公路车辆超载、超限对路面造成严重损害，安全事故风险高，在我国道路安全事故中尤为严重，70%的道路安全事故是由车辆超载、超限造成的。造成直接经济损失近30亿元，其中高速公路车辆超载、超限每年造成的损失超过300亿元。因此，对高速公路上超载车辆进行监控和监管至关重要。
为了在不影响交通的情况下规范车辆超载，移动中加权（WIM）高速公路动态称重方案应运而生。该系统利用压电石英传感器，在车辆高速（<120km/h）通过路面时快速测量车辆重量，并触发监控摄像头进行拍照。
Enviko 石英传感器专为高速公路动态称重和桥梁保护的低成本、高性能压电石英传感器而设计。这些传感器采用高强度航空铝合金和精密加工制成，具有较高的抗压、拉伸、弯曲、剪切和疲劳载荷能力。通过老化处理，传感器灵敏度数十年保持稳定。
Enviko石英传感器内部填充特殊弹性绝缘膏，保持稳定的内部压力，有效阻隔湿气，典型绝缘阻抗值为200GΩ。
嵌入路面，当车辆经过时，车轮压在传感器的承载表面上，导致传感器内部的石英晶体因压电效应而产生电荷。然后，电荷被外部电荷放大器放大为电压信号，该信号与施加到传感器的压力成正比。通过计算压力信号，可以获得每个车轮的重量，从而获得车辆的总重量。
无论温度、时间、负载大小和负载速度如何，压电石英传感器的压荷比特性都保持不变。因此，即使车辆高速经过测量表面，石英传感器也能保持较高的测量精度。
WIM 传感器嵌入路面后，会暴露在阳光、雨水和车轮压力下，因此可靠性测试至关重要。
温湿度循环测试：
带承载面的传感器置于环境试验箱中进行-40℃至85℃温湿度循环测试500小时。试验时传感器的绝缘阻抗不得低于100GΩ。温度和湿度循环测试后，传感器进行绝缘保护和疲劳负载测试。
疲劳负荷测试：
负载疲劳试验采用宽度为50mm×50mm的钢压头在传感器两端和中部的三个位置施加6000N的循环压力，每秒加载和卸载一次，总计1,000,000次疲劳负载。加载试验位置的灵敏度变化必须<0.5%，并且承载表面不应有损坏或脱落。
绝缘保护：
绝缘保护测试将传感器完全浸入水中，在室温至80℃之间循环，总测试时间为1000小时。在整个测试过程中，传感器的绝缘电阻不得低于100GΩ。
压电石英传感器信号的线性度是制造工艺和精度的关键指标。出色的压电石英传感器可确保整个范围内的 FSO<0.5%。对于 WIM 传感器，沿传感器长度任何位置的灵敏度误差不得超过 2%。因此，严格、准确的灵敏度测试设备对于传感器制造至关重要。
加载特性曲线测量在任意位置施加宽度为100mm的加载头时加载和卸载期间的力-荷曲线和线性误差(%FSO)。
信号平坦度特性曲线是用宽度为50mm的压头，施加8000N的力，测量沿传感器长度方向（不含承载面）加载时的灵敏度值，在每个加载测试点获得的灵敏度值用于计算信号沿传感器长度方向的平整度。
但有些厂家故意使用250mm宽度的加载压头进行信号平坦度测试，相当于对特性曲线进行5次平均，导致精度被造假1%。只有使用50mm宽度压头加载测量得到的信号才能真实反映传感器的精度和质量。
恩维科科技有限公司
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发布时间：2024年4月8日
