La sobrecarga y el exceso de límites de velocidad en vehículos de carretera causan daños significativos a las superficies de las carreteras y representan un alto riesgo de accidentes, un problema especialmente grave en nuestro país, donde el 70 % de los incidentes de seguridad vial se atribuyen a la sobrecarga y el exceso de límites de velocidad. Esto genera pérdidas económicas directas de casi 3000 millones de RMB, con pérdidas anuales por sobrecarga y exceso de límites de velocidad en carreteras que superan los 30 000 millones de RMB. Por lo tanto, es fundamental monitorear y supervisar los vehículos sobrecargados en las carreteras.
Para regular la sobrecarga de vehículos sin interrumpir el tráfico, se ha desarrollado el sistema de pesaje dinámico en carretera WIM (Weighting In Moving). Este sistema utiliza sensores piezoeléctricos de cuarzo para medir rápidamente el peso del vehículo a medida que circula por la calzada a alta velocidad (<120 km/h) y activar cámaras de monitoreo para tomar fotografías.
Los sensores de cuarzo Enviko están especialmente diseñados como sensores piezoeléctricos de cuarzo de bajo coste y alto rendimiento para el pesaje dinámico de carreteras y la protección de puentes. Fabricados con aleación de aluminio aeroespacial de alta resistencia y mecanizado de precisión, estos sensores poseen una alta resistencia a la compresión, tracción, flexión, cizallamiento y fatiga. Gracias a un tratamiento antienvejecimiento, la sensibilidad del sensor se mantiene estable durante décadas.
Rellenos internamente con una pasta aislante elástica especial, los sensores de cuarzo Enviko mantienen una presión interna estable, bloqueando eficazmente la humedad, con un valor de impedancia de aislamiento típico de 200 GΩ.
Integrado en la superficie de la carretera, al pasar los vehículos, las ruedas presionan la superficie de apoyo del sensor, lo que provoca que los cristales de cuarzo del interior generen carga gracias al efecto piezoeléctrico. Un amplificador de carga externo amplifica la carga y la convierte en una señal de voltaje directamente proporcional a la presión aplicada al sensor. Calculando la señal de presión, se puede obtener el peso de cada rueda y, por lo tanto, el peso total del vehículo.
La relación presión-carga de los sensores piezoeléctricos de cuarzo se mantiene invariable independientemente de la temperatura, el tiempo, el tamaño y la velocidad de la carga. Por lo tanto, incluso cuando los vehículos pasan sobre la superficie de medición a alta velocidad, los sensores de cuarzo mantienen una alta precisión de medición.
Una vez que los sensores WIM se incorporan a la superficie de la carretera, se exponen a la luz solar, la lluvia y la presión de las ruedas, lo que hace que las pruebas de confiabilidad sean cruciales.
Prueba de ciclos de temperatura y humedad:
Los sensores con superficies de apoyo se colocan en una cámara de pruebas ambientales para realizar pruebas de ciclos de temperatura y humedad de -40 °C a 85 °C durante 500 horas. Durante la prueba, la impedancia de aislamiento de los sensores no debe ser inferior a 100 GΩ. Tras la prueba de ciclos de temperatura y humedad, los sensores se someten a pruebas de protección de aislamiento y de carga de fatiga.
Prueba de carga de fatiga:
Una prueba de fatiga por carga aplica una presión cíclica de 6000 N mediante un cabezal de presión de acero de 50 mm x 50 mm de ancho en tres posiciones en los extremos y el centro del sensor, con cargas y descargas una vez por segundo, totalizando 1 000 000 de cargas de fatiga. La variación de sensibilidad de las posiciones de prueba bajo carga debe ser <0,5 % y no debe haber daños ni desprendimientos en la superficie de apoyo.
Protección de aislamiento:
La prueba de protección de aislamiento consiste en sumergir completamente el sensor en agua, alternando entre temperatura ambiente y 80 °C, con una duración total de 1000 horas. Durante toda la prueba, la resistencia de aislamiento del sensor no debe ser inferior a 100 GΩ.
La linealidad de las señales de los sensores piezoeléctricos de cuarzo es un indicador crucial de los procesos de fabricación y su precisión. Los excelentes sensores piezoeléctricos de cuarzo garantizan un FSO <0,5 % en todo el rango. En los sensores WIM, el error de sensibilidad en cualquier posición a lo largo del sensor no debe superar el 2 %. Por lo tanto, es esencial contar con equipos de prueba de sensibilidad rigurosos y precisos para la fabricación de sensores.
La curva característica de carga mide la curva de fuerza-carga y el error de linealidad (%FSO) durante la carga y descarga con un ancho de cabezal de carga de 100 mm aplicado al sensor en cualquier posición.
La curva característica de planitud de la señal mide el valor de sensibilidad durante la carga a lo largo de la dirección de longitud del sensor (sin la superficie de apoyo) utilizando un cabezal de presión de 50 mm de ancho con una fuerza de 8000 N, y los valores de sensibilidad obtenidos en cada punto de prueba de carga se utilizan para calcular la planitud de la señal a lo largo de la dirección de longitud del sensor.
Sin embargo, algunos fabricantes utilizan deliberadamente un cabezal de presión de carga de 250 mm de ancho para las pruebas de planitud de la señal, lo que equivale a un promedio de 5 veces la curva característica, lo que resulta en una precisión falsificada del 1 %. Solo las señales obtenidas mediante mediciones de carga con un cabezal de presión de 50 mm de ancho pueden reflejar fielmente la precisión y la calidad del sensor.
Enviko Technology Co., Ltd.
E-mail: info@enviko-tech.com
https://www.envikotech.com
Oficina de Chengdu: N.° 2004, Unidad 1, Edificio 2, N.° 158, Calle Tianfu 4, Zona de Alta Tecnología, Chengdu
Oficina de Hong Kong: 8F, Edificio Cheung Wang, 251 San Wui Street, Hong Kong
Fábrica: Edificio 36, Zona Industrial de Jinjialin, ciudad de Mianyang, provincia de Sichuan
Hora de publicación: 08-abr-2024
