阅读说明：本技术 用于车辆测量系统的参数扰动传感器 (Parameter disturbance sensor for vehicle measurement system ) 是由 M·R·C·普兰梅尔 R·汉森 T·海歇特 于 2017-10-11 设计创作，主要内容包括：提供了一种参数扰动传感器。所述参数扰动传感器具有带内部腔室的带状线外壳；位于所述内部腔室中的带状线传感器芯；填充材料,其填充所述内部腔室,使得带状线传感器不与带状线传感器芯外壳直接接触；以及连接到所述带状线传感器芯的电缆端连接器,其用于将所述带状线传感器芯连接到处理单元。(A parameter disturbance sensor is provided. The parameter perturbation sensor has a stripline housing with an internal cavity; a stripline sensor core located in the internal cavity; a filler material filling the internal cavity such that the stripline sensor is not in direct contact with the stripline sensor core housing; and a cable-end connector connected to the stripline sensor core for connecting the stripline sensor core to a processing unit.)

用于车辆测量系统的参数扰动传感器

背景技术

智能交通系统可能涉及数据收集、收费、车辆分类、动态称重(WIM)和其它交通监控或交通管理系统。

例如，动态称重系统用于检测和称量行驶中的车辆，以便以更安全且更有效的方式增强道路系统的运行。

动态称重系统使用一个或多个传感器感测车辆，通常是当车辆在传感器上移动时，以获取车辆信息。一些信息可以直接由单个传感器测量，而其它信息需要从共同运行的多个传感器的组合中测量并导出。

通常，时域反射法(TDR)是一种基于特定几何形状的传输线呈现已知特性阻抗的原理的测量技术。因此，传输线几何形状的变化会导致可以使用时域反射技术测量的特性阻抗的变化。本领域技术人员将理解，时域反射法可以与光信号或电信号一起使用，并且实际上光信号和电信号在物理上是不同的，需要不同的技术知识和设备来测量传输线特性的变化。

在电传输线路中，每当入射波遇到特性阻抗变化时，就会产生反射，这也称为不连续性。时域反射测量技术可以用于根据反射波确定传输线中不连续的位置和幅度。因此，反射波沿传输线返回所需的时间可以转换成沿传输线的距离。反射波的电压大小可以用来计算特性阻抗的变化量。

时域反射测量技术可以对入射波形使用阶跃输入电压，因其简化了解释反射信号的复杂性。在源端或两端端接的传输线中，阶跃输入电压在电源阻抗和传输线阻抗之间分配。如果电源阻抗和传输线阻抗匹配，那么在入射波沿传输线的往返过程中，电源和传输线之间测得的电压是阶跃输入电压的一半。当传输线存在不连续性时，由于接收到的反射，测得的电压将正好偏离一半。也可以使用其它时域反射测量方法，例如具有扫频的波调制。

英国专利申请GB 2,250,813A公开了一种车辆称重装置。所述装置包括光纤电缆，其光传输特性在负载下变化，所述光纤电缆被包裹在弹性材料的压垫中，铺设在道路上。当车辆通过压垫时，时域反射计通过监控来自光纤电缆的反向散射光的强度来计算每个车轮施加的负载。

发明内容

提供了一种参数扰动传感器。参数扰动传感器使用电时域反射测量技术。参数扰动传感器被配置用于动态称重(WIM)系统和动态车辆信息系统。

可测量的车辆信息包括，例如，车轴数量、每个车轴的重量、每个车轮的重量、车轮宽度、车辆重量、轮数、轮距、轴距、轴间距离、车轴宽度以及车轴和/或车速。还可以收集汇总信息，例如传感器检测到的车辆总数。

一方面，参数扰动传感器可以抵抗环境污染物，例如湿气、灰尘或道路碎片。参数扰动传感器使用很少的运动部件，并且可以抵抗机械损伤。参数扰动传感器的基线阻抗可以在制造过程中以多种方式进行简单调节。参数扰动传感器易于制造。

另一方面，传感器芯包括中心迹线、通过第一分离器与中心迹线分离的第一接地面、通过第二分离器与中心迹线分离的第二接地面、以及连接到中心迹线用于将传感器芯连接到处理单元的电缆端连接器。在各种实施例中，分离器是弹性可变形的电绝缘泡沫和/或具有与空气类似的损耗角正切的闭孔泡沫。

所提供的是参数扰动传感器。参数扰动传感器具有带状线外壳，其限定了内部腔室。带状线传感器芯位于内部腔室中。填充材料用于填充内部腔室。此外，电缆端连接器连接到带状线传感器芯，用于将带状线传感器芯连接到处理单元。

提供了一种制造参数扰动传感器的方法。所述方法包括将带状线传感器芯定位在带状线外壳的内部腔室中。然后密封内部腔室的第一端。填充材料用于填充内部腔室。

还提供了一种传感器芯。传感器芯包括中心迹线。第一接地面通过第一分离器与中心迹线分离，第二接地面通过第二分离器与中心迹线分离。电缆端连接器连接到中心迹线，用于将传感器芯连接到处理单元。

权利要求中确定了其它方面。

通过结合附图阅读以下对非限制性实施例的详细描述，非限制性实施例的其它方面和特征对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

图1(第1/10页)是示例参数扰动传感器的透视图。

图2(第1/10页)是图1的参数扰动传感器的横截面视图。

图3(第2/10页)是示例参数扰动传感器的带状线外壳的透视图。

图4A(第3/10页)是示例参数扰动传感器的带状线传感器芯和定位块的透视图。

图4B(第3/10页)是另一示例参数扰动传感器的带状线传感器芯和定位块的透视图。

图5(第4/10页)是沿图1中线A-A的横截面视图，示出了示例实施例参数扰动传感器的带状线外壳、带状线传感器芯和填充材料。

图6(第5/10页)是示例实施例参数扰动传感器的带状线传感器芯的透视图。

图7(第5/10页)是图6的带状线传感器芯的分解透视图。

图8A(第6/10页)是车辆的代表性俯视图，所述车辆具有跨过埋入道路中的参数扰动传感器的车轮和车轴。

图8B(第6/10页)是图8A的跨过埋入道路中的参数扰动传感器的车辆的代表性正视横截面图(沿图8A中标记为B-B的平面)。

图9(第7/10页)是参数扰动传感器的替代实施例的横截面视图，示出了埋入道路中的带状线传感器芯和填充材料。

图10A(第8/10页)是车辆的代表性俯视图，所述车辆具有跨过图9的埋入道路中的参数扰动传感器的车轮和车轴。

图10B(第8/10页)是图10A的跨过埋入道路中的参数扰动传感器的车辆的代表性正视横截面图(沿图10A中标记为C-C的平面)。

图11(第9/10页)是参数扰动传感器的另一实施例的横截面视图。

图12A(第10/10页)是图11的参数扰动传感器的实施例的横截面视图。

图12B(第10/10页)是参数扰动传感器的实施例的横截面视图。

附图不一定是按比例绘制的，可以用虚线、图表和局部视图来说明。在某些情况下，可能省略了对于理解实施例不必要的细节(和/或使其它细节难以辨认的细节)。

在所有附图中，相应的附图标记表示相应的部件。为了简单和清楚起见，描述了几幅图中的元件，这些元件没有按比例绘制。为了便于理解各种公开的实施例，可以相对于其它元件强调图中一些元件的尺寸。此外，通常不会示出对商业上可行的实施例中有用或必要的一些常见但众所周知的元件，从而使本公开的实施例的视图具有较少干扰。

附图标记列表

100-参数扰动传感器

102-带状线外壳

104-端盖

106-电缆

108-电缆端外壳

110-内部腔室

112-电缆端外壳盖

200-带状线传感器芯

202-电缆端连接器

400-垂直定位块

402-水平定位块

404-定位块

406-内部腔室内壁

600-填充材料

700-传感器芯加强件

702-远端连接

800-第一接地面

802-第一接地面印刷电路板

804-分离器/泡沫

806-中心迹线

808-第二接地面

810-第二接地面印刷电路板

811-第一接地面电缆端印刷电路板

812-第二接地面电缆端印刷电路板

900-车轮

902-车轴

904-道路

906-力

908-接触片/接触片下方的区域

1000-粘合剂/粘合剂层

1002-气隙

具体实施方式

以下详细描述仅仅是示例性的，并不旨在限制所述实施例或所述实施例的应用和使用。如所使用的，“示例性”或“说明性”是指“用作示例、实例或说明”。被描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式不一定被解释为优于其它实施方式。以下描述的所有实施方式都是示例性实施方式，能够使本领域技术人员制造或使用本公开的实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。本发明的范围由权利要求限定。为了描述，术语“上”、“下”、“左”、“后”、“右”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词应与附图中定向的示例相关。在前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式中，无意受任何明示或暗示的理论的约束。还应当理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的装置和工艺是在所附权利要求中定义的示例性实施例(示例)、方面和/或概念。因此，与所公开的实施例相关的尺寸和其它物理特征不应被认为是限制性的，除非权利要求另有明确说明。应当理解，“至少一个”等同于“一个”。结合附图描述了这些方面(示例、变更、修改、选项、变化、实施例及其任何等同物)。应当理解，本发明限于权利要求提供的主题，并且本发明不限于所描绘和描述的特定方面。

图1是示例实施例参数扰动传感器的透视图。图2是图1的参数扰动传感器的横截面视图。

根据一个实施例，参数扰动传感器100包括带内部腔室(110)的带状线外壳(102)、位于内部腔室中的带状线传感器芯(200)、填充内部腔室(110)的填充材料(600)、以及连接到带状线传感器芯(200)用于将带状线传感器芯(200)连接到处理单元(未示出)的电缆端连接器(202)。在另一个实施例中，填充材料(600)填充内部腔室(110)，使得带状线传感器芯(200)不与带状线外壳(102)直接接触。

图3是示例实施例参数扰动传感器的带状线外壳的透视图。

根据一个实施例，带状线外壳102具有内部腔室110。带状线外壳102至少部分包围并保护带状线传感器芯200。带状线外壳102还至少部分地分配施加在参数扰动传感器100上的力。例如，一旦力施加在带状线外壳102上，所述力至少部分地分布在接受所述力的带状线外壳102上。这种力分布的示例包括但不限于带状线外壳102的弹性变形或弹性压缩。

带状线外壳102应该具有足够的弹性以用于交通监控系统。在一个示例实施例中，带状线外壳102由钢管(SAE 4130铬钼、SAE 304不锈钢或适用于该应用的任何其它等级的钢)制成。技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其它材料。例如，根据环境条件使用不同的合金钢可能是合适的。一个示例是当在高盐和高湿度环境(例如加拿大北部和美国)中部署传感器时，使用更耐腐蚀的合金钢制造带状线外壳102。

在一些实施例中，参数扰动传感器100也可以在埋入道路之前被封装在保护层(未示出)中。所述保护层提供了一层额外的环境保护。保护层的示例包括但不限于聚氨酯、塑料、环氧树脂、焦油或任何其它适合做保护层的材料。

应该注意带状线外壳102的尺寸可能影响参数扰动传感器100的灵敏度。根据一个实施例，传感器外壳102的材料、宽度和厚度也可以用于调节参数扰动传感器100的灵敏度。例如，在本示例中，带状线外壳102偏转的能力至少部分取决于带状线外壳102的物理特性，例如壁厚或宽度。通过调整带状线外壳102的壁厚和/或宽度，可以修改参数扰动传感器100的偏转特性。与使用具有不同壁厚的带状线外壳102的另一个参数扰动传感器100相比，这将改变参数扰动传感器100的灵敏度。

再次参考图1、图2和图3，根据一个实施例，参数扰动传感器100也可以具有电缆端外壳108。电缆端外壳108连接到带状线外壳102的一端，并且用于至少部分地封装电缆端连接器202。

在一些示例实施例中，电缆端外壳108可以至少部分地附接到带状线外壳102。例如，电缆端外壳108可以通过焊缝、焊料、粘合剂或机械连接装置(例如螺钉、铆钉、折叶、卷边器或夹子)固定到带状线外壳102。技术人员将理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可以设想将电缆端外壳108附接到带状线外壳102的其它方式。例如，电缆端外壳108可以铆接到传感器外壳102。

在另一个示例实施例中，电缆端外壳108和带状线外壳102可以被构造为单个单元。例如，带状线外壳102可以被构造成留下足够的空间来至少部分地封装电缆端部外壳108。

现在参考图2、图4A和图4B，根据一个实施例，参数扰动传感器100具有电缆端连接器202。电缆端连接器202被配置成将带状线传感器芯200连接到处理单元，从而使得信息从带状线传感器芯200传输到处理单元。所述处理单元至少部分用于处理ETDR信号。

在一个示例实施例中，诸如SMA或SMB连接器的同轴射频连接器可以用作电缆端连接器。本领域技术人员将理解，在本公开的范围内，可以使用其它连接器。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，也可以使用SMC或其它合适的连接器。

再次参考图1和图2，根据一个实施例，电缆端外壳还包括电缆端盖112。电缆端盖112用作电缆端外壳108的开口端的盖子。电缆端盖112通过至少部分覆盖电缆端外壳108来防止灰尘、环境碎屑和/或湿气进入电缆端外壳108。这有助于保护电缆端连接器202和电缆端外壳108内的任何其它部件免受环境暴露和损坏。

再次参考图1，带状线外壳102具有端盖104。端盖104位于带状线外壳102的与电缆端外壳108相对的端部。端盖104被配置成在一端密封带状线外壳102，使得一旦参数扰动传感器100被填充，填充材料600就不会离开带状线外壳102。端盖还至少部分防止碎屑和湿气进入带状线外壳102。

端盖104使用任何合适的方式附接到带状线外壳102。在图1提供的示例中，端盖104焊接到带状线外壳102。技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用将端盖104附接到带状线外壳102的替代方法。例如，端盖104可以压配合到带状线外壳中。可选地，端盖104可以胶合、焊接或夹入带状线外壳102中。

端盖104应该具有足够的弹性，以便在交通监控环境中使用。在一个示例实施例中，端盖104是铝。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其它合适的材料。例如，也可以使用塑料、橡胶或合金钢端盖104。

再次参考图2和图3，带状线传感器芯(200)位于内部腔室中。带状线传感器芯200被配置成一旦力施加在参数扰动传感器100上，至少部分地产生阻抗变化。在另一个实施例中，带状线传感器芯200被配置成一旦力施加在传感器芯200上，至少部分地产生阻抗变化。

在图2所示的示例实施例中，带状线传感器芯200大致位于带状线外壳102的中心。然而，应当注意，带状线传感器芯200可以位于带状线外壳102内的任何位置，包括接触带状线外壳102的内部腔室的内壁。

参数扰动传感器100还包括填充材料600。填充材料600填充带状线外壳102的内部腔室110，使得带状线传感器芯200不会在带状线外壳102的内部腔室110内移动。或者，带状线传感器芯200被稳定在内部腔室110中。

在一个实施例中，填充材料还至少部分地将施加到带状线外壳102的力机械地传输和/或连接到带状线传感器芯200。

在一个实施例中，填充材料还可以用于将带状线传感器芯200与带状线外壳102电绝缘。

在另一个实施例中，带状线传感器芯200可以电连接到带状线外壳102。将带状线外壳102电连接到接地面800和808可能是有益的，可以电屏蔽传感器芯200，使其免受任何射频干扰。此外，尽管由于传感器芯200可以封装在填充材料内，所以传感器芯200中静电荷积聚的风险较低，如果带状线外壳102电连接到接地面800和808以接地，静电荷积聚的风险将大约为零。

现在参考图4A，示出了示例实施例参数扰动传感器100的带状线传感器芯200和定位块404。

通常，一个或多个定位块404被配置成将带状线传感器芯200定位在内部腔室110内。在本实施例中，所述一个或多个定位块404与带状线传感器芯200和内部腔室110的内壁406均接触。定位块404也可用于防止带状线传感器芯200直接接触内部腔室110的内壁406。

在图4A所示的示例中，定位块404包括水平定位块402和垂直定位块400。垂直定位块400用于沿带状线外壳102的内部腔室110中的垂直轴定位带状线传感器芯200。水平定位块402用于沿带状线外壳102的内部腔室110中的水平轴定位带状线传感器芯200。

水平定位块402接触带状线外壳102的内部腔室110的内壁，使得传感器可以沿带状线外壳102的内部腔室110的水平轴定位。在一个示例实施例中，弹簧钢定位块被配置成横跨带状线外壳102的内部腔室110的水平轴。弹簧钢定位块还胶合到带状线传感器芯200，使得带状线传感器芯200在带状线外壳102的内部腔室110中大致水平居中。

垂直定位块400接触带状线外壳102的内部腔室110的相对内壁，使得传感器可以沿内部腔室110的垂直轴定位。在一个示例实施例中，聚氨酯定位块被配置成横跨内部腔室110的垂直轴。聚氨酯定位块还胶合到带状线传感器芯200，使得带状线传感器芯200在内部腔室110中大致垂直居中。

在上方的示例实施例中，水平定位块402由弹簧钢制成。垂直定位块400由聚氨酯制成。然而，技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，任何合适的材料都可以用来制造水平定位块402或垂直定位块400。例如，橡胶可以用来制造水平定位块402、垂直定位块400或两者。

再次参考图4A，在图4A所示的示例中，定位块(404)附接到带状线传感器芯(200)。

在本示例中，水平定位块402和垂直定位块400都附接到带状线传感器芯200。在一个示例实施例中，垂直定位块400和水平定位块402胶合到带状线传感器芯200。技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以设想附接垂直定位块400和水平定位块402的其它方式。例如，定位块404可以焊接或钎焊到带状线传感器芯200上。可选地，定位块404可以使用螺钉、夹子、铆钉、摩擦配合或类似的紧固装置机械附接到带状线传感器芯200。

现在参考图4B，示出了替代示例参数扰动传感器100的带状线传感器芯200和定位块404。在本示例中，定位块404被配置成将传感器垂直和水平地定位在带状线外壳的内部腔室中。也就是说，定位块404执行垂直定位块400和水平定位块402两者的功能，二者也可以组合以形成垂直和水平定位传感器的块或条。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以设想定位带状线传感器芯200的替代方式。例如，带状线传感器芯200可以被封装在包装纸或织带中，所述包装纸或织带被配置成至少部分地定位带状线传感器芯200。

现在参考图5，填充材料600被配置成填充带状线外壳102的内部腔室110，使得施加到带状线外壳102的力至少部分地机械传递到带状线传感器芯200。

填充材料600可以被选择成与模拟电子器件的输入动态范围和带状线传感器芯200的输出相配合。随着填充材料600由于环境因素而膨胀或收缩，填充材料600在带状线传感器芯200和带状线外壳102上施加不同量的压力。施加在带状线传感器芯200和带状线外壳102上的压力变化影响传感器芯200的输出。

在这种情况下，模拟电子器件还必须被配置成匹配带状线传感器芯200的输出范围的这种变化。如果模拟电子器件输入的动态范围没有被正确调节以实现在变化的环境条件下填充材料600施加在带状线传感器芯600上的可变压力，则带状线传感器芯200的输出可能无法被正确接收。也就是说，传感器将提供模拟电子器件动态范围之外的信号响应。

例如，在一个实施例中，参数扰动传感器100的模拟电子器件被配置成具有47-53欧姆的动态范围。在本示例中，一旦填充材料600受热膨胀，压缩的带状线传感器芯200的输出可以下降到45欧姆以下。一旦发生这种情况，带状线传感器芯200的信号响应不再匹配模拟电子器件的调节。尽管带状线传感器芯200仍然响应负载，但是从带状线传感器芯200输出的所得信号将低于45欧姆，并且在模拟电子器件的动态范围之外。应当理解，填充材料600可以根据填充材料的性质或环境因素或两者，在带状线传感器芯200上施加更多或更少的压力。

在一个实施例中，当填充材料600在带状线传感器芯200上施加可变压力时，可以调节模拟电子器件的输入的动态范围以实现带状线传感器芯200的输出范围。在另一个实施例中，如下所述，基于各种原因选择填充材料600。

选择填充材料600的标准可以是：填充材料600不会在高环境温度下膨胀并导致带状线传感器芯200的过度变形。也就是说，填充材料600应该具有足够低的热膨胀系数，使得车辆测量系统中经常出现的高温不会导致填充材料600膨胀并导致带状线传感器芯200的过度变形。

选择填充材料600的标准还可以是：无论环境因素如温度如何变化，传感器的输出保持恒定。

填充材料600也可以具有足够低的粘度，使得填充材料能够流入带状线外壳102的内部腔室110中限定的空白空间，从而确保施加在带状线外壳102上的任何力可以至少部分地经由填充材料600传递到带状线传感器芯200。

在一个示例实施例中，填充材料600是聚氨酯混合物，包括聚氨酯和石英砂的混合物。在本示例实施例中，聚氨酯混合物足够粘稠，以填充带状线外壳102的内部腔室110中的任何空白空间。此外，石英砂的热特性允许调节聚氨酯混合物的热特性，使得高温不会导致带状线传感器芯200的过度变形。

在其它示例实施例中，填充材料600可以被配置成随着时间硬化成固体。例如，当被倒入内部腔室110中时，填充材料600最初可以处于流体状态，然后硬化成固体。这种填充材料的示例包括环氧树脂、塑料、聚氨酯、硅树脂和可固化塑料。

在另一个示例实施例中，一旦带状线外壳102被填充材料600填充，参数扰动传感器100的基极阻抗可以至少部分地通过调整填充材料600的压力来调整。带状线外壳102中填充材料600的压力至少部分预加载带状线传感器芯200。参数扰动传感器100组装完成后，预加载带状线传感器芯200将具有基线阻抗。

提供了一种设置参数扰动传感器100的基极阻抗的示例方法。另一个实施例是一种制造参数扰动传感器的方法。在所述方法中，带状线传感器芯200位于带状线外壳102中，并且经由电缆端连接器202和电缆106连接到显示带状线传感器芯200的阻抗值的处理装置。当加压填充材料600被注入带状线外壳102的内部腔室110时，带状线传感器芯200的阻抗改变并通过处理装置显示。一旦达到理想基线阻抗值，就停止向内部腔室110注入填充材料600。然后，填充材料被固化，即，填充材料600从液体转变为固体。理想基线阻抗值的一个示例是50欧姆。

在一个实施例中，带状线传感器芯可以位于内部腔室110的中心。在另一个实施例中，带状线传感器芯也可以位于带状线外壳的力接收侧附近。在另一个实施例中，带状线传感器芯可以定位成与带状线外壳的力接收侧接触。

现在参考图6和图7，示出了带状线传感器芯的示例实施例。带状线传感器芯200包括第一接地面800、第二接地面808和中心迹线806。在一个实施例中，带状线传感器芯200是平坦的平面形状。在另一个实施例中，带状线传感器芯200是平坦的平面矩形形状。在另一个实施例中，带状线传感器芯的中心迹线806、第一接地面800和第二接地面808基本上彼此平行。在另一个实施例中，带状线外壳的力接收侧、带状线传感器芯的中心迹线806、第一接地面800和第二接地面808基本上彼此平行。

应当理解，带状线外壳的力接收侧被配置成接收力。在参数扰动传感器100埋入道路的实施例中，带状线外壳的力接收侧是带状线外壳最靠近道路表面的一侧。应当理解，带状线外壳最靠近所施加的力的任何一侧都可以被认为是带状线外壳的力接收侧。图12A和图12B阐明了上述实施例的示例。

带状线传感器芯200被配置成至少部分地检测施加在参数扰动传感器上的力。在图6和图7提供的示例中，力至少部分地通过填充物600从带状线外壳102传递到带状线传感器芯200。所述力至少部分地使第一接地面800、第二接地面808或两者变形。

在本示例实施例中，电信号被传输到空载参数扰动传感器100。参数扰动传感器100具有基线阻抗。当力施加在参数扰动传感器100上时，第一接地面800、第二接地面808或两者的变形改变了参数扰动传感器100的阻抗，从而改变电信号。电信号的这种变化被用于确定施加到参数扰动传感器100的力的特性。

在图6和图7所示的示例中，第一接地面800、第二接地面808和中心迹线806电连接。在一些示例实施例中，第一接地面800、第二接地面808和中心迹线806在一端由电缆端连接器202电连接，在相对端使用引脚、导线或类似器件电连接。一旦第一接地面800、第二接地面808和中心迹线806电连接，就形成了电路。

在一个实施例中，中心迹线806在远离电缆端的一端通过与电路阻抗匹配的电阻器与接地面(800和808)电性分离。例如，一个50欧姆的电阻器。在本实施例中，这是对ETDR设备或ETDR处理单元的要求，对于不同的ETDR设备或ETDR处理单元要求也可能不同。在其它实施例中，可以创建传感器芯200，由此：在短路配置中，中心迹线806直接连接到接地面(800和808)；在开路配置中，中心迹线806根本没有连接到接地面(800和808)；并且，中心迹线通过选定电阻的电阻器连接到接地面(800和808)。

在图6和图7所示的示例中，第一接地面800和第二接地面808至少部分地通过印刷电路板(PCB)支撑并与中心迹线806分离。在这些示例中，第一接地面印刷电路板802、第二接地面印刷电路板810、第一接地面电缆端印刷电路板811和第二接地面电缆端印刷电路板812用于至少部分地机械支撑第一接地面800和第二接地面808，并将其与中心迹线806分离。在上面的示例中，接地面印刷电路板也作为间隔物，并且不可变形。接地面印刷电路板不可变形，从而不会破坏焊点。

在其它示例实施例中，印刷电路板还可以用于至少部分地电连接第一接地面800、第二接地面808和中心迹线806。在本示例中，第一接地面800电连接到第一接地面印刷电路板802。类似地，第二接地面808电连接到第二接地面印刷电路板810。

中心迹线806被配置成至少部分地接触第一接地面印刷电路板802和第二接地面印刷电路板810。一旦第一接地面印刷电路板802和第二接地面印刷电路板810被连接，第一接地面800、第二接地面808和中心迹线806就会电连接。

在本示例实施例中，通过将第一接地面印刷电路板802和第二接地面印刷电路板810钎焊在一起来连接第一接地面印刷电路板802和第二接地面印刷电路板810。技术人员将理解，可以设想连接第一接地面印刷电路板802和第二接地面印刷电路板810的替代方式。例如，两个印刷电路板可以通过焊接或使用粘合剂、夹子、螺钉、螺栓或其它连接装置连接。

在图7提供的示例中，中心迹线806通过一个或多个分离器804与第一接地面800和第二接地面808分离。分离器804被配置成将第一接地面800和第二接地面808与中心迹线806分离。

分离器804还被配置成将中心迹线806与第一接地面800和第二接地面808隔离。这种隔离可以是物理隔离、电气隔离或两者兼有。

在图7提供的示例中，分离器804由电绝缘泡沫制成，例如聚乙烯闭孔泡沫。技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，其它材料也可以用来制造分离器804。例如，橡胶、塑料或其它合适的材料可以用来制造分离器804。

中心迹线806和两个接地面(800和808)之间的间隔物804可以基于几个标准选择，包括回弹性、尺寸公差和损耗角正切。虽然使用包括橡胶和硅树脂的固体材料(而不是泡沫)会得到功能性实施例，但是衰减可能高到无法接受。此外，在另一个实施例中，通过在整个接地面表面上使用泡沫作为分离器804，得到了功能性实施例，尽管衰减可能高到无法接受。具有气隙1002的传感器芯200是优选实施例。

在另一个实施例中，通过一个移动的接地面(例如，接地面800朝向中心迹线806偏转)和一个具有固定距离的接地面(例如，接地面808)，得到了一个功能性实施例，尽管灵敏度可能不像期望的那样规则。优选地，作为分离器804的闭孔泡沫具有与空气类似的损耗角正切。作为分离器804的闭孔泡沫可以被选择为在压缩时具有很好的回弹性。闭孔泡沫也可以因精确的尺寸公差而被选择。

传感器100的基极阻抗可以至少部分地通过调节第一接地面800和第二接地面808到传感器芯200的中心迹线806之间的距离来调节。在图6和图7提供的示例中，第一接地面800和第二接地面808到中心迹线806的距离可以通过改变中心迹线806和第一接地面800、第二接地面808或两者之间的分离器804的高度来调节。

在另一个示例实施例中，传感器100的基极阻抗可以至少部分地通过调节带状线传感器芯200的中心迹线806的宽度来调节。也就是说，可以通过减小或增大中心迹线806的导电部分的宽度来增大或减小传感器的特性阻抗。

调节传感器100的基极阻抗的其它方式包括但不限于，通过泡沫高度804、铜接地面(800和808)的宽度和/或气隙1002的宽度和/或高度来调节铜中心迹线806和接地面(800和808)之间的距离。气隙1002的宽度由中心迹线806的宽度、泡沫/分离器804的宽度以及带状线传感器芯200的总宽度来调节。在一个实施例中，带状线传感器芯200的总宽度由中心迹线印刷电路板的宽度、第一接地面印刷电路板的宽度和第二接地面印刷电路板的宽度来限定。

当第一接地面800、第二接地面808或两者因参数扰动传感器100受力而变形时，传感器的阻抗从基线阻抗开始改变。阻抗的这种变化被用于确定施加在参数扰动传感器100上的负载的某些特性。施加在参数扰动传感器100上的负载的特性包括但不限于传感器上的负载位置、传感器上的负载压力、传感器上的负载宽度和传感器上的负载中心。附加信息可以包括车轴数量、每个车轴的重量、每个车轮的重量、车辆重量、轮数、轮距、轴距、轴间距离、车轴宽度以及车轴和/或车速。还可以收集汇总信息，例如传感器检测到的车辆总数。在一个实施例中，在传感器芯200上施加力时，第一接地面800和第二接地面808均朝向中心迹线806变形或偏转。

阻抗的变化、传感器芯的偏转或产生的信号可以根据多种因素在大小(幅度)上变化，这些因素可以在构建传感器芯200时至少部分地得到调整。这些因素包括但不限于传感器芯加强件700在传感器芯200上或传感器芯200中的位置、传感器芯200的偏转特性、带状线外壳102的偏转特性、传感器芯200在带状线外壳102中的位置以及所使用的填充材料600的类型。通过调整这些参数，可以调整信号的大小。

类似地，如果需要，可以控制和/或调整信号的一致性。这可以通过多种方式来完成，包括但不限于用于构建传感器芯200、带状线外壳102、填充材料600的材料的一致性，以及传感器芯200在带状线外壳102内的定位。在一个实施例中，控制或调整信号的一致性，使得一致性最大化。

信号沿传感器芯200长度的衰减可以至少部分地通过调节第一接地面800、第二接地面808和中心迹线806之间的气隙1002的高度和宽度来控制。接地面(800和808)和中心迹线806之间的高度距离通过调节分离器804的高度来调节。气隙1002的宽度由中心迹线806的宽度、泡沫/分离器804的宽度和带状线传感器芯200的总宽度来调节。在一个实施例中，带状线传感器芯200的总宽度由中心迹线印刷电路板的宽度、第一接地面印刷电路板的宽度和第二接地面印刷电路板的宽度来限定。

从传感器芯200发射的信号的寿命也可以至少部分地得到调整。这可以通过调整传感器芯200的偏转量(例如，占其高度的百分比)、调整外壳102的偏转量、调整所使用的填充材料600的类型和/或选择用作分离器804的材料来实现。在一个实施例中，可以根据ETDR设备或ETDR处理单元的要求，调整信号的寿命，以最小化或最大化信号寿命。

再次参考图6和图7，带状线传感器芯200包括一个或多个传感器芯加强件700。传感器芯加强件700用于加强传感器芯200，以在制造过程中保持传感器芯200的稳定性。此外，一旦至少部分地在传感器芯加强件700上施加力，传感器芯加强件700至少部分地传递传感器芯200上的力。

在图6和图7所示的示例中，传感器芯加强件700位于带状线传感器芯200的第一接地面800附近。第二传感器芯加强件位于带状线传感器芯200的第二接地面808附近。

传感器芯加强件700被配置成加强传感器芯200，从而减少传感器芯200弯曲和/或扭曲的趋势。在本示例实施例中，传感器芯加强件(700)具有与传感器芯200相似的尺寸和形状。在本示例中，传感器芯加强件700是弹簧钢制成的条。

在图6和图7所示的示例中，施加在带状线外壳102上的力可以至少部分地通过填充材料600传递到传感器芯加强件700。传感器芯加强件700随后至少部分地将力分配给传感器芯200。这种力分布可以以多种方式表现出来，包括传感器芯加强件700的变形、弯曲或压缩。

传感器芯加强件700还可以被配置成至少部分吸收施加在传感器芯200上的力。因此，传感器芯加强件700可以用于至少部分保护传感器芯200免受过度压缩或其它过度力，从而防止对传感器芯200的损坏。

传感器芯加强件700吸收和传递的力的大小将取决于传感器芯加强件的形状和使用的材料以及其它因素。例如，弹簧钢芯加强件吸收和分配的力的大小可以不同于条形铝芯加强件、线形铝芯加强件或圆柱形不锈钢芯加强件。

技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，传感器芯加强件700可以采用替代形状或材料。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，也可以使用沿带状线传感器芯200的长度延伸的线形铝芯加强件或圆柱形不锈钢芯加强件。

此外，在另一个实施例中，传感器芯具有足够的弹性，从而不需要额外设置传感器芯加强件700。

在另一个示例实施例中，提供了包裹物(未示出)。包裹物包围带状线传感器芯200。包裹物被配置成防止填充材料600进入带状线传感器芯200。

在一些示例实施例中，在安装定位块400、传感器芯加强件700或两者之前，将包裹物装于传感器芯200。在另一个示例实施例中，定位块400和传感器芯200可以包裹在一起。在又一个示例实施例中，传感器芯200和传感器芯加强件包裹在一起。

所使用的包裹物材料应该具有适当的弹性，使得一旦带状线外壳102的内部腔室110充满填充材料600，填充材料600(和其它环境碎片)不会进入传感器芯200。包裹物材料也应该足够柔韧，使得传感器芯200(和/或定位块400和/或传感器芯加强件700)和包裹物之间的空间很小或没有空间。

在一个示例实施例中，热收缩件被用作包裹物。在本示例中，传感器芯200和任选的传感器芯加强件700和/或定位块400被包裹在热收缩材料中。然后，热收缩件受热，进而围绕传感器芯200、传感器芯加强件700和/或定位块400组件收缩。

本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可使用替代材料来包裹传感器芯200/传感器芯加强件700/定位块400组件。例如，也可以使用塑料膜包裹物、橡胶浸渍涂层或任何其它密封包裹物或浸渍材料。

现在参考图8A和图8B，提供了如何在道路904中使用参数扰动传感器100的示例。图8A是车辆的代表性俯视图，所述车辆具有跨过埋入道路904中的参数扰动传感器100的车轮900和车轴902。图8B是图8A的跨过埋入道路904中的参数扰动传感器100的车辆的代表性正视横截面图(沿图8A中标记为B-B的平面)。

在图8A和图8B所示的示例中，公开的参数扰动传感器是车辆监控系统的一部分。车辆监控系统的示例包括但不限于动态称重系统。

在本示例中，参数扰动传感器100埋入道路904中。参数扰动传感器100通过电缆106电连接到处理单元，在本示例中为车辆监控系统。一旦车轮900接触参数扰动传感器100，力906就被施加在参数扰动传感器100上。力906大致被施加在由接触片908表示的区域上。力906导致参数扰动传感器100，特别是带状线传感器芯200弹性变形。这种弹性变形导致参数扰动传感器100的阻抗从其基线阻抗改变。

在本示例实施例中，力906至少部分地通过填充材料600从带状线外壳102传递到带状线传感器芯200。在本示例实施例中，填充材料600具有足够的弹性，以便将力至少部分地从带状线外壳102上的接触片906(即，轮接触点)传递到带状线传感器芯200上与带状线外壳102上的接触片908近似成一直线且平行的区域。施加在带状线传感器芯200的局部区域上的力906使带状线传感器芯200变形。这种变形导致带状线传感器芯200的阻抗从其在所述局部区域的基线阻抗改变。

基于电时域反射法(ETDR)原理，当入射波满足基线阻抗的变化(或不连续性)时，产生反射波。所述反射波随后通过电缆106传输到车辆监控系统。然后可以使用时域反射技术从反射波中确定不连续性的大小和位置。

所述信息然后可以用于确定施加在参数扰动传感器100上的力906的特性。这些特性包括但不限于车轴数量、每个车轴的重量、每个车轮的重量、车辆重量、轮数、轮距、轴距、车轮宽度、轴间距离、车轴宽度以及车轴和/或车速。车辆监控系统还可以收集汇总信息，其可以包括但不限于传感器检测到的车辆总数。

在一些实施例中，参数扰动传感器100包括涂层，所述涂层提供了额外的环境保护。这在盐、水、雪、湿气、灰尘等普遍存在的环境中非常有用。

涂层可以使用任何已知的方法涂覆，包括但不限于包裹、浸渍、喷涂、粉刷等。

现在参考图9、图10A和图10B，公开了替代示例实施例。现在参考图9，在本示例实施例中，描述了具有带状线传感器芯200和围绕带状线传感器芯200的填充材料600的参数扰动传感器100。参数扰动传感器100直接埋入道路904中。在本替代示例实施例中，参数扰动传感器100埋入道路904中的沟槽、切割空间、雕刻空间、模制空间或任何其它空间中，使得参数扰动传感器100至少部分地近似与道路904齐平。

在本示例中，道路906本身至少部分地充当带状线传感器芯200的外壳。在图9所示的示例中，填充材料600直接接触道路904，使得道路904充当带状线外壳的底部、侧面和端部的替代物。在本示例实施例中，填充材料600在顶部暴露，使得负载(例如，来自车辆车轮的负载)直接施加到参数扰动传感器100的填充材料600上。在另一个示例实施例中，参数扰动传感器100的暴露的顶部可以被覆盖。覆盖物的示例包括但不限于钢板、道路铺设材料、砾石、集料、沙子或任何其它适合用于道路的材料中的任何一种或其组合。

在另一个实施例中，带状线传感器芯200直接埋入道路904中，且没有填充材料600围绕带状线传感器芯200。然后，参数扰动传感器100通过道路填充材料(未示出)固定在道路的空间中，道路填充材料可为例如道路铺设材料、水泥浆、混凝土或沥青。在另一个实施例中，填充材料和道路填充材料可以是相同的材料。

在本示例中，一个或多个定位块404也可以用于将带状线传感器芯200定位在道路904的空间中。一旦带状线传感器芯200定位在道路90中的空间中，就施加填充材料600，使得填充材料600填充道路904中的空间，并且至少部分覆盖带状线传感器芯200。

现在参考图10A和图10B，提供了如何在道路904中使用图9的参数扰动传感器100的示例。图10A是车辆的代表性俯视图，所述车辆具有跨过埋入道路904中的参数扰动传感器100的车轮900和车轴902。图10B是图10A的跨过埋入道路904中的参数扰动传感器100的车辆的代表性正视横截面图(沿图10A中标记为C-C的平面)。

图10A和图10B所示的参数扰动传感器100的操作基本上类似于前面图8A和图8B中描述的操作。不同之处在于，当车轮900轧过参数扰动传感器100时，力906直接施加到填充材料600、道路填充材料和/或覆盖物上。力906随后被传输到带状线传感器芯200，如前所述。

现在参考图11和图12A，提供了替代参数扰动传感器100。在本示例中，带状线传感器芯200附接到带状线外壳102的内壁。也就是说，带状线传感器芯200直接附接到带状线外壳102的内壁。

在图11和图12A所示的示例中，填充材料600填充带状线外壳102的内部腔室，使得填充材料600包围带状线传感器芯200未附接到带状线外壳102的侧面。

此外，应当理解，在图11和图12A所示的示例中，带状线传感器芯200附接到带状线外壳102的离路面或表面最近的内壁，施加在带状线外壳102上的力将直接传递到带状线传感器芯200，而无需通过填充材料600。

在带状线传感器芯200附接到不是离路面或表面最近的内壁的其它实施例中，填充材料至少部分地将施加在带状线外壳102上的任何力传递到带状线传感器芯200。

现在参考图12B，示出了参数扰动传感器100的替代示例。在本示例中，带状线传感器芯200通过粘合剂层1000附接到带状线外壳102。粘合剂层1000用于将带状线传感器芯200附接到带状线外壳102的内壁。

在本示例中，粘合剂层1000附接到带状线传感器芯200的顶面，并且沿带状线传感器芯200的长度延伸。然而，通常，粘合剂层1000位于带状线传感器芯200的表面和带状线外壳102的内部腔室的内壁之间。

应当理解，粘合剂层1000可以设置在带状线传感器芯200的任何合适的表面。例如，在带状线传感器芯200不需要传感器芯加强件700的情况下，粘合剂层1000附接到带状线传感器芯200的接地面800，然后带状线传感器芯200和粘合剂附接到带状线外壳102的内壁。在其它实施例中，粘合剂层1000设置于带状线传感器芯200的另一表面，例如传感器芯加强件700。

此外，粘合剂层1000可以设置于带状线传感器芯200的表面的任何部分或全部。在图12B所示的实施例中，粘合剂层1000至少与带状线传感器芯200一样宽。粘合剂层1000是连续的，并且至少与带状线传感器芯200一样长。然而，在其它实施例中，粘合剂层可以包括沿带状线传感器芯200设置在任何位置的一个或多个粘合带段(未示出)。

粘合带段可以以任何合适的方式确定尺寸。例如，在一些实施例中，带状线传感器芯200通过两个或更多个粘合带段附接到带状线外壳102，粘合带段的宽度是带状线传感器芯200的一半，长度是带状线传感器芯的1/10。必要时，可以使用粘合带段的其它配置。

应当理解，在这些实施例中，填充材料600填充由带状线传感器芯200、粘合带段(未示出)和带状线外壳102限定的任何空隙或空间。

粘合剂层1000被配置成至少部分地将施加在带状线外壳102上的力机械传递到带状线传感器芯200。

在一些实施例中，粘合剂层1000是电绝缘体，其将带状线传感器芯200与带状线外壳102电性隔离。

粘合剂层可以是适于将带状线传感器芯200附接到带状线外壳102的内壁的任何材料。这些材料的示例包括但不限于双面丙烯酸粘合剂、热活化粘合剂(例如，3M热粘合膜)、胶水、环氧树脂等。

以下条款作为参数扰动传感器的示例的进一步描述。任何一个或多个以下条款可以与任何另一个或多个以下条款和/或任何其它条款的任何子条款或一部分或多个部分和/或条款的组合和排列进行组合。以下任何一个条款均可独立适用，无需与任何其它条款或任何其它条款的任何部分等相结合。条款1：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，具有限定内部腔室的带状线外壳；位于内部腔室中的带状线传感器芯；填充内部腔室的填充材料；以及连接到带状线传感器芯的电缆端连接器，其用于将带状线传感器芯连接到处理单元。条款2：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中，一旦负载施加到带状线外壳，填充材料至少部分地将带状线外壳上的负载机械传递到带状线传感器芯。条款3：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中带状线传感器芯被配置为响应于负载的接收而改变电传输线参数。条款4：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中带状线传感器芯位于内部腔室中，使得带状线传感器芯不与内部腔室的内壁直接接触。条款5：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中带状线传感器芯与带状线外壳电绝缘。本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，包括定位块，其被配置为将带状线传感器芯定位在内部腔室中，使得带状线传感器芯不直接接触内部腔室的内壁。条款6：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中定位块附接到带状线传感器芯。条款8：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，包括传感器芯加强件，其位于带状线传感器芯的第一接地面和带状线传感器芯的第二接地面附近，其中传感器芯加强件被配置为加强传感器芯，并且一旦负载被施加到传感器芯，至少部分地将负载分散在传感器芯上。条款9：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，包括包围带状线传感器芯的包裹物，其被配置为防止填充材料进入带状线传感器芯的内部。条款10：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，包括基极阻抗，通过在填充内部腔室时调节填充材料的压力来预加载传感器芯，至少部分地调节所述基极阻抗。条款11：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，包括至少部分通过调节传感器芯的第一接地面和第二接地面距中心迹线的距离来调节的基极阻抗。条款12：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中带状线外壳是钢管。条款13：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中带状线外壳是限定在道路中的凹槽。条款14：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中带状线传感器芯附接到内部腔室的内壁，使得负载至少部分地通过内壁从带状线外壳机械传输到带状线传感器芯。条款15：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中带状线传感器芯通过中间附接层附接到内部腔室的内壁，使得带状线传感器芯不与内壁直接接触。条款16：本段中任一条款或条款组合的参数扰动传感器，其中中间附接层是粘合剂。条款17：本段中任一条款或条款组合的制造参数扰动传感器的方法，包括将带状线传感器芯定位在带状线外壳的内部腔室中；密封内部腔室的第一端；以及用填充材料填充内部腔室。条款18：本段中任一条款或条款组合的制造参数扰动传感器的方法，包括通过用填充材料填充内部腔室来预加载带状线传感器芯，使得填充材料在带状线传感器芯上施加力。条款19：本段中任一条款或条款组合的制造参数扰动传感器的方法，包括使用粘合剂将带状线传感器芯附接到内部腔室的内壁。条款20：本段中任一条款或条款组合的传感器芯，包括中心迹线；通过第一分离器与中心迹线分离的第一接地面；通过第二分离器与中心迹线分离的第二接地面；以及连接到中心迹线的电缆端连接器，其用于将传感器芯连接到处理单元。条款21：本段中任一条款或条款组合的传感器芯，其中第一和第二分离器可弹性变形。条款22：本段中任一条款或条款组合的传感器芯，其中第一和第二分离器是电绝缘泡沫。条款23：本段中任一条款或条款组合的传感器芯，其中第一和第二分离器是闭孔泡沫，其具有与空气类似的损耗角正切。

所述书面描述通过示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例的结构元素与权利要求的文字语言没有不同，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质性差异的等效结构元素，则这些其它示例在权利要求的范围内。

可以理解，上述组件和模块可以根据需要相互连接，以执行本领域技术人员范围内的期望功能和任务，这样的组合和排列不必再单独进行详细描述。没有特定的组件或部件可以优于本领域技术人员可获得的任何等同物。没有特定的实践所公开主题的模式优于其它模式，只要可以执行这些功能。通常认为本文已经提供了所公开主题的所有关键方面。应当理解，本发明的范围限于由独立权利要求提供的范围，并且还应当理解，本发明的范围不限于：(1)从属权利要求；(2)具体实施方式；(3)发明内容；(4)摘要和/或(5)在本文件之外提供的描述(即，在提交、审查和/或授予的本申请之外)。应当理解，在本文件中，“包含(includes)”等同于“包括(comprising)”。前面已经概述了非限制性实施例(示例)。对特定的非限制性实施例(示例)进行了描述。应当理解，非限制性实施例仅仅是示例性的。