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1、交通檢測器分析1、概述現在社會交通的發(fā)展，交通檢測器的應用越來越普及。交通檢測器以車輛為檢測目標，檢測車輛的通過或存在狀況，也檢測路上車流的各種參數，其作用是為控制系統(tǒng)提供足夠的信息以便進行最優(yōu)的控制。常用的檢測器有環(huán)形線圈檢測器、超聲波檢測器、紅外線檢測器、視頻圖像處理機等。檢測器種類很多，其工作原理大致可分為兩類：檢測能使某種開關觸點閉合的機械力；檢測因車輛的運動或存在引起的能量變化。壓力檢測器就是利用機械力檢測的例子，而利用能量變化進行檢測則有環(huán)形線圈檢測器超聲波檢測器等等。按照能否檢測靜止車輛來分，檢測器可分為兩類
2、。有些檢測器如環(huán)形線圈、磁強計檢測器能檢測存在于檢測區(qū)域的靜止或運動的車輛，這類檢測器稱為存在型檢測器；而另一類檢測器只能檢測運動通過檢測區(qū)域的車輛，這類檢測器稱作通過型檢測器。檢測器還可以檢測和交通有關的環(huán)境條件，以便在出現有害的環(huán)境條件時能夠對交通進行控制或提出警告。2、常用的交通檢測器2.1環(huán)形線圈檢測器2.1.1環(huán)形線圈檢測器的構成及其檢測原理9環(huán)形線圈檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器，它的傳感器是一個埋在路面下面、通過一定工作電流的環(huán)形線圈。當車輛通過線圈或停在線圈上時，車輛引起線圈回路電感量的變化，檢測
3、器檢測出變化量就可以檢測出車輛的存在，從而達到檢測目的。環(huán)形線圈檢測器主要包括：環(huán)形線圈、線圈調諧回路和檢測電路。（1）環(huán)形線圈環(huán)形線圈是由專用電纜幾匝構成（一般為4匝），一般規(guī)格為2m×2m的正方形，根據不同的需要，可以改變線圈的形狀和尺寸。對車輛檢測起直接作用的是環(huán)形線圈回路的總電感。總電感主要包括環(huán)形線圈的自感和線圈與車輛之間的互感。我們知道，任何載流導線都將在其周圍產生磁場，對于長度為l，匝數為N的螺線管型線圈，線圈內磁場強度均勻。道路上的環(huán)形線圈不能完全等同于螺線管，考慮其磁場的不均勻修正因子F1,其自感量可近似
4、于螺線管得自感量乘修正因子F1，即：（3-1）式中是介質的相對磁導率，空氣的，；A為線圈面積。由上式可知，環(huán)形線圈自感的大小取決于線圈的周長、橫截面的面積、匝數、周圍介質情況，當線圈埋設在路面下時，上述參數就基本確定了。而車輛進入環(huán)線線圈是，改變了環(huán)形線圈周圍介質情況。鐵磁車體使磁導率增加，從而感量增加。但另一方面，環(huán)形線圈是有源探頭在其中加上交變電流，則在其周圍建立起交變電場。當鐵磁性的車體進入環(huán)形線圈時，車體內會感生渦電流，并且產生與環(huán)路向耦合但方向相反的電磁場，即互感，降低線圈環(huán)路電感。由于線圈設計成渦流影響占支配地
5、位的狀態(tài)，所以環(huán)路總電感量L減少。檢測出線圈環(huán)路電感量的變化，就可以判斷車輛的存在或通過。（2）調諧回路9環(huán)形線圈作為一個感應元件，通過一個變壓器接到被恒流源支持的調諧回路上，該調諧回路是LC諧振回路，設計選擇電容C,使調諧回路有一個固定的震蕩頻率。由電子線路知識可知，LC諧振回路的震蕩頻率f為：（3-2）這表明，f與成反比。前面已分析，車輛進入環(huán)形線圈將使回路總電感L減少，因而也會使震蕩回路頻率增大。只要將該回路的輸出送檢測電路處理得到頻率隨時間變化的信號就可以檢測出是否有車輛通過。（3）信號檢測與輸出檢測電路包括相位鎖
6、定器、相位比較器、輸出電路等，現在很多型號的環(huán)形線圈檢測器還包含微處理器，它與檢測電路一起構成信號檢測處理單元。相位比較器的一個輸入信號是相位鎖定器的輸出信號，其頻率為調諧回路的固有震蕩頻率，另一個輸入信號跟蹤車輛通過線圈時諧振回路的頻率變化，從而使輸出的信號為一反映頻率隨時間變化的電壓信號也就是反映車輛通過環(huán)形線圈的過程的信號。輸出電路先將相位比較器輸出的信號進行放大，然后以兩種方式輸出，即模擬量輸出、數字量輸出。模擬量輸出用來分別車型，數字信號輸出用來計數或控制。亦可用微機綜合處理輸出信號獲得各種交通參數。帶有微處理機
7、的環(huán)形線圈檢測器則可以直接做到這一點。從圖3-1可以看出，當車輛前沿進入線圈一邊時，檢測器被觸發(fā)產生信號輸出，而當車輛后沿離駛線圈另一邊時，信號強度低于閾值，輸出電平降為零。車輛這個實際對環(huán)形線圈作用的長度Lji稱為車輛有效長度。車輛有效長度數值上約等于車輛長度與線圈長度之和。顯然，大多數情況下都使用檢測器的數字電平輸出。為了檢測不同的交通參數和適應不同檢測或控制要求可設置檢測器工作于方波和短脈沖兩種輸出方式。當檢測器運行于“方波”9的工作方式時，只要車輛進入環(huán)形線圈，檢測器就產生并保持信號輸出（當車輛離開環(huán)形線圈后，仍可
8、設置信號持續(xù)一段時間）。電路中的計時器自動計測信號持續(xù)時間，這對有些交通控制參數如占有率等的檢測計算很有用處。當檢測器運行于“短脈沖”的輸出方式時，每當車輛通過環(huán)形線圈檢測器就產生一個短脈沖（100μs~150μs），這種方式在雙線圈測速系統(tǒng)中得以應用。2.1.2環(huán)形線圈檢測系統(tǒng)的構成環(huán)形線圈檢測系統(tǒng)包
