无地感线圈式车辆检测器研发

无地感线圈式车辆检测器研发

倪宁 王源 战红梅 王玉雪 丁子恒

山东高速潍莱运管中心 （ 266600）

论文摘要：车辆检测器的种类很多，检测方式和主要工作原理也各不相同，但车辆检测器都是基于车辆通过或存在，使检测器中能量发生变化而产生车辆感应信号的原理而设计的。首先本文回顾了车辆检测器的发展历史，简单介绍了车辆检测器的应用领域与范围，考虑到目前来说，其实车辆检测器的种类也很多，而环形线圈车辆检测器是应用最普遍的一种车辆检测器，为此，在本次研究中，针对无地感线圈式车辆检测器进行了分析与研究，以及将来的发展及展望。

关键词：车辆检测器、无线信号发射/接收板

高速公路现有车辆检测系统由埋设于地下的地感线圈、机柜中的车辆检测器等构成，车辆通过地感线圈时，由于金属物质导致空间介质发生变化引起线圈振荡频率的变化并由车检器处理后输出对应的控制信号。由于线圈埋设于地下，由于车辆行驶地面震动、路面透水等原因导致线圈失效时，重新切割敷设线圈施工时间较长，影响收费站车道通过率。

一、环形线圈车辆检测器的结构介绍

环形线圈感应式检测技术是指一套能检测到车辆通过或存在于检测区域的技术，它的探

头是用环形线圈做成的。环形线圈车辆检测器通常由下面四个部分组成:环形线圈、传输馈

线、检测处理单元及背板框梨。

检测环形线圈电感量的变化一般具有两种方式:一种是对耦合电路构成的振荡回路的振荡频率进行检测，此耦合电路是由路面下的环形线圈构成的。另一种是利用相位锁存器和鉴相器，检测其相位的变化。本文的设计是采用前种方法，其检测原理图为下图:

二、无线车辆检测器结构介绍

1、由雷达检测模块。雷达在安装在壳体外表，通过连接线连接无线信号发现板与电源，供电电源（充电线路、电压转换器、电池组）与无线信号发射板一同，安装于装置壳体内部，示意图如下。雷达系统主要由高频头、预处理系统、终端系统和红外启动器等组成，毫米波振荡器产生毫米波（8mm）振荡，设其频率为f0，经隔离器加至环行器，再由天线定向辐射出去，并在空间以电磁波形式传播，当此电磁波在空间遇到目标（弹丸）时反射回来。如果目标是运动的，则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比 的多普勒频率fd，使反向回波频率变为f0±fd（目标临近飞行取“+” ，目标远离飞行取“%”），此回波被天线接收下来，经环行器加至混频器，在混频器中与经环行器泄漏的信号（作为本振信号）f0进行混频。混频器为非线性元件，其输出有多种和差频率，如fd，f0±fd，2f0±fd，…，等，经前置放大器选频得多普勒信号（频率为fd），再经长电缆（长50～100m）送至预处理系统的主放大器，主放大器附有自动增益控制与手动增益控制电路。

图2.1 无线车辆检测器结构框架

2、、无线发射/接收模块。雷达在检测到车辆后，将检测到的信号通过连接线传输到信号发射模块中，在信号发射模块中发射器可以将雷达传输的信息经过控制按键进行编码，调制到射频信号上面，然后发射出无线信号。再由接收器将接收到的无线信号进行解码，从而得到与控制按键相对应的信号，然后再去控制相应的电路工作。

图2.2传输原理图

3. 无
   线式车辆检测器实物图

三、结束语

新时期，随着信息化水平不断提高，提升机电系统运行维护维修效性势在必得，这就要求我们分别从不同的角度来做机电系统的运维工作，优化工作细节处理，强化技术创新，以提升维修工作效率。

倪宁，男，汉族， 山东省青岛市莱西市，1969年11月，本科，工程师，山东高速潍莱运管中心（266600），研究方向：信息机电一体化、智能交通