KR101819600B1 - 차량 부하에 응답하여 변화하는 전기 송신 라인 파라미터를 포함하는 센서 - Google Patents
차량 부하에 응답하여 변화하는 전기 송신 라인 파라미터를 포함하는 센서Info
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Abstract
장치는 센서 어셈블리를 포함한다. 센서 어셈블리는 송신 라인 어셈블리가 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하도록 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되는 전기 송신 라인 파라미터를 갖는 송신 라인 어셈블리를 포함한다.
Description
관련 출원(들)에 대한 상호 참조
본 출원은 2013년 3월 4일에 출원된 미국 임시 특허 출원 일련 번호 제61/772,138호에 관한 것이고 35 USC §119(e) 하에 그것으로부터 국내 우선권 이익들을 주장하며, 그것의 전체 내용은 참고문헌에 의해 본 명세서에 분명히 통합된다.
본 출원은 2013년 3월 15일에 출원된 미국 실용신안 특허 출원 일련 번호 제13/835,797호에 관한 것이고 35 USC §119(e) 하에 그것으로부터 국내 우선권 이익들을 주장하며, 그것의 전체 내용은 참고문헌에 의해 본 명세서에 분명히 통합된다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 지능형 운송 시스템들에 관한 것이다.
지능형 운송 시스템들은 데이터 수집, 통행료 징수, 차량 분류, WIM(weigh in motion), 및 다른 교통 감시 또는 교통 관리 시스템들을 수반할 수 있다.
예를 들어, WIM 시스템들은 더 안전하고 더 효율적인 방식으로 도로 시스템들의 동작을 증대시키기 위해 운전중인 차량들을 검출하고 가중하기 위해 사용된다.
WIM 시스템은 그것이 센서에 의해 감지됨에 따라, 전형적으로 차량이 센서 위에서 이동함에 따라 차량에 관한 정보를 획득하기 위해 하나 이상의 센서들을 사용한다. 일부 정보는 센서로부터 직접 측정될 수 있고, 다른 정보는 함께 동작하는 센서들의 조합으로부터 측정되고 유도될 수 있다.
측정될 수 있는 차량 정보는 예를 들어 차축들의 수, 차축 당 중량, 휠 당 중량, 차량 중량, 휠 카운트, 휠 간격, 차축 간격, 차축 간 간격, 차축 폭, 및 차축 및/또는 차량 속도를 포함한다. 또한 센서들에 의해 검출되는 차량들의 전체 수와 같은 집합 정보가 수집될 수 있다.
시간 영역 반사 측정
일반적으로, 시간 영역 반사 측정(TDR)은 특정 외형의 송신 라인이 공지된 특성 임피던스를 제공한다는 원리에 기초하는 측정 기술이다. 따라서, 송신 라인의 외형의 변화들은 TDR 기술들을 사용하여 측정될 수 있는 특성 임피던스의 변화들을 야기한다. 숙련자는 시간 영역 반사 측정이 광 또는 전기 신호들과 함께 사용될 수 있는 것, 및 실질적으로 광 및 전기 신호들이 물리적으로 상이하여 송신 라인 특성들의 변화들을 측정하기 위해 상이하게 숙련된 지식 및 장비를 필요로 하는 것을 이해할 것이다.
전기 송신 라인에서, 반사는 입사파가 특성 임피던스의 변화를 충족시킬 때마다 생성될 것이며, 이는 또한 불연속으로 공지된다. 그 다음, TDR 측정 기술들은 반사파로부터 송신 라인 내의 불연속의 위치 및 크기를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 반사파가 송신 라인을 따라 다시 이동하는데 걸리는 시간은 송신 라인을 따라 거리로 변환될 수 있다. 반사파의 전압의 크기는 특성 임피던스의 변화의 양을 산출하기 위해 사용될 수 있다.
TDR 측정 기술들은 그것이 반사된 신호들을 해석하는 복잡성을 완화하므로 입사파 형상에 대한 스텝 입력 전압을 사용할 수 있다. 소스- 또는 양 단부 터미네이션 송신 라인들에서, 스텝 입력 전압은 소스 임피던스와 송신 라인 임피던스 사이에서 분할된다. 소스 및 송신 라인 임피던스들이 일치되면, 이때 송신 라인을 따라 입사파의 왕복에 걸처 소스와 송신 라인 사이에서 측정되는 전압은 스텝 입력 전압의 반이다. 불연속들이 송신 라인 상에 존재하는 경우에, 측정되는 전압은 수신된 반사들로 인해 정확히 반에서 벗어날 것이다. 스위프 주파수를 갖는 파 변조와 같은, TDR 측정에 대한 다른 접근법들이 또한 사용될 수 있다.
영국 특허 출원 GB 2,250,813A는 차량들에 대한 계량 장치를 개시한다. 장치는 광 송신 특성들이 부하 아래에서 변화되고 탄성 재료의 압력 패드로 인케이싱되고 도로에 걸쳐 놓여 있는 광 섬유 케이블을 포함한다. 차량이 압력 패드를 횡단함에 따라, 시간 영역 반사계는 광 섬유 케이블로부터 다시 산란된 광의 강도를 감시함으로써 각각의 휠에 의해 가해지는 부하를 산출한다.
공지된 교통 관리 및 운송 관리 시스템들은 전형적으로 스트레인 게이지 타입 센서들, 예를 들어 기계적 스트레인 게이지 또는 압전 스트레인 센서를 사용하며, 그것은 송신 라인으로 구성되지 않는다. 그러므로, 스트레인 게이지 타입 센서들을 사용하는 기존 지능형 운송 시스템들은 전기 TDR(ETDR) 측정 기술들을 이용하지 않는 신호 처리 시스템들 및 디지털 처리 시스템들을 갖는다.
기존 지능형 운송 시스템들은 차량의 휠들이 센서 위에서 이동함에 따라, 센서에 의해 측정되는 차량의 물리적 성질에 대응하는 측정되거나 측정된 정보, 예를 들어 차량의 휠 중량들에 관한 정보의 충실도를 증가시킴으로써 개선될 수 있다. 기존 지능형 운송 시스템들은 또한 추가 휠 측정 파라미터들을 측정하는 능력을 추가함으로써 개선될 수 있다.
센서 상에서 휠 부하의 크기를 정확히 측정할 수 있는 것은 휠들의 수, 및/또는 휠 부하 또는 부하들이 센서 상에 인가되는 곳을 정확히 결정할 수 있는 것에서 개별 기술적 문제이다.
본 발명의 목적은 이동 차량 정보를 측정하는 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 이동 차량 정보를 측정하는 시스템이 제공되며, 시스템은 차량의 하나 이상의 휠들에 응답하도록 구성되는 센서로서, 상기 휠들 중 하나 이상은 휠의 컨택트 위치에서 센서의 특성 임피던스를 변화시키는 센서; 센서의 임피던스의 변화를 측정하고 및 임피던스 변화를 신호로 변환할 수 있는 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템; 및 신호로부터 차량 정보를 추출할 수 있는 데이터 처리 시스템을 포함한다.
시스템은 전기 시간 영역 반사 측정(ETDR)을 사용하여 측정되는 바와 같이 차축 당 휠들의 수, 휠 압력 및 휠 폭, 센서 상의 휠 위치 및 휠이 힘을 센서 상에 가하는 시간의 길이를 포함하는 휠 도로 컨택트 치수들을 포함하는, 이동 차량 정보를 측정하도록 구성된다. 또한, 차축 폭 및 차축간 간격이 산출될 수 있다. 차축 폭은 하나의 차축을 따라 차량의 측정된 휠들 사이의 거리로 산출되는 차량의 차축의 폭으로 이해된다. 차축간 간격은 하나의 차축 상의 한 세트의 휠들과 측정된 차량의 다른 차축 상의 다른 세트의 휠들 사이의 거리로 이해된다. 또한, 레인에서의 차량의 장소 또는 위치는 센서가 일반적으로 전체 레인을 마주치므로, 그들이 센서를 피함에 따라 차량의 휠들의 위치로부터 유도될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 이동 차량에 관한 정보를 측정하는 장치가 제공되며 장치는 임피던스가 인가된 부하에 응답하여 변화되는 센서; 센서를 따라 전기 신호를 송신하는 신호 소스; 센서에 의해 반사되는 반사된 전기 신호를 측정하는 수신기로서, 반사된 전기 신호는 센서의 임피던스 변화에 의해 야기되는 수신기; 및 반사된 전기 신호로부터 차량에 관한 정보를 추출하는 데이터 처리 시스템을 포함한다.
시스템 및 장치의 다양한 실시예들에서, 센서는 교통, 즉 차량들이 센서를 피하기 위해 도로에 가로로 통합되는 송신 라인을 포함한다. 센서 상에 가해지는 힘은 차량의 통과 휠의 중량으로 인해, 송신 라인의 구조에서 편향을 야기하며, 그것에 의해 힘이 인가되는 송신 라인의 임피던스에 영향을 미친다. 임피던스 변화는 ETDR 기술들을 사용하여 측정되, 차량 정보는 신호 처리 시스템들 및 디지털 처리 시스템들을 사용하여 측정된 임피던스 변화들로부터 추출된다.
일 실시예에서, 송신 라인을 포함하는 센서는 정확성을 개선하기 위해 라인을 따르는 모든 위치에서 교정될 수 있다.
다른 실시예에서, 센서는 그것을 탄성 및 내구 하우징에 인케이싱함으로써 보호된다.
추가 실시예에서, 센서는 도로 위에 위치될 수 있다. 대안 실시예에서, 센서는 도로 표면과 동일 높이로 위치될 수 있다. 다른 대안 실시예에서, 센서는 도로 표면 아래에 위치될 수 있다.
센서는 일 실시예에서 일반적으로 차량들의 이동에 대해 가로로 배향되어, 도로의 폭에 걸친다. 대안 실시예에서, 센서는 도로의 한 레인에 걸친다. 그러나, 숙련자는 상이한 센서 배향들, 배치들, 및 길이들이 가능한 것을 이해할 것이다.
본 발명의 다른 양태에서, 시간 영역 반사 측정을 사용하여 이동 차량 정보를 측정하는 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에서, 방법은 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리를 사용하여 센서의 임피던스의 변화를 측정하는 단계; 임피던스 변화를 신호로 변환하는 단계; 및 차량 정보를 추출하기 위해 신호를 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 양태들 및 실시예들에서, 이동 차량 정보를 측정하는 ETDR의 사용은 공지된 지능형 운송 시스템들과 비교하여 추가 데이터, 및 이전에 공지된 차량 정보 시스템들에 비해 더 신뢰성있는 정보를 제공한다. 다른 실시예에서, 이동 차량 정보를 측정하는 ETDR의 사용은 공지된 시스템들에 비해 더 비용 효과적일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 이동 차량 정보를 측정하는 ETDR의 사용은 단일 ETDR 센서를 사용하여, 공간 데이터를 포함하는, 상세한 차량 정보의 수집을 허용한다. 이것은 공지된 시스템들을 사용하는 비용 효과적인 방식으로 합리적으로 획득가능하지 않은 공간 데이터를 포함한다.
다른 실시예에서, 차량의 중량은 휠 도로 컨택트 길이에 걸쳐 ETDR 기술들을 사용하여 측정되는 순간 휠 센서 컨택트 지속 기간과 연관되는 휠 압력을 적분함으로써 산출될 수 있다. 휠 도로 컨택트 길이는 그들이 ETDR 센서 위에서 이동함에 따라 차량의 속도, 구체적으로 차량의 휠들의 속도 및 휠 센서 컨택트 지속 기간에 의해 결정된다. 그 다음, 차량의 중량은 차량의 각각의 휠에 대해 산출되는 중량의 합으로 산출된다. 각각의 차축의 중량은 차축과 연관되는 각각의 휠에 대한 중량의 합으로 산출된다.
숙련자는 일반적으로, 도로 상에 이동하는 차량이 휠들을 갖는 것, 휠들이 차량과 동일한 속도로 이동하고 있는 것, 및 휠들이 타이어들과 실제로 동의어인 것을 이해할 것이다. 숙련자는 또한 차량 속도가 다양한 방식들로(예컨대, 속도 측정 시스템을 통해) 결정될 수 있는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 차량 속도는 공지된 거리만큼(센서들 사이에서) 센서의 2개의 인스턴스들을 분리함으로써 산출될 수 있으며, 그 다음 차량이 센서의 2개의 인스턴스들 사이의 고정 거리를 이동하는데 걸리는 시간을 측정함으로써 차량 속도를 산출한다. 센서들은 2개의 ETDR 센서들, 또는 루프 센서들, 기계적 스트레인 게이지들, 또는 압전 센서들, 또는 상이한 센서 타입들의 조합과 같은 다른 공지된 센서들일 수 있다. 차량 속도는 또한 레이더 또는 다른 공지된 기술들(일반적으로 속도 측정 시스템으로 공지됨)에 의해 측정될 수 있다. 시스템이 차량의 중량을 산출하기 위해, 시스템은 이동 차량의 속도 측정을 수신할 필요가 있다.
일 실시예에서, 이동 차량 정보의 측정은 온도 센서들, 속도 센서들, 루프 또는 차량 존재 센서들, 가속도계 센서들, 지진 센서들, 음향 센서들, 또는 관련된 도로 조건, 도로 환경, 또는 차량 정보를 수집하는데 적절한 임의의 다른 센서와 같은 다른 비-ETDR 센서들과 조합하여 사용될 수 있는 하나 이상의 ETDR 센서들을 포함한다.
본 발명의 다양한 양태들 및 실시예들에서, 장치, 시스템 또는 방법에 의해 수집되는 차량 정보 및/또는 데이터는 데이터 저장소에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 다양한 형태들의 정보(예를 들어 데이터)는 가상 사설 네트워크(VPN) 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통해 이용가능해질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 데이터 저장소는 하드 드라이브 또는 고체 상태 드라이브, 또는 다른 공지된 저장 기술일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 데이터 저장소는 사용자가 정보 및/또는 데이터를 수집할 수 있는 물리 인터페이스, 예를 들어 직렬 포트, 병렬 포트, 이더넷 포트, usb 포트, 또는 다른 공지된 컴퓨터 인터페이스를 가질 수 있다.
숙련자는 정보가 미가공 또는 처리된 형태일 수 있는 것, 또는 데이터의 형태인 정보가 이동 차량 정보를 측정하는 시스템, 장치 또는 방법의 동작과 관련되는 시스템, 장치 또는 방법에 의해 생성되고, 차량과 도로의 상호작용을 포함하는, 차량 정보에 단독으로 제한되지 않는 메타데이터, 또는 다른 데이터일 수 있는 것을 이해할 것이다.
위에서 확인되는 문제(들)를 적어도 부분적으로 완화하기 위해, 일 양태에 따르면, 센서 어셈블리를 포함하는 장치가 제공된다. 센서 어셈블리는 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되는 전기 송신 라인 파라미터를 갖는 송신 라인 어셈블리를 포함하고, 송신 라인 어셈블리는 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하다.
위에서 확인되는 문제(들)를 적어도 부분적으로 완화하기 위해, 일 양태에 따르면, 방법이 제공되며 방법은 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 센서 어셈블리의 송신 라인 어셈블리의 전기 송신 라인 파라미터를 적어도 부분적으로 변화시키는 단계를 포함하고, 송신 라인 어셈블리는 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하다.
위에 확인되는 문제(들)를 적어도 부분적으로 완화하기 위해, 일 양태에 따르면, 센서 어셈블리를 포함하는 장치가 제공된다. 센서 어셈블리는 송신 라인 어셈블리가 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하도록 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되는 전기 송신 라인 파라미터를 갖는 송신 라인 어셈블리를 포함한다.
위에서 확인되는 문제(들)를 적어도 부분적으로 완화하기 위해, 일 양태에 따르면, 방법이 제공되며 방법은 송신 라인 어셈블리가 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하도록 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 센서 어셈블리의 송신 라인 어셈블리의 전기 송신 라인 파라미터를 적어도 부분적으로 변화시키는 단계를 포함한다.
위에서 확인하는 문제(들)를 적어도 부분적으로 완화하기 위해, 일 양태에 따르면, 청구항들에서 확인되는 바와 같은 다른 양태들이 제공된다.
비제한 실시예들의 다른 양태들 및 특징들은 이제 첨부 도면들과 함께 비제한 실시예들의 이하의 상세한 설명를 검토하면 당해 기술에서 통상의 기술자들에 분명할 수 있다.
비제한 실시예들은 첨부 도면들과 함께 해석될 때 비제한 실시예들의 이하의 상세한 설명에 대한 참조에 의해 더 완전히 이해될 수 있다.
도 1a는 차량 정보를 측정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 1b는 차량 정보를 측정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 2는 차축 및 중량을 결정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 3은 휠 카운트를 결정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 4는 차량의 공간 프로파일을 결정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 5a는 복수의 ETDR 센서들, 차량 존재 센서, 및 온도 센서를 사용하여 차량 정보를 측정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 5b는 휠 아날로그 프런트 엔드의 예시적 실시예의 블록도이다.
도 6a-도 6c는 각각 ETDR 센서의 예시적 실시예의 사시도, 상면도, 및 라인 A-A를 따르는 단면도이다.
도 7a-도 7f는 각각 ETDR 센서의 예시적 실시예의 상면도, 및 단부도, 라인 A-A 및 B-B를 따르는 단면도들, 및 상세도들(A 및 B)이다.
도 7g-도 7i는 센서(12)에 의해 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)에 제공되는 차량 데이터로부터의 데이터 이미지들의 예들을 도시한다.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 센서 어셈블리를 포함하는 장치의 개략적 예들을 도시한다.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 및 도 9d는 센서 어셈블리의 어셈블리들 및/또는 구성요소들의 개략적 예들을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 조립된 상태로 센서 어셈블리의 개략적 예들을 도시한다.
도 11은 센서 어셈블리의 개략적 예의 상면도를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 도 11의 센서 어셈블리의 개략적 예의 라인 A-A를 따른 단면을 도시한다.
도 13은 도 11의 센서 어셈블리의 개략적 예의 라인 C-C를 따르는 단면을 도시한다.
도 14는 도 11의 센서 어셈블리의 개략적 예의 라인 B-B를 따르는 단면을 도시한다.
도 15는 센서 어셈블리의 개략적 예의 사시도를 도시한다.
도 16a 및 도 16b는 센서 어셈블리의 제 2 엔드 캡의 개략적 예의 사시도 및 정면도를 각각 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 센서 어셈블리의 터미네이션 블록의 개략적 예의 사시도 및 정면도를 각각 도시한다.
도 18a, 도 18b 및 도 18c는 센서 어셈블리에 대한 하우징의 개략적 예들을 도시한다.
도 19a, 도 19b, 및 도 19c는 센서 어셈블리의 응용들의 개략적 예들을 도시한다.
도면들은 반드시 축척에 따라 도시되는 것은 아니고 팬텀 라인들, 도식 표현들 및 단편도들에 의해 예시될 수 있다. 임의의 경우들에서, 실시예들의 이해를 위해 필요한 상세들(및/또는 인지하기에 어려운 다른 상세들을 제공하는 상세들)이 생략될 수 있었다.
대응하는 참조 부호들은 도면들의 수개의 도표들 도처에서 대응하는 구성요소들을 표시한다. 수개의 도표들 내의 요소들은 단순성 및 명확성을 위해 예시되고 반드시 축척에 따라 도시되는 것은 아니었다. 예를 들어, 도표들 내의 요소들 중 일부에 대한 치수들은 다양한 현재 개시된 실시예들의 이해를 용이하게 하기 위해 다른 요소들에 비해 강조될 수 있다. 게다가, 상업적으로 실현가능한 실시예들에서 유용하거나 필요한 공통이지만, 잘 이해된 요소들은 종종 본 개시의 다양한 실시예들의 덜 방해된 도면을 용이하게 하기 위해 도시되지 않는다.
도 1a는 차량 정보를 측정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 1b는 차량 정보를 측정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 2는 차축 및 중량을 결정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 3은 휠 카운트를 결정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 4는 차량의 공간 프로파일을 결정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 5a는 복수의 ETDR 센서들, 차량 존재 센서, 및 온도 센서를 사용하여 차량 정보를 측정하는 예시적 실시예 시스템의 시스템 블록도이다.
도 5b는 휠 아날로그 프런트 엔드의 예시적 실시예의 블록도이다.
도 6a-도 6c는 각각 ETDR 센서의 예시적 실시예의 사시도, 상면도, 및 라인 A-A를 따르는 단면도이다.
도 7a-도 7f는 각각 ETDR 센서의 예시적 실시예의 상면도, 및 단부도, 라인 A-A 및 B-B를 따르는 단면도들, 및 상세도들(A 및 B)이다.
도 7g-도 7i는 센서(12)에 의해 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)에 제공되는 차량 데이터로부터의 데이터 이미지들의 예들을 도시한다.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 센서 어셈블리를 포함하는 장치의 개략적 예들을 도시한다.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 및 도 9d는 센서 어셈블리의 어셈블리들 및/또는 구성요소들의 개략적 예들을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 조립된 상태로 센서 어셈블리의 개략적 예들을 도시한다.
도 11은 센서 어셈블리의 개략적 예의 상면도를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 도 11의 센서 어셈블리의 개략적 예의 라인 A-A를 따른 단면을 도시한다.
도 13은 도 11의 센서 어셈블리의 개략적 예의 라인 C-C를 따르는 단면을 도시한다.
도 14는 도 11의 센서 어셈블리의 개략적 예의 라인 B-B를 따르는 단면을 도시한다.
도 15는 센서 어셈블리의 개략적 예의 사시도를 도시한다.
도 16a 및 도 16b는 센서 어셈블리의 제 2 엔드 캡의 개략적 예의 사시도 및 정면도를 각각 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 센서 어셈블리의 터미네이션 블록의 개략적 예의 사시도 및 정면도를 각각 도시한다.
도 18a, 도 18b 및 도 18c는 센서 어셈블리에 대한 하우징의 개략적 예들을 도시한다.
도 19a, 도 19b, 및 도 19c는 센서 어셈블리의 응용들의 개략적 예들을 도시한다.
도면들은 반드시 축척에 따라 도시되는 것은 아니고 팬텀 라인들, 도식 표현들 및 단편도들에 의해 예시될 수 있다. 임의의 경우들에서, 실시예들의 이해를 위해 필요한 상세들(및/또는 인지하기에 어려운 다른 상세들을 제공하는 상세들)이 생략될 수 있었다.
대응하는 참조 부호들은 도면들의 수개의 도표들 도처에서 대응하는 구성요소들을 표시한다. 수개의 도표들 내의 요소들은 단순성 및 명확성을 위해 예시되고 반드시 축척에 따라 도시되는 것은 아니었다. 예를 들어, 도표들 내의 요소들 중 일부에 대한 치수들은 다양한 현재 개시된 실시예들의 이해를 용이하게 하기 위해 다른 요소들에 비해 강조될 수 있다. 게다가, 상업적으로 실현가능한 실시예들에서 유용하거나 필요한 공통이지만, 잘 이해된 요소들은 종종 본 개시의 다양한 실시예들의 덜 방해된 도면을 용이하게 하기 위해 도시되지 않는다.
비제한 실시예(들)의 상세한 설명
이하의 상세한 설명은 단지 본질적으로 대표적이고 설명된 실시예들 또는 설명된 실시예들의 응용 및 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "대표적인" 또는 "예시적인"은 "일 예, 사례, 또는 예시의 역할을 하는 것을" 의미한다. "대표적인" 또는 "예시적인"으로 본 명세서에 설명되는 임의의 구현은 반드시 다른 구현들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 아래에 설명되는 구현들 모두는 당해 기술에서 통상의 기술자가 본 개시의 실시예들을 제조하거나 사용할 수 있도록 제공되는 대표적인 구현들이고 청구항들에 의해 정의되는 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서의 설명의 목적들을 위해, 용어들 "상부", "하부", "좌측", "후면", "우측", "전면", "수직", "수평", 및 그것의 파생어들은 도면들에서 지향되는 바와 같은 예들과 관련될 것이다. 더욱이, 이전 기술 분야, 배경기술, 간단한 개요 또는 이하의 상세한 설명에 제시되는 임의의 표현되거나 암시된 이론에 의해 구속될 의도가 없다. 또한 첨부된 도면들에 예시되고, 이하의 명세서에 설명되는 특정 디바이스들 및 프로세스들은 첨부된 청구항들에 정의되는 단순히 대표적인 실시예들(예들), 양태들 및/또는 개념들이라는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 개시되는 실시예들과 관련되는 특정 치수들 및 물리 특성들은 청구항들이 분명히 다르게 명시하지 않으면, 제한적인 것으로 해석되지 않는다. "적어도 하나의"는 "하나의"와 등가라는 점이 이해된다. 양태들(예들, 변경들, 수정들, 선택들, 변형들, 실시예들 및 그것의 임의의 균등물)은 도면들을 참조하여 설명된다. 본 발명은 청구항들에 의해 제공되는 발명 대상에 제한되고, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 양태들에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다.
본 발명의 다양한 양태들 및 실시예들은 이제 도표들을 참조하여 설명될 것이다.
대표적인 시스템 및 동작
이제 도 1a를 참조하면, 이동 차량 정보를 측정하는 시스템 및 장치의 일 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 차축 당 휠들의 수, 휠 압력 및 휠 폭, 센서 상의 휠 위치 및 휠이 힘을 센서 상에 가하는 시간의 길이를 포함하는 휠 도로 컨택트 치수들과 같은 이동 차량에 대한 정보를 측정할 수 있다. 획득되는 차량 정보로부터, 차축 폭, 차축간 간격, 및 레인 위치가 결정될 수 있다. 차량 속도, 차량 길이, 및 차량 카운트는 추가 센서들과 함께 이러한 실시예를 사용하여 측정될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같은 시스템 및 장치의 이러한 실시예의 동작에서, 수정 발진기(2)는 10 MHz(메가헤르츠) 참조 클록 신호와 같은, 스위프 클록 신호를 생성하며, 이는 고대역폭 드라이버(4)에 의해 버퍼링된다. 수정 발진기(2)는 또한 베이스 XO(2)로 칭해진다. 신호는 하이브리드 회로(15)를 통해 송신 라인으로 구동되며, 이는 동축 리드 케이블(32), 인쇄 회로 기판(PCB) 트레이스(도시되지 않음), 및 파라미터 외란 센서(12)로 구성될 수 있다. 파라미터 외란 센서(12)는 또한 PDS(12) 또는 센서(12)로 칭해진다. 대역폭 민감 영역(9) 내의 시스템의 구성요소들은 부하(11)(부하(11)는 도 1b에 도시됨)의 공간 특징들을 재생하기 위해 높은 주파수를 통과시킬 수 있어야 한다.
파라미터 외란 센서(PDS)
숙련자는 파라미터 외란 센서(12)(PDS는 파라미터 외란 센서를 나타냄)가 일 실시예에서 도로의 표면에 가로로 위치되고, 그것 내에 내장되고, 그것과 동일 높이인 송신 라인의 일부인 것을 이해할 것이다. 숙련자는 또한 신호가 전체 송신 라인을 따라 이동하는 것, 및 전체 송신 라인이 다른 실시예들에서 전체 센서로 간주될 수 있는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 시스템 및 장치와의 사용을 위한 대표적인 PDS 구성의 설명은 상세한 설명의 "센서"라는 제목의 섹션 아래에 제공된다.
PDS(12)는 임피던스를 예측가능 방식으로 변화시킬 수 있도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, PDS(12)는 범위가 10 제곱 인치 당 파운드(PSI; pounds per square inch)에서 150 PSI에 이르는 타이어 압력들을 갖는 차량들에 대한 임피던스의 검출가능 변화들을 생성하도록 구성된다. 다른 실시예에서, PDS(12)는 1.5 인치의 검출가능 가로 공간 분해능을 허용하도록 구성되며, 이는 전자 인터페이스의 능력들과 협력하여 획득된다. PDS(12)는 반사들을 최소화하는 적절한 터미네이터(10)에 부착되며, 이는 PDS(12)의 특성 임피던스, 예를 들어 1% 50 오옴 저항기와 밀접하게 정합하는 터미네이션 저항기이다.
전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템
임의의 임피던스는 송신 라인에서 신호의 소스를 향해 다시 이동하는 반사들에서 휠 부하 결과들에 의해 생성되는 것들과 같은 송신 라인을 따라 부정합된다. 하이브리드 회로(15)는 이러한 반사들을 수신기(21)에 지향시키며, 그들이 증폭되고, 그 다음에 아날로그-디지털 변환기(24)에 의해 디지털화된다. 아날로그-디지털 변환기(24)는 ADC(24)로 칭해질 수 있다. 수신기(21)는 수신기 증폭기로 칭해질 수 있다. 변환되고 샘플화된 데이터는 필드 프로그램가능 게이트 어레이(28)에 의해 처리된다. 필드 프로그램가능 게이트 어레이(28)는 FPGA(28)로 칭해질 수 있다. 그 다음, FPGA(28)에 의해 처리되는 것과 같은 데이터는 차량에 관한 원하는 정보를 획득하기 위해 컴퓨터(34)에 의해 더 처리된다. 컴퓨터(34)는 이더넷 포트(36)에 연결된다.
스위프 클록 기간은 반주기가 PDS(12)를 가로지르는 파의 왕복 시간보다 더 크게 되도록 선택된다. 이하의 방정식은 디바이스 및 시스템이 동작할 수 있는 최대 스위프 클록 주파수를 산출한다:
주파수_최대 = 1 / 시간_최소;
본 발명의 시스템 및 장치의 일 실시예에서, 전체 송신 라인 지연은 PDS(12) 지연, 리드 케이블(32) 지연, 및 PCB 트레이스 지연을 포함할 수 있다. 따라서, T_최소 = 4 x(D_PDS + D_리드 + D_트레이스)이다. 다른 실시예에서, T_최소는 리드 케이블 및 트레이스 길이와는 관계없이, 단지 4 x(D_PDS)만큼 작게 될 수 있다. 그 다음, 다수의 에지들은 시간의 임의의 경우에 전체 송신 라인 내에 존재할 것이지만, 단지 하나의 에지가 PDS(12) 그 자체 내에 있을 것이다. 수신기(21)에서 입증되는 신호는 다수의 반사들의 중첩으로 구성될 것이지만, 리드 케이블 및 PCB 트레이스로부터의 반사들은 일정하고 PDS(12)로부터 반사만을 남긴 채 감산되는 베이스라인일 수 있다. 그러므로, 시간_최소 = 4(지연_PDS)이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 수정 발진기(2)는 10 메가헤르츠(MHz) 참조 클록 신호를 생성한다. 드라이버(4)는 클록 신호를 버퍼링하고, 고에지 레이트 신호, 예를 들어 300 피코초 상승/하강 신호들을 갖는 저전압 포지티브 이미터 결합 로직(LVPECL)을 생성하기 위해 사용된다. 이러한 고에지 레이트 신호는 하이브리드 회로(15) 및 송신 라인으로 구동된다.
하이브리드 회로(15)는 송신되고 수신된 신호들을 송신 라인으로 및 송신 라인으로부터 결합하기 위해 사용된다. 스위프 클록 신호는 센서(12)의 단부에서 드라이버(4)로부터 터미네이션(10)으로 이동하고, 반사된 신호들은 송신 라인, 바람직하게는 센서(12)에서 임피던스 부정합의 소스로부터 수신기(21)로부터 이동한다. 하이브리드 회로(15)는 송신된 신호를 인지하지 않고 수신기(21)가 반사된 신호들을 인지하는 것을 허용한다. 하이브리드 회로(15)의 기본 기능은 그것이 송신되고 수신된 신호들 둘 다를 포함하는 복합 신호로부터 송신 신호를 감산하여, 수신된 신호만을 산출한다. 추가적으로, 수신된 신호는 일 실시예에서 10의 이득만큼 증폭된다.
본 발명의 일 실시예에서, 순간 전압 억제 보호 회로조직(30)은 정전 방전(ESD) 또는 낙뢰 유도 서지들로부터 장치 또는 시스템 하드웨어를 보호하기 위해 사용될 수 있다. 보호 회로조직이 충분히 낮은 커패시턴스를 가질 때, 그것은장치 또는 시스템의 대역폭에 인지가능하게 영향을 미치지 않는다. 순간 전압 억제는 TVS로 언급될 수 있다.
리드 케이블(32)은 하이브리드 회로를 PDS(12)에 연결하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 리드 케이블(32)은 50 오옴의 특성 임피던스를 가지고 삼(3) 피트 길이 아래에 있지만, 숙련자는 상이한 리드 케이블 길이 또는 특성 임피던스를 선택하는 것이 가능한 것을 이해할 것이다.
수신기 증폭기(21)의 기능은 하이브리드 회로(15)로부터 수신된 신호를 증폭하고 증폭된 차동 신호를 아날로그-디지털 변환기(24)(ADC)로 구동하는 것이다. 바람직하게는, 수신기(21)의 출력의 대역폭은 900 MHz이다. 일 실시예에서, 4의 증폭 계수를 갖는 완전 차동 증폭기가 사용될 수 있다. 숙련자는 상이한 증폭기 설계들이 사용될 수 있는 것을 이해할 것이다.
ADC(24)는 수신기 증폭기(21)로부터의 신호를 디지털화하기 위한 것이다. 또한, ADC(24)는 위상 고정 루프(6)로부터 샘플링 클록 신호를 수신한다. 위상 고정 루프(6)는 또한 PLL(6)로 칭해진다. 수신기(21)로부터의 신호의 샘플링된 버전을 표현하는 ADC(24)의 디지털 출력은 필드 프로그램가능 게이트 어레이(28)에 연결된다. 필드 프로그램가능 게이트 어레이(28)는 또한 FPGA(28)로 칭해진다. 일 실시예에서, ADC(24)는 104.88 초당 메가 샘플들(MSPS; mega samples per second)를 갖는 분해능의 12비트를 갖는다. 숙련자들은 상이한 샘플링 속도들을 갖는 상이한 ADC 분해능들이 (그렇게 원한다면) 사용될 수 있는 것을 이해한다는 점이 이해될 것이다. 위상 고정 루프(6)는 등가 시간 샘플링 기술의 사용을 허용하는 샘플링 클록을 생성하기 위한 것이다. 등가 시간 샘플링은 실제 샘플링 속도보다 훨씬 더 높은 유효 샘플링 속도를 허용하는 공지된 기술이다.
일 실시예에서, PLL(6)은 104.88 MHz 샘플링 클록을 10 MHz 스위프 클록에 고정하기 위해 사용된다. 이러한 비율은 1311/125이고, ADC가 스위프 클록의 125 사이클 후에 1311 균일 이격 위치들에서 반사된 신호를 샘플링하도록 선택된다. 그러므로, 이러한 실시예에서, 이러한 파라미터들의 경우, 숙련자는 리드 케이블 길이가 RG-58(동축 케이블의 타입)의 3 피트인 13피트의 실제 센서 길이가 적절한 것을 이해할 것이다. 숙련자는 또한 상이한 센서들 길이들 또는 리드 케이블 길이들이 상이한 샘플링 조건들 하에 사용될 수 있는 것을 이해할 것이다.
데이터 처리 시스템
FPGA(28)는 ADC(24)로부터 ETDR 데이터를 수신 및 처리하고, 그것을 (감시 인터페이스를 통해) 컴퓨터(34)에 송신하기 위한 것이다. 컴퓨터(34)는 디지털화되고 FPGA 처리된 신호 데이터를 처리하기 위해 FPGA(28)와 협력한다. 일 실시예에서, 컴퓨터(34)는 FPGA(28)로부터 수신되는 개별 휠 부하 이벤트들을 다수의 차량 프로파일 정보를 포함하는 차량 기록들로 집합한다. 일 실시예에서, 컴퓨터(34)는 모듈에 관한 컴퓨터이다. 숙련자는 그 대신에 사용될 수 있는 다른 등가 컴퓨팅 또는 내장 컴퓨팅 솔루션들이 있는 것을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 이러한 처리 단계들은 ADC 샘플 수신, 샘플 재정렬, 스위프 평균화, 스위프 구역 통합, 및 위치 감시를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 구역은 휠 또는 휠들로부터, 부하, 또는 외란을 경험하고 있는 PDS(12)의 길이를 따라 가로로 위치되는 위치들과 연관되는 샘플들의 범위를 언급한다. 예를 들어, PDS(12)를 가로지르는 자동차는 차축 당 2개의(2) 구역들을 생성할 것이며, 즉 하나의 구역은 각각의 차축에 대해 좌측 타이어를 위한 것이고 하나의 구역은 우측 타이어를 위한 것이다. 각각의 구역은 휠 상에 넓게 집중되는 다수의 샘플 위치들이다. 그 다음, 그러한 샘플 위치들 값들은 기본 타이어 중량을 생성하는 휠 센서 컨택트 지속 기간 동안 통합된다. 그 다음, 차량의 속도가 공지되면, 절대 중량 또는 평균 압력은 차량의 기본 중량 및 속도로부터 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 디지털 샘플들은 ADC(24) 샘플 레이트에 대응하는 104.88 초당 메가 샘플들(MSPS)에서 FPGA(28)로 클록된다. 1311 균일 이격 반사들을 수집하기 위해 사용되는 등가 시간 샘플링 기술로 인해, 샘플들은 시퀀스로부터 FPGA(28)에 도달할 것이다. 샘플들을 재정리하기 위해, 그들은 125 모듈러 1311만큼 증가하는 어드레스 포인터를 사용하여 FPGA(28)의 내부 메모리 위치들에 배치된다. 전체 세트의 1311 연속 샘플들은 스위프를 구성한다. 외부 존재 검출 디바이스 또는 차량 존재 센서, 예를 들어 유도 루프 센서, 라이트 커튼, 마이크로웨이브 센서 또는 음향 센서들은 휠들이 PDS(12)에 없는 것을 보장하기 위해 사용된다. 휠들이 없을 때, 하나 이상의 스위프들은 베이스라인 스위프 또는 제어 스위프를 조립하기 위해 평균화될 수 있다. 베이스라인 스위프는 그것이 PDS(12)의 외란되지 않거나 언로딩된 인스턴스의 전류 특성들을 정확히 표현하는 것을 보장하기 위해 빈번히 재생성된다. 그 다음, 유입 스위프들은 베이스라인 스위프에 비교되고 검출되는 임의의 중요한 차이는 외란의 기초를 형성한다. 외란 구역은 차량의 차축의 주어진 측 상에서 단일 또는 멀티 휠 어레이에 대한 폭에 제한된다. 따라서, 구역은 스위프 내에 연속 샘플들의 서브세트만을 포함하지만, 외란 폭에서 변형들을 동적으로 수용하기 위해 치수를 조절할 수 있다. 각각의 구역은 외란의 폭 및 지속 기간 동안 통합된다. 외란이 PDS(12)를 나가면, 시작 시간, 위치, 폭, 기간, 및 기본 중량과 같은 파라미터들은 메모리에 저장되고 인터럽트 플래그는 컴퓨터(34)에 새로운 휠 이베트가 발생했다는 것을 시그널링하기 위해 설정된다. 인터럽트가 컴퓨터(34)에 의해 검출되면, 그것은 휠 이벤트 데이터를 컴퓨터(34)의 클록에 의해 결정되는 속도로 FPGA(28)의 메모리로부터 검색할 수 있다.
차량 파라미터들을 측정하는 시스템 구성들
휠 압력 및 휠 도로(센서) 치수들의 측정
이제 도 1b를 참조하면, 이동 차량 정보를 측정하는 시스템 및 디바이스의 다른 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 차축 당 휠들의 수, 휠 압력 및 휠 폭, 센서 상의 휠 위치 및 휠이 힘을 센서 상에 가하는 시간의 길이를 포함하는 휠 도로 컨택트 치수들과 같은 이동 차량에 관한 정보를 측정할 수 있다. 획득되는 차량 정보로부터, 차축 폭, 차축 간 간격, 및 레인 위치가 또한 결정될 수 있다.
이러한 실시예에서, 베이스 수정 발진기(2)는 베이스 수정 발진기(2)의 속도로 스텝 입력 입사 신호를 생성하기 위해 드라이버(4)와 협력한다. 입사 신호는 하이브리드 회로(15)를 통해 센서(12)로 구동되며; 하이브리드 회로(15)는 브리지(15)로 칭해질 수 있다. 부하(11)는 센서(12)에 인가될 수 있고, 부하(11)는 센서(12)를 따라 브리지(15) 상에서 감지되는 반사된 신호를 생성할 것이다. 차동 반사된 신호는 차동 증폭기(20)에 의해 싱글 엔드 반사된 신호로 변환되고 그 다음 증폭기(22)에 의해 증폭된다. 숙련자는 변압기가 또한 차동 증폭기(20) 대신에 사용될 수 있는 것을 이해할 것이다. ADC(24)는 아날로그 반사된 신호를 FPGA(28)에 공급되는 디지털 반사된 신호 샘플 데이터로 변환한다. FPGA(28)는 또한 로직(28)으로 칭해질 수 있다. 로직(28)은 디지털 반사된 신호 샘플 데이터로부터 반사된 신호를 재결합하고, 센서(12) 상에 부하(11)의 크기 또는 부하(11)의 위치 또는 둘 다를 산출하기 위해 계산들을 수행한다. 추가적으로, 다른 차량 정보는 로직(28)에 의해 획득될 수 있다.
부하(11)가 센서(12)를 접촉하고 횡단함에 따라, 센서(12)는 순간 부하(11)와 연속적으로 반응한다. 부하(11)는 센서(12)의 외형의 변화 및 특성 임피던스의 대응하는 측정가능 변화를 생성하며, 이는 입사 신호가 불연속을 충족시킬 때 반사된 신호를 생성한다.
센서(12)는 양 단부들에서 터미네이션되는 송신 라인이다. 소스 터미네이터(14)(Zsrc)는 소스 터미네이터(14)와 센서(12) 사이에 전압 측정 지점을 제공한다. 엔드 터미네이터(10)(Zend)는 반사된 신호를 오염시킬 수 있는 입사 신호의 외부 단부 반사들을 감소시킴으로써 신호 대 잡음비를 개선한다. 추가적으로, 센서(12)의 저항 및 커패시턴스는 반사된 신호의 상승 및 하강 시간들을 증가시키는 길이 의존 저역 통과 필터를 생성하기 위해 상호작용한다.
센서의 부하(11)와 반사 계수 사이의 관계는 선형인 것이 바람직하다. 이것은 공칭으로부터의 반사 계수 또는 전압 편차들의 변화들이 부하(11)가 센서(12)에 인가되는 위치에서 부하(11)의 선형 표현인 것을 의미한다.
숙련자는 센서(12)의 설계 및 선택이 변화되고, 시스템, 디바이스, 또는 방법에 의해 측정될 차량 정보에 의존하는 것을 이해할 것이다. 이것은 비용, 복잡성, 성능, 및 내구성과 관한 특정 설계 결정들 및 균형들을 이루는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 센서(12)는 이동 차량의 이동 방향으로 가로지르는 도로의 표면에 내장된다. 센서(12)의 평탄 상단 부분은 부하(11)가 존재할 때 압력을 보장하기 위해 도로의 표면 약간 위로 상승될 수 있다. 부하(11)로 인한 센서(12)의 압축은 스텝 입력 입사 파에 응답하여 반사된 신호를 생성할 임피던스의 변화들을 야기시키는 그것의 외형의 변화들을 생성할 것이다.
WIM(weigh-in-motion) 및 차량 검출에 대해, PDS(12)의 일 실시예는 아래에 설명된다. 다른 실시예에서, 센서(12)는 직사각형 단면을 갖는 재킷에 캡슐화되는 압축가능 동축 케이블일 수 있다. 다른 실시예에서, 차량 검출에 대해, 센서(12)는 평행 이선 송신 라인을 형성하는 2개의 평행 도체들일 수 있으며, 차량의 근접은 ETDR 기술들을 사용하여 특성 임피던스의 변화로 측정될 수 있는 유전율의 변화들을 야기시킨다.
대역폭 민감 영역(9) 내의 시스템의 구성요소들은 부하(11)의 공간 특징들을 재생하기 위해 높은 주파수들을 통과시킬 수 있어야 한다. 공간 특징들 사이에 요구된 분해능을 정의함으로써, 스텝 입력 입사 신호 상승 시간 및 대역폭은 다음과 같이 산출될 수 있다:
시간_상승 = 길이(송신 라인 특징 간격) / 2 * 속도_전파(매체의 전파 속도)
대역폭 = 0.35(비례의 단극 상수) / 시간_상승(10%-90% 상승 시간)
베이스 수정 발진기(2)는 센서(12)의 길이에 대한 왕복 시간보다 더 긴 고정 반주기로 상승 및 하강하고 있는 입사 신호를 생성한다. 입사 신호의 상승 및 하강 시간들은 위와 같이 산출되고 센서(12)를 따라 부하(11)의 공간 분해능을 나타내기에 충분히 빠르다. 상승 및 하강 시간들이 더 길수록, 입사 신호의 대역폭이 더 낮아져서, 반사된 신호로부터 이용가능한 더 적은 분해능을 초래한다. 추가적으로, 베이스 수정 발진기(2)는 충분히 낮은 지터를 가져야 하고 신호 체인 대역폭은 부하(11)의 공간 특징들의 공간 분해능을 유지하기 위해 충분히 높아야 한다.
드라이버(4)는 상승 및 하강 입사 신호를 베이스 수정 발진기(2)로부터 브리지(15)를 통해 센서(12)로 연속적으로 구동시킨다. 드라이버(4)의 10%-90% 상승 및 하강 시간들은 공간 특징 분해능 크기에 기초하여 특징화될 수 있다. 일 실시예에서, 육(6) 인치의 특징 간격으로 입사 신호를 구동하기 위해, 드라이버(4)는 대략 313 피코초의 대응하는 10%-90% 상승 및 하강 시간들을 가져야 한다:
10%-90% 상승/하강 시간 = 0.1524m(또는 6 in) / [ 2 * c(광 속도) * 0.81(전파 속도 상수)]
10%-90% 상승/하강 신호 = 313 피코초
다음으로, 브리지(15)는 센서(12)로부터의 반사된 신호를, 소스 터미네이터 참조 16(Zsrc') 및 엔드 터미네이터 참조(18)(Zend')로 구성되는 한 쌍의 고정 참조 터미네이터들의 것과 구별하기 위해 사용된다. 고정 참조 터미네이터들은 공칭적으로 센서(12), 소스 터미네이터(14), 및 엔드 터미네이터(10)와 동일한 임피던스들을 갖는다. 브리지(15)는 공칭 값들로부터 반사된 신호의 편차들을 강조하여, 대역폭 민감 영역(9)에서 ETDR 신호 처리 수단의 더 낮은 전압 동적 범위 요건을 야기한다.
본 발명의 일 실시예에서, 브리지(15)는 공통 모드 전압을 차동 증폭기(20)의 입력에 제공한다. 다른 실시예에서, 브리지(15)는 공통 모드 전압을 입사 신호의 양의 반주기, 및 그 밖의 제로 동안에 드라이버(4)의 출력 전압의 반의 변압기(도시되지 않음)의 입력에 제공한다. 차동 증폭기 또는 변압기는 공통 모드 신호를 제거함으로써 차동 신호로부터의 그것의 입력을 싱글 엔드 신호로 변환하고 이것은 대역폭 민감 영역(9)에서 ETDR 신호 처리 수단의 필수 전압 동적 범위를 더 감소시킨다. 숙련자는 반사된 신호로부터 입력 신호를 제거하는 다른 방법들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있는 것을 이해할 것이다. 숙련자는 차동 증폭기(20)의 입력들에서 관찰되는 신호가 a) 드라이버(4)로부터의 공통 모드 신호, 및 b) 센서(12)로부터의 차동 모드 반사들로 구성되는 것을 이해할 것이다. 숙련자는 또한 신호에 대한 드라이버(4)의 기여가 공통 모드인 것이 이상적이지만, 실질적으로 추가 차동 모드 부분을 차동 증폭기(20)의 입력들에서의 신호에 도입할 브리지(Zsrc 및 Zend) 값들에 약간의 불균형들이 있을 수 있는 것을 이해할 것이다. 이러한 불균형은 일반적으로 일정하지만 로직 또는 FPGA(28)에 의해 필터링될 수 있다.
그 다음, 차동 증폭기(20)의 출력은 증폭기(22)에 공급되고 ADC(24)에 적절한 입력 범위를 충족시키기 위해 증폭된다. ADC(24)는 전압 제어 수정 발진기(8)에 의해 생성되는 샘플링 속도로 아날로그 반사된 신호를 디지털 버전의 반사된 신호로 변환한다. 전압 제어 수정 발진기(8)는 또한 VCXO(8)로 칭해진다. ADC(24)는 충분한 충실도로 부하(11)를 재구성하기 위해 전압 제어 수정 발진기(8)에 의해 생성되는 샘플링 속도를 적절한 비트 분해능으로 지원해야 한다.
전압 제어 수정 발진기(8)는 ADC(24)에 대한 샘플링 클록에 충분히 낮은 지터를 제공하기 위해, 위상 고정 루프(6)와 같은, 안티 지터 회로와 협력하며, 이는 부하(11)의 감지된 공간 특징들의 공간 분해능을 유지하기 위해 요구된다.
디지털 반사된 신호 샘플들은 로직(28)에 의해 재집합되고 디지털 샘플링 오실로스코프 기술들을 사용함으로써 인터리빙된다. 일 실시예에서, 등가 시간 샘플링이 사용된다. ADC(24) 및 로직(28)의 속도 제한들로 인해, 샘플링 오실로스코프 기술들은 요구된 공간 특징 분해능을 캡처할 때 경험되는 고주파수 반사된 신호들을 갭처하기 위해 이용된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 3 인치의 공간 특징 분해능은 싱글 휠 대 듀얼 휠 쌍에 의해 야기되는 부하(11)를 구별할 때 경험되는 고주파수 반사된 신호들을 생성한다.
추가적으로, 로직(28)은 센서 측정 잡음을 감소시키기 위해 센서의 많은 완전한 스위프들을 평균화할 수 있고, 부하(11)에 의해 야기되는 반사된 신호는 부하(11)가 존재하지 않는 것으로 공지되는 베이스라인 신호와 구별된다.
일 실시예에서, 차량을 가중할 때, 휠에 의해 야기되는 부하(11)에 대해, 본 발명의 장치 또는 시스템은 휠 길이에 의해 제공되는 시간 동안 휠 폭에 의해 제공되는 힘 프로파일을 제공한다. 이러한 직교 축들로부터의 힘들은 제공되는 전체 휠 기본 중량을 산출하기 위해 로직(28)에 의해 적분된다. 그 다음, 기본 중량은 실재 휠 중량을 산출하기 위해 가변 속도들로 이동하는 차량들을 보상하도록 이동의 방향으로 휠 속도에 곱해진다.
본 발명의 다른 실시예들에서, 차량 데이터의 서브세트만이 비용 제약들 및 제품 차별화와 같은 상업적 이유들로 인해 요구될 수 있다. 이러한 경우들에서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예들은 원하는 차량 정보만이 획득되거나 측정되도록 수정될 수 있다. 이러한 수정들은 일부 실시예들에서, 시스템의 구현을 단순화할 수 있다. 이러한 양태들 및 실시예들의 예들은 도 2 내지 도 4에 도시된다.
더욱이, 도 1 내지 도 4에 도시된 장치 및 시스템의 다른 대표적인 실시예들은 도로 및 차량 정보 또는 데이터를 수집하기 위해 다른 비-ETDR 센서들과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 센서들은 루프 존재 검출기들, 온도 센서들, 속도 센서들, 스트레인 게이지 또는 압전 스트레인 센서들, 또는 본 기술에 공지된 다른 센서들일 수 있다.
차량의 중량 및 차축들의 검출
이제 도 2를 참조하면, 차량의 중량을 결정하고 차량의 차축들을 검출하는 것에 관한 본 발명의 일 실시예가 도시된다. 차축 검출 및 중량 정보만이 관심이 있다면, 시스템 대역폭은 감소될 수 있다. 이러한 양태는 디바이스 및 시스템의 비용을 감소시킨다. 이러한 양태는 또한 센서의 길이를 따라, 또는 도로에 가로질러 임의의 공간 정보, 예를 들어 휠 폭, 휠 분리를 제공하지 않는다. 차축 분리 또는 차축간 간격과 같은, 도로를 따라 세로방향인 공간 정보를 결정하는 것이 여전히 가능하다. 또한, 이러한 양태에서, 전체 센서에 대한 단일 교정 지점만이 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, 더 높은 에지 레이트 및 대역폭은 총 중량을 결정하는 것과 대조적으로, 공간 정보를 결정하기 위해 요구된다. 드라이버 에지 레이트 및 대역폭이 감소됨에 따라, 공간 특징(spatial signature)이 스미어링된다. 이것은 공간 정보를 결정하는 것을 더 어렵게 한다. 대역폭이 감소됨에 따라, 스미어링 효과는 더 큰 시간(공간) 동안 진폭을 확산시켜, 더 높은 분해능 ADC(24) 및 더 낮은 잡음 플로어가 요구될 수 있다는 점을 주목한다. 또한, ADC(24)는 상당히 감소된 대역폭 및 샘플링 속도 요건들을 가질 것이다.
도 2의 실시예에서, 수동 아날로그 적분 저역 통과 필터(201)는 원하는 측정 간격에서 ADC(24)에 의해 신호를 샘플링하기 전에, 센서 및 리드 케이블 위에 모든 중량 정보를 적분하기 위해 사용된다. LPF는 저역 통과 필터를 나타낸다는 점이 이해된다. 일 실시예에서, 간격은 250 마이크로초일 수 있다. 이러한 측정 간격은 베이스 XO(2)로부터 완전히 분리될 수 있다. 휠 중량 신호들은 타이어들이 존재하지 않는 것으로 공지되는 베이스라인 신호과 구별된다.
드라이버(4) 에지 레이트는 상승 및 하강 시간들이 XO(2)의 반주기로 접근하는 지점으로 감소될 수 있다. 이러한 접근은 드라이버(4) 회로조직의 복잡성을 증가시키지만, 대역폭 민감 영역(9)에서 구성요소들의 요구된 복잡성을 감소시키는 이득을 가질 수 있다.
베이스 XO(2)의 레이트에서 양 및 음의 반주기들로부터 관측되는 반사들은 반대 극성들을 가지므로, 저역 통과 필터(201)를 통해 상쇄될 것이다. 저역 통과 필터(201)는 또한 LPF(201)로 칭해진다. 이것을 설명하기 위해, 게이트 또는 게이트/홀드 회로(203)는 양 또는 음의 반주기들로부터의 반사들만을 적분하기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 휠 프로파일 적분은 수동 아날로그 적분 LPF(201)에 의해 수행된다. 이러한 필터의 수동 양태는 증폭기(22)의 다르게 높은 대역폭 요건들을 제거하는 동안 적분한다. 필터는 베이스 XO(2)의 것들과 같은 더 높은 주파수들을 억제하는 동안 유사한 타이밍 요건을 갖는 휠 존재 정보를 압전 센서 인터페이스의 것에 전달해야 한다. 숙련자는 압전 센서 인터페이스의 LPF가 2 킬로헤르츠의 코너 주파수를 가질 수 있는 것을 인식할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디지털-아날로그 변환기(205)는 증폭된 신호가 라이드하는(ride) 참조를 증폭기(22)에 제공하기 위해 사용될 것이다. 디지털-아날로그 변환기(205)는 또한 DAC(205)로 칭해진다. 로직(28)은 시간에 따라 추적되는 집합 베이스라인을 느리게 제거하기 위해 DAC(205)의 출력 값을 제어할 것이다. 또한, 이러한 양태의 일 실시예에서, 로직(28)에 대한 데이터 속도는 상당히 감소될 것이다.
증폭기(22)에 대한 대역폭 요건들은 LPF(201)에 관한 위에서 논의된 바와 같은 휠 존재 정보의 것만으로 감소된다. 휠 폭은 센서 및 리드 길이에 비해 작으므로, 베이스라인으로부터의 편차들은 큰 이득이 요구될 수 있도록 작을 수 있다.
공간 프로파일링이 없는 차축 당 휠 카운트
이제 도 3을 참조하면, 공간 프로파일링이 없는 차량의 차축당 휠 카운트를 결정하는 것에 관한 본 발명의 일 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 높은 대역폭 또는 공간 분해능 신호는 2개의 경로들로 분할된다. 직접 신호 및 바이어스된 LPF 신호는 비교기(301)(비교기는 CMP(301)로 언급될 수 있음)에서 비교되고, 고속 로직(28)은 베이스 XO(2)의 주기 동안에 보여지는 타이어들의 수를 결정하기 위해 상승 또는 하강 에지들을 카운트한다. 이러한 양태는 센서 상에서 타이어들의 카운트를 제공하지만 센서를 따라 그들의 위치에 관해, 즉 공간 프로파일링 없음을 식별하지 않는다.
트래킹 저역 통과 필터(303)(LPF)는 신호를 순간 베이스라인의 추정으로 평활화하기 위해 사용된다. 그 다음, 바이어스(304)는 임계 신호를 야기하기 위해 SUM(305)에 의해 베이스라인 신호에 추가되며, 이는 임계 신호 위일 때 비교기(301)가 트립되게 할 것이다. 임계 신호는 바이어스된 LPF 신호를 포함한다.
직접 신호 및 임계 신호 출력들은 비교기(301)의 출력이 직접 신호가 임계 신호를 초과하는 동안에 활성화되도록 비교기(301)에서 비교된다. 비교기(301)의 출력의 상승 또는 하강 에지는 로직(28)에서 카운터를 클록할 것이다. 비교기(301)는 그것이 대역폭 민감 영역(9)에 있으므로 고속 비교기이다.
카운팅 로직(28)은 각각의 측정 기간의 시작에서 제로로 재설정된다. 측정 기간에 대한 에지 카운터 및 차축들이 존재하지 않는 것으로 공지되는 주기에 대한 저장된 카운터 사이의 차이, 즉 베이스라인은 보여진 타이어들의 수를 표시한다.
센서 상에서 휠들의 공간 프로파일
도 4를 참조하면, 센서 상에서 차량의 휠들의 공간 프로파일을 결정하는 것에 관한 본 발명의 일 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 도 1b에 설명된 바와 같은 등가 시간 샘플링 또는 VCXO/PLL 기술 및 도 3에 도시된 휠 카운트 솔루션의 것과 유사한 비교기 기술을 사용하여 휠 접촉 공간 프로파일을 매핑한다. 이러한 실시예에서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 고속 ADC(24)가 제거된다. 증폭기(22)로부터의 직접 신호 및 트래킹 LPF(303)로부터의 신호는 고속 비교기(301) 출력이 직접 신호가 임계 신호를 초과하는 동안 활성화하도록 비교된다. 2진수인 비교기(301) 출력은 베이스 XO(2)의 다수의 주기들 위에 완벽한 프로파일을 구축하기 위해 VCXO(8)의 주기 당 한번 샘플링되거나 래치된다. 프로파일 내의 각각의 지점은 비이진 프로파일을 구축하기 위해 후속 프로파일들로부터 그것의 카운터파트와 합산된다.
이러한 실시예에서, 회로의 게이트/홀드 및 합산 영역들이 제거되었다. 센서(12)는 센서(12)를 따라 측정되는 모든 공간 위치에서 산출될 수 있다.
이러한 양태는 각각의 공간 위치에서의 개별 교정 파라미터들이 더 높은 충실도 평가 능력들을 잠재적으로 제공하는 것을 허용하기 위해 도 2에 도시된 차축 검출 및 가중 양태와 결합될 수 있다. 그러나, 이러한 결합된 접근법은 개별 교정 파라미터들이 적용될 수 있기 전에 중량이 집합되므로, 도 1a 또는 도 1b에 도시된 양태의 실시예들과 같은 충실도를 갖지 않을 수 있다. 그러나, 이러한 결합된 접근법은 휠 부하들의 위치들 및 폭들에 맞춤화되는 단일 교정 파라미터를 구성하고 적용하는 기회를 제공한다. 이러한 결합된 접근법은 부하의 분산에 대해 가정들을 하는 것을 필요로 할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에서, 각각의 공간 위치는 로직(28) 내에 대응하는 업/다운 카운터를 갖는다. 각각의 카운터는 측정 기간의 시작에서 제로로 재설정된다. VCXO(8)의 활성 에지는 CMP(301)의 출력의 상태에 따라 하나의 카운터를 업 또는 다운으로 클록한다. 다수의 측정 기간들 동안, 트래킹 LPF(303)의 출력을 따르는 지점들, 즉 휠 무부화는 거의 제로의 카운트를 갖는 반면; 벗어나는 것들, 즉 존재하는 휠 부하들은 더 높은 값을 가질 것이다. 전이들을 단순히 카운트하는 대신에, 이러한 실시예는 도 1b에 도시된 실시예의 VCXO/PLL 기술, 및 도 3에 설명되는 실시예의 것과 유사한 비교기 기술을 사용하여 휠 센서 컨택트 공간 프로파일을 매핑한다. 비교기(301)의 출력은 베이스 XO(2)의 다수의 주기들 동안 센서의 완전한 공간 프로파일을 구축하기 위해 VCXO(8)의 주기당 한 번 샘플링되며; 이것은 등가 시간 샘플링의 일 구현이다. 프로파일 내의 각각의 지점은 비이진 프로파일을 구축하기 위해 후속 프로파일들로부터 그것의 카운터파트와 합산된다. 트래킹 LPF(303) 출력을 따르는 지점들, 즉 휠 무부하는 거의 제로의 합을 갖는 반면, 벗어나는 것들, 즉 존재하는 휠 부하들은 더 큰 값을 가질 것이다. 디지털 임계값은 언로딩된 파일 지점들로부터 로딩되게 분리하기 위해 로직(28) 내에 설정될 수 있다.
시스템 및 방법의 다수의 센서 실시예들
이제 도 5a를 참조하면, 일 실시예에서, 제 1 PDS 포트(12a), 제 2 PDS 포트(12b), 및 제 3 PDS 포트(12c)가 도시된다. PDS 포트(12a)는 또한 파라미터 외란 센서 포트(12a)로 칭해진다는 점이 이해된다. PDS 포트(12a), PDS 포트(12b), 및 PDS 포트(12c)는 대응하는 센서 버스들을 통해 휠 아날로그 프런트 엔드(501)에 연결된다. 휠 아날로그 프런트 엔드(501)는 또한 휠 AFE(501)로 칭해진다. 휠 AFE(501)는 수신기 버스를 통해 휠 데이터 변환기(503)에 연결되고, 휠 AFE(501)는 또한 센서 선택기 버스를 통해 FPGA(28)에 연결된다. 휠 데이터 변환기(503)는 샘플 버스를 통해 FPGA(28)에 연결되고, PLL 제어 버스를 통해 컴퓨터(34)에 연결된다. 숙련자는 PDS 센서들 또는 PDS 센서 포트들의 다양한 수들이 사용될 수 있는 것을 이해할 것이다. FPGA(28)는 데이터 버스를 통해 컴퓨터에 연결된다.
루프 포트(515) 또는 루프 존재 검출기 포트는 루프 버스를 통해 루프 아날로그 프런트 엔드(AFE)(517)에 연결된다. 루프 아날로그 프런트 엔드(517) 는 또한 루프 AFE(517)로 칭해진다. 루프 AFE(517)는 발진기 버스를 통해 FPGA(28)연결되고 채널 선택 버스를 통해 컴퓨터(34)에 연결된다.
온도 포트(519)는 (1-와이어 버스를 통해) 1-와이어 센서 브리지(521)에 연결되며, 이는 I2C 버스를 통해 컴퓨터(34)에 연결된다.
FPGA(28)는 데이터 버스를 통해 컴퓨터(34)에 연결되고, 직렬 주변 인터페이스(SPI) 버스를 통해 실시간 클록(523)에 연결된다.
컴퓨터(34)는 직렬 버스를 통해 RS-232 또는 RS-422 송수신기(505)와 같은, 송수신기에 연결된다. 송수신기(505)는 또한 XCVR(505)로 칭해진다. 직렬 포트(507)는 직렬 버스(예컨대 RS-232 또는 RS-422 버스)를 통해 XCVR(505)에 연결된다. 컴퓨터(34)는 또한 SD 버스를 통해 보안 디지털(SD) 카드 포트에 연결된다. 컴퓨터(34)는 또한 이더넷 PMD 버스를 통해 이더넷 포트(511) 및 파워 오버 이더넷 디바이스(513)에 연결된다. POE는 파워 오버 이더넷을 나타낸다.
휠 AFE(501), 루프 AFE(517), 및 POE(513)는 아날로그 또는 혼합된 신호 블록들(모듈들)이다. FPGA(28), 컴퓨터(34), 휠 데이터 변환기(503), XCVR(505), 실시간 클록(523), 및 1-와이어 센서 브리지(521)는 디지털 블록들(모듈들)이다. 센서 포트들(12a, 12b, 및 12c), 직렬 포트(507), SD 카드 포트(509)(메모리 카드 포트), 루프 포트(515), 온도 포트(519), 및 이더넷 포트(511)는 커넥터들이다.
일 실시예에서, 휠 AFE(501)는 FPGA(28)에 의해 계속해서 센서 포트들(12a, 12b, 및 12c)를 통해 부착되는 PDS(12)의 각각의 인스턴스를 능동적으로 핑(ping)하며, 이는 스위프 클록을 제공하고 수신된 반사 신호를 처리한다.
도 5b를 참조하면, 휠 AFE(501)의 일 실시예에서, PDS 센서들(12)이 3개의 인스턴스들이 센서 포트들(12a, 12b 및 12c)를 통해 TVS 보호 회로조직(30a, 30b, 및 30c)의 각각의 인스턴스들에 연결될 수 있다. PDS 센서들(12)의 3개의 인스턴스들 또는 센서 포트들(12a, 12b, 및 12c)은 무선 주파수(RF) 스위치(551)를 추가함으로써 지원될 수 있다. 스위치(551)는 센서(12)의 3개의 인스턴스들과 참조 터미네이터(553) 사이에서 시분활 다중화를 허용한다. 스위치(551)는 또한 하이브리드 회로(15), 및 FPGA(28)로부터 센서 선택 버스로부터의 센서 선택 입력에 연결된다. 참조 터미네이터(553)는 다른 파라미터들 중에서, 펄스 진폭, 공급 전압, 또는 에이징으로 인한 변형을 추적하기 위해 참조로서 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, (드라이버(4)로부터의) 스위프 클록 출력을 위한 출력(590), (수신기(21)로부터의) 수신기 출력을 위한 출력(592), 및 (스위치(551)의 입력을 위한) 센서 선택 입력 신호를 위한 입력(594)이 제공된다.
다른 실시예에서, 3 센서들 또는 센서 포트들(12a, 12b, 및 12c)과 인터페이스하는 휠 AFE(501)는 스위치(551) 대신에, 다수의 병렬 회로 블록들을 갖는 도 1a 및 도 1b에 도시된 단일 센서 구현들과 동일할 수 있다.
숙련자는 병렬 실시예에서, 모든 3 센서들이 활성화되고 데이터를 송신하는 반면, 스위칭된 버전에서, 데이터가 스위치가 그러한 특정 센서(12)에 대해 활성화일 때에만 수신되는 것을 이해할 것이다.
센서
센서 또는 파라미터 외란 센서(12)(PDS)는 송신 라인이다. 다수의 문제들은 본 발명의 시스템의 예에 의해 해결된다. 이들은 장수, 공간 정보를 센서(12)의 길이를 따라 제공하는 능력, 위치 정보를 센서(12)의 길이를 따르는 휠들 상에 제공하는 능력, 휠 압력을 측정하는 능력, 개별 휠들을 구별하는 능력, 센서를 연속적으로 감시하는 능력, 휠 측정 동안에 인접 차량의 휠들로부터 간섭에 저항하거나 간섭을 검출하는 능력, 및 설치의 용이성을 포함할 수 있다. 이것은 센서(12)의 설계를 통해 부분적으로 달성된다.
센서(12)의 설계는 송신 라인이 더 길어질수록 송신 라인의 대역폭이 감소되는 것을 고려한다. 더 낮은 대역폭은 인접 휠 부하들 사이에서 더 낮은 최소 특징 분해능 및 더 많은 간섭을 야기한다. 2개의 현상들은 송신 라인 대역폭의 감소, 즉 "표피 효과" 및 유전체 손실들을 야기한다.
표피 효과는 도체들이 도체의 자기 인덕턴스로 인해 주파수 의존 저항을 나타내게 한다. 이것은 송신 라인의 상승 시간 및 확산이 송신 라인 길이의 제곱에 따라 증가하게 한다. 이러한 대역 제한은 센서 상의 휠들이 심볼 간 간섭으로 인해 서로 간섭하게 하는 원하지 않은 효과를 갖는다. 송신 라인 길이를 단축하는 것 없이 상승 시간을 감소시키는 방법은 송신 라인의 저항을 감소시키는 것이며, 이는 고전도성 재료를 사용함으로써, 그리고 더 큰 표면적 외형들을 사용하여 달성된다.
유전체 손실들은 유전체 재료의 소산에 의해 야기된다. 소산의 양은 손실 탄젠트에 의해 결정되고, 재료에 따라 다르다. 이러한 효과는 송신 길이에 비례하는 상승 시간 및 확산의 증가를 야기한다. 이러한 문제를 완화하기 위해, 저손실 유전체 재료가 선택되어야 한다.
센서가 해결하는 다른 문제는 대략의 선형 응답, 또는 특성화가능 응답을 트럭들 및 자동차들과 같은 차량들로부터 보여지는 휠 부하들의 중량에 제공하는 능력이다. 극복되는 제한들은 원하는 레벨의 상세를 해결하기 위해 센서(12)가 시스템에 충분한 대역폭을 갖는 선형 응답을 제공해야 하는 것이다.
센서 설계가 극복했던 문제들은 장기간 동안 현실 세계 조건들에서 전개될 때 발생하는 내구성 및 신뢰성 문제들이다. 또한 제조가능성 문제들, 및 도로 기반 시설 영향들에 대한 고려 사항이 있다. 예를 들어, 센서는 도로들에서 전개되고 모든 기상 조건들에 노출된다. 센서는 장기간에 걸쳐 연속적으로 자동차들 및 트럭들과 같은 차량들이 운전될 때 존속하고 신뢰가능해야 한다. 장기간은 수년 이상일 수 있다.
일 양태에서, 예를 들어, 실제 제한은 13 피트의 센서 길이를 갖는 하나의 완전한 차선에 걸치는 능력이다. 다른 실제 제한은 듀얼 타이어 쌍으로부터 싱글 타이어를 제거하는 능력이며, 이는 대략 6 인치의 갭을 갖는다. 이것은 시스템이 제공할 수 있는 3 인치 미만의 공간 분해능을 필요로 할 수 있다.
일 실시예에서, 센서는 50 오옴 공칭 특성 임피던스로 설계된다. 예상된 휠 부하 압력 범위에 걸치는 임피던스의 변화의 범위는 2 오옴 미만이다. 일 실시예에서, 시스템 전자 장치는 10 오옴의 범위에 걸쳐 임피던스 변화를 인지하거나 측정할 수 있다.
이제 도 6a-도 6c를 참조하면, PDS(12)의 일 실시예가 도시된다. 도시된 실시예에서, 전체 치수들은 전형적인 동축 케이블 설계보다 훨씬 더 크며, 도로에서 대략 1.5 인치 높이이고 2.25 인치 폭이고 대략 레인의 길이이다. 더 큰 표면적의 주요 목적은 높은 분해능 정보를 획득하는 능력에 영향을 미치는 표피 효과 문제들을 감소시키는 것이었다. 숙련자는 적절한 PDS(12) 또는 송신 라인이 전체 디바이스, 시스템, 또는 방법의 요건들을 충족시키도록 변화될 수 있는 구성, 형상, 크기, 및 다른 물리적 속성들을 위해 선택되는 재료들의 변형들을 가질 수 있는 것을 이해할 것이다.
이러한 실시예에서, 센서 캐리어(603) 내의 센서 코어(601)를 포함하는 PDS(12) 또는 송신 라인이 도시된다. 센서 캐리어(603)는 센서 캐리어 압출 하우징(605)에 수용된다. 센서 캐리어 압출 하우징(605)은 센서 코어(601) 및 센서 캐리어(603)를 둘러싸는 금속 실드이다. 센서 캐리어(603)는 센서 캐리어 압출 하우징(605)에서 지지 배관(607)에 의해 지지되거나 안정화될 수 있다. 센서 캐리어 압출 하우징(605)의 상단은 캡 압출물(609)에 의해 커버되고/되거나 보호된다. 캡 압출물(609)은 접착제(610)에 의해 센서 캐리어 압출 하우징(605)에 연결된다. 센서 코어(601)는 반경질 구리 스트립일 수 있고, 센서 캐리어 압출 하우징(605)은 알루미늄으로 제조될 수 있다. 유전체는 공기 및 센서 캐리어(603)의 재료의 조합이며, 예를 들어 센서 캐리어(603)는 폴리에틸렌으로 제조될 수 있다. 숙련자는 송신 라인에서의 사용에 적절한 다른 재료들, 예컨대 알루미늄, 구리, 고밀도 폴리에틸렌이 사용될 수 있지만, 신뢰성 및 내구성 문제들이 처리될 필요가 있을 수 있는 것을 이해할 것이다. 접착제(610)는 우레탄 실러일 수 있다.
차량의 휠들로부터의 부하는 캡 압출물(609)에 인가되며, 이는 본 발명의 양태 또는 실시예에 의해 요구되는 바와 같이 도로 내에, 도로 내의 상승 표면과 동일 높이로, 또는 도로 위에 장착될 수 있다. 그 다음, 부하는 캡 압출물(609)을 통해 센서 캐리어 외부 하우징(605)에 전달된다. 일 실시예에서, 센서 캐리어 압출 하우징(605) 구성 재료는 알루미늄이도록 선택되었다. 알루미늄은 센서 캐리어 압출 하우징이 송신 라인 센서, 또는 PDS(12)의 외부 도체의 역할을 하므로, 구리 외에, 전기 신호 관점에서 좋은 선택이다. 알루미늄은 또한 구리가 이러한 목적들을 위해 요구되는 더 높은 강도 성질들을 갖지 않으므로, 강도 및 부하 사이클링과 관련되는 기계적 성질들을 위해 선택되었다.
센서 캐리어 압출 하우징(605)의 상단 평탄 부분은 멀티 타이어 인식을 유지하는 동안, 휠 부하, 예를 들어 듀얼 휠 차축으로부터의 휠 부하의 전달을 허용한다. 캡 압출물(609)은 임의의 해로운 측정 영향들 없이 도로 및 센서 캐리어 압출 하우징(605)의 표면의 점진적 마모로부터 임의의 효과들을 제한하는 도로 내의 마모 표면으로 설계된다. 절연 폼(611)은 도로 봉합재 또는 그라우트(705)(도 7f에 도시됨)가 캡 압출물(609)의 측면 표면에 접합되는 것을 방지하고 PDS(12)에 의해 보여지는 편향의 양에 영향을 줌으로써 PDS(12)가 휠로부터 정확한 힘을 측정하는 것을 허용한다.
PDS(12)는 커넥터(615)에 부착되는 와이어 어셈블리 또는 케이블을 통해 시스템 또는 디바이스에 연결된다. 커넥터(615) 및 센서(12)의 나머지가 연결되고 터미네이션 블록(617)에 인터페이스된다. 연결 및 인터페이스의 상세들은 아래에 설명된다.
이제 도 7a-도 7f를 참조하면, PDS(12)의 일 실시예가 도시된다. 단부도는 콘크리트에 장착되고, 그라우트(705)에 의해 제자리에 유지되는 PDS(12)를 도시한다. 도 7d는 터미네이션 블록(617)으로 나사들(707)에 의해 나사 고정되는 커넥터(615)를 도시하며 터미네이션 블록은 나사들(707)을 사용하여 센서 캐리어(603)(도 7c에 도시됨)로 나사 고정된다. 도 7b는 그것이 도로(701)에서 장착되는 바와 같이 PDS(12)의 단면을 도시한다. 도로(701)는 예를 들어 콘크리트, 아스팔트 등을 갖는 임의의 타입의 도로 재료 또는 재료들을 포함할 수 있다. 폐쇄 셀 폼(709)은 센서 캐리어 압출 하우징(605)의 길이를 따라 움직인다. 폼(709)은 오염 물질들이 갭에 진입하고 압출 하우징의 상단 평탄 부분과 아래의 각진 코너들 사이에서 원하지 않은 브리징을 야기하는 것을 방지하기 위해 충전제의 역할을 한다. 모든 힘은 압출 하우징의 중심 열을 통해 전달되는 것이 바람직하다.
도 7c는 커넥터(615), 터미네이션 블록(617), 및 센서 코어(601)가 어떻게 연결될 수 있는지의 일 실시예를 도시한다. 커넥터(615)는 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 센서 코어(601) 및 센서 캐리어 압출 하우징(605) 둘 다에 연결된다. 도 7c는 터미네이션 블록(617)과 센서 캐리어 압출 하우징(605) 사이에서 전기 컨택트 지점을 제공하는데 원조하는 전자기 간섭(EMI) 개스킷(711)(도 7e에 도시됨)을 도시한다.
도시된 실시예에서, PDS(12) 설계는 ETDR 디바이스 및 시스템의 기계 및 전기 요건들을 처리한다. PDS(12) 설계의 전체 형상 및 크기는 제조 제약들, 및 허용가능 센서 크기에 관한 산업 표준들 또는 산업 예상들에 의해 제한될 수 있다. 숙련자는 그들이 디바이스, 시스템 및 방법에 대한 전체 설계에 의해 준비되는 최소 요건들을 충족하기만 하면, 이러한 제조 및/또는 산업 요건들이 변화될 수 있고, PDS(12)에 대한 기계 및 전기 요건들의 변형들이 허용가능한 것을 이해할 것이다.
도 7g 내지 도 7i는 센서(12)에 의해 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)에 제공되는 차량 데이터로부터의 데이터 이미지들의 예들을 도시한다.
x 축(712)은 시간을 나타내고, y 축(714)은 센서(12)의 세로 길이를 따르는 거리를 나타내고, z 축(716)은 센서(12)의 임피던스 변화를 나타낸다. 도 7g는 듀얼 타이어들을 갖는 차축에 대한 2차원(2D) 데이터 이미지들을 도시한다. 도 7h는 싱글 타이어들을 갖는 차축에 대한 2차원(2D) 데이터 이미지들을 도시한다. 도 7i는 듀얼 타이어들을 갖는 차축에 대한 3차원(3D) 데이터 이미지들을 도시한다. 도 7j는 싱글 타이어들을 갖는 차축에 대한 3차원(3D) 데이터 이미지들을 도시한다. 플롯들은 차량이 센서(12)를 가로질러 전진함에 따라 임피던스 변화를 타임 슬라이스들로 시각화한다.
이하는 센서(12)의 단일 인스턴스를 사용함으로써 차량 속도가 유도될 수 있는 방식의 설명을 제공한다. 속도 측정은 센서(12)의 2개의 인스턴스들로부터 유도되거나 수신될 수 있거나, 속도 측정은 다른 센서들로부터(원하는 정확성 및 반복성의 레벨에 따라) 유도되거나 수신될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 속도 측정은 또한 센서(12)의 단일 인스턴스를 사용함으로써 결정될 수 있다. 도 7g, 도 7h, 도 7i 및 도 7j를 참조하면, 숙련자는 휠이 센서(12) 위에서 구름에 따라, 차량의 부하가 센서(12)에(휠을 통해) 인가되는 영역이 시간에 따라 무부하로부터 완전히 인가된 부하로 증가하는 것을 이해할 것이다. 이것은 인가된 부하의 폭이 리딩 에지에서 좁아지고 부하가 최대 폭에 도달할 때까지 넓어지는 도 7g 및 도 7h에 도시된다. 그러므로, 숙련자는 부하가 우선 인가되는 곳과 부하가 그것의 최대 폭에 도달하는 곳 사이에서 수평 거리를 결정함으로써, 차량 속도가 유도될 수 있을 이해할 것이다. 차량 및/또는 휠들이 센서(12) 위에서 이동함에 따라 그들의 일정 속도를 가정한다.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 센서 어셈블리(12)를 포함하는 장치(800)의 개략적 예들을 도시한다.
일반적 용어들에서, 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)(도 8a, 도 8b, 도 8c에 적어도 부분적으로 도시됨)를 포함한다(그리고 이에 제한되지 않음). 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 대해(또는 내에) (적어도 부분적으로) 위치되도록 구성된다. 이것은 차량 도로(908)를 따라, 즉 방향(904)을 따라 이동하는 이동 차량(900)이 센서 어셈블리(12) 위에 또는 그것을 지나 운전(이동)되는 그러한 방식으로 수행된다. 송신 라인 어셈블리(802)의 위치는 송신 라인 어셈블리(802)가 단지 그렇게 하도록 위치되면 이동 차량(900)이 차량 부하(902)를 송신 라인 어셈블리(802)에 부여하고, 이동 차량(900)이 센서 어셈블리(12)를 지나가게 하는 그런 것이다.
도 8a는 이동 차량(900)이 방향(904)을 따라 센서 어셈블리(12)를 향해 이동하고 있고, 센서 어셈블리(12)가 이동 차량(900)으로부터 차량 부하(902)를 수용하지 않는 경우를 도시한다.
도 8b는 이동 차량(900)이 방향(904)을 따라 이동하고 있고 차량 부하(902)가 센서 어셈블리(12)에 의해 이동 차량(900)으로부터 수용되는 그러한 방식으로 센서 어셈블리(12) 위에 위치되는 경우를 도시한다. 차량 부하(902)는 이동 차량(900)으로부터 센서 어셈블리(12)로 전달된다.
도 8c는 센서 어셈블리(12)가 이동 차량(900)으로부터 차량 부하(902)를 수용하지 않도록 이동 차량(900)이 방향(904)을 따라 그리고 센서 어셈블리(12)에서 떨어져서 이동하고 있는 경우를 도시한다. 이동 차량(900)은 자동차, 트럭 등을 포함할 수 있다. 차량 도로(908, 701)는 아스팔트, 콘크리트 등으로 구성될 수 있다. 센서 어셈블리(12)는 신호 와이어 어셈블리(910)를 통해, 이하 ETDR 시스템(906)으로 언급되는, 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)에 연결되거나 결합되도록 구성된다. ETDR은 전기 시간 영역 반사 측정을 나타낸다. ETDR 시스템(906)은 송신 라인 어셈블리(802)에서 결함들을 검출하도록 구성되는 시간 영역 반사계를 포함하며; 결함들은 센서 어셈블리(12)의 전기 파라미터에 대한 변화로 특징화될 수 있다. ETDR 시스템(906)은 송신 라인 어셈블리(802)의 세로 길이를 따라 이동하는 송신된 전기 펄스(전기 신호) 및 반사된 전기 펄스(전기 신호)의 표현들을 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이 어셈블리를 포함할 수 있다. ETDR 시스템(906)과 연관되는 전기 신호는 송신 라인 어셈블리(802)를 따라 송신되고, 전기 신호는 송신 라인 어셈블리(802)의 지점 또는 구역에 위치되는 불연속으로부터 ETDR 시스템(906)으로 다시 반사될 수 있다. ETDR 시스템(906)은 송신 라인 어셈블리(802)에서 결함을 특징화하고 위치시키도록 구성된다. 결함은 센서 어셈블리(12)가 차량 부하(902)를 수용하는 결과로서 센서 어셈블리(12)의 전기 파라미터의 변화에서 기인하는 센서 어셈블리(12) 내의 불연속이다. 송신 라인 어셈블리(802)는 전기 전도성 재료(금속 케이블들, 연선 쌍들, 동축 케이블들 등)를 포함할 수 있다. 전기 시간 영역 반사 측정 또는 ETDR은 반사 파형들을 관찰함으로써 전기 재료 또는 전기 케이블들 또는 전기 라인들의 전기 특성들의 변화들; 즉 센서 어셈블리(12)의 길이를 따라 이동하는 전기 신호들을 결정하기 위해 사용되는 측정 기술이다. 센서 어셈블리(12)에서 생성되는 불연속의 임피던스는 ETDR 시스템(906)으로 다시 송신되는 반사된 전기 신호의 진폭으로부터 결정될 수 있다. 센서 어셈블리(12) 내의 불연속까지의 거리는 또한 전기 펄스가 센서 어셈블리(12) 내의 불연속의 위치로부터 ETDR 시스템(906)으로 다시 복귀하는데 걸리는 시간으로부터 결정될 수 있다.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c를 요약하기 위해, 장치(800)는 센서 어셈블리(12)를 포함한다(그리고 이에 제한되지 않음). 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)를 포함한다(그리고 이에 제한되지 않음). 송신 라인 어셈블리(802)는 전기 송신 라인 파라미터를 갖는다. 전기 송신 라인 파라미터는 차량 도로(908) 및 송신 라인 어셈블리(802)에 대해 이동하는 이동 차량(900)의 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여, 적어도 부분적으로 변화하도록 구성된다. 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하다. 예를 들어, 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여, 전기 송신 라인 신호(또한 반사된 전기 신호로 칭해짐)을 적어도 부분적으로 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 전기 송신 라인 파라미터는 송신 라인 특성 임피던스를 포함한다. 송신 라인 임피던스는 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여, 적어도 부분적으로 변화하도록 구성된다. 센서 어셈블리는 탄성을 가지며; 센서 어셈블리는 변형되지만 변형 부하가 더 이상 센서 어셈블리에 인가되지 않으면 변형 전에 초기 상태로 복귀된다. 차량 부하(902)가 센서 어셈블리(12)에 인가되는 지점은 송신 라인의 임피던스를 변경하는 탄성 변형을 야기하여, 센서 어셈블리(12)에서 송신 라인의 특성 임피던스의 불연속을 야기한다. 또한, 방법이 제공된다. 방법은 센서 어셈블리(12)의 송신 라인 어셈블리(802)의 전기 송신 라인 파라미터를 적어도 부분적으로 변화시키는 단계를 포함하며(그리고 이에 제한되지 않음); 이것은 송신 라인 어셈블리(802)에 이동 차량(900)(이동 차량(900)은 차량 도로(908)에 대해 이동함)의 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 수행된다. 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하다. 방법은 송신 라인 어셈블리(802) 아래에 송신되는 전기 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있고 이는 센서 어셈블리(12) 상에서, 차량 도로(908)에 대해 이동하는 이동 차량(900)의 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여, 센서 어셈블리(12) 내의 불연속에서 전기 신호의 반사를 야기한다.
송신 라인 어셈블리(802) 및/또는 센서 어셈블리(12)는 전기 신호의 파동성이 고려되도록 충분히 높은 주파수를 갖는 교류(전기 신호)를 운반하도록 구성되는 전기 케이블(및 그것의 임의의 균등물)을 포함한다. 송신 라인 어셈블리(802)는 비전기 도체, 도파관(음향 파들, 또는 공기 매개 파들 등을 안내하기 위함), 유전체 도파관(압력 파 등을 안내하기 위함), 및/또는 광섬유(및 그것의 임의의 균등물)을 포함하지 않는다.
도 8b에 예시된 예를 고려하면, 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802) 및 터미네이팅 임피던스를 포함한다. 센서 어셈블리(12)의 기계 성질 때문에, 불연속들은 센서 어셈블리(12) 상의 차량 부하(902)의 결과로서 송신 라인 어셈블리(802)에 형성된다. 도 8a, 도 8b, 및 도 8c의 ETDR 시스템(906)은 센서 어셈블리에 송신되는 고주파수 신호들의 소스이다. 신호들이 송신 라인 어셈블리(802) 내의 불연속들에 직면할 때 신호의 일부는 불연속들에 전파하고 ETDR 시스템(906)에 다시 반사하기 위해 반사된 신호들의 진폭 및 신호에 의해 취해진 시간을 측정하는 ETDR 시스템(906)에 다시 반사된다. 반사된 신호들의 측정된 크기는 차량 부하(902)에 비례한다. 센서 어셈블리(12) 상의 불연속들의 위치는 ETDR 시스템(906)으로부터 불연속으로 그리고 다시 ETDR 시스템(906)으로의 신호의 왕복 시간에 기초하여 ETDR 시스템(906)에 의해 산출된다. 본 기술에 친숙한 사람은 ETDR 시스템(906)으로부터의 신호의 속도가 일정하고 유도될 수 있는 것을 이해할 것이다. 신호의 속도 및 신호의 왕복 시간의 경우, 불연속 및 ETDR 시스템(906)으로부터 불연속을 야기하는 차량 부하(902)의 위치는 ETDR 시스템(906)에 의해 산출된다.
차량 부하(902)가 도 8a 및 도 8c에 도시된 바와 같은 센서 어셈블리(12)에 인가되지 않을 때, ETDR 시스템(906)에 의해 생성되는 신호는 터미네이션에 도달하는 센서 어셈블리(12) 내의 송신 라인 어셈블리(802) 아래에 이동한다. 터미네이션이 송신 라인 어셈블리(802)의 특성 임피던스에 정합되기 때문에, 신호는 터미네이션에서 종결되고, 반사들은 ETDR 시스템(906)으로 다시 송신되지 않는다. ETDR 시스템(906)은 신호 와이어 어셈블리(910)를 통해 센서 어셈블리(12)에 연결된다. 이러한 어셈블리는 센서 어셈블리 내의 송신 라인 어셈블리(802)와 동일한 특성 임피던스를 갖는 전기 송신 라인이다. 본 기술에 친숙한 사람은 ETDR 시스템(906)의 소스 임피던스, 신호 와이어 어셈블리(910), 송신 라인 어셈블리(802) 및 터미네이터의 특성 임피던스가 모두 정합되기만 하면 ETDR 시스템(906)으로부터의 신호가 임의의 반사들 없이 신호 와이어 어셈블리(910)를 통해 송신되는 것을 인식할 것이다.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 및 도 9d는 도 8a, 도 8b, 및 도 8c의 센서 어셈블리(12)의 어셈블리들 및/또는 구성요소들의 개략적 예들(단면도들)을 도시한다.
일반적으로, 센서 어셈블리(12)는 제 1 전기 도체 및 제 2 전기 도체를 갖는 송신 라인 어셈블리(802)를 포함한다. 예로서, 송신 라인 어셈블리(802)는 실드 어셈블리(808) 및 코어 어셈블리(806)의 조합을 포함한다(그리고 이에 제한되지 않음). 코어 어셈블리(806)의 예들은 도 9b 및 도 9c에 도시된다. 실드 어셈블리(808)의 일 예는 도 9a에 도시된다.
도 9a를 참조하면, 예로서, 실드 어셈블리(808)는 탄성 변형가능 부분(820), 도로 앵커(822), 코어 앵커 어셈블리(825), 힘 수용 부분(828), 힘 전달 부분(830), 리테이너 어셈블리(832), 및 관형 어셈블리(818)의 조합을 포함한다.
힘 전달 부분(830)은 관형 어셈블리(818)의 중신 구역으로 칭해질 수 있다. 관형 어셈블리(818)는 채널(819)을 형성한다. 채널(819)은 또한 중공 내부 구역으로 칭해질 수 있다. 관형 어셈블리(818)는 직사각형 단면 프로파일, 정사각형 형상 프로파일, 및 임의의 적절한 단면 프로파일 등을 형성할 수 있다. 관형 어셈블리(818)는 알루미늄 등과 같은, 금속 합금의 압출로부터 형성될 수 있다. 힘 수용 부분(828)은 관형 어셈블리(818)의 측면 상에 위치된다. 힘 수용 부분(828)은 차량 부하(902)를 수용하고 차량 부하(902)를 힘 전달 부분(830)에 운반하도록 구성된다. 힘 전달 부분(830)은 힘 수용 부분(828)을 관형 어셈블리(818)에 연결한다. 힘 전달 부분(830)은 관형 어셈블리(818)의 중심 구역에 위치된다. 차량 부하(902)는 힘 전달 부분(830)을 통해 관형 어셈블리(818)에 전달된다.
관형 어셈블리(818)는 힘 전달 부분(830)의 대향 측면들 사에, 그리고 관형 어셈블리(818)의 중심 구역의 대향 측면들 상에 위치되는 탄성 변형가능 부분(820)의 인스턴스들을 포함한다. 탄성 변형가능 부분(820)의 인스턴스들은 관형 어셈블리(818)의 중심 구역, 또는 힘 전달 부분(830)을 관형 어셈블리(818)의 대향 측면들에 연결한다. 차량 부하(902)는 힘 전달 부분(830)으로부터 탄성 변형가능 부분(820)으로 그 다음에 관형 어셈블리(818)의 대향 측면들로 전달된다.
힘 수용 부분(828)은 차량 부하(902)를 (직접 또는 간접적으로) 수용하고, 그 다음에 힘 수용 부분(828)은 차량 부하(902)를 힘 전달 부분(830)에 전달하고, 그 다음에 힘 전달 부분(830)은 차량 부하(902)를 관형 어셈블리(818)의 중심 구역에 전달한다. 이에 응답하여, 탄성 변형가능 부분(820)은 힘 전달 부분(830)가 차량 부하(902)에 의해 하향으로 푸시되거나 재촉되는 것에 응답하여 탄성적으로 변형되고, 차량 부하(902)를 힘 전달 부분(830)으로부터 관형 어셈블리(818)의 대향 측면 벽들로 전달한다. 탄성 변형가능 부분(820)으로부터의 차량 부하(902)의 제거에 응답하여, 탄성 변형가능 부분(820)은 원래 비응력 조건 또는 형태로 다시 복귀되고(탄성적으로 리폼됨), 힘 전달 부분(830)은 그것의 정상 조건(비응력 조건)으로 다시 복귀된다. 도 10a는 비응력 조건을 도시한다. 도 10b는 응력 조건을 도시한다. 탄성 변형가능은 탄성 변형가능 부분(820)이 가능한 한 응력 조건(도 10b)과 비응력 조건(도 10a) 사이에서 반복적으로 동작할 수 있으며 따라서 센서 어셈블리(12)의 유용한 수명을 연장하는 것을 의미한다.
관형 어셈블리(818)는 관형 어셈블리(818)의 대향 외부 측면들 상에 위치되는 도로 앵커(822)의 인스턴스들을 포함하고, 도로 앵커(822)의 인스턴스들은 서로 떨어져서 마주본다. 도로 앵커(822)는 차량 부하(902)가 센서 어셈블리(12)에 부여될 때 이동 차량(900)이 센서 어셈블리(12)를 지나 이동함에 따라 도 8b의 차량 도로(908)에 대한 정지 위치에서 센서 어셈블리(12)를 앵커링하도록 구성된다.
실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)의 대향 내부 측면들 상에 위치되는 코어 앵커 어셈블리(825)의 인스턴스들을 포함하고, 코어 앵커 어셈블리(825)의 인스턴스들은 서로 마주본다. 코어 앵커 어셈블리(825)는 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같은 코어 어셈블리(806)를 지지하도록 구성된다.
도 9a로 돌아가면, 관형 어셈블리(818)는 관형 어셈블리(818)의 내부 내에 위치되는 리테이너 어셈블리(832)의 인스턴스들을 정의하거나 제공하고, 그것의 각각은 코어 앵커 어셈블리(825)의 각각의 인스턴스들을 마주보고, 코어 앵커 어셈블리(825) (아래에) 이격되어 위치된다. 리테이너 어셈블리(832)는 도 10a에 도시된 바와 같은 위치 결정 어셈블리(812)를 유지하도록 구성된다.
도 9a의 예를 참조하면, 실드 어셈블리(808) 또는 관형 어셈블리(818)는 채널(819)을 정의하는, 알루미늄과 같은, 금속 합금을 포함한다. 관형 어셈블리(818)에 의해, 또는 실드 어셈블리(808)에 의해 형성되는 채널(819)의 형상은 도 9a의 송신 라인 어셈블리(802)의 관형 어셈블리(818) 또는 실드 어셈블리(808)의 피로를 촉진하지 않는(또는 피로를 최소화하는) 일부 편향, 또는 탄성 변형을 허용하는 동안, 관형 어셈블리(818)에 직사각형 형상 튜브 또는 정사각형 형상 튜브와 같은, 비교적 더 강한 형상을 제공하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 실드 어셈블리(808) 또는 관형 어셈블리(818)의 유용한 수명이 연장된다. 예를 들어, 채널(819)의 상단 부분이 평탄한 경우에 대해, 불필요한 응력은 상단 부분의 에지들(탄성 변형가능 부분(820)의 일 측면 근방의 외부 부분에 근접하여 위치됨)에서 예상될 것이고, 이러한 불필요한 응력은 관형 어셈블리(818) 또는 실드 어셈블리(808)에 우연한 피로를 초래할 수 있다. 관형 어셈블리(818)의 정사각형 형상 상단 코너들은 관형 어셈블리(818)의 상단 코너들 근방의 측면들 또는 상단 측면들 상에 (우연히) 인입될 수 있다. 이러한 불필요한 문제를 해결하기 위해, 탄성 변형가능 부분(820)에서 연결되는 관형 어셈블리(818)의 상단 코너들은 관형 어셈블리(818)의 대향 측면들에 대해 뒤로(하향으로) 만곡되며, 따라서 관형 어셈블리(818)의 상단 코너들이 채널(819)의 일부를 형성하는 관형 어셈블리(818)의 만곡된 코너 부분들의 상단 표면을 따라 탄성적으로 신장되는 것을 허용한다. 리테이너 어셈블리(832)는 상향으로 형상화되거나 채널(819)의 내부 코너 상에서 상향으로 만곡되고, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 나이론 튜브와 같은, 위치 결정 어셈블리(812)를 유지하도록 구성된다.
도 9a를 요약하기 위해, 실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)에 적어도 부분적으로 형성되는 탄성 변형가능 부분(820)을 더 포함한다. 실드 어셈블리(808)는 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성되는 탄성 변형가능 부분(820)을 더 포함한다. 실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)로부터 외부로 연장되는 도로 앵커(822)를 포함하고, 도로 앵커(822)는 실드 어셈블리(808)를 차량 도로(908)에 적어도 부분적으로 앵커링하도록 구성된다. 실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)로부터 채널(819)로 내부로 연장되는 코어 앵커 어셈블리(825)를 포함하고, 코어 앵커 어셈블리(825)는 채널(819) 내에서 코어 어셈블리(806)의 위치 결정을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된다.
도 9b 및 도 9c는 도 8a, 도 8b, 및 도 8c에 도시된 송신 라인 어셈블리(802)의 코어 어셈블리(806)의 개략적 예들(단면도들)을 도시한다.
코어 어셈블리(806)는 평면 형상 전기 도체를 포함한다. 전기 도체는 예를 들어 구리 합금 또는 전기 전도성 요소를 포함한다. 코어 어셈블리(806)는 코어 어셈블리(806)를 수용하고 지지하도록 구성되는 채널(839)을 정의하는 캐리어 어셈블리(810)를 포함한다. 도 9b는 채널(839)에 의해 수용되지 않는 코어 어셈블리(806)를 도시하고; 도 9c는 채널(839)에 의해 수용되는 코어 어셈블리(806)를 도시한다. 캐리어 어셈블리(810)는 표면(834), 실드 체결 부분(836), 캐리어 본체(838), 및 컨택트 부분(840)을 포함한다. 캐리어 본체(838)는 폴리에틸렌과 같은, 유전체 재료를 포함한다.
도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 표면(834)은 관형 어셈블리(818)의 상단 부분을 따라 연장되고, 캐리어 어셈블리(810)가 관형 어셈블리(818)의 채널(819) 내에 또는 실드 어셈블리(808) 내에 설치되면 도 9a의 힘 전달 부분(830)의 중심 구역을 마주보도록 구성된다(그리고 그것에서 이격됨). 관형 어셈블리(818)의, 또는 실드 어셈블리(808)의 중심 구역은 실드 어셈블리(808)에 의해 수용되는 차량 부하(902)에 응답하여 캐리어 어셈블리(810)의 표면(834)에 대한 위치를 변화시키도록 구성된다.
도 9b 및 도 9c로 돌아가면, 캐리어 어셈블리(810)는 차량 부하(902)가 도 9a의 실드 어셈블리(808)를 통해 이동하는 동안 정지를 유지한다. 이러한 방식으로, 송신 라인 어셈블리(802)의 특성 임피던스는 공간 위치(스폿 또는 구역)이 불연속의 위치에서의 실드 어셈블리(808)와 캐리어 어셈블리(810) 사이에서 변화되는 곳을 변화시킬 수 있어, 일시적 불연속을 생성한다. 실드 체결 부분(836)의 인스턴스들은 캐리어 어셈블리(810)의 측면(상단 측면)에 대한 캐리어 어셈블리(810)의 대향 측면들 상에 위치된다. 컨택트 부분(840)의 인스턴스들은 캐리어 어셈블리(810)의 다른 측면(하단 측면)에 대한 캐리어 어셈블리(810)의 대향 측면들 상에 위치된다. 컨택트 부분(840)의 인스턴스들은 실드 체결 부분(836)의 각각의 인스턴스들로부터 대향하여 위치된다. 실드 체결 부분(836)은 캐리어 어셈블리(810)가 실드 어셈블리(808) 내의 상대 정지 위치에 남아 있도록 도 9a의 코어 앵커 어셈블리(825)(그것의 밑면)와 접촉하도록 구성된다.
도 9b 및 도 9c를 요약하기 위해, 코어 어셈블리(806)는 도 9a의 실드 어셈블리(808)에 대해 전기 도체를 적어도 부분적으로 지지하도록 구성되는 캐리어 어셈블리(810)를 포함한다. 송신 라인 어셈블리(802)는 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리(806)를 포함한다. 송신 라인 어셈블리(802)는 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 코어 어셈블리(806)에 대해 적어도 부분적으로 위치되는 실드 어셈블리(808)를 포함한다.
도 9d는 도 9a의 실드 어셈블리(808)의 내마모 어셈블리(824)의 개략적 예(단면도)를 도시한다.
도시된 바와 같이, 내마모 어셈블리(824)는 힘 수용 부분(842), 본체 어셈블리(844), 실드 체결 부분(846), 실드 컨택트 부분(848), 및 실드 수용 구역(850)을 포함한다(그리고 이들에 제한되지 않음). 힘 수용 부분(842)은 실드 체결 부분(846)에서 이격되며, 그것의 각각은 본체 어셈블리(844)의 대향 측면들 상에 위치된다. 힘 수용 부분(842)은 차량 부하(902)를 수용하도록 구성된다. 본체 어셈블리(844)는 차량 부하(902)를 힘 수용 부분(842)으로부터 실드 체결 부분(846)으로 전달하도록 구성된다. 실드 체결 부분(846)은 차량 부하(902)가 이때 실드 컨택트 부분(848)으로부터 힘 수용 부분(828)으로 전달가능한 그러한 방식으로 도 9a의 송신 라인 어셈블리(802)의 힘 수용 부분(828)을 단단히 체결(그것과 접촉)하도록 구성된다. 본체 어셈블리(844)는 본체 어셈블리(844)의 대향 측면들 상에 위치되고 실드 컨택트 부분(848)에 근접하는 실드 체결 부분(846)의 인스턴스들을 포함한다. 실드 체결 부분(846)은 송신 라인 어셈블리(802)의 힘 수용 부분(828)에서 도 9a의 송신 라인 어셈블리(802)를 단단히 체결하도록 구성된다. 실드 체결 부분(846) 및 실드 컨택트 부분(848)은 도 9a의 송신 라인 어셈블리(802)의 힘 수용 부분(828)을 적어도 부분적으로 수용하도록 구성되는 실드 수용 구역(850) 을 정의한다. 도 10a에 더 도시된 바와 같이, 내마모 어셈블리(824)는 송신 라인 어셈블리(802)의 힘 수용 부분(828)을 적어도 부분적으로 (그것의 상단 부분에서) 단단히 수용하도록 구성된다. 내마모 어셈블리(824)는 내마모 어셈블리(824)에 차량 부하(902)의 반복된 인가에서 기인하는 마모에 적어도 부분적으로 견디도록 구성되는 내마모 재료 또는 어셈블리를 제공하도록 구성되며, 그것에 의해 도 9a의 송신 라인 어셈블리(802)를 마모시키는 기회를 감소시킴으로써, 센서 어셈블리(12)의 수명을 연장한다.
도 9d를 요약하기 위해, 도 9a의 실드 어셈블리(808)는 실드 어셈블리(808)에 대한 마모를 감소시키는 그러한 방식으로, 차량 부하(902)의 반복된 인가들의 수용에 응답하여 마모에 적어도 부분적으로 견디도록 구성되는 내마모 어셈블리(824)를 포함한다.
도 10a 및 도 10b는 조립된 상태에 센서 어셈블리(12)의 개략적 예들의 단면도들을 도시한다. 도 10a에 따르면, 부하는 비응력 조건에서 센서 어셈블리(12)에 적용되지 않는다. 도 10b에 따르면, 차량 부하(902)는 불연속의 지점에서의(즉, 차량 부하(902)가 센서 어셈블리(12)에 의해 수용되는 지점에서의) 응력 조건에서 센서 어셈블리(12)에 적용된다.
실드 어셈블리(808)는 예를 들어 압출 공정에 의해(단순화를 위해) 제조되는 관형 어셈블리(818)를 포함한다. 실드 어셈블리(808)의 관형 어셈블리(818)의 채널(819)은 캐리어 본체(838)에 의해 운반되는 코어 어셈블리(806)를 수용하도록 구성된다. 캐리어 본체(838)는 실드 어셈블리(808)의 코어 앵커 어셈블리(825)를 체결한다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 실드 체결 부분(836)은 코어 앵커 어셈블리(825)와 체결(접촉)하도록 구성된다.
나일론 배관과 같은, 위치 결정 어셈블리(812)는 캐리어 본체(838)의 대향 측면들에서, 바람직하게는 실드 체결 부분(836) 아래에 위치되고 그것에(아래에) 근접하는 위치에서, 실드 어셈블리(808)의 관형 어셈블리(818)의 내부 벽과 접촉하도록 구성된다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 리테이너 어셈블리(832)는 관형 어셈블리(818)의 내부 벽으로부터 연장되고, 캐리어 본체(838)가 관형 어셈블리(818)의 채널(819)에 설치되는 동안 정지 조건에서 위치 결정 어셈블리(812)의 위치를 유지하도록 구성된다. 선택에 따르면, 코어 앵커 어셈블리(825)는 코어 앵커 어셈블리(825)와 캐리어 본체(838) 사이에 위치되는 마스킹 테이프의 일부를 포함할 수 있다. 위치 결정 어셈블리(812)는 차량 부하(902)가 도 10b에 도시된 바와 같은 센서 어셈블리(12)에 의해 수용되는 동안 캐리어 본체(838)를 실드 어셈블리(808)에 대한 정지 위치에 바이어싱하는 스프링 어셈블리 또는 바이어싱 어셈블리와 많이 유사하게 행동하도록 구성된다.
코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)는 그들 사이에 갭(816)을 형성하기 위해 서로에 대해 위치된다. 도 10a에 도시된 갭(816)(비응력 조건)은 송신 라인 어셈블리(802)의 일부에 차량 부하(902)의 인가의 결과로서 도 10b에 도시된 갭(816)(응력 조건)보다 더 크다(또는 그것과 상이함). 도 10a를 참조하면, 실드 어셈블리(808)는 차량 부하(902)의 어느 부분도 수용하지 않고, 갭(816)은 송신 라인 어셈블리(802)의 길이(817)를 따라 일정하게(비응력 조건에서) 유지한다. 송신 라인 어셈블리(802)의 길이(817)는 도 11에 도시된다. 도 10b를 참조하면, 차량 부하(902)가 실드 어셈블리(808)에 적용되고 그것에 의해 수용되는 경우에 대해, 실드 어셈블리(808)는 도 10b의 갭(816)(응력 조건에서)이 송신 라인 어셈블리(802)의 길이(817)를 따라는 위치에서 차량 부하(902)를 수용하는 송신 라인 어셈블리(802)의 영역(811)에서 도 10a에 도시된 갭(816)(비응력 조건에서)보다 더 작은 그러한 방식으로 탄성적으로 변형된다. 영역(811)은 도 11에 도시된다.
응력 조건(도 10b) 및 비응력 조건(도 10a) 둘 다에 대해, 코어 어셈블리(806)는 실드 어셈블리(808)에 비해 정지를 유지한다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 터미네이션 임피던스(804)는 송신 라인 어셈블리(802)에 연결되며; 즉, 제 1 단자 단부 부분에서 실드 어셈블리(808) 및 코어 어셈블리(806)에 또는 그들 사이에 연결된다. 제 1 단자 단부 부분은 도 14에서 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)에 도시된다. ETDR 시스템(906)은 제 1 단자 단부 부분에서 이격되는 제 2 단자 단부 부분에서, 송신 라인 어셈블리(802)(실드 어셈블리(808) 및 코어 어셈블리(806)에 연결가능함)에 동작적으로 연결되도록 구성된다. 제 2 단자 단부 부분은 도 13에서 신호 인터페이스(870)에 도시된다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 터미네이션 임피던스(804)는 송신 라인 어셈블리(802)의 임피던스와 정합한다. 도 10a의 비응력 조건에서, ETDR 시스템(906)에 의해 검출될 수 있는 송신 라인 어셈블리(802)에서 생성되는 반사들이 없다. 도 10b의 응력 조건에서, 송신 라인 어셈블리(802)에서 생성되는 반사들은 ETDR 시스템(906)에 의해 검출될 수 있다. ETDR 시스템(906)은 신호들을 생성하고 신호들을 송신 라인 어셈블리(802)에 송신하도록 구성된다. 터미네이션 임피던스(804)가 송신 라인 어셈블리(802)의 임피던스와 정합하는 경우에 대해(도 10a), 송신 라인 어셈블리(802)에서 생성되는 전기 신호 반사들이 없다. 터미네이션 임피던스(804)가 송신 라인 어셈블리(802)의 임피던스와 정합하지 않는 경우에 대해(도 10b), 송신 라인 어셈블리(802)에서 생성되는 전기 신호 반사들이 없다.
도 10b(응력 조건)에 도시된 바와 같이, 위치 결정 어셈블리(812)는 채널(819) 내의 정지 위치에서 캐리어 본체(838)의 위치를 유지하도록 구성되는 반면 차량 부하(902)는 실드 어셈블리(808)로 및 그것을 통해 송신된다. 실드 어셈블리(808)는 도 11의 영역(811)에서, 실드 어셈블리(808)에 차량 부하(902)의 인가에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성되며; 즉, 차량 부하(902)가 실드 어셈블리(808)를 통해 송신됨에 따라, 탄성 변형가능 부분(820)과 같은 실드 어셈블리(808)의 일부 또는 부분은 탄성적으로 변형되지만 코어 어셈블리(806) 및 캐리어 본체(838)는 실드 어셈블리(808)가 탄성적으로 변형됨에 따라 정지를 유지한다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 터미네이션 임피던스(804)는 실드 어셈블리(808)가 탄성적으로 변형되었기 때문에 송신 라인 어셈블리(802)의 임피던스와 정합되지 않고, 따라서 ETDR 시스템(906)에 의해 검출될 수 있는 송신 라인 어셈블리(802)에서 생성되는 전기 반사들이 있다. 터미네이션 임피던스(804)는 실드 어셈블리(808)가 탄성적으로 변형되는 결과로서 송신 라인 어셈블리(802)의 임피던스와 더 이상 정합하지 않으므로(도 10b), 도 11의 영역(811)에서 송신 라인 어셈블리(802)에서 생성되는 전기 신호들이 있다.
차량 부하(902)가 영역(813)(도 11에 도시됨)에서 실드 어셈블리(808)(도 10a의 비응력 조건에 도시됨)에 더이상 인가되지 않으면, 실드 어셈블리(808)는 실드 어셈블리(808)가 탄성적으로 변형가능하기 때문에 그것의 원래 형상(비응력 형상)을 회복하며; 이러한 경우에, 임피던스들은 터미네이션 임피던스(804)와 송신 라인 어셈블리(802) 사이에서 정합되고, 전기 반사들은 센서(912)에서 생성되지 않고, ETDR 시스템(906)은 (검출할 것이 없으므로) 임의의 전기 반사들을 검출하지 않는다.
도 10a의 예를 참조하면, 위치 결정 어셈블리(812)는 강성이고, 캐리어 본체(838)(또한 폴리에틸렌 본체로 칭해짐) 또는 코어 어셈블리(806)(또한 구리 스트립으로 칭해짐)를 지지한다. 위치 결정 어셈블리(812)가 나일론 튜브를 포함하는 경우에 대해, 나일론 튜브는 크리프되지 않는다(상대적으로 낮은 크리프를 가짐). 위치 결정 어셈블리(812)는 실드 어셈블리(808)가 고정 위치에서 유지되지만 코어 어셈블리(806)가 힘 전달 부분(830)의 각각의 측면 상에 위치되는 탄성 변형가능 부분(820)에서 실드 어셈블리(808)의 위치에 대해 적어도 부분적으로 탄성적으로 리폼되도록 코어 앵커 어셈블리(825)에 대해 캐리어 본체(838)를 일정하게 푸시하는 스프링 바이어싱 힘을 제공하도록 구성된다.
송신 라인 어셈블리(802)의 특성 임피던스는 힘 전달 부분(830)에 인접하는 위치에서 전기 도체 또는 구리 스트립인 코어 어셈블리(806)의 상단 에지의 하단으로부터 관형 어셈블리(818)의 하단 에지로 산출된다(또는 측정됨). 예로서, 특성 임피던스는 대략 50 오옴이다.
센서 어셈블리(12)가 (예를 들어) 대략 9 내지 13 피트 길이인 경우에 대해, 코어 어셈블리(806)를 갖는 캐리어 본체(838)를 관형 어셈블리(818) 또는 실드 어셈블리(808)에 삽입하고, 제자리에 유지하는 방법이 있다. 하나의 방법은 위치 결정 어셈블리(812)를 사용하는 것이다. 센서 어셈블리(12)의 세로 길이는 특정 응용 및/또는 도로를 적합하게 하기 위해 요구될 수 있는 만큼 길게 또는 짧게 이루어질 수 있다는 점이 이해될 것이다. 초기에, 코어 어셈블리(806)를 갖는 캐리어 본체(838)는 관형 어셈블리(818)에 미끄럼 끼워맞춤된다. 그 다음, 나일론 튜브는 코어 어셈블리(806)를 갖는 캐리어 본체(838) 바로 아래에 위치되는 중간 공간에 삽입된다. 그 다음, 웨지 형상 블록은 관형 어셈블리(818)를 통해 푸시되고 그 다음 웨지 형상 블록은 나일론 튜브들을 관형 어셈블리(818)의 채널(819)의 대향 개별 하부 코너 영역들에 푸시한다.
관형 어셈블리(818), 또는 실드 어셈블리(808)는 온도 의존이 아닌 선형 편향 프로파일을 갖는 알루미늄 합금을 포함한다. 센서 어셈블리(12) 또는 실드 어셈블리(808)의 상단 반은 차량 부하(902)가 실드 어셈블리(808)로부터 제거되면, 실드 어셈블리(808)가 로딩되지 않은 형상 또는 위치(도 10a에 도시됨)로 복귀하는 그러한 방식으로 차량 부하(902)(도 10b에 도시됨)를 수용하는 것에 응답하여 탄성적으로 변형되거나 탄성적으로 편향되도록(이동되도록) 구성된다. 센서 어셈블리(12) 또는 실드 어셈블리(808) 또는 관형 어셈블리(818)의 하단 반은 분리를 유지하거, 형상을 유지하거나, 또는 센서 어셈블리(12) 또는 실드 어셈블리(808) 또는 관형 어셈블리(818)의 상부 반의 이동을 간섭하지 않는다. 센서 어셈블리(12)의 중간 구역이 코어 앵커 어셈블리(825)를 통해 연장되는 중간 연장 에지로 정의된다는 점이 이해될 것이다. 바람직한 구성에 따르면, 센서 어셈블리(12) 또는 실드 어셈블리(808)의 힘 전달 부분(830)은 관형 어셈블리(818) 또는 실드 어셈블리(808)의 힘 전달 부분(830)의 하단 부분을 마주보는 코어 어셈블리(806)의 상단 표면에 대해 대략 5천분의 1 인치만큼 편향되도록 구성된다.
도 10a 및 도 10b를 요약하기 위해, 전기 송신 라인 파라미터는 (A) 차량 부하(902)의 어느 부분도 이동 차량(900)으로부터 수용되지 않는 경우의 무부하 특성 임피던스(도 10a에 도시됨), 및 (B) 차량 부하(902)가 이동 차량(900)으로부터 적어도 부분적으로 수용되는 경우의 로딩된 임피던스(도 10b에 도시됨) 사이에서 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여 탄성적으로 변화하도록 구성되는 송신 라인 임피던스를 포함한다. 전기 송신 라인 파라미터는 송신 라인 어셈블리(802)에 의해 적어도 부분적으로 운반되는 교류의 양태가 (A) 송신 라인 어셈블리(802)가 차량 부하(902)를 수용하는 것에 응답하여 변화하고, (B) 교류의 양태가 일정하게 잔류하는 그러한 방식으로 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 어느 부분의 비수용에 응답하여 일정하게 유지하는 그러한 방식으로 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되는 송신 라인 임피던스를 포함한다. 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스(804)를 더 포함한다. 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스(804)를 더 포함하고, 터미네이션 임피던스(804)는 송신 라인 어셈블리(802)와 정합되는 임피던스이다. 송신 라인 어셈블리(802)는: (A) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리(806), 및 (B) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 실드 어셈블리(808), 및 코어 어셈블리(806)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 실드 어셈블리(808)를 포함한다. 송신 라인 어셈블리(802)는 (A) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리(806), 및 (B) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 코어 어셈블리(806)를 둘러싸는 실드 어셈블리(808)를 포함하고, 코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)는 적어도 부분적으로 정렬되어 서로에 대해 세로로 동축이다. 실드 어셈블리(808)는 코어 어셈블리(806)를 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된다. 센서 어셈블리(12)는 실드 어셈블리(808)에 대한 정지 위치에서 실드 어셈블리(808)에 대해 코어 어셈블리(806)를 적어도 부분적으로 위치시키도록 구성되는 위치 결정 어셈블리(812)를 더 포함한다. 송신 라인 어셈블리(802)는 (A) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리(806), 및 (B) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 코어 어셈블리(806)를 둘러싸는 실드 어셈블리(808)를 포함하고, 실드 어셈블리(808)는 실드 어셈블리(808)가 이동 차량(900)으로부터 차량 부하(902)를 수용하는 것에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성된다. 송신 라인 어셈블리(802)는 코어 어셈블리(806)와 실드 어셈블리(808) 사이에 적어도 부분적으로 형성되는 갭(816)을 더 포함한다. 송신 라인 어셈블리(802)는 코어 어셈블리(806)와 실드 어셈블리(808) 사이에 적어도 부분적으로 형성되는 갭(816)을 더 포함하고, 실드 어셈블리(808)는 갭(816)의 양태가 실드 어셈블리(808)에 적어도 부분적으로 부여되는 차량 부하(902)의 크기에 따라 변화하는 그러한 방식으로, 실드 어셈블리(808)에 의해 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성된다. 실드 어셈블리(808)는 코어 어셈블리(806)를 수용하도록 구성되는 채널(819)을 형성하는 관형 어셈블리(818)를 포함한다.
도 11은 센서 어셈블리(12)의 개략적 예의 상면도를 도시한다.
단순화를 위해, 영역(811)에서, 차량 부하(902)는 센서 어셈블리(12)의 하우징의 측면 부분에 적용되는 것으로 도시된다. 차량 부하(902)는 실제로 도 10b에 도시된 바와 같은 센서 어셈블리(12)의 하우징의 상단 부분에 인가되고 있다는 점이 이해된다. 차량 부하(902)가 센서 어셈블리(12)에 인가되는 경우에, 도 10b에 도시된 바와 같이, 영역(811) 내의 갭(816)은 영역(813) 내의 갭(816)보다 더 작다. 영역(813)에서, 차량 부하(902)의 어느 부분도 영역(813)에 인가되지 않고, 따라서 도 10a에 도시된 바와 같이, 역(813) 내의 갭(816)은 영역(811) 내의 갭(816)보다 더 크다. 도 10b의 ETDR 시스템(906)은 갭(816)이 임피던스 정합 조건에 존재하기 때문에 영역(813)에서 반사들을 검출하지 않도록 구성되고, 영역(811) 내의 갭(816)이 임피던스 미스매칭 조건에 존재하는 영역(811)에 존재하므로 영역(811)에서 반사를 검출한다.
도 12a 및 도 12b는 도 11의 센서 어셈블리(12)의 개략적 예의 라인 A-A를 따라 취해지는 단면을 도시한다. 도 12a는 도 8a의 차량 도로(908)에 설치되지 않은 센서 어셈블리(12)를 도시한다. 도 12b는 차량 도로(908)에 동작적으로 설치되는 센서 어셈블리(12)를 도시한다.
송신 라인 어셈블리(802)는 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼(852), 실러 재료(854), 폼 어셈블리(856), 및 실러(858)를 더 포함한다. 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼(852)은 이하 폼(852)으로 언급된다.
도 12a를 참조하면, 폼 어셈블리(856)는 힘 전달 부분(830)의 대향 측면들 상의 힘 수용 부분(828)과 탄성 변형가능 부분(820) 사이에 형성되는 공간에 위치된다. 폼 어셈블리(856)는 폼 퓨브 또는 폼 퓨브들을 예로서 포함한다. 실러 재료(854)는 실드 어셈블리(808) 또는 관형 어셈블리(818)의 외부 표면과 폼(852) 사이에 형성되는 보이드를 적어도 부분적으로 충전한다. 실러 재료(854)는 힘 전달 부분(830)의 대향 측면들 상의 힘 수용 부분(828)과 탄성 변형가능 부분(820) 사이에 형성되는 공간에 단단히 위치되는 폼 어셈블리(856)를 유지하도록 구성된다. 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼(852)은 실드 어셈블리(808)의 대향 측면들 상에서, 내마모 어셈블리(824)의 대향 측면들 상에서 위치되어, 송신 라인 어셈블리(802)의 내부 구성을 더 밀봉한다. 실러(858)는 실드 어셈블리(808)의 힘 수용 부분(828)의 상단 부분과 내마모 어셈블리(824) 사이에 위치된다.
도 12a는 내마모 어셈블리(824)를 통해 실드 어셈블리(808)에 차량 부하(902)의 비인가를 도시한다. 도 12b는 내마모 어셈블리(824)를 통해 실드 어셈블리(808)에 차량 부하(902)의 인가를 도시한다. 도 12b에 따르면, 도로 채널은 차량 도로(908)에 형성되고, 송신 라인 어셈블리(802)를 수용하는 하우징은 내마모 어셈블리(824)가 (수용가능한 공차 내에서) 차량 도로(908)의 상단 부분과 동일 높이로 위치되는 그러한 방식으로 도로 채널에 적어도 부분적으로 수용된다.
도 12a를 참조하면, 관형 어셈블리(818)는 알루미늄 합금을 포함하며; 관형 어셈블리(818)는 탄성 가요성 프레임으로 칭해질 수 있다. 탄성 가요성 프레임은 알루미늄의 블록으로부터 형상화된다. 탄성 가요성 프레임은 부하 아래에서 탄성적으로 변형가능하도록 구성된다. 관형 어셈블리(818)의 하단과 같은 참조 표면에 코어 어셈블리(806)(캐리어 어셈블리(810)에 수용되는 구리 스트립)의 신뢰성 있는 상대 위치 결정을 달성하는 것은 탄성 가요성 프레임에 의해 달성될 수 있다. 코어 어셈블리(806) 또는 구리 스트립은 관형 어셈블리(818)에 의해 정의되는 챔버에 설치되거나 위치된다. 코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)의 임피던스는 임피던스가 도 1a에 사용되는 아날로그 회로들의 수용가능한 범위에 대한 크기일 수 있는 그러한 방식으로 충분한 정밀도(정확도)로 설정되거나 정의될 수 있다. 임피던스는 캐리어 본체(838)에서 폴리에틸렌을 사용함으로써 제어될 수 있으며; 폴리에틸렌은 상대적으로 더 낮은 손실 재료(낮은 누설)이며; 그것은 구리 스트립 또는 코어 어셈블리(806)가 관형 어셈블리(818) 또는 실드 어셈블리(808) 내에 위치될 수 있도록 수용가능한 재료를 제공하는 낮은 유전율 재료이다. 관형 어셈블리(818)는 탄성 가요성 프레임으로 칭해질 수 있다.
관형 어셈블리(818)를 위해 요구되는 열 팽창은 매우 높을 수 있는 것으로 예상된다. 관형 어셈블리(818)의 형상의 임의의 변화들은 센서 어셈블리(12)가 도 8a의 차량 도로(908)에 위치될 것이고, 계절 날씨의 변화들로 인해 비교적 더 높은 온도 변화들에 노출될 것이므로 환경 온도의 변화들 때문에 발생할 수 있다. 온도 변화들의 문제에 대한 솔루션은 (환경 온도의 변화들에 응답하여) 열 팽창 및/또는 수축 때문에 이동을 방지하기 위해 폴리에틸렌을 갖는 캐리어 어셈블리(810)를 물리적으로 클램핑하는 것이다. 이러한 방식으로, 캐리어 어셈블리(810)는 형상을 이동시키고 변화시키는 것으로부터 물리적으로 제한된다(예를 들어 에지들은 평탄하게 인발되지만, 압출 동안에 그들은 제조 아티팩트의 결과로 상향으로 만곡될 수 있음). 다른 선택은 이러한 재료(또는 폴리에틸렌에 근접하거나 또는 유사한 유전율을 갖지만 그렇게 낮지 않은 임의의 재료) 때문에 캐리어 어셈블리(810)가 폴리스티렌을 (대안으로) 포함하도록 하는 것이다. 열 팽창 계수가 폴리에틸렌의 4분의 1이면, 이것은 별로 문제가 되지 않을 수 있으며; 비교적 더 많은 강성은 캐리어 어셈블리(810)의 더 용이한 조작을 허용할 수 있다. 관형 어셈블리(818) 또는 실드 어셈블리(808)는 압출된 알루미늄으로 제조될 수 있다. 관형 어셈블리(818)에 대해 소형 폼 팩터를 사용하는 것이 바람직하다.
도 12a의 예를 참조하면, 힘 전달 부분(830)은 힘 수용 부분(828)의 중심 부분으로부터 하향으로 연장되고, 관형 어셈블리(818)의 상단 부분에 부착된다. 힘 수용 부분(828), 힘 전달 부분(830) 및 탄성 변형가능 부분(820)은 힘 전달 부분(830)의 대행 측면들 상에 위치되는 대향 페이싱 홈들을 형성하기 위해 결합한다. 대향 페이싱 홈들은 폼 어셈블리(856)를 수용하도록 구성된다. 폼 어셈블리(856)는 오염 물질들, 아이스, 먼지의 불필요한 진입(액세스)이 힘 수용 부분(828) 아래에 위치되는 대향 페이싱 홈들에 진입하는 것을 방지하도록 구성되며; 물 및 오염의 일부 적은 양은 오염이 실드 어셈블리(808)의 동작을 방해하지 않는다면, 대향 페이싱 홈들 내에 수용가능할 수 있으며; 즉, 우연한 간섭없이 탄성적으로 변형하는 실드 어셈블리(808)의 능력은 따라서 센서 어셈블리(12)의 통합성을 유지시킨다. 폼 어셈블리(856)는 가능하면 대향 페이싱 홈들을 정확히 충전하기 위해 폼 재료를 포함할 수 있다(형상은 예를 들어 대향 페이싱 홈들의 형상을 따름). 폼 어셈블리(856)는 힘 전달 부분(830)의 대향 측면들 상에 위치되는 공간 또는 대향 페이스 홈들을 충전하는데 적절한 임의의 재료를 제공한다.
도 12a 및 도 12b의 예를 참고하면, 실러(858)는 내마모 어셈블리(824)와 힘 수용 부분(828) 사이에 배치된다. 실러(858)는 예를 들어 우레탄을 포함한다. 차량 도로(908)는 완전히 평평하고 동일 높이인 것으로 예상되지 않는다. 그러므로, 선택은 내마모 어셈블리(824)의 상단이 차량 도로(908)의 국부 상단 표면 또는 프로파일과 매칭하도록 내마모 어셈블리(824)의 상단 페이싱 표면을 연마하는 것이며; 플라스틱 재료와 같은 내마모 어셈블리(824)는 차량 도로(908)의 도로 표면과 매칭되고 그것과 동일 높이가 되도록 형상화된다. 내마모 어셈블리(824)는 국부 도로 조건들을 맞추기 위해 재형상화된다. 내마모 어셈블리(824)가 도로 표면을 매칭하기 위해 완전히 제거되는 경우에 대해, 이때 센서 어셈블리(12)를 수용하는 도로 채널은 더 깊게 되기 위해 리폼될 필요가 있다. 힘 수용 부분(828)을 그라인딩 다운하거나 리폼하는 것이 추천되지 않는다. 내마모 어셈블리(824)는 내마모인 비교적 매우 밀한 플라스틱 재료를 포함할 수 있고, 필요하다면, 센서 어셈블리(12)에 인가되는, 차량 부하(902)의 흡수, 또는 이동 차량(900)의 타이어 압력을 많이 갖지 않고 힘을 전달하도록 구성된다. 내마모 어셈블리(824)는 필요하다면, 차량 부하(902)가 내마모 어셈블리(824)를 통해 센서 어셈블리(12)에 전적으로 전달되기 전에 차량의 휠이 센서 어셈블리(12) 또는 내마모 어셈블리(824)로부터 없어지게 되므로(또는 제거되므로) 수축(압착)할 수 있는 고무 재료와 같은 히스테리시스의 특성을 많이 갖지 않아야 한다. 예를 들어, 내마모 어셈블리(824)는 초고분자량 폴리에틸렌 재료를 포함할 수 있다. 내마모 어셈블리(824)가 초고분자량 폴리에틸렌 재료를 포함하는 경우에 대해, 센서 어셈블리(12)의 길이에 따르는 편향의 문제는 이동 차량(900)의 휠의 에지를 따라 브리징의 발생을 감소시킨다. 내마모 어셈블리(824)에 대한 초고분자량 폴리에틸렌 재료, 실러(858)에 대한 우레탄 실런트의 조합은 브리징의 효과를 최소화한다. 휠에 대한 임의의 참조가 타이어에 적용가능하다는 점이 이해될 것이다.
폼(852)은 단지 그렇게 하기 위해 설치되면, 도로 그라우트가 센서 어셈블리(12)에 또는 센서 어셈블리(12)의 하우징에 부착되는 것을 방지하도록 구성된다. 폼(852)은 센서 어셈블리(12)의 대향 측방 측면들 상에 위치되고, 단지 그헐게 하기를 원하면 센서 어셈블리(12)가 그라우트로 이동하는 것을 허용한다.
도 12a의 예를 참조하면, 센서 어셈블리(12)는 습도, 물, 공기 등과 같은 환경 인자들로부터 밀봉되도록 구성된다. 센서 어셈블리(12)는 수밀, 기밀 등이다. 물이 센서 어셈블리(12)의 내부에 진입하면, 불필요한 물은 송신 라인 어셈블리(802)의 특성 임피던스를 우연히 변화시킬 수 있고/있거나, 송신 라인 어셈블리(802)(모든 불필요한 이벤트들)를 우연히 전기적으로 쇼트 아웃할 수 있다. 선택에 따르면, 건조제 패키지는 센서 어셈블리(12)의 내부에, 센서 어셈블리(12)의 하우스 내에, 요구될 때(원하면) 대체가능하게 될 수 있는 임의의 편리한 위치에 위치될 수 있다. 건조제 패키지는 센서 어셈블리(12)의 내부를 비교적 건조하게 하고 습기가 없도록(더 낮은 습기) 구성되고, 센서 어셈블리(12) 내의 정지 위치에 테이핑될 수 있다. 하나의 선택에 따르면, 건조제는 대체가능하며; 다른 선택에 따르면, 건조제는 대체가능하지 않다. 예를 들어, 건조제는 센서 어셈블리(12)의 조립 및 제조 동안에 센서 어셈블리(12)에 테이핑되는 공기로부터 습기를 제거하도록 구성된다.
도 13은 도 11의 센서 어셈블리(12)의 개략적 예의 라인 C-C를 따르는 단면을 도시한다.
도 13에 따르면, 센서 어셈블리(12)는 실런트(862), 피팅 어셈블리(864), 신호 커넥터(866), 밀봉 요소(868), 신호 인터페이스(870), 제 1 엔드 캡(872), 및 파스너(874)를 포함한다(그리고 이에 제한되지 않음). 코어 어셈블리(806)는 송신 라인 어셈블리(802)를 따라 축방향으로 연장되고, 신호 인터페이스(870)에 연결된다. 신호 인터페이스(870)는 송신 라인 어셈블리(802)의 세로 축을 따라 연장되고, 송신 라인 어셈블리(802)의 내부 구역의 단부에 정지 위치되는 밀봉 요소(868)에서 터미네이션하도록 구성된다. 신호 커넥터(866)는 RG-58 동축 케이블과 같은, 신호 케이블(860)로부터 연장된다. RG-58 동축 케이블은 저전력 신호 및 무선 주파수 연결들에 대해 사용되는 동축 케이블의 타입이고, 이러한 케이블은 대략 50 또는 대략 52 오옴의 특성 임피던스를 갖는다. 밀봉 요소(868)는 신호 인터페이스(870)에 연결가능하도록 구성된다. 실런트(862)는 센서 어셈블리(12) 내에서 신호 케이블(860)을 둘러싸는 구역을 충전한다. 피팅 어셈블리(864)는 제 1 엔드 캡(872)에 고정 연결된다. 제 1 엔드 캡(872)은 파스너(874)로 송신 라인 어셈블리(802)의 하우징에 부착된다. 신호 인터페이스(870)는 코어 어셈블리(806)를 신호 케이블(860)의 신호 커넥터(866)에 인터페이스하도록 구성된다.
피팅 어셈블리(864)는 신호 케이블(860)과 제 1 엔드 캡(872) 사이에서 밀봉된 연결을 허용하도록 구성된다. 피팅 어셈블리(864)는 신호 케이블(860)을 보호하고, 신호 케이블(860)에 대한 변형 교정을 제공하도록 구성되는 실리콘 고무 배관을 포함한다. 신호 케이블(860)은 QMA 커넥터, QN 커넥터(빠른 접속 무선 주파수 커넥터들임), SMA 커넥터, 또는 타입-N 커넥터를 포함할 수 있다. 아날로그 전자 장치가 하우징(도 18b에 도시된 바와 같음) 내에 장착되거나 위치되고, 코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)에 연결되는 경우에 대해, 이때 신호 케이블(860)은 더 이상 요구되지 않고/않거나 더 이상 센서 어셈블리(12)의 하우징으로부터 연장되도록 요구되지 않는다.
실리콘 재료는 신호 커넥터(866) 주변에 배치될 수 있고, 점착 수방벽을 제공하도록 구성된다. 에폭시는 센서 어셈블리(12) 안에 위치되는 신호 케이블(860) 주변에 시일로서 위치될 수 있다. 에폭시는 또한 추가 변형 교정을 제공할 수 있다. 에폭시는 금속에 접합될 수 있고, 밀봉 층의 역할을 한다.
도 14는 도 11의 센서 어셈블리(12)의 개략적 예의 라인 B-B를 따르는 단면을 도시한다.
송신 라인 어셈블리(802)는 터미네이터-커넥터 어셈블리(880), 터미네이션 블록(882), 및 제 2 엔드 캡(876)을 더 포함한다(그리고 이에 제한되지 않음). 코어 어셈블리(806)는 송신 라인 어셈블리(802)에 정지되어 위치되는 터미네이션 블록(882)에 장착되는 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)를 향해 축방향으로 연장되고 그것에 연결된다. 밀봉 요소(868)는 터미네이션 임피던스(804)를 지지하고 위치시키고 밀봉한다. 터미네이션 임피던스(804)는 코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)를 터미네이션하는 그러한 방식으로 연결된다. 터미네이션 임피던스(804)는 예를 들어 송신 라인 어셈블리(802)의 특성 임피던스가 대략 50 오옴인 경우에 대해 대략 50 오옴일 수 있다. 터미네이션 임피던스(804)의 임피던스는 실드 어셈블리(808)에 차량 부하(902)(도 11에 도시됨)의 인가 동안에 변화하지 않는다. 파스너(878)는 제 2 엔드 캡(876)을 송신 라인 어셈블리(802)의 하우징의 단부에 부착한다.
터미네이터-커넥터 어셈블리(880)는 터미네이션 임피던스(804)를 코어 어셈블리(806)에 연결하도록 구성된다. 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)는 또한 확장된 유전체 커넥터로 칭해진다. 터미네이션 블록(882)은 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)를 지지하고, 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)를 전기적으로 분리시키게 한다. 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)는 터미네이션 임피던스(804)의 제 1 단자를 코어 어셈블리(806)에 전기적으로 연결하도록 구성된다. 터미네이션 블록(882)은 터미네이션 임피던스(804)의 제 2 단자를 어셈블리(808)(알루미늄 합금을 가짐)에 전기적으로 연결하도록 구성된다. 일 예에 따르면, 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)는 코어 어셈블리(806)에 솔더링된다. 터미네이션 블록(882) 및 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)는 차량 부하(902)가 실드 어셈블리(808)에 의해 수용되는 것에 응답하여 편향되지 않도록 구성된다.
도 11, 도 12a, 도 12b, 도 13, 도 14를 요약하기 위해, 송신 라인 어셈블리(802)는 (A) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리(806), 및 (B) 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 코어 어셈블리(806)를 둘러싸는 실드 어셈블리(808)를 포함하고, 코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)는 적어도 부분적으로 정렬되어 서로에 대해 세로로 동축이다. 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)를 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)과 적어도 부분적으로 인터페이스하도록 구성되는 신호 인터페이스(870)를 더 포함한다.
도 15는 센서 어셈블리(12)의 개략적 예의 사시도를 도시한다.
센서 어셈블리(12)의 내부 구성요소들에 대한 불필요한 부식을 방지하는 그러한 방식으로 밀봉되는 센서 어셈블리(12)의 내부를 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 13의 제 2 엔드 캡(876), 및 제 1 엔드 캡(872)은 밀링된 알루미늄 합금으로 구성될 수 있거나 플라스틱 사출 성형될 수 있다. 제 2 엔드 캡(876) 및 제 1 엔드 캡(872)은 센서 어셈블리(12)의 단부 구역들을 지지하고, 센서 어셈블리(12)의 내부를 밀봉하도록 구성된다. 아날로그 전자 장치가 센서 어셈블리(12)의 내부에 위치되는 경우에 대해, 아날로그 전자부품들은 코어 어셈블리(806) 또는 구리 스트립에 직접 연결될 수 있다. 제 1 엔드 캡(872) 및 제 2 엔드 캡(876)은 코어 어셈블리(806)의 차폐를 유지하기 위해 전기적으로 전도성이다.
도 16a 및 도 16b는 도 15의 센서 어셈블리(12)의 제 2 엔드 캡(876)의 개략적 예의 사시도 및 정면도를 각각 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 도 15의 센서 어셈블리(12)의 터미네이션 블록(882)의 개략적 예의 사시도 및 정면도를 각각 도시한다.
도 18a, 도 18b 및 도 18c는 도 8a의 센서 어셈블리(12)에 대한 하우징 어셈블리의 개략적 예들을 도시한다.
도 18a에 도시된 선택을 참조하면, 송신 라인 어셈블리(802)는 도 8a의 차량 도로(908)에 (원 위치에) 장착되도록 구성되는 도로 장착가능 하우징(884)을 포함한다. 센서 어셈블리(12)는 도로 장착가능 하우징(884)에 장착된다. 송신 라인 어셈블리(802)는 (신호 와이어를 통해) 아날로그 전자 모듈(886)에 동작적으로 연결가능하도록 구성되며, 이는 차례로 디지털 전자 모듈(888)에 동작적으로 연결가능하다. 아날로그 전자 모듈(886) 및 디지털 전자 모듈(888) 둘 다는 도로 장착가능 하우징(884)에서 떨어져서 위치되는 리모트 하우징(885)에 장착되거나 수용된다. 디지털 전자 모듈(888)은 ETDR 시스템(906)에 동작적으로 연결가능하다.
도 18b에 도시된 선택을 참조하면, 송신 라인 어셈블리(802)는 도 8a의 차량 도로(908)에 (원 위치에) 장착되도록 구성되는 도로 장착가능 하우징(884)을 포함한다. 송신 라인 어셈블리(802)는 (신호 와이어를 통해) 아날로그 전자 모듈(886)에 동작적으로 연결가능하도록 구성된다. 센서 어셈블리(12) 및 아날로그 전자 모듈(886)은 도로 장착가능 하우징(884)에 장착된다. 아날로그 전자 모듈(886)은 디지털 전자 모듈(888)에 동작적으로 연결가능하다. 디지털 전자 모듈(888)은 도로 장착가능 하우징(884)에서 떨어져서 위치되는 리모트 하우징(885)에 수용된다. 디지털 전자 모듈(888)은 ETDR 시스템(906)에 동작적으로 연결가능하다. 도 18b의 선택의 기술적 장점은 아날로그 전자 모듈(886)을 디지털 전자 모듈(888)에 연결하는 와이어가 전기 잡음의 경향이 덜 있다는 점이다.
도 18c에 도시된 선택을 참조하면, 송신 라인 어셈블리(802)의 인스턴스들은 아날로그 전자 모듈(886)의 단일 이스턴스에 연결된다.
도 18b의 예를 참조하면, 송신 라인 어셈블리(802) 및 아날로그 전자 모듈(886)은 도 8a의 차량 도로(908)의 도로 표면으로 설치될 도로 장착가능 하우징(884)에 위치되며, 이는 이러한 선택에 있어서 아날로그 신호들이 너무 민감하고 신호 저하에 잠재적으로 영향이 있는 곳에서 장점이 있을 수 있다. 예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이, 아날로그 전자 모듈(886)에 사용되는 동축 케이블은 불필요한 신호 저하를 야기할 수 있고, 그 다음에 센서 어셈블리(12)와 아날로그 전자 모듈(886) 사이에서 연장되는 동축 케이블의 사용가능한 길이를 제한할 수 있다. 도 18a의 예에서 발생하는 다른 잠재적인 문제는 신호 확산으로 칭해지는 조건에서 나오며, 아날로그 신호가 거리를 통해 이동함에 따라, 아날로그 신호는 (불행히도) 스프레드 아웃된다(아날로그 신호를 가능한 한 원래 생성된 형태에 근접하게 하는 것이 바람직함). 이러한 문제를 극복하기 위해, 솔루션은 도 18b에 도시된 바와 같은 센서 어셈블리(12)의 송신 라인 어셈블리(802)와 함께 아날로그 전자 모듈(886)(주로 아날로그 전기 구성요소들을 갖는 회로)을 도로 장착가능 하우징(884)에 위치시키거나 배치시키는 것이다. 이러한 방식으로, 비대칭 형상 신호와 연관되는 문제들은 감소되고/되거나, (잡음에 대한)불필요한 신호 민감도가 감소되고/되거나, 센서 어셈블리(12)의 설치 비용이 감소된다. 이러한 선택에 따르면, 센서 어셈블리(12)는 전체 유닛으로 도로로부터 제거되며(그것으로부터 컷 아웃됨), 요구될 때 새로운 유닛으로 대체될 수 있다. 그 다음, 디지털 전자 모듈(888)은 도로 장착가능 하우징(884)에 연결된다.
도 18a, 도 18b, 및 도 18c을 요약하기 위해, 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 걸쳐 적어도 부분적으로 연장되도록 구성된다. 센서 어셈블리(12)는 차량 도로(908)에 적어도 부분적으로 매립되도록 구성되고, 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 걸쳐 적어도 부분적으로 연장되도록 구성된다.
도 19a, 도 19b, 및 도 19c는 도 8a의 센서 어셈블리(12)가 적용되거나 사용될 수 있는 방식의 개략적 예들을 도시한다.
도 19a에 따르면, 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스는 차량 도로(908)에 장착된다. 차량 도로(908)는 세로로 연장되고, 센서 어셈블리(12)는 센서 어셈블리(12)가 차량 도로(908)의 좌우로 또는 대향 측면들로 차량 도로(908)에 연장되는 그러한 방식으로 차량 도로(908)에 장착된다. 센서 어셈블리(12)는 수직 배향에서 차량 도로(908)에 연장된다.
차량 도로(908)에 설치되는 센서 어셈블리들(12)의 수에 따라, 다양한 파라미터들은 ETDR 시스템(906)에 의해 측정가능하다. 일반적으로 말하면, 측정들의 정확성은 샘플링 속도를 증가시킴으로써 개선될 수 있으며, 이는 측정들이 단위 시간 당 획득되는 샘플들의 수와 같은, 센서 어셈블리(12)로부터 획득되는 속도이다.
경우 (A)는 이동 차량(900)의 차축의 차축 폭 및 측방 위치의 검출을 포함한다. 경우 (A)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스, 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 경우 (A)에 대해, 검출은 송신 라인 어셈블리(802)의 임피던스 변화들을 결정하는 것을 포함한다. 이동 차량(900)의 휠은 센서 어셈블리(12)를 넘어가고, 신호 반사는 ETDR 시스템(906)에 의해 센서 어셈블리(12)에서 검출된다. 이동 차량(900)의 차폭 축은 2개의 타이어들이 센서 어셈블리(12)에 부딪침으로써 결정된다. 임피던스의 변화는 송신 라인 어셈블리(802)가 차량 부하(902)를 수용하는 2개의 장소들(위치들)에서 측정(검출)될 수 있다. ETDR 시스템(906)은 임피던스 변화를 측정한다. 타이어들 둘 다는 센서 어셈블리(12)에 부딪치고, 따라서 차축의 폭은 대략 시간의 인스턴스에서 센서 어셈블리(12)를 넘어가는 대향 타이어들 사이의 간격으로 결정된다.
경우 (B)는 싱글 타이어 또는 듀얼 타이어 구성과 같은, 이동 차량(900)에 사용되는 일 타입의 타이어의 검출을 포함한다. 경우 (B)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스, 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 타이어의 전체 폭은 센서 어셈블리(12)에 의해 검출될 수 있다. 신호 반사들은 타이어의 대향 측면들이 센서 어셈블리(12)를 넘어가는 위치에서 타이어의 대향 측면들 상에서 발생할 수 있다. 또한 타이어의 타입(예컨대 대형 차량들에 대해 나란히 배치되는 싱글 타이어 또는 듀얼 타이어 또는 타이어들)을 검출하는 것이 가능하다.
경우 (C)는 이동 차량(900) 상에 사용되는 타이어 폭의 검출을 포함한다. 경우 (C)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스, 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 타이어들이 초기에 센서 어셈블리(12)를 넘어감에 따라, 반사된 신호 내의 상승 에지는 센서 어셈블리(12)에서 생성된다. 타이어들이 센서 어셈블리(12)에서 출발함에 따라, 반사된 신호 내의 하강 에지는 센서 어셈블리(12)에서 생성된다. 이러한 정보와 함께, 타이어의 폭이 산출될 수 있다.
경우 (D)는 이동 차량(900)의 타이어 속도 또는 차량 속도의 검출을 포함한다. 경우 (D)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 경우 (D)에 대해 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 경우 (D)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스가 있으며, 센서 어셈블리(12)는 타이어가 센서 어셈블리(12)를 롤 오버함에 따라 상승 에지 및 하강 에지를 갖는 반사된 신호들을 제공한다. ETDR 시스템(906)은 센서 어셈블리(12)에 의해 제공되는 상승 에지 및 하강 에지 정보를 검사하도록 구성될 수 있다. 센서 어셈블리(12)에 인가되는 압력은 타이어가 센서 어셈블리(12) 상에 롤링되고 있을 때 램핑 업하고 있다. 센서 어셈블리(12)에 인가되는 압력은 타이어가 센서 어셈블리(12)를 롤 오프할 때 램핑 다운하고 있다. 압력 램프의 경사는 이동 차량(900)의 속도의 근사치를 표시할 수 있다. 더 느린 이동 차량들에 대해, 상이한 패턴 또는 신호 프로파일이 생성될 수 있고, 비교적 더 많은 디지털 샘플들은 센서 어셈블리(12)에 사용되는 주어진 디지털 샘플 속도에 대해 가능하다. 더 빠른 이동 차량들에 대해, 상이한 패턴 또는 신호 프로파일이 생성될 수 있고, 비교적 더 적은 디지털 샘플들은 센서 어셈블리(12)에 사용되는 주어진 디지털 샘플 속도에 대해 가능하다. 타이어가 센서 어셈블리(12)를 (완벽히 또는 부분적으로) 롤 오버함에 따라 타이어의 폭을 검출하는 것이 가능하다. 반사된 신호의 타임 슬라이스들 동안에 타이어의 폭은 압력 프로파일, 임피던스 프로파일 등과 같은, 센서 어셈블리(12)에 따른 위치에서 결정될 수 있다.
센서 어셈블리(12)의 2개 이상의 인스턴스들이 있는 경우 (D)에 대해, 타이어가 센서 어셈블리(12)를 롤 온할 때와 같은 상승 에지, 또는 타이어가 센서 어셈블리(12)를 롤 오프할 때와 같은 하강 에지의 검사가 수행된다. 그 다음, [delta_x] / [delta_t]가 산출된다. 상승 에지 및 하강 에지 둘 다를 산출하는 것이 가능하고, 그 다음 더 정확한 데이터를 얻기 위해 평균화를 사용한다. 상승 에지 및 하강 에지를 검사함으로써 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스에 대한 합리적인 사운드 예측을 획득하는 것이 가능하고, 압력의 램프 업이 타이어의 최대 압력으로 되면, 이때 램프는 오프되고 압력 최대는 제로로 감소한다. 실험으로부터, 느린 이동 차량들과 빠른 이동 차량들 사이의 분명한 차이는 느린 이동 차량들 대 빠른 이동 차량들에 대한 센서 어셈블리(12)로부터 신호의 더 많은 샘플들을 필요로 할 수 있다. 전체 접촉에 대해, 타이어가 센서 어셈블리(12) 상에 롤링하는 동안의 초기 타이어 폭, 및 그 다음, 타이어의 전체 폭이 산출되거나 측정될 수 있고, 그 다음, 타이어 폭은 점점 줄어든다. 측정된 데이터의 제 1 개관은 센서 어셈블리(12) 상에서 임피던스 변화의 폭을 제공할 수 있다. 측정된 데이터의 제 2 개관은 센서 어셈블리(12) 상에 압력 프로파일 변화를 제공할 수 있다.
경우 (E)는 이동 차량(900) 상에 사용되는 타이어의 타이어 중량의 검출을 포함한다. 경우 (E)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 경우 (E)에 대해 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 정확한 타이어 중량을 산출하기 위해 합리적으로 정확한 타이어 속도에 대한 요구가 있을 수 있다. 이것은 시간에 따른 수학 적분에 의해 수행될 수 있다. WIM(weight in motion)에 대한 산업 표준은 시간에 따른 수학 적분을 사용하는 것을 포함한다. 차량 속도가 어떻게 산출될 수 있는지에 대한 제한이 없는 것으로 예상된다.
경우 (F)는 이동 차량(900) 상에 사용되는 타이어의 타이어 압력의 검출을 포함한다. 경우 (F)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 경우 (F)에 대해 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 센서 어셈블리(12)는 타이어가 센서 어셈블리(12)를 롤 오버함에 따라 절대 피크 압력을 검출하는 프로세스에 사용되고, 이것은 타이어 압력을 제공한다. 센서 어셈블리(12)로부터의 신호는 타이어 압력을 표시하는 피크 파를 나타내는 3차원 표면으로 디스플레이될 수 있다. 더 낮은 피크(또는 임피던스)는 하부 타이어 압력을 암시한다. 센서 어셈블리(12)가 탄성적으로 변형되고 있고, 샘플 속도가 사용됨에 따라, 슬라이스들은 타이어 프로파일에서 피크를 식별하기 위해 반사된 신호에 대해 취해진다(산출 영역이 사용될 수 있음). 그 다음, 평균화 단면적이 적용될 수 있다. 고피크 값은 페블이 센서 어셈블리(12)를 통해 급격한 압력 파를 생성할 수 있는 타이어 트레드에 웨지되는 상황들을 고려하기 위해 평균화될 수 있다. 그 다음, 평균화를 사용함으로써, 페블의 효과들은 (평균화에 의해) 디지털적으로 제거될 수 있다. 교정은 2개의 공지된 요소들을 매칭하는 프로세스이다. 각각의 센서 어셈블리(12)에 대한 교정 변화들은 센서 어셈블리(12)의 각각의 인스턴스를 개별적으로 교정함으로써 수행될 수 있다. 그 다음, 각각의 센서 어셈블리(12)에 대한 교정은 ETDR 시스템(906)에 입력될 수 있다. 속도가 어떻게 계산될 수 있는지에 관한 제한이 없는 것으로 나타난다. 2개의 가능한 방법들이 있다. 방법(1)은 압력의 피크의 측정을 포함하며, 타이어 압력의 피크 값은 피크 측정의 선형 압력 및 압력을 포함하며; 즉, 센서 어셈블리(12)는 하향으로 변형되고 있다. 방법(2)은 신호 피크를 측정하고, 그 다음에 신호를 슬라이싱하고, 그 슬라이스의 영역을 산출하는 단계를 포함하며, 선형 관계를 검사하고 식별하며, 영역은 평균화를 위해 사용된다. 유닛들은 측정되는 디지털 수들이고, 디지털 수들과 실제 중량들 사이에서 교정하는 요구가 있을 수 있다. 교정은 사용될 수 있는 상수를 제공하며; 주기적으로 재교정하는 요건이 있을 수 있다.
경우 (G)는 이동 차량(900)과 연관되는 차량 스톱 앤 고 중량 및 차량 속도의 검출을 포함한다. 경우 (G)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 경우 (G)에 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스를 사용하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 경우 (G)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스를 사용하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들이 사용될 수 있다. 차량이 직후에 또는 이전에 정지하는 경우에 대해 센서 어셈블리(12)의 제 1 인스턴스는 충분한 신호 정보를 제공하지 않을 수 있다. 속도 정보는 센서 어셈블리(12)의 제 2 인스턴스 및 센서 어셈블리(12)의 제 3 인스턴스로부터 유도될 수 있다. 중량 정보는 임의의 타이어 측정으로부터 유도될 수 있다. 차량이 이동을 정지하면, 이때 센서 어셈블리(12)는 차량 속도를 제공할 수 없다. 타이어가 센서 어셈블리(12) 상에 정지하거나 센서 어셈블리(12)의 인스턴스들 사이에 정지하는 경우에 대해, 이때 속도 측정이 가능하지 않을 수 있다. 임의의 타이어 측정으로부터 중량을 획득하기 위해, 차량 속도를 결정하는 요구가 있으며, 타이어가 센서 어셈블리(12) 상에 정지하거나 센서 어셈블리(12) 사이에서 정지하면, 이때 차량 속도를 산출하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들에 대해, 차량이 센서 어셈블리(12)의 제 1 인스턴스를 지나친 후에 이동을 정지하면, 이때 속도는 센서 어셈블리(12)의 다음 2개의 인스턴스들로부터 산출될 수 있다. 차량이 센서 어셈블리(12)의 처음 2개의 인스턴스들에 의해 이동하는 경우에 대해, 이때 정보는 센서 어셈블리(12)의 처음 2개의 인스턴스들로부터 유도된다.
경우 (H)는 이동 차량(900)과 연관되는 차량 차축간 간격의 검출을 포함한다. 경우 (H)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 경우 (H)에 대해 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스에 대해, 차축 간격이 산출되고, 속도가 근사되고, 차축간 간격의 검출은 덜 정확하게 될 수 있다(delta_t를 식별한 후, delta_x 산출). 라인이 보간되고, 측정은 정면 타이어가 센서 어셈블리(12)를 롤 오버할 때 이루어질 수 있고, 그 다음에 후면 타이어들이 센서 어셈블리(12)를 롤 오버할 때, 그것은 차축들 사이의 거리를 제공한다. 이러한 측정은 측정의 단위들을 갖지 않으므로, 그것은 검출 신호이고, 그 다음에 이벤트들 사이의 속도 및 시간를 인식하거나 식별(실시간 클록을 사용하여 초기 시간을 측정)하는 요구가 있고, 그 다음에 속도에 따른 나중의 시간, 및 따라서 이때 차축들 사이의 거리가 산출될 수 있다.
경우 (I)는 루프 검출기와 연관하여 사용될 때, 이동 차량(900)의 범퍼 대 범퍼 차량 길이의 검출을 포함한다. 경우 (I)에 대해, 센서 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 2개의 루프 검출기들(루프들)이 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스에 사용되면 경우 (I)에 대해 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 교통 루프는 이동 차량(900)의 범퍼의 존재를 검출하기 위해 요구된다. 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스가 사용되면, 이때 근사된 속도가 컴퓨팅될 수 있다. 교통 루프의 2개의 인스턴스들이 전개되면, 이때 개선된 측정이 가능하다.
경우 (J)는 루프 검출기와 연관하여 사용될 때 이동 차량(900)의 차축들의 수의 검출을 포함한다. 경우 (J)에 대해, 어셈블리(12)의 이하의 배열은 ETDR 시스템(906)에 설정되고 사용될 수 있다: 센서 어셈블리(12)의 단일 인스턴스, 센서 어셈블리(12)의 2개의 인스턴스들 또는 센서 어셈블리(12)의 3개의 인스턴스들. 경우 (J)를 위해 요구되는 속도 정보가 없다. 수행되는 것은 차축들의 수를 (임피던스 변화를 간단히 검출함으로써) 카운팅하는 출력(이진 상태)의 카운팅이고; 차축들의 수의 카운트는 임피던스가 센서 어셈블리(12)에서 몇 번 변화되는지에 의해 수행된다. 교통 루프가 사용되는 경우, 이때 교통 루프가 차량의 존재를 검출하면, 이때 프로세스는 그들이 센서 어셈블리(12)를 지나침에 따라 차축들의 수를 결정하기 위해 센서 어셈블리(12)의 임피던스의 변화들의 수를 간단히 카운팅하고; 차량이 교통 루프에서 출발하면, 이때 카운팅될 더 많은 차축들이 없다.
요약하면(전술한 것을 고려하여), 센서 어셈블리(12)는 (A) 센서의 제 1 인스턴스, (B) 센서의 제 1 인스턴스 및 센서의 제 2 인스턴스, 및 (C) 센서의 제 1 인스턴스 센서의 제 2 인스턴스, 및 센서의 제 3 인스턴스 중 어느 하나가 차축 폭, 차축 검출, 싱글 타이어, 듀얼 타이어, 센서 상의 타이어의 측방 위치, 타이어 폭, 루프 검출기와 연관하여 사용될 때의 차량에 대한 차축들의 수 중 어느 하나를 검출하기 위해 사용되는 경우에 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
요약하면(전술한 것을 고려하여), 센서 어셈블리(12)는 (A) 센서의 제 1 인스턴스 및 센서의 제 2 인스턴스, 및 (B) 센서의 제 1 인스턴스, 센서의 제 2 인스턴스, 및 센서의 제 3 인스턴스 중 어느 하나가 타이어 속도, 차량 속도, 타이어 중량, 타이어 압력, 차량 차축간 간격, 루프 검출기와 연관하여 사용될 때의 차량 중량, 및 루프 검출기와 연관하여 사용될 때 차량 길이를 범퍼링하는 범퍼 중 어느 하나를 검출하기 위해 사용되는 경우에 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
추가 설명
이하의 절들은 장치(800)의 예들의 추가 설명으로 제공된다. 이하의 절들 중 임의의 하나 이상은 이하의 절들 중 임의의 다른 하나 이상과 조합가능하고/하거나 임의의 다른 절의 임의의 세부 또는 일부 또는 일부들 및/또는 절들의 조합 및 순열과 조합가능할 수 있다. 이하의 절들 중 임의의 하나는 임의의 다른 절과 조합되거나 임의의 다른 절의 임의의 부분과 결합되는 등 해야 하는 것 없이 그 자체의 장점에 기초할 수 있다. 절 (1): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)가 차량 도로(908)에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하도록 차량 도로(908)에 대해 이동하는 이동 차량(900)의 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되는 전기 송신 라인 파라미터를 갖는 송신 라인 어셈블리(802)를 포함하는 센서 어셈블리(12)를 포함한다. 절 (2): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 전기 송신 라인 파라미터는 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 탄성적으로 변화하도록 구성되는 송신 라인 임피던스를 포함한다. 절 (3): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 전기 송신 라인 파라미터는 차량 부하(902)의 어느 부분도 이동 차량(900)으로부터 수용되지 않는 경우의 무부하 특성 임피던스와; 차량 부하(902)가 이동 차량(900)으로부터 적어도 부분적으로 수용되는 경우의 로딩된 임피던스 사이에서 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 탄성적으로 변화하도록 구성되는 송신 라인 임피던스를 포함한다. 절 (4): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 전기 송신 라인 파라미터는 송신 라인 어셈블리(802)가 차량 부하(902)를 수용하는 것에 응답하여 송신 라인 어셈블리(802)에 의해 적어도 부분적으로 운반되는 교류의 양태가 변화하는 그러한 방식으로 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록; 그리고 교류의 양태가 일정하게 유지하는 그러한 방식으로 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 어느 부분의 비수용에 대응하여 일정하게 유지하도록 구성되는 송신 라인 임피던스를 포함한다. 절 (5): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스(804)를 더 포함한다. 절 (6): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스(804)를 더 포함하고; 터미네이션 임피던스(804)는 송신 라인 어셈블리(802)와 정합되는 임피던스이다. 절 (7): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 걸쳐 적어도 부분적으로 연장되도록 구성된다. 절 (8): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 센서 어셈블리(12)는 차량 도로(908)에 적어도 부분적으로 매립되도록 구성되고; 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 걸쳐 적어도 부분적으로 연장되도록 구성된다. 절 (9): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 전기 케이블을 포함한다. 절 (10): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 2개의 전기 도체들; 전기 스트립라인; 전기 마이크로스트립; 및 전기 동축 케이블 중 적어도 하나를 포함한다. 절 (11): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리(806)를 포함한다. 절 (12): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 코어 어셈블리(806)에 대해 적어도 부분적으로 위치되는 실드 어셈블리(808)를 포함한다. 절 (13): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리(806)를 포함하고; 실드 어셈블리(808)는 적어도 부분적으로 전기적으로 전도서이고, 실드 어셈블리(808)는 코어 어셈블리(806)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 절 (14): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이 코어 어셈블리(806); 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 코어 어셈블리(806)를 둘러싸는 실드 어셈블리(808)를 포함하고; 코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)는 적어도 부분적으로 정렬되어 서로에 대해 세로로 동축이다. 절 (15): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 코어 어셈블리(806)는 실드 어셈블리(808)에 대해 전기 도체를 적어도 부분적으로 지지하도록 구성되는 캐리어 어셈블리(810)를 포함한다. 절 (16): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 코어 어셈블리(806)를 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된다. 절 (17): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 센서 어셈블리(12)는 실드 어셈블리(808)에 대한 정지 위치에서 실드 어셈블리(808)에 대해 코어 어셈블리(806)를 적어도 부분적으로 위치시키도록 구성되는 위치 결정 어셈블리(812)를 더 포함한다. 절 (18): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 적어도 부분적으로 전기적으로 도전성인 코어 어셈블리(806); 적어도 부분적으로 전기적으로 도전성이고 코어 어셈블리(806)를 둘러싸는 실드 어셈블리(808)를 포함하고; 실드 어셈블리(808)는 실드 어셈블리(808)가 이동 차량(900)으로부터 차량 부하(902)를 수용하는 것에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성된다. 절 (19): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 코어 어셈블리(806)와 실드 어셈블리(808) 사이에 적어도 부분적으로 형성되는 갭(816)을 더 포함한다. 절 (20): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 코어 어셈블리(806)와 실드 어셈블리(808) 사이에 적어도 부분적으로 형성되는 갭(816)을 더 포함하고; 실드 어셈블리(808)는 갭(816)의 양태가 실드 어셈블리(808)에 적어도 부분적으로 부여되는 차량 부하(902)의 크기에 따라 변화되는 그러한 방식으로, 실드 어셈블리(808)에 의해 이동 차량(900)으로부터의 차량 부하(902)의 수용에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성된다. 절 (21): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 코어 어셈블리(806)를 수용하도록 구성되는 채널(819)을 형성하는 관형 어셈블리(818)를 포함한다. 절 (22): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)에 적어도 부분적으로 형성되는 탄성 변형가능 부분(820)을 더 포함한다. 절 (23): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성되는 탄성 변형가능 부분(820)을 더 포함한다. 절 (24): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)로부터 외부로 연장되는 도로 앵커(822)를 포함하고, 도로 앵커(822)는 실드 어셈블리(808)를 차량 도로(908)에 적어도 부분적으로 앵커링하도록 구성된다. 절 (25): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)로부터 채널(819)로 내부로 연장되는 코어 앵커 어셈블리(825)를 포함하고; 코어 앵커 어셈블리(825)는 채널(819) 내에서 코어 어셈블리(806)의 위치 결정을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된다. 절 (26): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 실드 어셈블리(808)에 대한 마모를 감소시키는 그러한 방식으로 차량 부하(902)의 반복된 인가의 수용에 응답하여 마모에 적어도 부분적으로 견디도록 구성되는 내마모 어셈블리(824)를 포함한다. 절 (27): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 실드 어셈블리(808)는 관형 어셈블리(818)에 적어도 부분적으로 형성되는 탄성 변형가능 부분(820); 관형 어셈블리(818)로부터 외부로 연장되는 도로 앵커(822); 관형 어셈블리(818)로부터 채널(819)로 내부로 연장되고, 채널(819) 내에서 코어 어셈블리(806)의 위치 결정을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성되는 코어 앵커 어셈블리(825); 및 실드 어셈블리(808)에 대한 마모를 감소시키는 그러한 방식으로 차량 부하(902)의 반복된 인가의 수용에 응답하여 마모에 적어도 부분적으로 견디도록 구성되는 내마모 어셈블리(824)를 더 포함한다. 절 (28): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 센서 어셈블리(12)는 송신 라인 어셈블리(802)를 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)과 적어도 부분적으로 인터페이스하도록 구성되는 신호 인터페이스(870)를 더 포함한다. 절 (29): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼(852), 실러 재료(854), 폼 어셈블리(856), 및 실러(858)를 더 포함하며, 폼 어셈블리(856)는 힘 전달 부분(830)의 대향 측면들 상의 힘 수용 부분(828)과 탄성 변형가능 부분(820) 사이에 형성되는 공간에 위치되고, 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼(852)은 실드 어셈블리(808)의 대향 측면들 상에, 내마모 어셈블리(824)의 대향 측면들 상에 위치되고, 실러 재료(854)는 실드 어셈블리(808)의 외부 표면과 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼(852) 사이에 형성되는 보이드를 적어도 부분적으로 충전하고, 실러 재료(854)는 힘 전달 부분(830)의 대향 측면들 상의 힘 수용 부분(828)과 탄성 변형가능 부분(820) 사이에 형성되는 공간에 단단히 위치되는 폼 어셈블리(856)를 유지하기 위해 구성되고, 실러(858)는 실드 어셈블리(808)의 힘 수용 부분(828)의 상단 부분과 내마모 어셈블리(824) 사이에 위치된다. 절 (30): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 센서 어셈블리(12)는 실런트(862), 피팅 어셈블리(864), 신호 커넥터(866), 밀봉 요소(868), 신호 인터페이스(870), 제 1 엔드 캡(872), 및 파스너(874)를 더 포함하며, 코어 어셈블리(806)는 송신 라인 어셈블리(802)를 따라 축방향으로 연장되고, 신호 인터페이스(870)에 연결되고, 신호 인터페이스(870)는 송신 라인 어셈블리(802)의 세로 축을 따라 연장되고, 송신 라인 어셈블리(802)의 내부 구역의 단부에 고정 위치되는 밀봉 요소(868)에서 터미네이션하도록 구성되고, 신호 커넥터(866)는 신호 케이블(860)로부터 연장되고, 밀봉 요소(868)는 신호 인터페이스(870)에 연결가능하도록 구성되고, 실런트(862)는 센서 어셈블리(12)의 내부 내에 신호 케이블(860)을 둘러싸는 구역을 충전하고, 피팅 어셈블리(864)는 제 1 엔드 캡(872)에 고정 연결되고, 제 1 엔드 캡(872)은 파스너(874)로서 송신 라인 어셈블리(802)의 하우징에 부착되고, 신호 인터페이스(870)는 코어 어셈블리(806)를 신호 케이블(860)의 신호 커넥터(866)에 인터페이스하도록 구성되고, 피팅 어셈블리(864)는 신호 케이블(860)과 제 1 엔드 캡(872) 사이에서 밀봉된 연결을 허용하도록 구성된다. 절 (31): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 터미네이터-커넥터 어셈블리(880), 터미네이션 블록(882), 제 2 엔드 캡(876), 파스너(878), 및 밀봉 요소(868)를 더 포함하며, 코어 어셈블리(806)는 송신 라인 어셈블리(802)에서 고정 위치되는 터미네이션 블록(882)에 장착되는 터미네이터-커넥터 어셈블리(880)를 향해 축방향으로 연장되고 그것에 연결되고, 밀봉 요소(868)는 터미네이션 임피던스(804)를 지지하고 위치시키고 밀봉하고, 터미네이션 임피던스(804)는 코어 어셈블리(806) 및 실드 어셈블리(808)를 터미네이션하는 그러한 방식으로 연결되고, 파스너(878)는 제 2 엔드 캡(876)을 송신 라인 어셈블리(802)의 하우징의 단부에 부착한다. 절 (32): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 장착되도록 구성되는 도로 장착가능 하우징(884)을 포함하며, 센서 어셈블리(12)는 도로 장착가능 하우징(884)에 장착되고, 송신 라인 어셈블리(802)는 아날로그 전자 모듈(886)에 동작적으로 연결가능하도록 구성되며, 이는 차례로 디지털 전자 모듈(888)에 동작적으로 연결가능하고, 리모트 하우징(885)은 아날로그 전자 모듈(886) 및 디지털 전자 모듈(888)을 수용하도록 구성되고, 리모트 하우징(885)은 도로 장착가능 하우징(884)에서 떨어져서 위치되고, 디지털 전자 모듈(888)은 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)에 동작적으로 연결가능하다. 절 (33): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, 송신 라인 어셈블리(802)는 차량 도로(908)에 장착되도록 구성되는 도로 장착가능 하우징(884)으로서, 송신 라인 어셈블리(802)는 아날로그 전자 모듈(886)에 동작적으로 연결가능하도록 구성되고, 센서 어셈블리(12) 및 아날로그 전자 모듈(886)은 도로 장착가능 하우징(884)에 장착되고, 아날로그 전자 모듈(886)은 디지털 전자 모듈(888)에 동작적으로 연결가능한 도로 장착가능 하우징(884); 및 디지털 전자 모듈(888)을 수용하도록 구성되고, 도로 장착가능 하우징(884)에서 떨어져서 위치가능한 리모트 하우징(885)으로서, 디지털 전자 모듈(888)은 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템(906)에 동작적으로 연결가능한 리모트 하우징(885)을 포함한다. 절 (34): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, (A) 센서의 제 1 인스턴스, (B) 센서의 제 1 인스턴스 및 센서의 제 2 인스턴스, 및 (C) 센서의 제 1 인스턴스, 센서의 제 2 인스턴스, 및 센서의 제 3 인스턴스 중 어느 하나는 차축 폭, 차축 검출, 싱글 타이어, 듀얼 타이어, 센서 상의 타이어의 측방 위치, 타이어 폭, 루프 검출기와 연관하여 사용될 때의 차량에 대한 차축들의 수 중 어느 하나를 검출하기 위해 사용된다. 절 (35): 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분의 장치(800)에 있어서, (A) 센서의 제 1 인스턴스 및 센서의 제 2 인스턴스, 및 (B) 센서의 제 1 인스턴스, 센서의 제 2 인스턴스, 및 센서의 제 3 인스턴스 중 어느 하나는 타이어 속도, 차량 속도, 타이어 중량, 타이어 압력, 차량 차축간 간격, 루프 검출기와 연관하여 사용될 때의 차량 중량, 및 루프 검출기와 연관하여 사용될 때 차량 길이를 범퍼링하는 범퍼 중 어느 하나를 검출하기 위해 사용된다. 절 (36): 방법은 송신 라인 어셈블리(802)가 차량 도로(908)에 대해 적어도 부분적으로 위치가능하도록 차량 도로(908)에 대해 이동하는 이동 차량(900)의 차량 부하(902)의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 센서 어셈블리(12)의 송신 라인 어셈블리(802)의 전기 송신 라인 파라미터를 적어도 부분적으로 변화시키는 단계를 포함한다. 절 (37): 방법은 단독으로 취해지는 장치(800), 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절, 또는 이러한 단락에서 언급되는 임의의 절의 임의의 부분 장치(800)으로부터 유도가능한 임의의 방법을 포함한다.
위에 설명되는 어셈블리들 및 모듈들은 그들의 각각 및 모두를 명시적 용어들로 설명해야 하는 것 없이 그러한 조합들 및 순열들을 이루기 위해 당해 기술에서 통상의 기술자들의 범위 내에 있는 원하는 기능들 및 업무들을 수행하도록 요구될 수 있는 바와 같이 서로 연결될 수 있다는 점이 이해될 수 있다. 본 기술에 이용가능한 균등물들 중 어느 것보다 우수한 특정 어셈블리, 또는 구성요소들이 없다. 기능들이 수행될 수 있기만 하면, 다른 것들보다 우수한 개시된 발명 대상을 실시하는 특정 모드가 없다. 개시된 발명 대상의 모든 중대한 양태들이 이 문서에 제공되었던 것으로 보인다. 본 발명의 범위는 독립항(들)에 의해 제공되는 범위에 제한되는 점이 이해되고, 또한 본 발명의 범위는 (i) 종속항들, (ii) 비제한 실시예들의 상세한 설명, (iii) 개요, (iv) 요약서, 및/또는 (v) 이 문서 이외에(즉, 출원되고/되거나, 심사되고/되거나, 등록되는 바와 같은 인스턴스 출원 이외에) 제공되는 설명에 제한되지 않는다는 점이 이해된다. 이 문서의 목적들을 위해, 구 "포함한다"는 단어 "포함하는"과 등가인 점이 이해된다. 전술한 것은 비제한 실시예들(예들)을 개설했다는 점이 주목된다. 설명은 특정 비제한 실시예들(예들)에 대해 이루어진다. 비제한 실시예들은 단지 예들로 예시된다는 점이 이해된다.
2: 베이스 수정 발진기, 또는 베이스 XO, 또는 수정 발진기
4: 드라이버, 또는 고대역폭 드라이버
6: 위상 고정 루프, 또는 PLL
8: 전압 제어 수정 발진기, 또는 VCXO
9: 대역폭 민감 영역
10: 터미네이터, 엔드 터미네이터, 또는 터미네이션
11: 순간 부하, 또는 부하
12: 파라미터 외란 센서, PDS, PDS 센서, 센서, 또는 센서 어셈블리, 또는 센서 어셈블리
12a: 제 1 PDS 포트, 파라미터 외란 센서 포트, 또는 센서 포트들
12b: 제 2 PDS 포트, 파라미터 외란 센서 포트, 또는 센서 포트들
12c: 제 3 PDS 포트, 파라미터 외란 센서 포트, 또는 센서 포트들
14: 소스 터미네이터
15: 브리지, 또는 하이브리드 회로
16: 소스 터미네이터 참조
18: 엔드 터미네이터 참조
20: 차동 증폭기
21: 수신기, 또는 수신기 증폭기
22: 증폭기
24 아날로그-디지털 변환기, ADC, 고속 ADC, 또는 더 높은 분해능 ADC
28: 카운팅 로직, 필드 프로그램가능 게이트 어레이, FPGA, 고속 로직, 또는 로직
30: 순간 전압 억제 보호 회로조직
30a: TVS 보호 회로조직
30b: TVS 보호 회로조직
30c: TVS 보호 회로조직
32: 동축 리드 케이블, 또는 리드 케이블
34: 컴퓨터
36: 이더넷 포트
201: 저역 통과 필터, LPF, 수동 아날로그 적분 저역 통과 필터, 또는 수동 아날로그 집적 LPF
203: 게이트/홀드 회로
205: 디지털-아날로그 변환기, 또는 DAC
301: 비교기, CMP, 또는 고속 비교기
303: 트래킹 저역 통과 필터, 또는 트래킹 LPF
304: 바이어스
305: SUM, 또는 가산기
501: 휠 아날로그 프런트 엔드, 또는 휠 AFE
503: 휠 데이터 변환기
505: 송수신기, 또는 XCVR
507: 직렬 포트
509: SD 카드 포트
511: 이더넷 포트
513: 파워 오버 이더넷 디바이스, 또는 POE 디바이스
515: 루프 포트
517: 루프 아날로그 프런트 엔드, 루프 AFE
519: 온도 포트
521: 1-와이어 센서 브리지
523: 실시간 클록
551: 무선 주파수(RF) 스위치, 또는 스위치
553: 참조 터미네이터
590: 출력
592: 출력
594: 입력
601: 센서 코어
603: 센서 캐리어
605: 센서 캐리어 외부 하우징, 또는 센서 캐리어 압출 하우징
607: 지지 배관
609: 캡 압출물
610: 접착제
611: 절연 폼
615: 커넥터
617: 터미네이션 블록
701: 콘크리트
705: 그라우트
707: 나사들
709: 폐쇄 셀 폼, 또는 폼
711: 전자기 간섭(EMI) 개스킷
712: x 축
714: y 축
716: z 축
800: 장치
802: 송신 라인 어셈블리
804: 터미네이션 임피던스
806: 코어 어셈블리
808: 실드 어셈블리
810: 캐리어 어셈블리
811: 영역
812: 위치 결정 어셈블리
813: 영역
816: 갭
817: 길이
818: 관형 어셈블리
819: 채널
820: 탄성 변형가능 부분
822: 도로 앵커
824: 내마모 어셈블리
825: 코어 앵커 어셈블리
828: 힘 수용 부분
830: 힘 전달 부분
832: 리테이너 어셈블리
834: 표면
836: 실드 체결 부분
838: 캐리어 본체
839: 채널
840: 컨택트 부분
842: 힘 수용 부분
844: 본체 어셈블리
846: 실드 체결 부분
848: 실드 컨택트 부분
850: 실드 수용 구역
852: 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼, 또는 폼
854: 실러 재료
856: 폼 어셈블리
858: 실러
860: 신호 케이블
862: 실런트
864: 피팅 어셈블리
866: 신호 커넥터
868: 밀봉 요소
870: 신호 인터페이스
872: 제 1 엔드 캡
874: 파스너
876: 제 2 엔드 캡
878: 파스너
880: 터미네이터-커넥터 어셈블리
882: 터미네이션 블록
884: 도로 장착가능 하우징
885: 리모트 하우징
886: 아날로그 전자 모듈
888: 디지털 전자 모듈
900: 이동 차량
902: 차량 부하
904: 방향
906: 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템, 또는 ETDR 시스템
908: 차량 도로
910: 신호 와이어 어셈블리
912: 센서
4: 드라이버, 또는 고대역폭 드라이버
6: 위상 고정 루프, 또는 PLL
8: 전압 제어 수정 발진기, 또는 VCXO
9: 대역폭 민감 영역
10: 터미네이터, 엔드 터미네이터, 또는 터미네이션
11: 순간 부하, 또는 부하
12: 파라미터 외란 센서, PDS, PDS 센서, 센서, 또는 센서 어셈블리, 또는 센서 어셈블리
12a: 제 1 PDS 포트, 파라미터 외란 센서 포트, 또는 센서 포트들
12b: 제 2 PDS 포트, 파라미터 외란 센서 포트, 또는 센서 포트들
12c: 제 3 PDS 포트, 파라미터 외란 센서 포트, 또는 센서 포트들
14: 소스 터미네이터
15: 브리지, 또는 하이브리드 회로
16: 소스 터미네이터 참조
18: 엔드 터미네이터 참조
20: 차동 증폭기
21: 수신기, 또는 수신기 증폭기
22: 증폭기
24 아날로그-디지털 변환기, ADC, 고속 ADC, 또는 더 높은 분해능 ADC
28: 카운팅 로직, 필드 프로그램가능 게이트 어레이, FPGA, 고속 로직, 또는 로직
30: 순간 전압 억제 보호 회로조직
30a: TVS 보호 회로조직
30b: TVS 보호 회로조직
30c: TVS 보호 회로조직
32: 동축 리드 케이블, 또는 리드 케이블
34: 컴퓨터
36: 이더넷 포트
201: 저역 통과 필터, LPF, 수동 아날로그 적분 저역 통과 필터, 또는 수동 아날로그 집적 LPF
203: 게이트/홀드 회로
205: 디지털-아날로그 변환기, 또는 DAC
301: 비교기, CMP, 또는 고속 비교기
303: 트래킹 저역 통과 필터, 또는 트래킹 LPF
304: 바이어스
305: SUM, 또는 가산기
501: 휠 아날로그 프런트 엔드, 또는 휠 AFE
503: 휠 데이터 변환기
505: 송수신기, 또는 XCVR
507: 직렬 포트
509: SD 카드 포트
511: 이더넷 포트
513: 파워 오버 이더넷 디바이스, 또는 POE 디바이스
515: 루프 포트
517: 루프 아날로그 프런트 엔드, 루프 AFE
519: 온도 포트
521: 1-와이어 센서 브리지
523: 실시간 클록
551: 무선 주파수(RF) 스위치, 또는 스위치
553: 참조 터미네이터
590: 출력
592: 출력
594: 입력
601: 센서 코어
603: 센서 캐리어
605: 센서 캐리어 외부 하우징, 또는 센서 캐리어 압출 하우징
607: 지지 배관
609: 캡 압출물
610: 접착제
611: 절연 폼
615: 커넥터
617: 터미네이션 블록
701: 콘크리트
705: 그라우트
707: 나사들
709: 폐쇄 셀 폼, 또는 폼
711: 전자기 간섭(EMI) 개스킷
712: x 축
714: y 축
716: z 축
800: 장치
802: 송신 라인 어셈블리
804: 터미네이션 임피던스
806: 코어 어셈블리
808: 실드 어셈블리
810: 캐리어 어셈블리
811: 영역
812: 위치 결정 어셈블리
813: 영역
816: 갭
817: 길이
818: 관형 어셈블리
819: 채널
820: 탄성 변형가능 부분
822: 도로 앵커
824: 내마모 어셈블리
825: 코어 앵커 어셈블리
828: 힘 수용 부분
830: 힘 전달 부분
832: 리테이너 어셈블리
834: 표면
836: 실드 체결 부분
838: 캐리어 본체
839: 채널
840: 컨택트 부분
842: 힘 수용 부분
844: 본체 어셈블리
846: 실드 체결 부분
848: 실드 컨택트 부분
850: 실드 수용 구역
852: 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼, 또는 폼
854: 실러 재료
856: 폼 어셈블리
858: 실러
860: 신호 케이블
862: 실런트
864: 피팅 어셈블리
866: 신호 커넥터
868: 밀봉 요소
870: 신호 인터페이스
872: 제 1 엔드 캡
874: 파스너
876: 제 2 엔드 캡
878: 파스너
880: 터미네이터-커넥터 어셈블리
882: 터미네이션 블록
884: 도로 장착가능 하우징
885: 리모트 하우징
886: 아날로그 전자 모듈
888: 디지털 전자 모듈
900: 이동 차량
902: 차량 부하
904: 방향
906: 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템, 또는 ETDR 시스템
908: 차량 도로
910: 신호 와이어 어셈블리
912: 센서
Claims (39)
- 송신-라인 어셈블리를 포함하는 센서 어셈블리를 포함하는 장치로서,,
상기 송신-라인 어셈블리는, 이동 차량의 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되는 전기 송신 라인 파라미터를 가지며, 상기 이동 차량은 차량 도로를 따라 이동하고, 상기 송신 라인 어셈블리는 상기 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치가능한 상기 송신 라인 어셈블리를 포함하는, 상기 센서 어셈블리를 포함하고;
상기 전기 송신 라인 파라미터는 송신-라인 임피던스를 포함하고,
상기 송신-라인 임피던스는, 상기 송신 라인 어셈블리가 상기 차량 부하를 수용하는 것에 응답하여 상기 송신 라인 어셈블리에 의해 적어도 부분적으로 운반되는 교류의 양태가 상기 교류의 소스에 다시 반사되는 그러한 방식으로 상기 이동 차량으로부터의 상기 차량 부하의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되며,
상기 송신-라인 어셈블리는, 차량 도로에 대해 위치 가능하며,
상기 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 수용하기 위한 평평한 도전성 표면을 적어도 부분적으로 갖는 힘 수용 부분; 및
상기 평평한 표면에 평행한 평평한 도전성 스트립을 갖는 코어 어셈블리를 포함하고,
상기 평평한 스트립은, 상기 평평한 도전성 스트립을 향하여 그리고 그로부터 멀어지는 상기 평평한 도전성 표면의 탄성 변형에 의한, 상기 차량 부하의 수용에 응답하여, 전기 송신-라인 파라미터가 변화하도록, 상기 평평한 도전성 표면과 전기적으로 협조하고,
상기 센서 어셈블리는:
상기 송신 라인 어셈블리를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스를 더 포함하는, 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전기 송신 라인 파라미터는:
상기 이동 차량으로부터의 상기 차량 부하의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 탄성적으로 변환하도록 더 구성되는 상기 송신 라인 임피던스를 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전기 송신 라인 파라미터는:
상기 차량 부하의 어느 부분도 상기 이동 차량으로부터 수용되지 않는 경우의 무부하 특성 임피던스와;
상기 차량 부하가 상기 이동 차량으로부터 적어도 부분적으로 수용되는 경우의 로딩된 임피던스
사이에서 상기 이동 차량으로부터의 상기 차량 부하의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 탄성적으로 변화하도록 더 구성되는 상기 송신 라인 임피던스를 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전기 송신 라인 파라미터는:
상기 교류의 상기 양태가 상기 교류의 상기 소스에 다시 반사되지 않는 그러한 방식으로 상기 이동 차량으로부터의 상기 차량 부하의 어느 부분도 수용되지 않는 것에 응답하여 일정하게 유지하도록
더 구성되는 상기 송신 라인 임피던스를 포함하는 장치. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 센서 어셈블리는:
상기 송신 라인 어셈블리를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스를 더 포함하고;
상기 터미네이션 임피던스는 상기 송신 라인 어셈블리와 정합되는 임피던스인 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는 상기 차량 도로에 적어도 부분적으로 걸쳐 연장되도록 구성되는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 센서 어셈블리는 상기 차량 도로에 적어도 부분적으로 매립되도록 구성되고;
상기 송신 라인 어셈블리는 상기 차량 도로에 적어도 부분적으로 걸쳐 연장되도록 구성되는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는 전기 케이블을 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
2개의 전기 도체들;
전기 스트립라인;
전기 마이크로스트립; 및
전기 동축 케이블 중 적어도 하나를 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리를 포함하는 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 상기 코어 어셈블리에 대해 적어도 부분적으로 위치되는 실드 어셈블리(shield assembly)를 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리; 및
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고, 상기 코어 어셈블리를 적어도 부분적으로 둘러싸는 실드 어셈블리를 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리;
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 상기 코어 어셈블리를 둘러싸는 실드 어셈블리를 포함하고;
상기 코어 어셈블리 및 상기 실드 어셈블리는 적어도 부분적으로 정렬되어 서로에 대해 세로로 동축인 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 코어 어셈블리는:
상기 실드 어셈블리에 대해 전기 도체를 적어도 부분적으로 지지하도록 구성되는 캐리어 어셈블리를 포함하는 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 실드 어셈블리는 상기 코어 어셈블리를 적어도 부분적으로 지지하도록 구성되는 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 센서 어셈블리는:
상기 실드 어셈블리에 대한 정지 위치에서 상기 실드 어셈블리에 대해 상기 코어 어셈블리를 적어도 부분적으로 위치시키도록 구성되는 위치 결정 어셈블리를 더 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 코어 어셈블리;
적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이고 상기 코어 어셈블리를 둘러싸는 실드 어셈블리를 포함하고;
상기 실드 어셈블리는 상기 실드 어셈블리가 상기 이동 차량으로부터 상기 차량 부하를 수용하는 것에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성되는 장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
상기 코어 어셈블리와 상기 실드 어셈블리 사이에 적어도 부분적으로 형성되는 갭을 더 포함하는 장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
상기 코어 어셈블리와 상기 실드 어셈블리 사이에 적어도 부분적으로 형성되는 갭을 더 포함하고;
상기 실드 어셈블리는 상기 갭의 양태가 상기 실드 어셈블리에 적어도 부분적으로 부여되는 차량 부하의 크기에 따라 변화되는 그러한 방식으로, 상기 실드 어셈블리에 의해 상기 이동 차량으로부터의 상기 차량 부하의 수용에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성되는 장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 실드 어셈블리는:
상기 코어 어셈블리를 수용하도록 구성되는 채널을 형성하는 관형 어셈블리를 포함하는 장치. - 청구항 21에 있어서,
상기 실드 어셈블리는:
상기 관형 어셈블리에 적어도 부분적으로 형성되는 탄성 변형가능 부분을 더 포함하는 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 실드 어셈블리는:
상기 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 탄성적으로 변형되도록 구성되는 탄성 변형가능 부분을 더 포함하는 장치. - 청구항 21에 있어서,
상기 실드 어셈블리는:
상기 관형 어셈블리로부터 외부로 연장되고, 상기 실드 어셈블리를 상기 차량 도로에 적어도 부분적으로 앵커링하도록 구성되는 도로 앵커를 포함하는 장치. - 청구항 21에 있어서,
상기 실드 어셈블리는:
상기 관형 어셈블리로부터 상기 채널로 내부로 연장되는 코어 앵커 어셈블리를 포함하고;
상기 코어 앵커 어셈블리는 상기 채널 내에서 상기 코어 어셈블리의 위치 결정을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성되는 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 실드 어셈블리는:
상기 실드 어셈블리에 대한 마모를 감소시키는 그러한 방식으로 상기 차량 부하의 반복된 인가의 수용에 응답하여 마모에 적어도 부분적으로 견디도록 구성되는 내마모 어셈블리를 포함하는 장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 실드 어셈블리는:
관형 어셈블리에 적어도 부분적으로 형성되는 탄성 변형가능 부분;
상기 관형 어셈블리로부터 외부로 연장되는 도로 앵커;
상기 관형 어셈블리로부터 채널로 내부로 연장되고, 상기 채널 내에서 상기 코어 어셈블리의 위치 결정을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성되는 코어 앵커 어셈블리; 및
상기 실드 어셈블리에 대한 마모를 감소시키는 그러한 방식으로 상기 차량 부하의 반복된 인가의 수용에 응답하여 마모에 적어도 부분적으로 견디도록 구성되는 내마모 어셈블리를 더 포함하는 장치. - 송신-라인 어셈블리를 포함하는 센서 어셈블리를 포함하는 장치로서,,
상기 송신-라인 어셈블리는, 이동 차량의 차량 부하의 수용에 적어도 부분적으로 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되는 전기 송신 라인 파라미터를 가지며, 상기 이동 차량은 차량 도로를 따라 이동하고, 상기 송신 라인 어셈블리는 상기 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치가능한 상기 송신 라인 어셈블리를 포함하는, 상기 센서 어셈블리를 포함하고;
상기 전기 송신 라인 파라미터는 송신-라인 임피던스를 포함하고,
상기 송신-라인 임피던스는, 상기 송신 라인 어셈블리가 상기 차량 부하를 수용하는 것에 응답하여 상기 송신 라인 어셈블리에 의해 적어도 부분적으로 운반되는 교류의 양태가 상기 교류의 소스에 다시 반사되는 그러한 방식으로 상기 이동 차량으로부터의 상기 차량 부하의 수용에 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되며,
상기 송신-라인 어셈블리는, 차량 도로에 대해 위치 가능하며,
상기 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 수용하기 위한 평평한 도전성 표면을 적어도 부분적으로 갖는 힘 수용 부분; 및
상기 평평한 표면에 평행한 평평한 도전성 스트립을 갖는 코어 어셈블리를 포함하고,
상기 평평한 스트립은, 상기 평평한 도전성 스트립을 향하여 그리고 그로부터 멀어지는 상기 평평한 도전성 표면의 탄성 변형에 의한, 상기 차량 부하의 수용에 응답하여, 전기 송신-라인 파라미터가 변화하도록, 상기 평평한 도전성 표면과 전기적으로 협조하고,
상기 센서 어셈블리는:
상기 송신 라인 어셈블리를 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템과 적어도 부분적으로 인터페이스하도록 구성되는 신호 인터페이스를 더 포함하는 장치. - 청구항 26에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼,
실러 재료(sealer material),
폼 어셈블리(foam assembly), 및
실러를 더 포함하며,
상기 폼 어셈블리는 힘 전달 부분의 대향 측면들 상의 힘 수용 부분과 탄성 변형가능 부분 사이에 형성되는 공간에 위치되며, 상기 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼은 상기 실드 어셈블리의 대향 측면들 상에, 상기 내마모 어셈블리의 대향 측면들 상에 위치되고,
상기 실러 재료는 상기 실드 어셈블리의 외부 표면과 상기 접착제 백킹 밀폐 셀 네오프렌 폼 사이에 형성되는 보이드(void)를 적어도 부분적으로 충전하고, 상기 실러 재료는 상기 힘 전달 부분의 대향 측면들 상의 상기 힘 수용 부분과 상기 탄성 변형가능 부분 사이에 형성되는 상기 공간에 단단히 위치되는 상기 폼 어셈블리를 유지하도록 구성되고,
상기 실러는 상기 실드 어셈블리의 상기 힘 수용 부분의 상단 부분과 상기 내마모 어셈블리 사이에 위치되는 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 센서 어셈블리는:
실런트(sealant),
피팅 어셈블리(fitting assembly)
신호 커넥터,
밀봉 요소,
신호 인터페이스,
제 1 엔드 캡, 및
파스너를 더 포함하며,
상기 코어 어셈블리는 상기 송신 라인 어셈블리를 따라 축방향으로 연장되고, 상기 신호 인터페이스에 연결되고,
상기 신호 인터페이스는 상기 송신 라인 어셈블리의 세로 축을 따라 연장되고, 상기 송신 라인 어셈블리의 내부 구역의 단부에 고정 위치되는 상기 밀봉 요소에서 터미네이션되도록 구성되고,
상기 신호 커넥터는 신호 케이블로부터 연장되고,
상기 밀봉 요소는 상기 신호 인터페이스에 연결가능하도록 구성되고,
상기 실런트는 상기 센서 어셈블리의 내부 내에 상기 신호 케이블을 둘러싸는 구역을 충전하고,
상기 피팅 어셈블리는 상기 제 1 엔드 캡에 고정 연결되고,
상기 제 1 엔드 캡은 상기 파스너로서 상기 송신 라인 어셈블리의 하우징에 부착되고,
상기 신호 인터페이스는 상기 코어 어셈블리를 상기 신호 케이블의 상기 신호 커넥터에 인터페이스하도록 구성되고,
상기 피팅 어셈블리는 상기 신호 케이블과 상기 제 1 엔드 캡 사이에서 밀봉된 연결을 허용하도록 구성되는 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
터미네이터-커넥터 어셈블리,
터미네이션 블록,
제 2 엔드 캡,
파스너, 및
밀봉 요소를 더 포함하며,
상기 코어 어셈블리는 상기 송신 라인 어셈블리에 고정 위치되는 터미네이션 블록에 장착되는 상기 터미네이터-커넥터 어셈블리를 향해 축방향으로 연장되고 그것에 연결되고,
상기 밀봉 요소는 터미네이션 임피던스를 지지하고 위치시키고 밀봉하고,
상기 터미네이션 임피던스는 상기 코어 어셈블리 및 상기 실드 어셈블리를 터미네이션하는 그러한 방식으로 연결되며,
상기 파스너는 상기 제 2 엔드 캡을 상기 송신 라인 어셈블리의 하우징의 단부에 부착하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
상기 차량 도로에 장착되도록 구성되는 도로 장착가능 하우징을 포함하며,
상기 센서 어셈블리는 상기 도로 장착가능 하우징에 장착되고,
상기 송신 라인 어셈블리는 아날로그 전자 모듈에 동작적으로 연결가능하도록 구성되며, 이는 차례로 디지털 전자 모듈에 동작적으로 연결가능하고,
리모트 하우징은 상기 아날로그 전자 모듈 및 상기 디지털 전자 모듈을 수용하도록 구성되고, 상기 리모트 하우징은 상기 도로 장착가능 하우징에서 떨어져서 위치되고, 상기 디지털 전자 모듈은 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템에 동작적으로 연결가능한 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 송신 라인 어셈블리는:
상기 차량 도로에 장착되도록 구성되는 도로 장착가능 하우징으로서, 상기 송신 라인 어셈블리는 아날로그 전자 모듈에 동작적으로 연결가능하도록 구성되고, 상기 센서 어셈블리 및 상기 아날로그 전자 모듈은 상기 도로 장착가능 하우징에 장착되고, 상기 아날로그 전자 모듈은 디지털 전자 모듈에 동작적으로 연결가능한, 상기 도로 장착가능 하우징; 및
상기 디지털 전자 모듈을 수용하도록 구성되고, 상기 도로 장착가능 하우징에서 떨어져서 위치가능한 리모트 하우징으로서, 상기 디지털 전자 모듈은 전기 시간 영역 반사 측정 신호 처리 시스템에 동작적으로 연결가능한 상기 리모트 하우징을 포함하는 장치. - 청구항 1에 있어서,
(A) 상기 센서의 제 1 인스턴스, (B) 상기 센서의 상기 제 1 인스턴스 및 상기 센서의 제 2 인스턴스, 및 (C) 상기 센서의 상기 제 1 인스턴스, 상기 센서의 상기 제 2 인스턴스, 및 상기 센서의 제 3 인스턴스 중 어느 하나는,
차축 폭, 차축 검출, 싱글 타이어, 듀얼 타이어, 센서 상의 타이어의 측방 위치, 타이어 폭, 루프 검출기와 연관하여 사용될 때의 상기 차량에 대한 차축들의 수 중
어느 하나를 검출하기 위해 사용되는 장치. - 청구항 1에 있어서,
(A) 상기 센서의 제 1 인스턴스 및 상기 센서의 제 2 인스턴스, 및 (B) 상기 센서의 상기 제 1 인스턴스, 상기 센서의 상기 제 2 인스턴스, 및 상기 센서의 제 3 인스턴스 중 어느 하나는 타이어 속도, 차량 속도, 타이어 중량, 타이어 압력, 차량 차축 간 간격, 루프 검출기와 연관하여 사용될 때의 차량 중량, 및 루프 검출기와 연관하여 사용될 때 차량 길이를 범퍼링하는 범퍼 중 어느 하나를 검출하기 위해 사용되는 장치. - 센서 어셈블리를 동작시키는 방법으로서,
교류의 양태를 상기 교류의 소스에 적어도 부분적으로 다시 반사하는 단계로서, 상기 교류는 이동 차량의 차량 부하의 수용에 응답하여 센서의 송신 라인 어셈블리의 송신 라인 임피던스의 변화에 응답하여 상기 송신 라인 어셈블리에 의해 운반되고, 상기 이동 차량은 차량 도로를 따라 이동하고, 상기 송신 라인 어셈블리는 상기 차량 도로에 대해 위치가능한, 상기 다시 반사하는 단계; 및
상기 센서 어셈블리의 상기 송신 라인 어셈블리 상에 상기 차량 부하를 수용하는 단계를 포함하고,
상기 송신 라인 어셈블리는, 차량 도로에 대해 위치 가능하며,
상기 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 수용하기 위한 평평한 도전성 표면을 적어도 부분적으로 갖는 힘 수용 부분; 및
상기 평평한 표면에 평행한 평평한 도전성 스트립을 갖는 코어 어셈블리를 포함하고,
상기 평평한 스트립은, 상기 평평한 도전성 스트립을 향하여 그리고 그로부터 멀어지는 상기 평평한 도전성 표면의 탄성 변형에 의한, 상기 차량 부하의 수용에 응답하여, 전기 송신-라인 파라미터가 변화하도록, 상기 평평한 도전성 표면과 전기적으로 협조하고,
상기 센서는:
상기 송신 라인 어셈블리를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스를 더 포함하는,
방법. - 센서 어셈블리를 동작시키는 방법으로서,
차량 도로에 대해 상기 센서 어셈블리의 송신 라인 어셈블리를 적어도 부분적으로 위치시키는 단계;
교류의 소스를 상기 송신 라인 어셈블리에 연결하는 단계; 및
상기 송신 라인 어셈블리가 차량 부하를 수용하면 상기 송신 라인 어셈블리에 의해 적어도 부분적으로 운반되는 교류의 양태가 상기 교류의 상기 소스에 다시 반사되는 그러한 방식으로 상기 센서 어셈블리가 상기 차량 도로를 따라 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 적어도 부분적으로 수용하는 것에 응답하여 상기 센서 어셈블리의 상기 송신 라인 어셈블리의 송신 라인 임피던스를 적어도 부분적으로 변화시키는 단계를 포함하고,
상기 송신 라인 어셈블리는, 차량 도로에 대해 위치 가능하며,
상기 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 수용하기 위한 평평한 도전성 표면을 적어도 부분적으로 갖는 힘 수용 부분; 및
상기 평평한 표면에 평행한 평평한 도전성 스트립을 갖는 코어 어셈블리를 포함하고,
상기 평평한 스트립은, 상기 평평한 도전성 스트립을 향하여 그리고 그로부터 멀어지는 상기 평평한 도전성 표면의 탄성 변형에 의한, 상기 차량 부하의 수용에 응답하여, 전기 송신-라인 파라미터가 변화하도록, 상기 평평한 도전성 표면과 전기적으로 협조하고,
상기 센서 어셈블리는:
상기 송신 라인 어셈블리를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스를 더 포함하는, 방법. - 센서 어셈블리를 동작시키는 방법으로서,
차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치하는 센서 어셈블리의 송신 라인 어셈블리의 송신 라인 임피던스를 적어도 부분적으로 변화시키는 단계로서, 상기 송신 라인 어셈블리는 그것에 연결되는 교류의 소스를 갖고, 상기 송신 라인 임피던스의 상기 변화는 상기 송신 라인 어셈블리가 차량 부하를 수용하면 상기 송신 라인 어셈블리에 의해 적어도 부분적으로 운반되는 교류의 양태가 상기 교류의 상기 소스에 다시 반사되는 그러한 방식으로 상기 센서 어셈블리가 상기 차량 도로를 따라 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 적어도 부분적으로 수용하는 것에 응답하여 발생하는, 상기 변화시키는 단계를 포함하고,
상기 송신 라인 어셈블리는, 차량 도로에 대해 위치 가능하며,
상기 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 수용하기 위한 평평한 도전성 표면을 적어도 부분적으로 갖는 힘 수용 부분; 및
상기 평평한 표면에 평행한 평평한 도전성 스트립을 갖는 코어 어셈블리를 포함하고,
상기 평평한 스트립은, 상기 평평한 도전성 스트립을 향하여 그리고 그로부터 멀어지는 상기 평평한 도전성 표면의 탄성 변형에 의한, 상기 차량 부하의 수용에 응답하여, 전기 송신-라인 파라미터가 변화하도록, 상기 평평한 도전성 표면과 전기적으로 협조하고,
상기 센서 어셈블리는:
상기 송신 라인 어셈블리를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스를 더 포함하는, 방법. - 차량 도로를 따라 이동하는 이동 차량을 위한 장치로서, 상기 이동 차량은 차량 부하를 갖는 장치에 있어서, 상기 장치는,
송신 라인 어셈블리를 포함하는 센서 어셈블리를 포함하며;
상기 송신 라인 어셈블리는 상기 차량 도로에 대해 적어도 부분적으로 위치되도록 구성되고;
상기 송신 라인 어셈블리는 교류의 소스에 연결되도록 구성되고;
송신 라인 임피던스를 갖는 상기 송신 라인 어셈블리는 상기 송신 라인 어셈블리가 상기 차량 부하를 수용하면 상기 송신 라인 어셈블리에 의해 적어도 부분적으로 운반되는 상기 교류의 양태가 상기 교류의 상기 소스에 다시 반사되는 그러한 방식으로 상기 센서 어셈블리가 상기 차량 도로를 따라 이동하는 상기 이동 차량의 상기 차량 부하를 적어도 부분적으로 수용하는 것에 응답하여 적어도 부분적으로 변화하도록 구성되며,
상기 송신 라인 어셈블리는, 차량 도로에 대해 위치 가능하며,
상기 차량 도로에 대해 이동하는 이동 차량의 상기 차량 부하를 수용하기 위한 평평한 도전성 표면을 적어도 부분적으로 갖는 힘 수용 부분; 및
상기 평평한 표면에 평행한 평평한 도전성 스트립을 갖는 코어 어셈블리를 포함하고,
상기 평평한 스트립은, 상기 평평한 도전성 스트립을 향하여 그리고 그로부터 멀어지는 상기 평평한 도전성 표면의 탄성 변형에 의한, 상기 차량 부하의 수용에 응답하여, 전기 송신-라인 파라미터가 변화하도록, 상기 평평한 도전성 표면과 전기적으로 협조하고,
상기 센서 어셈블리는:
상기 송신 라인 어셈블리를 터미네이션하도록 구성되는 터미네이션 임피던스를 더 포함하는, 장치.
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