Il sovraccarico e il superamento dei limiti di velocità dei veicoli autostradali causano danni significativi al manto stradale e rappresentano un elevato rischio di incidenti stradali, un problema particolarmente grave nel nostro Paese, dove il 70% degli incidenti stradali è attribuito al sovraccarico dei veicoli e al superamento dei limiti di velocità. Ciò si traduce in perdite economiche dirette di quasi 3 miliardi di RMB, con perdite dovute al sovraccarico dei veicoli e al superamento dei limiti di velocità sulle autostrade che superano i 30 miliardi di RMB all'anno. Pertanto, è di fondamentale importanza monitorare e supervisionare i veicoli sovraccarichi sulle autostrade.
Per regolare il sovraccarico dei veicoli senza interrompere il traffico, è nato il sistema di pesatura dinamica autostradale Weighting In Moving (WIM). Questo sistema utilizza sensori piezoelettrici al quarzo per misurare rapidamente il peso dei veicoli mentre questi transitano sulla superficie stradale ad alta velocità (<120 km/h) e attivare le telecamere di monitoraggio per scattare foto.
I sensori al quarzo Enviko sono specificamente progettati per sensori piezoelettrici al quarzo a basso costo e ad alte prestazioni, utilizzati per la pesatura dinamica autostradale e la protezione dei ponti. Realizzati in lega di alluminio aerospaziale ad alta resistenza e lavorazioni meccaniche di precisione, questi sensori offrono un'elevata resistenza a compressione, trazione, flessione, taglio e carichi di fatica. Grazie al trattamento di invecchiamento, la sensibilità del sensore rimane stabile per decenni.
Riempiti internamente con una speciale pasta isolante elastica, i sensori al quarzo Enviko mantengono una pressione interna stabile, bloccando efficacemente l'umidità, con un valore tipico di impedenza di isolamento di 200 GΩ.
Incorporato nella superficie stradale, al passaggio dei veicoli, le ruote premono sulla superficie di appoggio del sensore, generando una carica nei cristalli di quarzo al suo interno per effetto piezoelettrico. La carica viene quindi amplificata da un amplificatore di carica esterno, trasformandola in un segnale di tensione direttamente proporzionale alla pressione applicata al sensore. Calcolando il segnale di pressione, è possibile ricavare il peso di ciascuna ruota e quindi il peso totale del veicolo.
Il rapporto pressione-carica caratteristico dei sensori piezoelettrici al quarzo rimane invariato indipendentemente da temperatura, tempo, dimensione e velocità del carico. Pertanto, anche quando i veicoli transitano sulla superficie di misurazione ad alta velocità, i sensori al quarzo possono mantenere un'elevata precisione di misurazione.
Una volta inseriti nella superficie stradale, i sensori WIM vengono esposti alla luce solare, alla pioggia e alla pressione delle ruote, rendendo cruciali i test di affidabilità.
Test ciclico di temperatura e umidità:
I sensori con superfici di appoggio vengono posizionati in una camera di prova ambientale per prove cicliche di temperatura e umidità da -40°C a 85°C per 500 ore. Durante il test, l'impedenza di isolamento dei sensori non deve essere inferiore a 100 GΩ. Dopo le prove cicliche di temperatura e umidità, i sensori vengono sottoposti a prove di protezione dell'isolamento e di carico a fatica.
Prova di carico di fatica:
Un test di fatica sotto carico applica una pressione ciclica di 6000 N utilizzando una testa di pressione in acciaio di 50 mm x 50 mm in tre posizioni alle estremità e al centro del sensore, con carico e scarico una volta al secondo, per un totale di 1.000.000 di carichi di fatica. La variazione di sensibilità delle posizioni di prova sotto carico deve essere <0,5% e non devono verificarsi danni o distacchi della superficie di appoggio.
Protezione dell'isolamento:
Il test di protezione dell'isolamento prevede l'immersione completa del sensore in acqua, con cicli di temperatura tra temperatura ambiente e 80 °C, per una durata totale del test di 1000 ore. Per tutta la durata del test, la resistenza di isolamento del sensore non deve essere inferiore a 100 GΩ.
La linearità dei segnali dei sensori piezoelettrici al quarzo è un indicatore critico dei processi di produzione e della precisione. Sensori piezoelettrici al quarzo di alta qualità garantiscono un FSO <0,5% su tutto l'intervallo. Per i sensori WIM, l'errore di sensibilità in qualsiasi posizione lungo la lunghezza del sensore non deve superare il 2%. Pertanto, per la produzione dei sensori è essenziale disporre di apparecchiature di prova della sensibilità rigorose e accurate.
La curva caratteristica di carico misura la curva forza-carica e l'errore di linearità (%FSO) durante il carico e lo scarico con una larghezza della testa di carico di 100 mm applicata al sensore in qualsiasi posizione.
La curva caratteristica di planarità del segnale misura il valore di sensibilità durante il carico lungo la direzione della lunghezza del sensore (senza la superficie di appoggio) utilizzando una testa di pressione larga 50 mm con una forza di 8000 N, con valori di sensibilità ottenuti in ciascun punto di prova di carico utilizzati per calcolare la planarità del segnale lungo la direzione della lunghezza del sensore.
Tuttavia, alcuni produttori utilizzano deliberatamente una testa di pressione di carico larga 250 mm per testare la planarità del segnale, equivalente a una media di 5 volte la curva caratteristica, con conseguente falsificazione dell'accuratezza dell'1%. Solo i segnali ottenuti tramite misurazioni di carico utilizzando una testa di pressione larga 50 mm possono riflettere realmente l'accuratezza e la qualità del sensore.
Enviko Technology Co., Ltd
E-mail: info@enviko-tech.com
https://www.envikotech.com
Ufficio di Chengdu: n. 2004, unità 1, edificio 2, n. 158, Tianfu 4th Street, zona ad alta tecnologia, Chengdu
Ufficio di Hong Kong: 8° piano, edificio Cheung Wang, 251 San Wui Street, Hong Kong
Fabbrica: Edificio 36, Zona Industriale di Jinjialin, Città di Mianyang, Provincia del Sichuan
Data di pubblicazione: 08-04-2024
