，荣建等