一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，包括設置于路面中的配合目標體，配合目標體的頂部表層路面平齊，頂部表層設置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標體中設置有測量所述兩個電極片之間電阻的電阻測量裝置，頂部表層為透明體，配合目標體中設置有發(fā)光電路和光接收電路，發(fā)光電路的發(fā)射光通過光纖的發(fā)射通道傳到頂部表層，反射后經光纖的接收通道被光接收電路接收，本實用新型能夠給出結冰的冰厚、冰型以及速率。
【專利說明】一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于自動檢測【技術領域】，特別涉及一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]冬天空氣溫度低，公路會由于積水或下雪結冰，經常發(fā)生嚴重交通事故。如果可以及時檢測出道路結冰的狀況，就可以及時的將道路結冰信息反映給司機，以減少道路結冰帶來的危害。現(xiàn)階段國外對道路結冰的檢測主要是依靠圖像采集來對道路上覆蓋的冰進行檢測，同時國外還研制出多種結冰傳感器，例如電容式結冰傳感器、磁致伸縮式結冰傳感器、壓差式結冰傳感器，但都因相關技術不成熟，只有少數(shù)用到了實際中。國內對結冰的探測主要集中在飛機機翼上，例如華中科技大學的葉林等教授研制的基于壓電效應的平模結冰傳感器已經安裝于運八機上，并取得了顯著的成績。同時還有少數(shù)高校在結冰檢測原理方面有所研究，例如太原理工大學、陜西科技大學電信學院。但是對路面結冰的檢測還沒有進一步的研究。
【發(fā)明內容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，能夠給出結冰的冰厚、冰型以及速率。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0005]一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，包括設置于路面I中的配合目標體2，配合目標體2的頂部表層3與路面I平齊，頂部表層3設置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標體2中設置有測量所述兩個電極片之間電阻的電阻測量裝置4。
[0006]所述頂部表層3為透明體，配合目標體2中設置有發(fā)光電路5和光接收電路6，發(fā)光電路5的發(fā)射光通過光纖7的發(fā)射通道8傳到頂部表層3，反射后經光纖7的接收通道9被光接收電路6接收。
[0007]所述光纖7為楔形光纖。
[0008]所述配合目標體2內設置處理器和溫度傳感器，處理器連接溫度傳感器、發(fā)光電路5、光接收電路6以及無線射頻電路。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0010]由于路面結冰會對與路面為一體的配合目標體中的表層通過的光形成光散射，同時產生光吸收。因此通過楔形光纖的特殊結構結合后級的差分放大電路，可以將背景光以及其他雜散光進行過濾，并結合溫度檢測的附加條件和多目標同時檢測，可以防止誤檢測。特別需要提及的是，通過多點檢測，只有多個檢測點給出路面結冰信號時，才有路面結冰信息給出，這可以保證在大量冰層未消失時，始終給出安全提示。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明結構示意圖。[0012]圖2是本發(fā)明硬件連接示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明的結冰信息接收裝置結構框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，包括設置于路面I中的配合目標體2，配合目標體2的頂部表層3與路面I平齊，頂部表層3設置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標體2中設置有測量所述兩個電極片之間電阻的電阻測量裝置4。
[0016]通過上述裝置，利用電阻測量裝置4測量兩個電極片之間的電阻，根據電阻大小即可判斷當前檢測點有無結冰現(xiàn)象。
[0017]進一步地，頂部表層3為透光材料，且具有一定的抗壓性。透光材料選擇與路面材料結冰性能一致，當路面I結冰消融時，頂部表層3和路面I的表現(xiàn)一致。如圖2所示，配合目標體2中設置有一路發(fā)光電路5和兩路光接收電路6,發(fā)光電路5的發(fā)射光通過光纖7的發(fā)射通道8傳到頂部表層3，反射后經光纖7的接收通道9被光接收電路6接收。配合目標體2內設置處理器和溫度傳感器，處理器連接溫度傳感器、發(fā)光電路5、光接收電路6以及無線射頻電路。
[0018]如圖3所示，本發(fā)明設置遠程接收端，包括處理器，處理器通過顯示屏驅動電路接顯示屏，處理器連接無線射頻電路與本發(fā)明的檢測系統(tǒng)實現(xiàn)遠程通信。
[0019]當溫度檢測電路給出的溫度是零度以上的時候，檢測裝置處于休眠狀態(tài)；當有溫度值在零度以下時，首先啟動冰電阻測量裝置4，判斷電阻的大小；當電阻測量裝置4給出的電壓值對應電阻值在IOMQ至45MQ左右時，說明當前檢測點有冰存在，然后再啟動光收發(fā)電路；否則，當給出的電壓值對應電阻值在幾十KQ至幾百KQ左右時，說明當前檢測點不存在冰，并且光收發(fā)電路處于不工作狀態(tài)。而通過檢測光強的變化，可以得到冰層的冰型和冰厚信息，最終通過無線射頻發(fā)送出去。采用這種方式，有利于配合目標體2選用電池供電。接收裝置接收到多點傳來的結冰信息后，通過平均值處理方式，即可對整個路段傳來的結冰信息進行顯示。
[0020]發(fā)光電路5產生近紅外光，通過光纖7的發(fā)射通道8傳到頂部表層3，最后進入大氣中；如果當前沒有冰層存在，接收通道9內就不會有近紅外光，這時給出的是無冰信息。當有冰存在的時候，光在冰內發(fā)生光的散射、反射等現(xiàn)象，這時光纖7的兩路接收通道9接收到一部分從冰層反射回來的光，然后通過后級的兩路光轉換電路將光轉換成電壓信號，然后通過差分放大電路將兩路電壓信號間的差分信號進行放大，然后送到處理器進行處理，判斷光強的大小，給出結冰信息。
[0021]本發(fā)明的光纖7采用楔形光纖，其結構為I路發(fā)射光纖束和2路接收光纖束。在楔形光纖探頭的獨特結構中，既楔形探頭端面為一斜面，且發(fā)射光纖束和接收光纖束之間采用能夠透光的粘接膠粘合，從而使接收光纖不僅接收到經過冰層返回的光，還能接收到發(fā)射光纖中的耦合光，正是由于這些不同于傳統(tǒng)光纖探頭的特性，使得楔形光纖探頭對冰型的敏感程度大大增強。
[0022]本發(fā)明的配合目標體2在有冰的狀況下，采集的溫度、電阻值以及光強值，具體表現(xiàn)形式均為電壓信號，通過處理器內置的A/D轉換，將其轉換成數(shù)字信號。在處理器內部，對這些參數(shù)進行數(shù)據融合后，利用電子顯示屏將結冰信息顯示出來。同時，結冰信息還可以通過該短距離無線通信方式發(fā)送出去，傳輸距離在50m左右。
[0023]其中，配合目標體2為透光材料的目標體可以是獨立固定在路面的多個，然后對路面每個節(jié)點處的結冰信息進行檢測，根據這些節(jié)點的結冰信息確定冰型和冰厚。可以更加全面的檢測道路的結冰狀況。最終將結冰信息發(fā)送到該路段內安放的接收裝置內，然后通過電子顯示屏的形式將結冰信息顯示出來，以提供即將進入該路段的司機準確的道路結冰信息。
[0024]本發(fā)明通過檢測配合目標體2的溫度值來判斷當前環(huán)境是否滿足結冰的條件；當滿足溫度條件時，配合電阻測量裝置4輸出電壓來判斷當前是否有冰的存在；當有冰存在的時，通過對配合目標體2發(fā)出光信號并檢測返回的反射光信號，根據光強的變化來給出結冰信息。結構簡單合理，得出的結果準確。
【權利要求】
1.一種新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括設置于路面(I)中的配合目標體(2 )，配合目標體(2 )的頂部表層(3 )與路面(I)平齊，頂部表層(3 )設置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標體(2)中設置有測量所述兩個電極片之間電阻的電阻測量裝置(4)。
2.根據權利要求1所述的新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述頂部表層(3)為透明體，配合目標體(2 )中設置有發(fā)光電路(5 )和光接收電路(6 ),發(fā)光電路(5 )的發(fā)射光通過光纖(7)的發(fā)射通道(8)傳到頂部表層(3)，反射后經光纖(7)的接收通道(9)被光接收電路(6)接收。
3.根據權利要求2所述的新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖(7)為楔形光纖。
4.根據權利要求2所述的新型路面結冰信息檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述配合目標體(2)內設置處理器和溫度傳感器，處理器連接溫度傳感器、發(fā)光電路(5)、光接收電路(6)以及無線射頻電路。
【文檔編號】G01B11/06GK203572791SQ201320693270
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權日:2013年11月4日
【發(fā)明者】李頎, 張尚玉, 李惠宇 申請人:陜西科技大學
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