Датчик давления Советский патент 1993 года по МПК G08G1/02 

Изобретение относится к транспортным детекторам и может быть использовано в системах регулирования дорожного движения, а также в военном деле, в частности - для регистрации военных транспортных средств, передвигающихся по дорогам с асфальтовым и другим покрытием.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности датчика.

На фиг. 1 показана конструкция датчика давления; на фиг. 2-4 - варианты размещения датчика на дорожном покрытии.

Датчик давления 1 содержит внутренний проводник 2, слой 3 изоляции, внешний проводник 4, защитную оболочку 5, сердечник 6 из упруго сжимаемого электропроводящего материала, эластичное герметизирующее покрытие 7, с помощью которого датчик давления имеет монолитное сцепление с дорожным покрытием 8.

Внутренний проводник 2 выполнен, например, из медного, сталемедного или биметаллического упругого неизолированного проводника диаметром 0,3-1,2 мм.

Слой 3 изоляции выполнен, например, из фторопластовых лент, намотанных свободно (без сильного натяжения) на сердечник 6 из упруго сжимаемого электропроводящего материала (УСЭМ), например, полиуретана, вспененного полиэтилена или кремнийорганической резины, способного упруго сжиматься под действием механических напряжений.

Внешний проводник 4 может быть выполнен в виде повива или оплетки из медных проволок плотностью не ниже 85% для обеспечения достаточных экранирующих свойств.

Герметизирующее покрытие 7 может быть выполнено на основе жидкой заливочной композиции полиуретанового компаунда, например, типа Вилад-8П, который после полимеризации приобретает необходимые эластичные и герметизирующие свойства.

Существо предлагаемого решения в совместном использовании конструкции датчика давления 1 и эластичного герметизирующего покрытия 7, при котором получается контактный детектор транспорта, размеры которого определяются размерами эластичного покрытия 7, а свойства-свойствами датчика давления 1 и указанного покрытия.

Образуется единая монолитная упруго деформируемая структура контактного детектора, способная упруго деформироваться под действием колес транспорта без

0

нарушения и, обладая достаточной чувствительностью, регистрировать проходящий транспорт.

Датчик давления получают следующим

образом,

Сначала подготавливают место установки датчика давления 1 на дорожном покрытии 8 (см.фиг. 2-4), обеспечивая необходимые условия для очистки его от грязи и свободной заливке жидкой композиции эластичного герметизирующего покрытия 7 на предварительно закрепленный датчик давления 1, обеспечивая слой укас занного покрытия под датчиком давления 1 и возможность полной его полимеризации. После чего получается эластичная монолитная конструкция с хорошими адгезионными и прочностными связями с дорожным по0 крытием 8, способного упруго деформироваться под колесами транспортного средства и вырабатывать адекватные электрические сигналы.

Датчик давления 1 работает на принци5 пе трибоэлектрического преобразователя. При указанном выше воздействии датчик давления 1 претерпевает локальную деформацию (изгиб). При этом, между поверхностью сердечника 6 из УСЭМ и слоями

0 ленточной изоляции 3, а также между внешним проводником 4 и слоями указанной изо- ляции возникают относительные перемещения. Вследствие упругости внутреннего проводника 2 и возможности сер5 дечника 6 упруго деформироваться (изменять свой объем под действием механических напряжений), перемещения указанных поверхностей увеличиваются, создавая условия для контактного трения и трения перемещения между элементами датчика давления 1 и образования трибоэ; лектрических зарядов на поверхности сер- 3 дечника 6, которые стекают через

5 внутренний проводник 2 на усилительный блок 8 (его входные цепи) и далее на внешний проводник 4, образуя электрические сигналы, адекватные механическому воздействию транспортного средства на эла0 стичное покрытие 7. Чем интенсивнее будут относительные перемещения конструктивных элементов датчика давления 1, чем больше упругость внутреннего проводника 2, чем больше упругая сжимаемость повер5 хности сердечника 6, тем больше зарядов будет возникать на внутреннем проводнике 2. Большое удельное сопротивление слоя изоляции 3 и свободное наложение ее слоев способствует увеличению поверхностного трения их о соседние поверхности конс.трук0

тивных элементов датчика давления 1, образованию трибоэлектрических зарядов, Шероховатая поверхность сердечника 6 и гладкая поверхность слоя изоляции 3 способствует увеличению поверхностного трения и, следовательно, образованию зарядов.

В предлагаемой конструкции указанные условия оптимальным образом сочетаются.

Конструкция датчика давления обеспечивает хорошую стабильность чувствительности и линейность при регистрации движущихся транспортных средств, обеспечивая на выходе датчика давления 1 электрический сигнал, характеризующий тип транспортного средства. Причем по значению амплитуды, длительности и временным параметрам фронтов импульса можно определить скорость движения транспортного средства. Это объясняется демпфирующими свойствами сердечника 6 и эластичного демпфирующего покрытия 8, .которые в совокупности уменьшают влияние окружающих помех вибрационного характера (сейсмические и акустические колебания окружающей материальной среды).

0

5

0

5

Упругая подвеска внутреннего проводника 2 позволяет исключить зависимость чувствительности, и самое главное, стабильности чувствительности от исходного положения указанного проводника внутри сердечника 6.

Формула изобретения

Датчик давления, выполненный в виде коаксиального кабеля, закрепляемого на дорожном покрытии, содержащего внутренний и внешний проводники, разделенные слоем изоляции, расположенные внутри защитной оболочки, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности датчика, внутренний проводник выполнен упругим и размещен Б сердеч- нике из упруго сжимаемого электропроводящего материала, слой изоляции выполнен в виде фторопластовой ленты, намотанной на сердечник по спирали, внутренний диаметр сердечника равен диаметру внутреннего проводника, коаксиальный кабель размещен внутри эластичного герметизирующего покрытия.

Изобретение относится к транспортным детекторам и может быть использовано в системах регулирования дорожного движения. Целью изобретения является повышение функциональной, надежности датчика. Датчик содержит внутренний проводник 2, слой 3 изоляции, внешний проводник 4, защитную оболочку 5, сердечник 6. Датчик давления работает на принципе трибоэлек- трического преобразователя динамического воздействия колес движущегося транспортного средства на эластичное герметизирующее покрытие 7, которое в свою очередь передает указанное воздействие на датчик давления. 4 ил.