磁频车辆检测-1环形线圈检测器

5、磁频车辆检测器磁频车辆检测以电磁感应为检测参数、以磁频车辆检测器为检测设备的可以检测车辆通过或存在于检测区域的技术。固定型检测通过分析车辆经过检测区域后引发的传感器的脉冲信号的方法对交通流信息进行检测。主要设备环形线圈地磁式电磁式微星线圈磁成像摩擦电磁力……5.1环形线圈（感应）车辆检测器接触式检测检测车辆通过或存在一、环形线圈车辆检测器的工作原理环路感应器是通过探测金属物在感应线圈上造成的电感量变化来探测到金属物的。线圈是由多匝导线绕制成的，埋在路面下，用水泥填充好。当金属物通过感应线圈时，导致了线圈的电感量发生了一些变化。这个变化被检测到后，通过内部控制器的运算判断出有金属物，并通过输出继电器输出信号。1、环形线圈检测器结构图1、线圈检测系统图检测处理单元组成：1）中央处理器，2）检测卡。环形线圈馈线检测处理单元环形线圈传感器、传输馈线、信号检测处理单元、背板框架

2、检测原理谐振回路的频率：有源激励检测图2环形线圈检测器原理示意图路面检测线路板交变磁场涡流车辆匝间电容感应线圈所展示的两匝导线调谐电容馈线电缆tji实际开始计时实际终止计时环形线圈汽车汽车tt3、环形线圈检测器分类通过型：无源地磁感应线圈，即环形线圈无源激励。线圈两端有感应电动势产生。存在型：有源激励检测。一定振荡频率的激励源流量，线圈长度尽可能小于车间距车速和占有率，两个线圈二、环形线圈检测电路原理1、调谐电路基于电磁感应原理的车辆检测器二、环形线圈检测电路原理2、环形线圈车辆检测方案（1）相位变化的检测锁相环技术和双振荡器方案（2）频率变化的检测对整个谐振回路的振荡频率进行检测（3）阻抗变化的检测阻抗——电压电平——检波输出二、环形线圈检测电路原理3、检测器电路原理分析三、环形线圈的设计确定环形线圈的形状、尺寸及其匝数1、形状长方形：适合汽车和货车的检测三、环形线圈的设计1、形状菱形：适合电动单车和自行车的检测三、环形线圈的设计1、形状8字形：此电环有较低横向灵敏度，适合安装在非常靠近闸门的地方或容易受横向干扰的场合。如轨道车辆旁和自动伸缩门等三、环形线圈的设计2、尺寸根据道路条件和检测目的及要求而确定平行于车辆行驶方向的线圈边长为环形线圈的长度；垂直于车辆行驶方向的线圈边长为线圈的宽度。通常宽度至少应覆盖一个车道宽度的50%~60%3、长度的确定根据检测目的，确定不同的环形线圈长度。检测车队存在时，环形线圈长度要大于车间距，而用于车辆计数时，环形线圈必须小于车间距。4、检测区域平行于线圈边，大于线圈槽约1m范围内5、匝数确定匝数取决于环形线圈的尺寸线圈周长线圈匝数3米以下根据实际情况，保证电感值在100uH­－200uH之间即可3—6米5-6匝6—10米4-5匝10--25米3匝25米以上2匝四、环形线圈的定位确定环形线圈在道路上的埋设位置，取决于检测目的、道路条件及交通状况等。需要对路口几何尺寸和交通状况进行详细地调查，并统计好路口高低峰的车流量。四、环形线圈的定位1、独立交叉口四、环形线圈的定位2、全触发交叉口控制传感器的设置四、环形线圈的定位3、干线系统图3.5开放网络干线和道路封闭网络关联交叉口控制中的交通信号结构。四、环形线圈的定位4、高速公路监控事件过程中的交通流特点图3.8高速公路事件检测方案四、环形线圈的定位5、高速公路匝道图3.9匝道仪控传感器和路口配置协调的交通响应控制SWARM1算法SWARM匝道仪控算法的原则五、环形线圈车辆检测器的优缺点优点：1、技术成熟2、传感器简单3、直接测试的量多4、全天候工作缺点：1、只能进行单车道检测，多车道需多个检测器2、无大局观，不能实时测量排队长度、大区域内车流密度及车辆拐弯等3、安装郭晨对检测器可靠性和寿命影响很大4、线圈容易被重型车辆、路面修理等损坏5、感应线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然环境影响六、环形线圈的安装调节1、环形线圈的测试500V电压下，线圈对地的绝缘电阻>=10M车辆通过线圈末端的瞬间，线圈交流阻抗<=500，正常绝缘电阻<10M,检测器需重新调整绝缘电阻<2M，线圈或馈线需立即更换2、检测器灵敏度的调节理论上，环形线圈检测器的线圈和馈线电缆的电感系数范围为20~750uH。在较理想情况下，环形线圈检测器的检测精度能够达到大于0.02%小于0.1%的精度。实际情况下，检测器的灵敏度会因环境因素（温度、湿度、噪声等）引起线圈阻抗的变化而使检测器产生误差。5.2地磁与电磁车辆检测器一、地磁式车辆检测器被动式检测器，本身不发射任何信号，主要由地磁探头和检测电路组成。地球磁场如何与偶极磁场叠加引起磁场波动偶极对罗盘指示数和传感器输出的影响检测车辆存在和车型识别车链通过时对地磁的影响达到地磁强度的几分之一，地磁传感器可分辨出地磁1/6000的变化。探测车辆通过时对地磁场产生的扰动来探测车辆的。灵敏度高，国外应用广泛1、检测原理及技术性能车辆通过时，改变探头上磁力线的分布，即穿过线圈的磁通量发生变化。在探头两端感应出30~100mv电动势。对汽车速度有一定要求，不能检测静止车辆。可测车速：大于8km/h检测精度：约95%有线：路面开一条5mm宽的缝无线：在路面打一个直径55mm，深150mm的洞二、电磁式车辆检测器电磁探头和检测电路两部分组成两轴式磁通门磁力计，一个初级线圈，两个次级线圈，通过线圈两端电压反应磁场强度。1khz励磁信号，车辆通过，扰动原磁场，线圈磁场发生畸变，幅度变化整形输出800ms的脉冲方波优点:灵敏度高检测率95%，安装容易缺点：工作稳定性差

车辆磁映像（VehicleMagneticImaging-VMI）技术是美国Nu-metrics公司的专利，属于便携式综合数据调查检测技术，是固定式的被动声学检测设备，本身不产生磁场，放在道路上截取磁性的扰动。利用车辆对通过地磁场的影响，检测车辆交通参数。1、基本原理采用低功耗、高灵敏度的强导磁材料，将地磁磁通线集中约束在比较小的空间，当车辆接近磁力检测传感器的检测区域时，检测区域的磁力线受挤压；当车辆将要通过检测区域时，磁力线沿中心聚合；当车辆正在通过检测区域时，磁力线沿中心发散。这样利用车辆接近、将要通过及正在通过检测区域时磁力线的变化对车辆进行检测。电压—时间曲线地磁通线2、安装常用的磁映像检测器是HiStarNC200袖珍交通流量计，相对于视频检测器而言，NC-200对安装环境要求较低，可以安装到快速路系统的任何位置。2、安装安装时，将NC200置于车道中间，然后将保护壳盖在流量计上面，在保护壳上的8个凹下的圆孔处各放入一个垫圈，用铁锤将水泥钢钉从垫圈钉入路面，对水泥混凝土路面应钉入1/2英寸深；而沥青路面则应钉入2英寸深。在安装时要特别注意，NC200外壳上部铸有一个大箭头，这个箭头应指向车辆流动方向，应正确安装。假如安装方向相反，它仍旧能统计车辆数量但却不能对车辆进行分类。优点是可检测小型车辆，包括自行车；缺点是很难分辨纵向过于靠近的车辆，无法测量静止的单位；适合装在不便安装线圈场合，比如桥面。3、优缺点及适用性总结：磁频车辆检测器的应用范围主要用于交通流信息采集系统、交通信号控制系统、交通诱导以及停车管理系统。1、交通流信息 交通量、流向、车速、车道占有率、排队长度等。2、交通事件信息 车辆超速、违规停车、车辆存在3、实现闯红灯电子警察触发、车辆违规抓拍、 交通信号自适应控制等3)压电检测器压电材料：将动能转化成电能的材料，产生的模拟信号与作用在检测器上的压力成比例。应用：动态称重，车型分类（轴数，轴距），车速检测（多个联合应用）。4)道路管检测器原理：车辆经过橡皮管时，发出气压脉冲信号，使压力起动开关闭合，向计数器发出电信号。优点：简单，实用，灵活性强。缺点：车流量大时，准确度下降。1、基本原理当车辆经过气压管传感器时，气压管内部便产生一股微弱的气流并传到检测设备上的空气开关，从而便形成了一个车轴电信号。橡胶气压管传感器技术采用2个气压管传感器提供信号，精确记录每个车轴的时间标，然后利用交通管理软件对车轴数据进行处理，可获得交通量、车速、车辆类型、车流密度等交通流参数。典型—MetroCount5600，由MC5600路旁单元及安装套件、MTE3.18交通数据分析管理软件组成。2、安装安装位置的选择要注意以下几点：（1）所选择的位置一定使车辆能够匀速的通过气压管，如果可能，要避免选择那些会让车辆加速或减速的位置，如转弯，陡坡，交通灯或十字路口处；（2）一定要避免选择车辆会停在气压管传感器上的位置；（3）一定要使车辆垂直通过气压管，避免选择那些会斜向通过气压管的位置；（4）避免由于突然转向或换道而只通过一个气压管的位置；（5）要为路旁单元选择一个安全合适的位置，避免线杆或树木之类的障碍物。双车道-单台设备安装示意图现场安装示意图图1-11c双车道-路钉固定方式图1-11d双车道-胶布固定方式多车道-两台设备安装示意图（1）优点①快速安装，电源用量少，费用低，维修简单；②一次检测可获得多种交通数据，对同一数据实现多种交通流特性