TC-500環形線圈式車輛檢測器

產品介紹

車輛檢測器也稱交通信息檢測器，用于檢測車輛等金屬物通過狀態并向控制主板報告通過信息，是與道閘或控制系統配合使用的。目前國內外在交通檢測系統或交通信息采集系統中，大量應用了電磁傳感技術、超聲傳感技術、雷達探測技術、視頻檢測技術、計算機技術、通信技術等高新科學技術。相應地，車輛檢測器主要有：環形線圈式車輛檢測器、超聲波車輛檢測器、紅外車輛檢測器、雷達車輛檢測器、視頻車輛檢測器等。從性價比和高可靠性上來考慮，現在使用最多的是環形線圈式車輛檢測器。本設備是單通道的環形線圈式車輛檢測器，用于車輛存在狀態檢測及道閘防砸車功能，主要應用于停車場、電子、高速公路收費站的自動發卡、道閘防砸車、交通信號燈控制以及金屬交通工具的探測等系統中。

環形線圈式車輛檢測器（又稱為地感，多為埋設式檢測系統）主要由控制主板、穩壓電源、振蕩線圈、邏輯電路、微處理器、接口及驅動電路、信號輸出電路、感應線圈等組成。環形線圈式車輛檢測器是傳統的交通檢測器，是目前世界上用量的一種檢測設備。當有車輛通過時，埋設在路面下的環形地感線圈因磁場發生變化引起線圈磁場電感量發生變化，從而引起振蕩器的頻率發生變化，車輛感應器的單片機采集頻率信息，經過一定的算法處理，據此計算出車輛的流量、速度、時間占有率和長度等交通參數，確定是車輛通過時，便向控制主板發一個信號。車輛感應器也分析車輛是否離開出入口，并向控制主板反應這種信息。此種方法技術成熟，易于掌握，并有成本較低的優點。

環形線圈式車輛檢測器振蕩線圈為環狀，也稱“地感線圈”，地感線圈埋于地下30～50mm處，只要車輛經過，線圈產生感應信號，經過車輛檢測器處理后發出控制信號控制出入口控制機或擋車器。輸出信號延時可調，具有自動復位功能。“地感線圈”是一個振蕩電路，在地面上先造出一個圓形的溝槽，直徑大概1米，或是面積相當的矩形溝槽，再在這個溝槽中埋入兩到三匝導線，構成了一個埋于地表的電感線圈，這個線圈是一個振蕩電路的一部分，由它和電容組成振蕩電路，其原則是振蕩穩定可靠，這個振蕩信號通過變換送到單片機組成的頻率測量電路，單片機測量這個振蕩器的頻率。當有大的金屬物如汽車經過時，由于空間介質發生變化引起了振蕩頻率的變化（有金屬物體時振蕩頻率升高），這個變化就作為汽車經過“地感線圈”的證實信號，同時這個信號的開始和結束之間的時間間隔又可以用來測量汽車的移動速度。地感線圈電纜為AC/DC低阻抗12#或14#AWG線，導線由1.5平方毫米，7×0.5毫米軟銅導線構成，加上饋線，其電感量為15-1500μh左右。由固定電容C和環型線圈電感L、三極管所組成的振蕩器，輸出的正旋波，其頻率由環型線圈電感L所決定。從振蕩器的角度來看，環型線圈電感量L的大小，考慮到電渦流效應，不僅僅取決于環形線圈的電感量，而且與線圈對面的鐵磁物體大小距離遠近有關。當鐵磁物體與線圈的距離減小時，鐵磁物體表面的渦流效應就增加，振蕩電路的電感量就變大，其振蕩器的頻率也就減小。

產品特性

■采用的電磁兼容性設計，以及軟件指令復位等硬軟件抗干擾技術，系統性能穩定可靠。

■采用ATMEL高性能AVR系列單片機作控制芯片。

■自動溫度補償功能，抗干擾能力強，穩定性好，適用于任何惡劣的環境。

■靈敏度可選：在開關上有三級靈敏度可調，分高、中、低三檔，適用于不同的需要。可將靈敏度自動提高到，以防漏測底盤高的車輛。

■復位功能：備有復位功能，以便更換靈敏度，繼而保證系統進行重新復位校準。

■頻率可調：內部開關可設定高、低頻工作模式，兩個頻率可調，可以有效防止臨近的線圈串擾。

■反應迅速，邏輯判斷準確可靠：本產品采用美國微處理技術，數字邏輯判斷，準確可靠，可聯接一個地感線圈，有兩個輸出繼電器，可提供兩組輸出信號，線圈探測器在內部和邏輯控制器相連，當車輛經過地感線圈后道閘自動關閉。

■具有倒車保護功能：當車輛經過關閉線圈時，道閘閘桿會關閉，這時若車輛又倒回到閘桿下，邏輯控制器會打開閘桿直到車輛駛離關閉線圈。

■工作原理：車輛探測器工作原理是通過傳感器感知局部空間范圍內磁場的變化，并對變化的程度進行評估，進而判斷是否有金屬物體通過。

■工作主動、有源：車輛探測器采用“主動方式”進行工作，“主動”有兩層含義，、主動檢測路面磁場變化，判斷是否有車輛通過；第二、主動發射檢測結果信號給控制器。

■可靠工作：為滿足工業環境應用，車輛探測器在設計之初就充分考慮了防雷、防水（IP68）、防沖擊（1米自由落體）、耐壓（16噸）等工業環境要求，多種靈活的輸出方式，72小時高、低溫老化測試。同時，在產品生產加工過程中，按照ISO9001質量體系的要求，增加了多個檢驗環節，確保用戶拿到的產品滿足要求。

■典型應用：智能交通（檢測道路上車輛通過情況。公路、高速公路、市內道路。）、停車場（檢測停車位上是否有車輛停靠。交通、運輸、工礦、企業、居民小區內的停車場。）、防盜監控（大型金屬物品防盜監控。電信、科研、軍事、金融、體育、紡織、醫療等機構的大型金屬設備。）

本設備必須安裝在離探測線圈盡可能近的、防水的環境里，本設備能否良好工作在很大程度上取決于它所連接的感應地感線圈。線圈的幾個重要參數包括：線圈材料、線圈形狀和是否正確施工埋設等。在安裝時必須注意以下事項：

1）線圈形狀及圈數

除非條件不允許，探測線圈應該是長方形。車輛檢測器允許對線圈的形狀和尺寸進行靈活調整，實際中一般線圈周長可達30米，最小可為3米。兩條長邊與金屬物運動方向垂直，彼此間距推薦為1米。線圈長邊的長度取決于車道的寬度，通常線圈兩端距車道的邊沿方至少保持300mm距離。當線圈周長超過25米時，通常繞三圈；當線圈周長在10-25米之間時，通常繞四圈；當線圈周長在6-10米之間時，通常繞五圈；當線圈周長在3-6米之間時，通常繞六圈；而當線圈周長小于3米時，線圈應繞更多圈。地感線圈的數目絕大部分取決于地感線圈的圓周，地感線圈的圓周越小，線圈的數目就越大。如下圖1：

2）地感線圈間距

當兩個地感線圈相距較近，并且是接在不同的車輛檢測器上時，它們平行的兩邊間距應至少大于2米，當它們不在同一平面內時，這一間距可減到1米。當多個地感線圈接到同一臺多通道車輛檢測器時，通過頻率調節，車輛檢測器可以避免它們之間的串擾，這一特性可用于方向判斷。當用于這種功能時，兩線圈間允許的間距為1米，以保證車輛在行駛方向上可以同時跨在兩個線圈上。如上圖1。

當兩個地感線圈靠得很近，兩個線圈的磁場迭加在一起，相互造成干擾，這種現象叫串擾。串擾會導致錯誤的檢測結果和檢測器的死鎖。在相鄰的但屬于不同檢測器的線圈間，要消除串擾，可以通過以下措施：

A．將相鄰的線圈間距加大，必須保證探測線圈之間的間距大于2米；

B．對線圈引出導線進行良好的屏蔽，屏蔽線必須在探測器端接地。線圈電纜和接頭采用多股銅導線。在電纜和接頭之間不要有接線處。如果必須有接線端，也要保證連接可靠，用烙鐵將它們焊接起來，并且放置于防水處。導線線徑不小于1.0平方毫米，采用雙層防水線。

C．安裝時把相鄰的線圈圈數進行靈活調整，使其兩個線圈圈數不同。

3）線圈電感范圍

一般對于單圈線圈，圓周長上的電感每米1.5uH，3圈線圈是每米9.3uH。雙絞的饋線，每米電感為0.6uH。

4）允許的饋線長度

值得注意的是，長的饋線可能會降低檢測器的靈敏度，因此應盡可能減小饋線長度。兩根饋線應該雙絞在一起，以減小饋線間的輻射干擾，同時可能的話，一般使用屏蔽電纜作饋線。饋線總長度一般不應大于350米。為了提高靈敏度，應保證線圈的電感量大于饋線的電感，因此對于小線圈長饋線情況，應增加線圈的圈數，線圈電感與饋線電感之比最少應為4：1。

5）金屬和增強材料的影響

在線圈附近，含鐵量高的金屬會嚴重影響線圈靈敏度，像下水道井蓋或類似的物體等，應避開面上可見的物體，線圈與這些物體間應留1米的空間。而埋入地下的鋼筋等增強材料并不明顯，但有可能對線圈靈敏度造成影響。

當存在金屬物體或鋼筋等增強材料時，線圈應安裝在這些金屬網上方50mm左右。如果允許降低靈敏度時，這一距離可減小到40mm。

如果有接觸不良現象，當震動時可能會引起阻擾變化，這會反應到線圈電路中引起不可預料的變化，甚至引起線圈系統失效。

6）線纜材料

6.1線圈線

線圈線（或饋線）一般要求用絕緣導線，通常使用PVC絕緣線，但這種線過長時間后可能會出現氣孔，進入潮氣從而影響檢測器穩定性。線圈推薦使用截面積等于或大于1.5平方毫米的絕緣的多芯銅導線。如下圖2：

6.2饋線

當線圈與檢測器之間相距較近時，饋線與線圈線可用同一根無接頭線。

當距離較遠，饋線需要單獨使用線纜時，推薦使用帶鋁屏蔽網或銅屏蔽網的電纜或鎧裝電纜。不可使用多芯電纜且用剩余線用于傳輸其它信號。

7）安裝地感線圈

在決定了地感線圈形狀之后，必須在地面上挖槽溝（切槽寬度為5至8毫米寬，30至50毫米深）以安裝地感線圈。線圈埋設首先要用切路機在路面上切出槽來，建議在地感線圈四個角上挖斜角槽溝（45度倒角），防止尖角破壞線圈電纜。同時還要為線圈引線切一條通到路邊的槽。在埋設線圈電纜時，要留出足夠的長度以便連接到車輛檢測器，保證中間沒有接頭。繞好線圈電纜以后，將電纜通過引出線槽引出。輸出引線是緊密雙絞的形式，最少1米絞合20次，引線長度不應超過5米。由于探測線圈的靈敏度隨引線長度的增加而降低，所以引線電纜的長度要盡可能短。

槽溝必須清理干凈以避免任何影響線圈電纜的因素存在，將線圈電纜從槽溝的底部開始緊緊地繞著槽溝轉。在密封槽溝之前，先用測量儀器檢查線圈的電感值，并依需要更改（電感值為80至300μH）；然后將線圈槽溝密封，適合使用的密封劑包括水泥、瀝青和人造樹脂；填完密封劑后進行通地漏電測量。如下圖3、4、5。

注意：密封槽溝的時候，確保密封劑（例如熱瀝青）的溫度低于線圈絕緣體可以承受的溫度，因為這可能會導致接地故障。在這種情況下，請使用耐熱的絕緣電線。

8）安裝備注

8.1 盡量選擇最短的線圈連接線，同時將之與任何輸電線分開，與輸電線之間的平行距離必須超過10CM，不同探測器之間的線圈連接線也必須保持距離。兩邊的連接線必須由控制箱開始直至探測器每米扭絞過20次。連接線不可以過相鄰線圈的槽溝，同時必須確保不受機械損壞。

8.2 若將線圈安裝在較軟的地面，必須確保在其表面駛過的車輛不會導致線圈位移。每個線圈本身必須安裝在一個固定的位置。

8.3 線圈與相鄰線圈或移動金屬物體（如：滑動閘門）之間的距離必須超過1米。

8.4 線圈與鋼筋混凝土之間必須保持距離，此距離必須超過40毫米。在線圈的探測范圍之內也不可以有任何移動物體（例如門窗的柵欄、泄水溝蓋等等）。