地感线圈安装工法.docx

停车场管理系统中的地面感应线圈安装工法

.1 前 言
目前停车场管理系统在专业停车场、住宅小区行车出入口、办公场所行车出入口、学校、医院、港口码头等区域广泛应用。但是目前停车场管理系统品牌众多，安装施工队伍素质参差不齐，对于停车场管理系统中的关键施工部分-地感线圈的安装工艺没有统一的标准，造成安装质量的不佳产生对系统性能不同程度的影响。我们在施工过程不断总结各个品牌停车场管理系统-地感线圈的施工技术方法、工艺优势同时参考有关技术规范，逐渐摸索出了一套通用可行的地感线圈施工工法。期望本工法在今后指导同类工程施工实践的同时，不断地进行补充和完善，以取得更大的经济和社会效益。
.2 工法特点及适用范围
.2.1 本工法有如下特点：
详细说明了地感线圈的施工要考虑的现场安装施工环境。
明确了地感线圈匝数如何确定。
明确了地感线圈所用线缆的选型。
明确了地感线圈敷设线槽切割施工工艺。
明确了地感线圈埋设的具体工艺方法。
明确了地感线圈馈线的敷设要求。
明确了地感线圈敷设完成后的检测要求以及后期维修的要求。
.3 适用范围
本地感线圈安装施工工法适用于大多数，同时也适沥青路面、混凝土路面的地感线圈敷设。

.4 工艺原理
.4.1 工作原理
环形线圈、线圈引线馈线（L）加上车辆检测器的电容（C）构成了LC振荡电路，地感线圈检测器检测的就是该LC振荡电路的振荡频率。如果振荡频率相对于基准频率发生了变化，地感检测器就判断为有车辆通过。因此保证振荡频率的改变只与车辆进入线圈有关就成为地感检测器检测成功与否的关键。
振荡频率计算公式：f0=1/{2π(LC)1/2] Hz
由于电容C是固定的，可以发生改变的只有电感L。电感L的值与线圈圈数（也叫匝数）、线圈的面积、引线馈线的长度和线圈中的介质有关。当匝数、面积、引线馈线的长度都一定的前提下，电感值只和介质有关，也即振荡频率和线圈内通过的金属物体有唯一的对应关系，这就是地感检测器检测车辆的工作原理。
工程实践上面说的电容并不是固定的。因为线圈除了电感之外，在线圈与线槽之间还寄生着电容。电容的大小与线槽密封材料的介电系数成正比。如果封装施工工艺不好，造成封装不完整，没有完全密封填满切槽，使水进入切槽，穿透线圈导体之间，电容量就会大大改变。线圈在阴雨天测速故障多也就是这个原因。
.4.2 线圈尺寸原理
埋在路面下的有源环形线圈产生的电磁场有一定的作用范围，路面上部有效高度称为检测场高。场高决定开线圈的几何尺寸和匝数，约等于长方形线圈长边长度的一半；车辆底盘高度大于场高，将无法获得车辆整体通过的有效输出，小尺寸环形线圈只能得到与单个轮轴相对应的输出信号。因此，线圈的几何尺寸应由被检车辆底盘高度决定。
.5 施工工艺流程及操作要点
.5.1 施工工艺流程
施工准备
确定线圈大小
确定线圈匝数
施工机具
图纸
现场定位
线槽切割
线槽清理
铺设细沙
敷设线圈
铺设细沙
线槽封堵
清理路面
线圈检测

.5.2 施工操作要点
.5.2.1 布设地感线圈前要考虑以下几点：
1、避开破损的路面、混凝土路面避开接缝。
2、周围50厘米范围内不能有大量的金属，如井盖、雨水沟盖板等。
3、周围1米范围内不能有超过220V的供电线路。 线圈布设位置干扰源干扰线圈产生的电压不超过2mv，测量方法：把事先做好的线圈平铺在线圈布设的路面上，用万用表毫伏档位直接测量线圈两个端子之间的电压，2mv之内不存在干扰，超过2mv电压越高干扰越大，容易造成空拍、速度过高、闪光灯乱闪等问题。
4、当环形线圈是被放置于钢筋混凝土的钢筋之上时，线圈必须在钢筋之上至少5厘米，并应增加1-2匝线圈匝数。
5、线圈与线圈之间的距离要等于1.3米，距离小了会互相干扰，距离大了跨中线行驶车辆会漏触发及测速不准。卡口前后线圈距离5米，线圈电警前后线圈距离2.5米。
6、卡口线圈宽度=车道宽度-1.3米，线圈长度1米；线圈电警线圈宽度=车道宽度-1.3米，线圈长度0.6米。
7、馈线总长度一般不应大于350米。
.5.2.2 线圈的匝数确定
为了使检测器工作在最佳状下，线圈的电感量应保持在100μH－300μH之间。在线圈电感不变的情况下，线圈的匝数与周长有着重要关系。周长越小，匝数就越多。
一般对于单圈线圈，圆周长上的电感每米1.5uH，3圈线圈是每米9.3uH。双绞的馈线，每米电感为0.6uH。为了提高灵敏度，应保证线圈的电感量大于馈线的电感，因此对于小线圈长馈线情况，应增加线圈的圈数，线圈电感与馈线电感之比最少应为4 ：1。
一般可参照下表（馈线距离按照30-50米考虑）：
线圈周长
线圈匝数
6米以下
5-6匝
6-10米
4匝
10-25米
3匝
25米以上
2匝
由于道路下可能埋设有各种电缆管线、钢筋、下水道盖等金属物质，这些都会对线圈的实际电感值产生很大影响，所以上表数据仅供参考。在实际施工时应使用电感测试仪实际测试电感线圈的电感值来确定施工的实际匝数，只要保证线圈的最终电感值在合理的工作范围之内(如在100μH—300μH之间)即可。
目前一般线圈电警都需要环绕5圈以上，卡口一般是四圈，实际施工中馈线距离如果超过50米，线圈环绕的圈数还需要增加，以保证线圈电感同馈线电感满足或接近4:1.
.5.2.3 线圈材料
工程实践中，必须考虑导线的机械强度、高低温抗老化和防水等问题，在某些环境恶劣的地方还必须考虑耐酸碱腐蚀问题。由于导线一旦老化或抗拉伸强度不够导致导线破损，则检测器将不能正常工作。
环形线圈要求耐高温抗腐蚀防水，宜使用多芯低阻抗软铜线的电缆，单芯铜线直径约0.5mm,导电总截面积约为 1.5mm2 (如7芯铜线)，外包聚丙烯或交键聚乙烯作为绝缘层，绝缘层的平均厚度约0.8～1.0mm；电缆外径不大于4mm，其性能指标应满足超低压 （32VA以下）电缆的要求。
线圈馈线一般采用RVSP2*1.5。
工程上实际使用过的线圈线种类繁多，要求使用耐高温导线FVN49/0.26。
封槽辅料：
速凝环氧树脂
构成：环氧树脂+聚酰胺树脂+稀释剂
环氧树脂品种、牌号很多，固化剂也有多种，必须使用说明书调配。根据不同型号，聚酰胺树脂与环氧树脂配比可在1：1、2：1和3：1之间不同。
聚酰胺树脂是环氧树脂的固化剂和增韧剂。当聚酰胺树脂过量时，固化物硬度增加，当聚酰胺树脂减少时，固化产物更具柔韧性，但耐热性和耐介质性略降低。
如果粘度太大，可加入少量（不多于15％）的甲苯、二甲苯、丙酮、无水乙醇或丁醇等作稀释剂。
工程实际配比时，还要考虑气候、温度、道路可封闭时间等因素。
熔化的硬质沥青，沥青标号小于等于55号（市场单价大概为15元一公斤）
.5.2.4 线槽切割
施工前后应先封闭交通，保证安全。并防止路面线槽及环氧树脂没有凝固前，汽车将槽边压塌，影响路面强度，破坏线圈。根据路面情况及产品方案在路面上规画好地感线圈尺寸的线条，用路面切割机按线条切割长方形的线圈槽，要求：
1、通常地感线圈应该是长方形，在四个角做45度倒角。实际切割过程中长方形直角不能切割到底防止切割倒角时整个三角形脱落，翘出路面。

两条长边与金属物运动方向垂直，彼此间距为根据现场系统不同间距不同，双线圈卡口间距5米，三线圈卡口间距3米，线圈电警间距2.5米。
长边的长度取决于道路的宽度，通常两端比道路间距窄0.3米至1米。相邻线圈间隔1.3米。要求尺寸：
1）一般收费车道的线圈宽度×长度=2.4米×1.0米，超宽车道的线圈宽度×长度=3.4米×1.0米。线圈绕4圈。
2）卡口地感线圈宽度×长度=（车道宽度-1.3）米×1.0米。
3）线圈电警地感线圈宽度×长度=（车道宽度-1.3）米×0.6米
2、转角处切割15厘米×15厘米的倒角，防止坚硬的混凝土直角割伤线圈
3、根椐线圈线数量和线径，线槽切割宽度为4至8毫米，深度为30至60毫米。要求开槽断面齐整，根据需要开槽机应使用不同厚度的金刚石锯片（锯片厚度取值：比设计切割宽度小1毫米），并保持各线槽深度和宽度要均匀一致。
4、同时还要为地感线圈引线切一条通到路边的槽。引线槽要切割至安全岛或路边手井的范围内，引线必须双绞，因此引线槽通常比线圈环线槽要宽，否则双绞的线缆难以放入线槽内，避免引线无线槽、无管道而裸露在路面。
5、切割完毕的槽内不能有杂物，尤其不能有硬物和导体，要先用水冲洗干净，然后烘干。切槽内必须清洁无水或其它液体渗入。使用吹风机、吹吸两用机、喷灯等吹干、烘干线槽，并注意烘干时喷灯移动的速度，防止破坏沥青混凝土的化学特性。
.5.2.5 线圈埋设
线圈槽切割好并清洗干燥后，要及时埋设线圈，防止杂物掉入槽内。按如下步骤制作地感线圈：
1、在清洁的线圈及引线槽底部铺一层0.5厘米厚的细沙，防止天长日久槽底坚硬的棱角割伤电线，在实际施工过程中，这道工序比较耗时间，不少工程商省了这道工序，从应用角度来讲对效果没有什么影响。
2、所有环线（线圈线＋引线）中间不能有接头，一根线走到手井，在手井内线圈线同馈线相连，直接连接到车检器。
3、在线圈槽中按顺时针方向放入4-5匝电线（根据现场情况操作）。放入槽中的电线应按自然状态松弛放线，不能有应力，而且要一匝一匝地压紧至槽底。不可损坏绝缘层，对地要绝缘，示意图如下：

4、一旦线圈线有伤点，必须更换重新敷设。
5、线圈的引线按顺时针方向双绞（每米大于20周），放入引线槽中，在安全岛或路边手井出线时留1.5米长的线头。引线双绞示意图如下：

图1-2
6、在线圈的绕制过程中，应使用电感测试仪实际测试电感线圈的电感值，并确保线圈的电感值在在100μH—300μH之间。不同的车检器对电感量的感应范围不同，根据经验我们建议的电感量为100μH—300μH之间。
7、用胶带对环线的两个端头进行密封，防止水气进入。
8、线圈及引线在槽中压实后，上铺一层0.5厘米厚的细沙，可防止线圈外皮被高温熔化。
9、用熔化的硬质沥青或环氧树脂浇注已放入电线的线圈及引线槽。冷却凝固后槽中的浇注面会下陷，继续浇注这样反复3次，保证线圈浇筑完毕后线圈槽的硬质沥青饱满密封性好，直至冷却凝固后槽的浇注表面与路面平齐。线圈布设完毕，务必进行浇灌，否则石子容易进入线槽压断或损伤线圈线，而且雨天线槽进水会导致乱触发。
10、清理施工现场。为保养线圈，硬质沥青浇灌路面，在沥青固化滞后即可；环氧树脂浇灌，需要在环氧树脂完全固化后方可通车。
.5.2.6 馈线的敷设
当需要多条馈线或馈线较长（超过50米）时，要尽可能在离线圈较近的地方接线。
线圈馈线不可使用多芯电缆，应采用2芯屏蔽双绞线。并保证每个线圈分别使用一对双绞线。
接头必须保证低阻率，并且对外绝缘程度要求不比原始线缆绝缘程度差。线圈馈线与引线的连接，必须焊接，并用防水胶布和绝缘胶布包二层，并接在防水的接线盒内（如用环氧树盒脂包封）。馈线屏蔽线与车检器相连的一端屏蔽层必须做接地处理。
.5.2.7 线圈的检测
测试线圈的导通电阻及绝缘电阻，验证线圈是否可用。线圈线和引线对地的绝缘电阻在500伏电压时测量应大于10MΩ，串联电阻应小于4Ω。
.5.2.8 线圈的维修
为保证触发及测速的准确和稳定，维修线圈不允许地感线圈中间接头。经常检查并确保车检器拨码设置正确。经常检查馈线与线圈线接头的焊接牢固度和防水性。遇到触发或者测速异常，应及时检测线圈的电阻值、电感量是否满足要求，判断线圈是否破损，有问题的线圈必须及时重新切割布设。

.6 地感线圈施工机具材料表
.6.1 机具表
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
测量绳
20m
根
1

2
卷尺
6m
把
1

3
切槽工具

套
1

4
画线笔

支
3

5
冲击钻

把
3

6
吹风机

台
1

7
吸吹两用机

台
1

8
喷灯

个
1

9
摇表电阻测试仪

台
1

.6.2 材料表（以一个出入口为例）
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
线圈
RVSP2*1.5-4
米
200
根据线圈大小
2
细沙

KG
20
根据线圈大小
3
速凝环氧树脂

KG
10
根据线圈大小

.7 劳动组织
.7.1 本工法劳动组织如下（以一个出入口为例）

序号
工作性质
工种
数量
备注
1
总负责
施工负责人
1人
负责全面工作
2
技术指导管理
技术人员
1人
技术工作
3
定位测量
技术人员
1人

4
开槽及敷线
民工
1人

5
线缆测试
技术人员
1人

注：1）上表中职工负有指挥、安全、防护的责任。

.8 质量控制
.8.1 地感线圈安装质量好坏对停车场管理系统的质量起着决定性的作用。为了有效地进行质量控制，我们采取如下措施：
8．1.1根据设计文件、智能建筑施工规范、安全防范系统质量验收规范，同时参照工法的工艺流程、标准精心组织施工。
8．1.2在敷设线圈过程中，认真仔细，严格按本工法进行操作。线圈线槽处必须注意清洁，严防线缆损伤、弯曲半径过大等现象。
8．1.3严格坚持检测制度，安装前必须检查线缆是否符合要求核对安装区域周围是否有干扰源，安装后必须检查线圈的安装工艺及其电气特性是否良好。
8．1.4注意保持敷设线槽的清洁度和密封性

.9 安全措施
9.0.1 严格执行安全生产法律法规，规章制度及建筑安全生产标准规范。
9.0.2 操作前对施工人员应进行安全交底，增强自我保护意识。
9.0.3 施工人员应按规定着装，配戴劳动手套、围裙等保护用品，切槽时应戴好防护眼镜并适当围挡，防止石渣飞溅伤人。
9.0.5 操作中使用的切割机等小型机具，必须遵守相应的机械操作规程。

.10 环保措施
10.0.1 现场设勤杂专人，及时清运碎石、石碴，做到活完下脚清，保持道路畅通。
10.0.2 使用切割机切割地面时，应注意洒水作业，降低噪音，防止粉尘飞扬，污染环境，危害人体健康。
10.0.3 施工过程中加强管理，采取设立隔间墙、隔间罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下。晚上22：00时~次日7：00时。
10.0.4 施工过程中的建筑垃圾及生活垃圾及时清理和运走，保持现场整洁。
.11 效益分析
本工法较为全面细致的阐述了地感线圈安装整个流程及合理的施工工艺；为地感线圈敷设施工提供了统一的安装施工方法及技术要求，避免了盲目施工带来的质量隐患。
.12 应用实例
本工法在宁波万和新村安置小区、宁波皇冠花园1期、2期和宁波人力资源中心的停车场管理系统中都得到了有效的应用。依据本工法和相关的施工质量验收规范我方精心组织施工，以上项目的停车场管理系统的地感线圈至今性能稳定，未出现任何故障问题。