핵심기술

HS-WIM
01. 기존 HS-WIM 센서의 특성 : 압전 센서
압전 재료는 기계적 충격이나 진동을 받을 때 전압을 생성하는데, 반대 극성의 전기 전하가 재료의 내부 및 외부 면에 나타나고 전압을 유도함
측정된 전압은 차량의 힘 또는 중량에 비례하며, 압전 효과의 크기는 결정체 축에 대응하여 힘의 방향에 따라 달라짐
압전 효과는 동적이기 때문에, 즉 힘이 변화 할 때에만 전하가 생성되고 힘이 일정하게 유지되면 초기 전하는 감쇠하게 되며,
압전 재료는 높은 주파수 응답으로 비교적 동적인 하중변화는 측정이 잘 되나, Hysteresis의 물성적 특성으로 정적인 하중 측정에는 어려움이 있음
 

02. 기존 HS-WIM 센서의 한계
 
테스트
속도		 수정(Quartz) 필름(PVDF) 세라믹(Ceramic)
총중량(kg) 에러율 총중량(kg) 에러율 총중량(kg) 에러율
30Km/h 2536 -10.3% 2120 -23.7% 2506 -9.9%
50Km/h 2514 -9.6% 2281 -17.9% 3110 11.9%
70Km/h 2488 -10.5% 2314 -16.8% 3367 21.1%
 
평균온도 수정(Quartz) 필름(PVDF) 세라믹(Ceramic)
총중량(kg) 에러율 총중량(kg) 에러율 총중량(kg) 에러율
10.2℃ 2644 -4.9% 2077 -25.3% 1157 -58.4%
22.2℃ 2604 -6.3% 2767 -0.5% 2059 25.9%
34.4℃ 2631 -5.4% 3239 16.5% 2948 6.1%

출처 : Xiaohua Jiang et al. Improvements in Piezoelectric Sensors and WIM Data Collection Technology, Annual Conference of the Transportation Association of Conada 2009
 

이론적인 측면의 이슈
 

LS-WIM
01. LS-WIM 센서의 편하중 현상
교정검사장비로 축중기 PAD 상/중/하 테스트 사진
080125 10t 중량에 따른 휘어짐
PAD 가운데가 적게 휘어짐(중량이 적게 검출됨)
 

02. LS-WIM 센서의 복원력
PAD에 무게 값을 연속(0~5~10ton)으로 가하여 PAD의 복원력이 떨어져 초기 시작하는 영점 Analog 값이 달라지는 현상이 발생됨으로 타이어 무게 값도 달라지는 요인으로 작용
 

03. 센서의 임계치 및 노이즈 갭
 
Limit (최소임계치) Noise Gap

PAD에 탑재되는 것이 차량 바퀴인지, 오토바이 바퀴인지 구분하기 위해 설정하는 최소 수치


→ 최소 수치를 인식하여 차량 축의 바퀴로 인식하는 값

차량 바퀴를 구분하기 위해 설정한 임계치는 PAD를 설치한 주변 환경에 의해 변화 함


→ 비정상적으로 차량 바퀴를 오인식 하는것을 제거하는 수치

▪ 설치 장소마다 도로 환경이 달라서 Noise Gap의 값이 다름

▪ 설치 센서 및 A/D 보드마다 Nose gap의 진동값이 다름