大家好，我是【廣州工控傳感★科技】MEAS壓電電纜傳感器事業部，張工。

大家都了解壓電共聚物薄膜的高靈敏度、寬帶和大動態范圍。應用范圍從亞聲頻到很高的超聲波頻率。從八十年代末，傳感器產品部（前AMP 傳感器部，ATOCHEM 傳感器部）就用電壓共聚物直接在標準芯線上擠出了電纜形狀并有傳統編織層及護套，看上去很像小號同軸電纜,因為傳感器的結構本身采用同軸電纜的結構方式,自屏蔽,防水,具有高電壓靈敏度,柔性,線性和動態范圍寬(線性動態范圍超過80 dB)的特點.可以感測沖擊或振動,可以檢測從地表振動造成的微弱壓力信號到高速重型卡車軸的沖擊。

目前,在駕駛人科目二考試里,要求駕駛人完成規定的操作項目.目前這些考試項目的評定幾乎全部實現了智能化監測，這里面就用到了很多的傳感檢測技術.這里簡單的介紹一下目前常規的檢測方法和電壓電纜是如何應用來檢測這些項目的。

1.1 電子樁考系統應用：

目前電子樁考系統中,通用的檢測方法是采用紅外線對射檢測是否有車身越線,移庫不入問題,以及碰擦標桿(上圖中紅白顏色標桿)檢測.碰擦標桿的檢測,通常采用振動傳感器來檢測,由于受外界環境的影響,比如刮風天氣,標桿會受風力等的作用而有搖擺現象,造成誤判,可靠性不是很好.,如果采用壓電電纜鋪設在檢測桿上可以很好的解決此類問題,同時可以滿足撞桿檢測要求,大大提高了檢測的可靠性.典型的壓電電纜鋪設方法為下圖所示.纏繞方式和垂直安裝.這2 種方式根據需要可做相應的調整.同時,為了保護壓電電纜,可以采用外加護套,也可以選用新的帶有裝甲的壓電電纜,可以很好的解決碰撞刮擦使用壽命問題.有車輛刮擦碰撞到標桿上,壓電電纜會輸出相應的信號.

1.2 連續通過障礙物系統應用

該項目要求將車駕于圓餅之上通過，車輪軌跡不得碰、擦、壓圓餅，并且不得超、壓兩側路邊緣線。

為了滿足上述檢測要求,要求檢測車輪是否經過圓餅,同時還要檢測是否碰擦和壓過圓餅.目前通常采用的技術是, 用電感線圈檢測是否通過圓餅,用振動傳感器檢測是否擦邊和壓過圓餅。車輛是否通過圓餅也有采用在圓餅周圍埋設磁傳感器來檢測。就圓餅碰擦和是否壓過的檢測, 依靠振動傳感器來判斷,存在著不可靠性,圓餅外界的震動,振動的幅度大小,傳感器安裝位置等等因素制約著系統的檢測可靠性。采用壓電纜檢測可以大大提高靈敏度和可靠性。應用方法是將壓電電纜封裝在橡膠套里再安裝在圓餅上，下圖是典型的安裝方法，可以檢測側面是否有擦碰，同時在圓餅的上面安裝一條可以檢測是否有車輛壓過圓餅。

關于標桿擦碰檢測可參照上述應用方法，對于直角轉彎和曲線行駛，目前壓線檢測采用充氣橡膠管,在橡膠管的一側安裝有氣壓檢測元件來檢測橡膠管內的氣壓變化,當有車輪壓上去的時候,氣壓有明顯變化.以便判斷是否有行駛違規。采用充氣橡膠管的檢測方法, 橡膠管內氣壓不穩定,可靠性較差,使用壽命短,施工較麻煩.而采用路面鋪設壓電電纜的方法簡單可靠。可以采用下圖所示方法(或類似的結構),將壓電電纜封裝在橡膠護套里,將橡膠護套通過環氧樹脂膠粘到水泥路面并通過分段用金屬扣加固的方法鋪設,需要注意的是橡膠套管預留空層,以便提供壓電電纜的變形空間.

1.4 壓電電纜在上述應用中的電路接口

通用的壓電傳感器接口電路可以采用電壓模式或電荷模式。但由于上述應用中傳感器和接口電路之間需要長距離傳輸，由于連接導線的電容和導通電阻的存在，采用電壓模式，信號會有一定程度的衰減（取決于導線的電容）。建議采用電荷模式設計接口電路，因為電荷模式的接口電路，輸出信號取決于電壓傳感器的輸出電荷和電荷放大器的反饋電容，而與連接導線的電容量無關。