5磁频车辆检测——1环形线圈检测器
环形线圈检测器及其应用4页
环形线圈检测器及其应用4页环形线圈检测器是一种种电磁检测器，它主要由一个环形线圈构成，用于检测周围的磁场，从而检测到可能存在的金属或其他导电材料。
环形线圈检测器广泛用于各种工业应用中，比如金属探测、无损检测、矿业勘探等等。
环形线圈检测器的工作原理是利用法拉第电磁感应原理，当金属或其他导电材料靠近环形线圈时，会在其周围产生一个额外的磁场，这个磁场会引起环形线圈内的电流变化。
通过测量这个电流变化，就可以检测到金属或其他导电材料的存在。
环形线圈检测器有很多优点，例如精度高、灵敏度好、不需要接触被检测物等等。
因此，它被广泛用于各种金属探测、无损检测和矿业勘探等领域。
金属探测是环形线圈检测器最常见的应用之一。
它被广泛应用于安全检查、金属回收、考古发掘等领域。
例如，在安全检查中，安检人员会使用手持的环形线圈检测器对乘客和行李进行检测，以便查找携带危险金属的人员。
在金属回收方面，环形线圈检测器可以检测到被混杂在垃圾里的金属，从而提高回收效率。
在考古发掘中，环形线圈检测器也是必不可少的工具，因为它可以帮助发掘人员找到埋藏在地下的金属物品。
无损检测是另一个环形线圈检测器的应用领域。
它被广泛用于汽车、火车、飞机和其他各种工业设备的检测中。
例如，在汽车工业中，环形线圈检测器可以检测到发动机和传动系统中的缺陷，从而提高车辆的品质和寿命。
矿业勘探也是环形线圈检测器的重要应用领域之一。
它被广泛用于寻找矿物资源、地下水和其他地下资源的勘探中。
例如，在石油勘探中，环形线圈检测器可以检测到地下的油藏，从而帮助勘探人员确定最佳的钻井位置。
课程设计(论文)-基于环形感应线圈的车辆检测器设计
课程设计（论文）-基于环形感应线圈的车辆检测器设计基于环形感应线圈的车辆检测器设计1任务要求1.1任务要求本课程设计的主要任务是设计基于环形感应线圈的车辆检测器，要求运用PROTEL电路设计与制版工具对环形感应线圈车辆检测器进行硬件电路设计1、熟悉环形线圈车辆检测器的工作原理;2、了解环形线感应线圈的原理和输出信号的特点;3、设计出可将环形线感应线圈的电感变化信号转换为频率变化信号的振荡电路;4、设计出放大、滤波和整形处理电路1.2原理介绍检测器的工作原理:环形感应线圈车辆检测器又称为地感，多为埋设式检测系统一种基于电磁感应原理车辆检测器, 它的传感器是一个埋在路面下, 通有一定工作电流的环形线圈。
当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上时, 车辆自身铁质切割磁通线, 引起线圈回路电感量的变化, 检测器通过检测该电感量就可以检测出车辆的存在, 检测这个电感变化量一般来说有两种方式: 一种是利用相位锁存器和相位比较器, 对相位的变化进行检测; 另一种方式则是利用由环形地埋线圈构成回路的耦合电路对其振荡频率进行检测。
本设计采用了后一种检测方式。
感应式环形线圈行驶车辆检测器具有性能稳定、性价比高、工程应用方便、免维护、技术不复杂等特点, 目前在工程上应用很广。
1基于环形感应线圈的车辆检测器设计2 总体方案选择与设计2.1 背景2.1.1车辆检测系统概述随着经济技术的发展，城市化的迅速推进，带来了机动车数量的迅速增长，造成城市道路交通的需求严重不平衡，因此智能交通成为当前缓解交通拥挤的重要手段。
自适应交通信号控制系统是智能交通控制系统的核心，能够根据实际车流量的状况，在线实时地自动调整信号控制参数以适应交通流的变化。
道路交通流信息(包括交通流量、车速、行程时问、车道占有率以及车流密度等参数)是制定道路发展规划，安排道路养护经费规划和养护生产作业的主要依据，也是向交通城建规划与环保以及公安交通管理部门提供改善、优化道路交通的实际参考资料和数据。
高速公路监控设施通信规程第2部分环形线圈车辆检测器
高速公路监控设施通信规程第2部分环形线圈车辆检测器JT/T高速公路监控设施通信规程第2部分环形线圈车辆检测器 1范围JT/T 的本部分规定了环形线圈车辆检测器的通信规程，并给出了通信过程中采用的数据格式本部分适用于高速公路监控系统中的上位机与安装于路侧的环形线圈车辆检测器之间的数据通信过程 2术语和定义下列术语和定义适用于JT/T 的本部分交通量单位时间内通过高速公路某一断面的直接检测统计未经折算的车辆数平均行车速度单位时间内，通过高速公路某一断面的车辆行车速度的平均值，即：式中：——平均行车速度，单位为千米每小时(km/h)；vi——第f辆车通过断面的行车速度，单位为千米每小时(km/h)； n——单位时间内通过断面的未经折算的车辆数车道时间占有率单位时间内，通过高速公路某一车道断面的所有车辆占据这个车道断面的时间与单位时间长度的比值称为车道占有率，以百分数表示，即：式中：——车道占有率；——单位时间内所有车辆占据车道断面的时间，单位为秒(s)； T一单位时间长度，单位为秒(s)平均车头时距单位时间内，所有相邻车辆前端经过同一车道某一断面的时间间距的平均值平均车长单位时间内，经过车辆检测器的所有车辆长度的平均值车辆检测断面高速公路上车辆检测器所在位置覆盖各车道的横向范围 3通信规程基本要求车型检测应能在每一车道按车长分类检测出二轮大型摩托车以上的所有类型的机动车数据采集应能检测每一车道的交通量、平均行车速度、车道时间占有率、平均车头时距和平均车长等数据数据预处理具有数据预处理功能，能按1，5，15，30和lh，进行交通量、平均行车速度、车道时间占有率、平均车头时距和平均车长等数据的预处理逻辑识别当同一辆车作用在相邻两车道的两个线圈时，应能进行逻辑识别，只输出一个车道的检测信息工作状态检测应能自动检测设备工作状态，至少能检测电源工作状态、机箱门开闭状态、车辆检测板工作状态和线圈工作状态参数设置应能设置取样周期、线圈存在与否、车辆长度分类等参数数据存储能存储不小于7d的检测数据，并具有通信接口，可在车辆检测器处直接将存储的数据输出到指定设备复位应在复位30s后自动恢复正常状态，原有存储数据保持不变 4通信规程字符编码采用“编码独立”的信息文电，即二进制数据信息文电格式信息文电标题采用单码组传输的形式，信息文电标题数据块的定义见表l 表1标题数据块的定义序号名称长度说明 l码组序号l取值十六进制 2设备分类1分类代码为十六进制01H3设各地址1用于对设备进行定位，芷向信息文电为目的地址，反向信息文电为源地址4正文长度2信息文电正文的长度，先传高位，后传低位信息文电分类信息文电内容分为时间设定、数据取样周期设定、车长分类设定、车道线圈设定、交通数据请求、交通数据信息、设备状态数据请求和设备状态数据信息时间设定信息文电信息文电长度时间设定的信息文电长度为八字节信息文电传输时间设定的信息文电内容由上位机发往车辆检测器，采用广播方式信息文电内容时间设定的信息文电内容见表2 表2时间设定的信息文电内容序号名称长度说明 l信息编码l取值十六进制O1H2年2取当前日期中年份，先传高位，后传低位 3月11-12，取当前日期中月份 4日l1-31，取当前日期中日 5时10-23，取当前时间小时6分10-59，取当前时间分钟 7秒1O-59，取当前时间秒取样周期设定信息文电信息文电长度取样周期设定的信息文电长度为三字节信息文电传输取样周期设定的信息文电内容由上位机发往车辆检测器，应答为肯定应答或否定应答信息文电格式取样周期设定的信息文电格式见表3 表3取样周期设定的信息文电格式序号名称长度说明 l信息编码l取值十六进制02H2取样周期2单位：s“0”表示禁止数据采集，先传高位，后传低位车长分类设定信息文电信息文电长度车长分类设定的信息文电长度为N+I字节，其中Ⅳ为车长分类数量，可根据应用需要取值信息文电传输车长分类设定的信息文电内容由上位机发往车辆检测器，应答为肯定应答或否定应答信息文电格式车长分类设定的信息文电格式见表4表4车长分类设定的信息文电格式序号名称长度说明 l信息编码1取值十六进制03H2车长类型l长度上限l单位：车长类型l长度在O m至车长类型I长度上限数值之间3车长类型2长度上限1单位： m车长类型2长度在车长类型1长度上限至车长类型2长度上限之间…………N+1车长类型N长度上限l单位： m车长类型Ⅳ长度在车长类型N-l长度上限至车长类型N长度上限之间车道线圈设定信息文电信息文电长度车道线圈设定的信息文电长度为33字节信息文电传输车道线圈设定的信息文电内容由上位机发往车辆检测器，应答为肯定应答或否定应答信息文电格式车道线圈设定的信息文电格式见表5 表5车道线圈设定的信息文电格式序号名称长度说明 l信息编码l取值十六进制04H2线圈l数据1为线圈存在标志，O表示线圈不存在或未使用，1表示线圈存在；2为线圈方向标志，0表示后向线圈．1表示前向线圈；3～8为线圈所在车道编号，在车辆检测器安装路段内，面向终点方向，从左至右车道号从l开始按顺序递增，包括硬路肩 3线圈2数据1同上33线圈32数据1同上交通数据请求信息文电信息文电长度交通数据请求的信息文电长度为一字节信息文电传输交通数据请求的信息文电内容由上位机发往车辆检测器，应答为交通数据信息或否定应答信息文电格式交通数据请求的信息文电格式见表6 表6交通数据请求的信息文电格式序号名称长度说明 1信息编码l取值十六进制11H交通数据信息文电信息文电长度交通数据信息文电长度为8+M×(6+N)字节，其中M为车道数目，N为车长分类数目信息文电传输交通数据信息文电内容由车辆检测器发往上位机，是对交通数据请求的正确应答信息文电格式交通数据信息文电格式见表7，表7中车道数据块的定义见表8 表7交通数据信息文电格式序号名称长度说明 l信息编码l取值十六进制12H2年2取当前日期中年份，先传高位，后传低位 3月1l-12．取当前日期中的月份 4日l1-31，取当前日期中的日 5时10-23，取当前时间中的小时 6分10-59，取当前时间中的分钟 7秒10-59，取当前时间中的秒8车道l数据块6+N定义见表8 9车道2数据块6+N定义见表8 …………………………7+M车道M数据块6+N定义见表8表8车道数据块的定义序号名称长度说明 1车道号l1-162平均行车速度1单位：千米／小时(km/h) 3车道时间占有率1单位：% 4车头时距2单位： 5平均车长l单位： 6车长类型l交通壹l单位：辆 7车长类型2交通量l单位；辆6+N车长类型N交通量1单位：辆工作状态请求信息文电信息文电长度工作状态请求的信息文电长度为一字节信息文电传输。
环形线圈检测器及其应用
环形线圈检测器及其应用2009011497 崔作鹰(清华大学自动化系，自02班，北京,100084)摘要:本文详细介绍了环形线圈检测器在智能交通方面的应用，对其前景做了自己的分析。
关键字:智能交通环形线圈检测器目录:1引言2主要功能3基本工作原理4数据处理及运动建模5使用效果及缺陷6前景及发展方向7参考文献1引言随着车辆的增多和交通的和飞速发展，在道路交通管理与控制中对交通信息的需求越来越多。
交通信息的采集是通过车辆检测器实现的，车辆检测器根据采用的不同技术主要分为线圈检测、视频检测、微波检测、雷达检测、激光检测等。
其中，环形线圈检测器具有低成本、高检测精度、高可靠性、全天候工作的优点，是目前应用最广泛的车辆检测器。
从早期进口国外产品开始, 经过多年的消化吸收和不断创新，目前国产环形线圈车辆检测器也已具备了过硬的质量。
2主要功能1)交通信息采集及处理功能:交通信息采集是检测器基本功能，检测器通过检测线圈感应量的变化判断车辆的有无，然后CPU对数据进行计算后得出车流量、平均速度、时间占有率、平均车长、平均车间距等信息。
2)数据储存功能:检测器可储存计算后得到的数据。
如果通信中断，可由通信端口上传历史数据到便携电脑和数据中心，保持数据完整。
3)故障检测功能:检测器具备对线圈短路故障的检测。
在发现故障时，检测器能上传故障信息。
所存储的信息能在检测器或与检测器相连的外部设备上显示查阅。
以代码或文本形式记录下故障类型和细节;故障发生的时间、故障清除的时间可以通过维护工具和中心系统查询。
adership: Luo Mingjun, rectification time: before September 25th, insist for a long time) 1, 2, to further improve research, solve thoroughly, not solid, the effect is not obvious. The major issues and enterprises it is a matter of security bureau year development, the vital interests of the problem, determine the research topic, by members of the Party led research. Basic research to see the truth, to the truth, do not say hello, not pre arranged. After the investigation to submit the research report. 3, insist on grassroots party members take the lead in implementing the line. <. In the construction of work style building long-term mechanism views > and < on the depth of the grassroots, the people, promoting harmony activities notice >, more mines and enterprises, solve the masses of grassroots leaders, mine is not enough. 4, contact a crowd. Combined with the"grassroots cadres contact farmers" activities and each cadres tocontact a people, by4)通信功能:检测器标准配备若干通信接口，通过串口，可实现GPRS，CDMA的通信方式。
环形线圈车辆检测装置的设计与实现
Ｋ钾 ｗ ｏ ｄｓ ｖｅ ｉｌ ｅ ｅ ｔ ｒ ｃｒ ｅ ｌｏ ； Ｓ ｒ ： ｈ ｅｄ ｔｃｏ ；ｉ ｃ ｃｌ ｐ Ｉ ｏ Ｔ
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测 试 测 量技 术
环 形 线 圈 车 辆 检 测 装 置 的设 计 与 实 现
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｄ ｅ ｉ ｎ ｏ ｈ ｃ ｅ Ｄｅ ｅ ｔ ｒＢａ ｅ ｎ Ｃｉｃ ｅ Ｌｏ ｐ ｓ ａ ｃ ｎ ｓ ｇ ｆＶｅ ｉ ｌ ｔ ｃ ｏ ｓ ｄ ｏ ｒ ｌ ｏ
１引言
在 智 能 交 通 系统 中 ，车 辆 的检 测 对 整 个 控 制 系 统 的 实 现
十分 重要 。目前 ， 我国常用 的检测装置主要有环行线 圈检测装 置 、超声波式检测装置和基于计算 机图像识别技 术的视频检
测 装 置 等 ， 中 环行 线 圈 车 辆 检 测 装 置 具 有 电 路 简 单 、 能 稳 其 性 定 、 本 低 、 用 方 便 的优 点 ， 而 广 泛 应 用 于 交 通 协 调 控 制 成 使 因 系 统 。针 对现 实 中要 求 车辆 检 测 装 置 适 应 不 同 环 境 、 有 高 灵 具 敏 度 ， 行 稳 定 的 问 题 ， 章 介 绍 了 一 种 基 于 环 行 线 圈 的高 性 运 文
Ａｂ ｒ ：Ａ ｔｌ ｅ ｔ ｒｎ ｐ ｒ ｔ ｎＳ ｓｅ 啦 删 ｓＩ ｅｌ ｎ ａ ｓ ｏｔ ｉ ｙ ｔｍ （ Ｓ ａ ｐｉ ｔ ｎ ａ ｄｒ ｐ ｅ ｅｏ ｍ ｎ． ｏ￣ ｌ ｎｏ ｅＴａｆ ｎ ｉ ｎ ｎ ａａ ｎ ｉ ｇ Ｔ ａｏ Ｉ ） ｐ ｌ ａｉ ｉ ｄ ｖ ｌ ｅ ｔｃ ｉ ｃｉ ｆｈ ｒ ｉ ｅ ｖ ｏ ｍｅ ｔ ｔ Ｔ ｃ ｏ ｎ ａ ｄ ｐ ｅ ｏ ｔ ｆｃ ｒ ｄ
环形线圈检测技术
M LD Lh ( ) 2 L 2 c Rc ( Lc )
2 2
（3）
上式中，第一项 Lh ( )的变化幅度与车辆材料的导磁率 有关（自感），第二项与涡电流效应有关（互感）， M平方正比。检测时车辆覆盖线圈的面积愈大，车辆 的底盘愈低，则互感系数M越大，检测灵敏度也越高。
2.1.1 环形线圈检测器的工作原理
2.1.3 基于环形线圈的交通量获取技术
环形线圈检测器可以用于统计道路的某一断 面车辆经过情况，根据确定的采样时间间隔， 计算得到所需的交通参数。 * * * * * 流量 时间占有率 速度（单线圈、双线圈） 车型识别及分类 平均车长
2.1.3 基于环形线圈的交通量获取技术
（1）、流量
利用线圈对车的感应，在控制单元加上计数器来统计车流量
当铁磁性的车体进入环形线圈时，车体内就会产生涡流。此涡流
会损耗环形线圈产生的电磁能，即此涡流产生的磁场与原磁场的 方向相反，对环形线圈的磁场具有去磁作用，因此，会使环形线
圈的电感量减少。
•线圈的频率通常设在几十Khz～100Khz内，此时涡流的去磁作用 占主导地位，当车辆进入环形线圈的范围时，其电感量将减小。
自感： 由电磁场理论可知，任何载流导线都将在其周围产生磁场。对于长 度为l、匝数为N的螺线管型线圈，其内磁场强度均匀，其自感量为：
2.1.1 环形线圈传感器的工作原理
环形线圈检测器主要由环形线圈、调谐回
路、检测电路和输出放大器组成，另外新型环
形线圈检测器还有微处理器。通常是由几匝金
属线绕制成的环形线圈作为传感器，用作调谐
环形线圈检测器结构
车辆检测系统组成框图
2.1.1 环形线圈传感器的工作原理
•线圈中的总电感（线圈自感和线圈与车辆间互感）起直接作用。 •自感：环形线圈自感的大小取决于线圈的周长、环绕面积、匝数
任务1应用环形线圈车辆检测器环形线圈车辆检测器概述
环形线圈车辆检测器的应用场景
环形线圈车辆检测器广泛应用于交通 信号控制、交通监控、智能停车等领 域。
在交通监控中，检测器可以用于监测 道路车辆情况，为交通管理部门提供 实时数据，有助于交通管理和调度。
在交通信号控制中，检测器可以用于 检测路口车辆流量，根据流量情况调 整信号灯的时长，提高路口通行效率。
02
环形线圈车辆检测器的工 作流程
环形线圈的安装与调试
01
02
03
确定安装位置
选择合适的地点，确保线 圈能够检测到车辆的经过， 同时避免干扰物的影响。
安装线圈
按照设计图纸和规范，将 线圈安装在预定的位置， 并确保线圈的平直和牢固。
调试传感器
通过调整线圈的参数，如 频率、阻抗等，确保传感 器能够准确检测到车辆的 经过。
05
环形线圈车辆检测器的未 来发展
技术创新与改进
传感器技术升级
无线通信技术应用
随着传感器技术的不断发展，环形线圈车 辆检测器的性能将得到进一步提升，如更 高的检测精度、更强的抗干扰能力等。
随着无线通信技术的发展，环形线圈 车辆检测器将逐步实现远程无线监控 和管理，降低维护成本和难度。
数据处理算法优化
信号分类
根据提取的特征对信号进行分类，判断是否有车辆通 过。
车辆检测算法
阈值法
根据线圈感应信号的强度 变化设置阈值，当信号超 过阈值时判定有车辆通过。
模式识别法
利用机器学习或深度学习 算法对感应信号进行分类 和识别，判断车辆类型和 运动状态。
视频图像处理法
结合摄像头和图通过改进和优化数据处理算法，环形线 圈车辆检测器能够更快速、准确地识别 车辆，提高交通流量的监控效率。
最新几种主要车辆检测器的对比
几种主要车辆检测器的对比几种主要检测技术的对比道路交通信息采集是智能交通系统的一项重要内容。
在道路交通信息采集技术中，环形线圈车辆检测器因其技术成熟、易于掌握、初期建设成本较低而成为当前国内用量最大一种检测设备。
但是，环形线圈检测器同时具有获得的信息量少,难于安装和较低的灵活性等缺点。
为克服以上不足，微波车辆检测器和视频车辆检测器技术得以发展并应用于城市道路和高速公路的交通信息检测。
下面对几种检测技术的优缺点做具体分析随着道路交通检测技术的发展，基于视频图像处理、模式识别技术的视频车辆检测器应运而生。
视频车辆检测器具有采集信息量大、区域广泛、设定灵活、调整维护简便等特点，与传统的交通信息系统采集技术相比，视频检测器可提供现场的视频图像。
1.地感线圈环形线圈车辆检测器是传统的交通检测器，其工作原理为在道路上埋设感应线圈，感应线圈与车辆检测器连接。
当车辆经过线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态变化将被检测到，同时将状态信号传输给车辆检测器，由其进行采集和计算。
环形线圈车辆检测器相对于其他检测器具有低成本、高可靠性、高检测精度、全天候工作的优点，是目前应用最广泛的车辆检测器。
缺点：1、按照环形线圈施工要求，检测线圈在初次安装时要切割路面，植入环形检测线圈。
封路施工不可避免会造成交通阻塞，对于城市主干道交通产生影响。
2、埋植线圈的切缝容易使路面受损，缩短路面及检测线圈的使用寿命。
实际使用中尤其对沥青路面的损坏更为严重，导致检测线圈的损毁率居高不下，使用和维护成本上升，影响系统的可用性。
3、检测线圈容易受到路面下沉、裂缝、冰冻等环境影响，产生误报。
4、受自身测量原理限制，当车流拥堵、车辆间距较小时，其测量精度大幅度下降，不适于城市交叉路口交通流检测。
5、环形线圈车辆检测器一经设置即固定不变，在道路通行状况改变时调整困难。
2.微波车辆检测器微波车辆检测器是以微波对车辆发射电磁波产生感应原理为基础。
以RTMS微波为例，其工作方式为：悬挂于路侧，在扇形区域内发射连续的低功率调制微波，并在路面上留下一条长长的投影。
车辆测速系统中环形线圈介绍
3.4.1工作原理环形线圈车辆检测器通常由环形线圈、振荡回路和检测电路3 部分组成。
环形线圈是由电缆线圈绕几匝构成, 被加上交变电流, 埋设于路面下, 同时作为感性元件, 通过隔离变压器接到振荡回路上, 构成LC 谐振电路。
当车辆通过环形线圈或停在环形线圈上时, 车体切割磁通线, 在车体内将产生涡流, 涡流对环形线圈的磁场有去磁作用,从而使环形线圈的电感量减少, 进而改变LC 谐振的频率。
检测电路通过检测振荡电路频率值的变化即可判断车的存在与通过状况。
图3-7 为双线圈车速检测示意图。
图3-6感应线圈车流量检测示意图当车辆通过2 个相邻的环形线圈时, 车辆检测器可以分别获得两个时刻t1 和t2, 再由两相邻线圈的实际距离D , 就可以检测到车辆通过的数量。
（3-1）3.4.2检测电路电路如图3-1 所示。
匝数传感器的线圈电感2x m N L R R =+ （3-2） 式中：1m R Aμ=—铁心的磁阻； 000R A δμ=—空气隙的磁阻；l —铁心磁路长度;δ—空气隙的长度; μ—铁心的磁导率;A —铁心的横截面积;A 0—空气隙的横截面积;N —被测线圈的匝数。
汽车这里取δ足够大, 并且μ>>μ0, 所以认为R m 很小,即R m<<R 0,所以式(3-2)变为：200x N L A δμ≈（3-3）在图3-2中有源网络的1与2端加入一个输入信号U (s) , 则：()()1U s U s = （3-4）()()()()()()2121[]1f U s U s I s I s sC U s U s sC -===- （3-5）利用电感分压式有：()()211x xx xsL L U s U s U sL sL L L ==++ （3-6）我们知道：()()()()()1U s U s Z s I s I s ==（3-7） 将式(3-4)(3-5)(3-6)代入式(3-7)得：()111xZ s L sCsC L L ==+ （3-8） 式中, 1xLC C L L =+。
环形线圈车辆检测原理
环形线圈车辆检测原理环形线圈车辆检测原理是一种常见的路面车辆检测方法。
它是利用感应原理来检测路面行驶车辆的存在和通过情况，可应用于交通控制、道路计费、交通电子警察等场景中。
本文将介绍环形线圈车辆检测原理的工作过程和优点。
工作原理环形线圈车辆检测系统由一个或多个环形线圈组成。
每个环形线圈都由一些细导体线缠绕在一个软铁环上。
这些导体线与软铁环构成了一个电感器，在有车辆存在时可感测到其磁场的变化。
当有车辆驶过环形线圈时，车辆的金属部分与环形线圈产生感应，使得线圈内的磁通量发生变化。
这个变化产生后，环形线圈的电路就会发生变化，进而产生电流和电压的变化。
为了感知到车辆行驶的不同状态，环形线圈要经过合适的配合和控制。
例如，当环形线圈感收到车辆的存在信息时，系统会开始计时。
当车辆通过时，在适当的时间里，环形线圈将再次感测到车辆的存在。
此时，输入到系统中的电信号将被处理，以检测车辆的流速和通过时间等信息。
优点1. 环形线圈可用于不同部位的车辆检测，如道路桥梁、停车场、收费站等多个应用场景。
2. 环形线圈的工作原理基于感应原理，使用方便、可靠性高。
3. 环形线圈可以检测车辆的存在、车速、流量等信息。
4. 环形线圈的数据可以通过连接到计算机的方式来处理并记录，实现管理和统计分析。
5. 环形线圈具有较高的灵敏度和长的使用寿命。
在总体方案上，环形线圈技术与其他的车辆检测技术相比，具有功耗小、维护成本低、布设工作方便等特点。
总结环形线圈车辆检测技术是一种使用广泛的路面车辆检测方法。
它通过感应原理实现车辆的检测，并具有多种优点，如适用性广、使用方便、数据处理便捷等。
因此，环形线圈车辆检测技术在交通控制、收费站、停车场等场景中得到了广泛的应用。
同时，随着的技术的不断进步，环形线圈车辆检测技术将会有更广泛的应用和更好的效果。
环型线圈车辆检测器在电子警察系统中的应用
环型线圈车辆检测器在电子警察系统中的应用作者：马英王昱江昆张志远来源：《现代电子技术》2008年第01期摘要：随着城市交通的不断发展，对智能交通系统的需求也日益增加。
电子警察系统的应用可以提高机动车驾驶员的自觉性，增强安全意识，保证道路畅通。
基于对电子警察系统的研究，报告了电子警察系统的现状，介绍了电子警察系统的构成和功能，详细介绍了环型线圈检测器的工作原理及其在电子警察系统中的应用，说明环型线圈检测器的工作过程以及在工作过程中应注意的问题，对电子警察系统的应用有一定的指导意义。
关键词：智能交通系统; 电子警察; 车辆检测器; 环型线圈中图分类号：TP29 文献标识码：B文章编号：Application of Circle Loop Vehicle Detector in the System of Electronic Police(1.School of Information Engineering,Wuhan University of Technology，2.Wuhan Skyhign Electronic System Engineering Corporation,Wuhan,430072,China)Abstract：With the development of urban transportation,the demand of Intelligent Transportation System (ITS) becomes high increasingly.With the use of electronic police,the driver′s self-conscious and safe conscious are improved,and the rode unclogged are guarantee.The compositions and the functions of the electronic police are introduced in the paper.The work principle circle loop detect which is used in the system of electronic police is vital introduced.The work process of the circle loop detect and what problems we should pay attention in the work process are also explained.There is a guiding significance to the electronic police.Keywords：intelligent transportation system;electronic police;vehicle detector;circle loop1 引言随着城市交通的迅速发展，道路机动车流量急剧增加，使得交通管理面临着新的挑战。
环形线圈车辆检测器基本原理
环形线圈车辆检测器基本原理车辆检测系统是道路监控系统非常重要的一部分。
利用感应线圈来检测车辆速度是目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法,它可以获得当前监控路面交通流量、占有率、速度等数据,以此判断道路阻塞情况,并利用外场信息发布系统发出警告等。
本文将就目前环形线圈车辆检测器的基本原理和组成进行介绍和分析。
一、环形线圈车辆检测器基本原理其基本原理如图所示:在同一车道的道路路基段埋设一组(2个)感应线圈,每组感应线圈与多通道车辆检测器相连。
当车辆分别经过两个线圈时,由于线圈电感量的变化,车辆的通过状态将被检测到,同时状态信号传输给车辆检测器,由其进行采集和计算。
此方法检测精确,设备稳定,且在恶劣天气条件下仍具备出色的性能。
此外,廉价的成本也是其在世界范围内得以广泛应用的原因之一。
二、检测器的组成检测器(欧标卡式插槽)基本由机架、底板、中央处理器、检测卡以及接线端子组成。
检测卡(品牌可选)沿导轨插入机架内,并与底板和中央处理器实现电气连通。
1、中央处理器中央处理器是对采集信号进行计算的模块,一般是一个带嵌入式操作系统的单板机,具备较强的数字计算、存储能力和通讯接口。
通过对端口的扫描,捕捉电平的变化时间,以此计算出相应的交通数据(具体算法稍后介绍)。
一般检测器的通讯接口包括RS232/485,比较先进的还具有以太网接口和GPRS 模块。
目前,在国内大多数应用中,由于监控路面和监控中心距离的关系,系统集成商普遍采用调制解调器点对点联接的方式上传数据,或者通过PLC中转数据。
任何意外情况的发生导致处理器死机、故障等非工作状态,都应该能在短时间内重新启动,且不应超过三十秒。
2、检测卡检测车辆通过或静止在感应线圈的检测域时,通过感应线圈的电感量会降低,检测卡的功能就是检测这一变化并精确地输出相应的电平。
线圈式车辆检测器采用的检测卡品牌较多,一般都为欧标卡式接口。
比较广泛使用的有英国PEEK 公司的MTS4E,南非NORTECH的TD634ES,英国的MoniSense 等。
环形线圈检测原理实验
环形线圈检测原理实验一、实验目的环形线圈检测器是交通参数检测的主要手段之一，交通信息与控制实验平台搭建有环形线圈检测原理实验系统。
系统通过埋设在实验平台上的感应线圈，采用线圈检测器采集车辆感应信号，并通过线圈采集实验软件，采用模块化设计思想，学生可以自行搭建线圈采集系统，了解线圈采集的基本原理，获得多种交通参数。
实验使学生了解实际交通中的环形线圈检测系统的基本原理，如图1所示。
其中包括线圈检测系统的硬件组成、设备连接、功能实现；另外，还有检测系统设备间的通讯过程、软件连接；以及交通参量的计算、处理以及存储等过程。
图1.a实际道路中的检测系统结构采集计算存储图1.b 实验平台的检测系统结构二、实验内容1、自制环形线圈，测量其电感量，了解环形线圈的影响因素，记录不同类型环形线圈的电感量，并测量其在震荡电路中的频率；2、连接环形线圈与线圈检测器，通过教学软件进行数据采集，并存储；了解线圈检测器的基本原理；3、通过采集的检测器数据计算交通量，并通过教学软件计算(交通量、平均速度、时间占有率、车头时距)等交通量。
三、实验原理及实验过程实验一：前端检测传感器的原理与应用(1) 环形线圈检测原理环形线圈车辆检测是利用电感耦合原理，通过LC振荡电路检测频率进而达到车辆检测的目的。
其中环形线圈作为此等效电路中的电感元件，与检测其中的电容、振荡器及其相关电路组成整个检测电路则。
电流通过环形线圈,在其周围形成一个电磁场，当车辆行至线圈上方时，在金属车体中感应出涡流电流,涡流电流又产生与环路相耦合，但方向相反电磁场，即互感，使环形线圈电感量随之降低，因而引起电路谐振频率的上升，如图2所示。
车辆覆盖线圈的面积愈大，车辆的底盘愈低，则互感系数M越大，检测灵敏度也越高。
只要检测到此频率随时间变化的信号,就可检测出是否有车辆通过。
I b I cM等效电路等效电路车辆与线圈互感图2 检测器工作时等效电路图因此在检测时，环形线圈总电感是由自感、互感两个部分组成的。
机动车超速自动监测系统中环形线圈车辆检测器测量误差分析
环形 线 圈车 辆检 测器 的传感 器端 通过馈 线 与感应 线
当有金属物体通过感应线 圈上方 时， 线圈磁通量发生变
化， 导致感应线 圈的电感值 随之变化 ， 进而改变 Ｌ Ｃ谐振 的频率 。检测器检测到这种变化后 ， 以电平、 开关量等方 式将车辆通过的信号送至监测主机 。 在机动车超速 自动监测系统 中， 车辆通过监测区域
我 国道 路 路面工 艺 复杂 、 被 测车辆 种类 繁多 ， 路基金 属 物 体 的多少 、 车辆 地 盘 的高低 、 周边 电磁 干扰 的大 小 ， 都是 影 响检 测器测 量 准 确 度 的原 因。 总体来 看 ， 可将 检 测 器测 速误 差 的来源 分为两 类 ： ３ ． １ 通过 测 速 点 的选 址 、 改 善施 工 工 艺 、 调 整检 测 器 参 数 可 以消 除的误 差
应线圈 ２ 开始振荡 ， 线圈 １ 、 线圈 ３ 、 线圈 ４ 都处于暂停工 作的状态 ； 第三、 第 四个工作周期分别启动通道 ３ 、 通道 ４ ， 其他线圈暂停工作。通过这样周而复始的顺序扫描通 道， 可 以保证在 同一 时 间 ， 只有 一 个感 应 线 圈 在 振荡 ， 这
样就避 免 了通 道 之 间 的 串扰 。 当多 个 检 测 器 同 时 使 用
高、 技术成熟 、 成本较低等优点 ， 与感应线圈等设备配合 ，
能够指示车辆 的存在或通过 ， 因而广泛应用 于停车场出 人 口、 收费 站道闸、 道路流量统计 、 闯红灯抓拍、 卡 口抓
，
拍、 超速测速抓拍等领域。在我国 ， 以环形线圈车辆检测 器为核心测量部件的机动车超速 自动监测系统 ， 占据了 我 国公路 管 理速 度监 测 仪 的半 壁 江 山 ， 作 为 强制 检 定 的 工作计量器具 ， 其速度测量 的准确性直接关 系到交通管
环形线圈车辆检测器方案
环形线圈车辆检测器方案简介环形线圈车辆检测器是一种常用的车辆检测设备，它通过在道路上铺设环形线圈感应器，监测通过的车辆数量和车辆通过的时间，以便交通管理部门及时监测道路交通情况。
本文将介绍环形线圈车辆检测器的原理、优点、缺点和应用场景。
原理环形线圈车辆检测器的原理是基于车辆金属部分对交变电磁场的干扰产生信号的特性。
当车辆驶过感应线圈时，车辆金属部分对感应线圈电磁场的干扰会产生信号，通过信号处理电路将其转化为数字信号，从而计算出车辆通过感应线圈的时间和数量。
一般情况下，环形线圈车辆检测器会安装在车辆经过的道路位置，需要考虑车辆速度、车身长度、触发模式等因素。
优点1.精度高：环形线圈车辆检测器的精度非常高，可以精确计算车辆通过的时间和数量，从而准确把握道路交通情况。
2.维护成本低：环形线圈车辆检测器的维护成本非常低，因为其运行原理非常简单，故障率极低，基本不需要维护和保养。
3.适用性广：环形线圈车辆检测器适用于各种道路、车辆和交通场景，可以有效监测车辆的速度、流量、密度等指标。
4.清晰直观：环形线圈车辆检测器提供的数据甚至可以实时地在交通信号控制系统中显示，帮助交通管理人员清晰直观地掌握交通状况。
缺点1.安装需要专业技术：环形线圈车辆检测器需要安装在车辆经过的道路位置，需要考虑车辆速度、车身长度、触发模式等因素，因此需要专业技术支持。
2.影响交通：为了安装环形线圈车辆检测器，可能需要对道路进行一定的封闭或限制车辆通行，从而可能影响交通。
3.依赖电力和线路：环形线圈车辆检测器依赖于电力供应和线路连接，如果线路短路等问题，则可能导致检测器无法正常工作。
应用场景1.交通信号控制：环形线圈车辆检测器可以用于智能交通信号控制系统，及时监测车辆通过数量和时间，调整红绿灯状态，优化道路交通流量。
2.高速公路服务区：环形线圈车辆检测器可以用于高速公路服务区，及时监测停车场内车辆数量、停留时间和流动情况，为交通管理人员提供重要数据支持。
任务1应用环形线圈车辆检测器环形线圈车辆检测器概述
前视图
后视图
电源
功能及技术指标
1. 检测单元 检测单元的具体性能指标如下： (1) 具有检测路上每一车道所通过的车辆数、瞬时速度、车头时距、道路
占有率、交通流方向等功能； (2)检测精度： 二轮以上机动车交通量检测精度≥98%， 测速范围：0～200km/h（±3%），检测精度：≥95%， 占有率检测精度≥95%， 线圈电感范围：18～2500μH，可自动调谐； (3)灵敏度选择状态每通道一个，该开关允许对每车道进行灵敏度的调整，
计算机； (d) 监视环形线圈的工作和故障并报告给监控分中心计算机，检测器故障将依靠一
个连续的输出信号指示； (e) 系统留有供便携终端读取数据的通信接口、向监控分中心计算机上传数据的通
信接口、手动设置参数的控制面板。 2. 技术要求 (a) 微处理器可处理至少12组环形线圈传感器的检测数据； (b) 微处理器在采集的数据用先入先出方式存储时， 保证保留最近48小时数据； (c) 预处理后的数据通过综合通信网传输, 传输速率为9600bps; (d) 设备应配有过电压和浪涌电压保护装置，在雷击时设备应不受影响，做到在
微处理器系统
1. 功能要求 (a) 收集环形线圈输入的数据；可预处理并存贮每个检测点上的各车道交通监视参
数； (b)对于检测到的交通参数，能按10秒、30秒、1分钟、5分钟、15分钟、30分钟、
1小时等周期(此周期可重新设定)进行累计； (c) 每隔一定周期(此周期可重新设定)将这些参数以数据块的方式传到监控分中心
硬路肩 土路肩
说明： 1、图中尺寸单位为米。 2、本图为直接切割路面，将线缆敷设到设备箱。 3、图中中央隔离带线缆用钢管保护。
70 80 85 70 80 85
5磁频车辆检测——1环形线圈检测器
1、基本原理
• 当车辆经过气压管传感器时，气压管 内部便产生一股微弱的气流并传到检 测设备上的空气开关，从而便形成了 一个车轴电信号。橡胶气压管传感器 技术采用2个气压管传感器提供信号， 精确记录每个车轴的时间标，然后利 用交通管理软件对车轴数据进行处理， 可获得交通量、车速、车辆类型、车 • 典型—MetroCount 5600，由MC 流密度等交通流参数。 5600路旁单元及安装套件、MTE 3.18交通数据分析管理软件组成。
二、环形线圈检测电路原理
• 1、调谐电路 • 基于电磁感应原理的车辆检测器
二、环形线圈检测电路原理
• 2、环形线圈车辆检测方案 • （1）相位变化的检测 • 锁相环技术和双振荡器方案 • （2）频率变化的检测 • 对整个谐振回路的振荡频率进行检测 • （3）阻抗变化的检测 • 阻抗——电压电平——检波输出
六、环形线圈的安装调节
• 1、环形线圈的测试 • 500V电压下，线圈对地的绝缘电阻>=10M • 车辆通过线圈末端的瞬间，线圈交流阻抗<= 500，正常 • 绝缘电阻<10M,检测器需重新调整 • 绝缘电阻<2M，线圈或馈线需立即更换
• 2、检测器灵敏度的调节 • 理论上，环形线圈检测器的线圈和馈线电缆的 电感系数范围为20~750uH。 • 在较理想情况下，环形线圈检测器的检测精度 能够达到大于0.02%小于0.1%的精度。 • 实际情况下，检测器的灵敏度会因环境因素 （温度、湿度、噪声等）引起线圈阻抗的变化 而使检测器产生误差。
匝间电容 馈线电缆
检测线路板
调谐电容
图2 环形线圈检测器原理示意图
汽 车
环形线圈
汽 车
实际开始计时
实际终止计时
t
环形线圈车辆检测器方案
环形线圈车辆检测器方案一、背景环形线圈车辆检测器是指通过使用放置在道路上的线圈来进行车辆检测的一种解决方案。
该方案是一种基于电磁感应原理实现的技术，通过检测车辆通行时产生的磁场来判断车辆的存在性及其他相关信息，如车速、车道等。
二、环形线圈车辆检测器原理1. 基本构成环形线圈车辆检测器主要由线圈、信号放大器、数据采集器和计算机软件等几个部分组成。
其中，线圈是最核心的部分，通常使用一种能够产生较强磁场的铜线或铜带，将其绕成环形，并固定在路面上，形成一个类似于“环形”或“8”字形的线圈结构，如图所示：_______| |/ \\O O/ \\| |\\ /O___________O当有车辆通过时，会产生交变磁场，进而在线圈中感应出一定大小的电压信号。
信号放大器负责对这个电压信号进行放大和处理，数据采集器则用于记录和存储这些被处理后的信息，计算机软件则用于实时监测和分析数据。
2. 原理解析在正常情况下，线圈中不存在磁场，电路中也不会有电感应生成的电流。
但当车辆通行时，由于车身中存在某些部件具有磁性，例如车轮、钢板等，这些部件在通行时会与线圈中的磁场相互作用，产生感应电流。
感应电流的大小是由车辆自身的磁性和速度等因素决定的。
一般而言，当车速越快时，感应电流产生的强度也会越大；而当车辆具有更多的磁性部件时，也会产生更大的磁场信号。
通过利用线圈检测车辆通行时产生的磁场信号，可以较为精确地计算出车辆经过线圈的时间和速度等信息，同时也可以用于车道的识别和计数等功能。
三、应用场景与优势环形线圈车辆检测器主要适用于需要实时监测车辆流量和车速信息的场合。
比较典型的使用场景包括：•交通信号灯控制系统•高速公路收费系统•停车场出入口控制系统•智能交通系统（ITS）相较于其他车辆检测技术，如雷达、摄像头等，环形线圈车辆检测器具有如下优势：•易安装：线圈可以直接嵌入路面或者置于路面下方；•维护成本低：不需要进行定时维护，只需要对线圈进行定期检测；•数据准确性高：适用于各种路况和车型，可以较为精确地计算车速、车辆轨迹等信息；•能够与其他系统集成：可与车辆识别系统、收费系统等其他智能交通设备结合使用。
车辆检测技术中环形线圈的应用研究
车辆检测技术中环形线圈的应用研究摘要：本文研究了线圈车辆检测系统的工作原理，对系统中线圈的工作特性作了详细的分析，计算了线圈产生的磁场的分布规律，并根据该规律，提出了改进线圈检测灵敏度的几种线圈设计方法。
关键词：线圈车辆检测系统电感线圈磁通量1导言进入新世纪以来，随着经济的快速发展，智能交通系统（ITS－Intelligent Transportation System）在我国得到了飞速的发展。
在智能交通系统中，道路交通流量信息实时、有效的检测是交通信息系统的关键环节，已有很多的专家学者运用各种先进的技术对车辆检测的方法进行了开发研制。
本文将以正在使用的新型车辆检测器作为基础，对线圈车辆检测系统中电感线圈的工作特性作深入的研究。
线圈车辆检测系统的原理简介线圈车辆检测系统主要由电感线圈及与之相配套的车辆检测仪组成。
其中，电感线圈一般是由几匝金属导线绕制成空心线圈，埋设于车道的路面下，通过馈线与车辆检测器相联。
车辆检测器用高频信号驱动地感线圈，在线圈的周围就产生了交变的电磁场，这时，若有车辆通过线圈，在改变线圈周围空间的磁导率的同时切割磁感线，引起线圈电感量的变化，并进而引起线圈阻抗的变化，这将导致车辆检测器内部振荡信号频率的变化，检测电路可以检测到这一频率的变化，据此就可以达到检测车辆的目的了。
3 电感线圈的工作特性研究电感线圈在检测系统中起到了传感器的作用，线圈的形状和埋设布局等对检测系统的灵敏度将有很大的影响。
为了说明这一影响，首先应该了解线圈工作时的磁场分布规律。
我们将以毕奥－萨伐尔定律为工具着手研究。
毕奥－萨伐尔定律是有关电流产生磁场的基本定律，即（1）其中µ。
为真空磁导率（可近似认为是空气中的磁导率）dB的方向可用右手螺旋定则来判断，dB垂直于dL和r所组成的平面。
根据（1）式可求出载流长直导线放在真空中时，导线旁边任意一点P的磁感应强度B，设有一长直导线AB，其中的电流为I，如图所示，在直导线上任取一电流元IdL，根据毕奥－萨伐尔定理，该电流元在给定点P所产生的磁感应强度的大小为dB，dB的方向垂直于电流元IdL和矢径r 所组成的平面。
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• 3、长度的确定 • 根据检测目的，确定不同的环形线圈长度。 • 检测车队存在时，环形线圈长度要大于车间距， 而用于车辆计数时，环形线圈必须小于车间距。
• 4、检测区域 • 平行于线圈边，大于线圈槽约1m范围内
• 5、匝数确定 • 匝数取决于环形线圈的 尺寸 线圈周长 3米以下 3—6米 6—10米 10--25米 线圈匝数 根据实际情况，保证电感值在 100uH－200uH之间即可 5-6匝 4-5匝 3匝
1、环形线圈检测器结构
馈线 环 形 线 圈
图1、线圈检测系统图
检测处理单元
检测处理单元组成：
1）中央处理器，
2）检测卡。
•环形线圈传感器、传输馈线、信号检测处理单元、背板框架
• 2、检测原理 • 谐振回路的频率：
f
1 2 LC
• 有源激励检测
车辆 涡流 路面
交变磁场
感应线圈所 展示的两匝 导线
五、环形线圈车辆检测器的优缺点
优点： 1、技术成熟 2、传感器简单 3、直接测试的量多 4、全天候工作 缺点： 1、只能进行单车道检测，多车道需多个检测器 2、无大局观，不能实时测量排队长度、大区域内车流密 度及车辆拐弯等 3、安装郭晨对检测器可靠性和寿命影响很大 4、线圈容易被重型车辆、路面修理等损坏 5、感应线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然环境影响
2、安装
• 安装位臵的选择要注意以下几点： • （1）所选择的位臵一定使车辆能够匀速的通过气压管，如果可能，要避免 选择那些会让车辆加速或减速的位臵，如转弯，陡坡，交通灯或十字路口 处；
• （2）一定要避免选择车辆会停在气压管传感器上的位臵；
• （3）一定要使车辆垂直通过气压管，避免选择那些会斜向通过气压管的位 臵； • （4）避免由于突然转向或换道而只通过一个气压管的位臵； • （5）要为路旁单元选择一个安全合适的位臵，避免线杆或树木之类的障碍 物。
双车道-单台设备安装示意图
现场安装示意图
图1-11d 双车道-胶布固定方式
图1-11c 双车道-路钉固定方式
多车道-两台设备安装示意图
3、优缺点及适用性
（1）优点
• ①快速安装，电源用量少，费用低，维修简单； • ②一次检测可获得多种交通数据，对同一数据实现多种交 通流特性分析报告，具有数据过滤功能、数据质量审核功 能，能精确的研究每一辆车。
• 5.2地磁与电磁车辆检测器
一、地磁式车辆检测器
• 被动式检测器，本身不发射任何信号，主要由 地磁探头和检测电路组成。
地球磁场如何与偶极磁场叠加引起磁场波动
偶极对罗盘指示数和传感器输出的影响
• 检测车辆存在和车型识别 • 车链通过时对地磁的影响达到地磁强度的几分之一，地磁传感器可分辨 出地磁1/6000的变化。 • 探测车辆通过时对地磁场产生的扰动来探测车辆的。 • 灵敏度高，国外应用广泛
1、基本原理
• 当车辆经过气压管传感器时，气压管 内部便产生一股微弱的气流并传到检 测设备上的空气开关，从而便形成了 一个车轴电信号。橡胶气压管传感器 技术采用2个气压管传感器提供信号， 精确记录每个车轴的时间标，然后利 用交通管理软件对车轴数据进行处理， 可获得交通量、车速、车辆类型、车 • 典型—MetroCount 5600，由MC 流密度等交通流参数。 5600路旁单元及安装套件、MTE 3.18交通数据分析管理软件组成。
二、环形线圈检测电路原理
• 3、检测器电路原理分析
fi 调谐 电路 相位比较器 （PD） Vd 压控振荡器 （VCO） Vf 低通滤波器 fc （LPF） Vc 输出 DIGout 电路
ANout
电流源
三、环形线圈的设计
• 确定环形线圈的形状、尺寸及其匝数 • 1、形状 • 长方形：适合汽车和货车的检测
•
车辆磁映像（Vehicle Magnetic Imaging-VMI） 技术是美国Nu-metrics公司的专利，属于便携式综 合数据调查检测技术，是固定式的被动声学检测设 备，本身不产生磁场，放在道路上截取磁性的扰动。
• 利用车辆对通过地磁场的影响，检测车辆交通参数。
1、基本原理
• 采用低功耗、高灵敏度的强导磁材料，将地磁磁通线集中约束在比较小 的空间，当车辆接近磁力检测传感器的检测区域时，检测区域的磁力线 受挤压；当车辆将要通过检测区域时，磁力线沿中心聚合；当车辆正在 通过检测区域时，磁力线沿中心发散。这样利用车辆接近、将要通过及 正在通过检测区域时磁力线的变化对车辆进行检测。
二、电磁式车辆检测器
• 电磁探头和检测电路两部分组成 两轴式磁通门磁力计，一个初级线圈，两个次级线 • • • • 圈，通过线圈两端电压反应磁场强度。 1khz励磁信号，车辆通过，扰动原磁场，线圈磁场发 生畸变，幅度变化 整形输出800ms的脉冲方波 优点:灵敏度高检测率95%，安装容易 缺点：工作稳定性差
5、磁频车辆检测器
• 磁频车辆检测 • 以电磁感应为检测参数、以磁频车辆检测器 为检测设备的可以检测车辆通过或存在于检 测区域的技术。 • 固定型检测 • 通过分析车辆经过检测区域后引发的传感器 的脉冲信号的方法对交通流信息进行检测。
主要设备
• • • • • • • • 环形线圈 地磁式 电磁式 微星线圈 磁成像 摩擦电 磁力 ……
3、优缺点及适用性
（2）缺点
• ①当车流量大、空气开关对温度比较敏感、车辆轮胎对气 压管造成磨损和破坏的情况下，检测精度会受到影响； • ②车辆停在气压管传感器上时，精度失真。
3、优缺点及适用性
（3）适用性 • 气压管一般安装在垂直于交通流运行的 方向，更适用于双向两车道的检测，用 于测量短期交通量，可广泛用于城市道 路路段和交叉口。
二、环形线圈检测电路原理
• 1、调谐电路 • 基于电磁感应原理的车辆检测器
二、环形线圈检测电路原理
• 2、环形线圈车辆检测方案 • （1）相位变化的检测 • 锁相环技术和双振荡器方案 • （2）频率变化的检测 • 对整个谐振回路的振荡频率进行检测 • （3）阻抗变化的检测 • 阻抗——电压电平——检波输出
3) 压电检测器
压电材料：将动能转化成电能的材料，
产生的模拟信号与作用在检测器上的压
力成比例。
应用：动态称重，车型分类（轴数，轴
距），车速检测（多个联合应用）。
4) 道路管检测器
• 原理：车辆经过橡皮管时，发出气压脉冲 信号，使压力起动开关闭合，向计数器发 出电信号。 • 优点：简单，实用，灵活性强。 • 缺点：车流量大时，准确度下降。
3、优缺点及适用性
• 优点是可检测小型车辆，包括自行车； • 缺点是很难分辨纵向过于靠近的车辆，无法测量静止的单 位； • 适合装在不便安装线圈场合，比如桥面。
总结：磁频车辆检测器的应用范围
主要用于交通流信息采集系统、交通信号控制系 统、交通诱导以及停车管理系统。 1、交通流信息 交通量、流向、车速、车道占有率、排队 长度等。 2、交通事件信息 车辆超速、违规停车、车辆存在 3、实现闯红灯电子警察触发、车辆违规抓拍、 交通信号自适应控制等
25米以上
2匝
四、环形线圈的定位
• 确定环形线圈在道路上的埋设位臵，取决于检 测目的、道路条件及交通状况等。 • 需要对路口几何尺寸和交通状况进行详细地调 查，并统计好路口高低峰的车流量。
四、环形线圈的定位
• 1、独立交叉口
四、环形线圈的定位
• 2、全触发交叉口控制传感器的设臵
四、环形线圈的定位
• 3、干线系统
图3.5 开放网络干线和道路封闭网络关联交叉口控制中的交通信号结构。
四、环形线圈的定位
• 4、高速公路监控
图3.8 高速公路事件检测方案
事件过程中的交通流特点
四、环形线圈的定位
• 5、高速公路匝道
图3.9 匝道仪控传感器和路口配置
• 协调的交通响应控制
SWARM1算法
• SWARM 匝道仪控算法的原则
• 1、检测原理及技术性能 • 车辆通过时，改变探头上磁力线的分布，即穿 过线圈的磁通量发生变化。在探头两端感应出 30~100mv电动势。 • 对汽车速度有一定要求，不能检测静止车辆。 • 可测车速：大于8km/h • 检测精度：约95%
• 有线：路面开一条5mm宽的缝 • 无线：在路面打一个直径55mm，深150mm的 洞
三、环形线圈的设计
• 1、形状 • 菱形：适合电动单车和自行车的检测
三、环形线圈的设计
• 1、形状 • 8字形：此电环有较低横向灵敏度，适合安装 在非常靠近闸门的地方或容易受横向干扰的场 合。如轨道车辆旁和自动伸缩门等
三、环形线圈的设计
• 2、尺寸 • 根据道路条件和检测目的及要求而确定 • 平行于车辆行驶方向的线圈边长为环形线圈的 长度； • 垂直于车辆行驶方向的线圈边长为线圈的宽度。 • 通常宽度至少应覆盖一个车道宽度的50%~60 %
• 5.1环形线圈（感应）车辆检测器 • 接触式检测 • 检测车辆通过或存在
一、环形线圈车辆检测器的工作原理 • 环路感应器是通过探测金属物在感应线圈上造 成的电感量变化来探测到金属物的。 • 线圈是由多匝导线绕制成的，埋在路面下，用 水泥填充好。当金属物通过感应线圈时，导致 了线圈的电感量发生了一些变化。这个变化被 检测到后，通过内部控制器的运算判断出有金 属物，并通过输出继电器输出信号。
六、环形线圈的安装调节
• 1、环形线圈的测试 • 500V电压下，线圈对地的绝缘电阻>=10M • 车辆通过线圈末端的瞬间，线圈交流阻抗<= 500，正常 • 绝缘电阻<10M,检测器需重新调整 • 绝缘电阻<2M，线圈或馈线需立即更换
• 2、检测器灵敏度的调节 • 理论上，环形线圈检测器的线圈和馈线电缆的 电感系数范围为20~750uH。 • 在较理想情况下，环形线圈检测器的检测精度 能够达到大于0.02%小于0.1%的精度。 • 实际情况下，检测器的灵敏度会因环境因素 （温度、湿度、噪声等）引起线圈阻抗的变化 而使检测器产生误差。