严苛环境卡车

趋势

影响非公路车辆传感器设计的三大趋势

Devin Brock,TE Connectivity 传感器产品知识和培训经理

作者

内容最初发表在 Connector Supplier 中的 2020 Mobility Connectivity eBook 中

非公路车辆传感器的功能范围从监控发动机温度到测量自卸式卡车车斗的倾角,而且正以很快的速度演进,变得更加高效、准确、互连和易用。不用说,非公路车辆传感器必须坚固耐用,能够在日常承受严苛环境的考验。但是在设计非公路车辆系统时,也需要考虑其他一些注意事项,以确保最佳集成以及为手头任务应用最有效的传感器。在这里,我们将讨论影响非公路车辆传感器设计的三个最新趋势。

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1.组合传感器和传感器融合

在一个越来越将连接和网络作为物联网 (IoT) 一部分的世界里,专注于开发具有高级功能的非常紧凑的传感器也就不足为奇了。随着技术的进步,传感器制造商需要在节省空间、提供更高水平的性能以及确保车辆运行安全和高效方面小心权衡。由传感器融合驱动的多参数或组合(如群集)传感器的想法可帮助满足这些需求,即通过在单个紧凑的封装中提供多个传感元件,既能提高传感器的整体功能水平,也能够向车辆操作系统和操作员提供更多信息。传感器融合对于非公路车辆应用来说是一种特别有价值的设计工具,因为它可以帮助优化多个测量的集成和同步处理,增强在严苛环境中运行的这些车辆的整体传感器性能。 例如,建筑车辆经常拖着和吊着重物在不平坦的路面上行驶。通过设计可同时测量加速度、角度、旋转速率和温度的组合传感器,先进的算法可以处理数据,从而能够在不断变化的车辆运行状态下提供快速、高精度的倾角和倾斜数据。通过将多个传感元件组合到单个封装中,可以调整和校准传感器性能,以作为单个传感器执行,这将最大限度地减少通常与试图在时间敏感、安全关键型应用中进行类似测量的不同传感器相关的测量误差。通过分析这些数据,驾驶员可以采取行动以避免危险情况,让自动车辆管理系统停止或减慢移动速度,以确保车辆安全运行。典型的动态车辆应用包括区域工作平台和材料升降机的吊杆角度测量、起重机、收割机和拖拉机的底盘倾斜测量,以及全地形车、自卸卡车和依赖外伸装置的车辆的翻倒保护。

g-倾角传感器

TE Connectivity (TE) 的 AXISENSE-G 倾角传感器是一种组合传感器,可用来测量单个易于安装的 IP67 级高冲击外壳内的加速度、旋转速率和温度。请查看此白皮书了解更多信息。

 

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2.远程, 基于 IoT, 车辆资产状态监控

在建筑和农业等行业,车辆必须保持正常运行,以满足项目的最后期限,并在紧张的时间窗口内完成作业。由于缺乏熟练的操作员,这些需求受到制约,这增加了对于可以提供远程、基于物联网的车辆资产状态监控和系统控制功能的传感器的需求。传感器(特别是组合传感器)能够提供车辆状况监测(如润滑油和机油污染及降解测量),这可以帮助操作员和车队管理组织主动制定维护计划,以提高车辆正常运行时间,并可以在车辆因机油或润滑剂污染而面临危险时发出警报。例如,安装在矿用卡车中的组合传感器能够测量车辆上的机油特性,当车辆在远程和严苛环境中运行时,通过连接的 IoT 资产管理系统进行监控,可以确保车辆尽可能正常运行。

FPS2800 机油特性传感器

TE 的易于安装的 FPS2800 机油特性传感器具有标准端口连接,支持 CAN 协议,可同时测量粘度、密度、介电常数和温度,以评估非公路车辆中的机油状况。

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3.提供低功耗和数字输出的传感器

不断发展的政府法规、车辆电气化趋势和自动驾驶技术正在推动对数字传感器的需求,这些传感器可提供实时诊断、安全冗余和扩展的数据知识,同时可降低每个传感器的功耗。车辆性能实时报告功能的显著扩展依赖于 IoT,并直接受益于数字输出传感器在严苛环境非公路车辆应用中支持高效数据处理、分析和通信的能力。 例如,卡车和非公路车辆的柴油发动机性能受空气湿度的影响。最大可实现功率是进气湿度加上精确空燃比的函数,这对于提高发动机效率和减少排放至关重要。使用可同时测量空气温度、湿度和压力的组合传感器需要能够推动传感器融合的数字传感器。CAN 或 LIN 输出简化了车辆集成,使传感器能够准确监控湿度、温度和压力,并实时确定发动机内的绝对湿度,以最大限度地提高功率、优化油耗和减少排放,同时还可满足其他若干严苛的非公路应用要求。

TRICAN 组合传感器

TE 的 TRICAN HTD2800 低功耗组合传感器为发动机和燃料电池监控应用提供相对湿度、温度、压力和绝对湿度的数字输出信号。HTD2800 还能够准确可靠地监测燃料电池的含水量,以提高原型交换膜的性能和可靠性。

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非公路车辆 OEM 需要优化的元件和系统解决方案,以便车辆能够安全高效地在各种极端、严苛和危险的环境中运行。这些需求正在推动非公路传感器设计趋势,即利用组合传感器、传感器融合、低功耗和数字传感器输出来实现 IoT 车辆和系统管理、自动驾驶车辆操作以及更环保、更高效的车辆。在设计传感器时牢记这些非公路市场需求对于提高建筑和农业行业车辆的正常运行时间至关重要,在这些行业中,安全和高效的非公路车辆性能必不可少。

 

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