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一種新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)，包括設(shè)置于路面中的配合目標(biāo)體，配合目標(biāo)體的頂部表層路面平齊，頂部表層設(shè)置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標(biāo)體中設(shè)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(biāo)體中設(shè)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(jīng)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(jié)冰的冰厚、冰型以及速率。
【專利說明】一種新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]冬天空氣溫度低，公路會由于積水或下雪結(jié)冰，經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重交通事故。如果可以及時檢測出道路結(jié)冰的狀況，就可以及時的將道路結(jié)冰信息反映給司機，以減少道路結(jié)冰帶來的危害。現(xiàn)階段國外對道路結(jié)冰的檢測主要是依靠圖像采集來對道路上覆蓋的冰進(jìn)行檢測，同時國外還研制出多種結(jié)冰傳感器，例如電容式結(jié)冰傳感器、磁致伸縮式結(jié)冰傳感器、壓差式結(jié)冰傳感器，但都因相關(guān)技術(shù)不成熟，只有少數(shù)用到了實際中。國內(nèi)對結(jié)冰的探測主要集中在飛機機翼上，例如華中科技大學(xué)的葉林等教授研制的基于壓電效應(yīng)的平模結(jié)冰傳感器已經(jīng)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(jié)冰檢測原理方面有所研究，例如太原理工大學(xué)、陜西科技大學(xué)電信學(xué)院。但是對路面結(jié)冰的檢測還沒有進(jìn)一步的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)，能夠給出結(jié)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(shù)方案是:
[0005]一種新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)，包括設(shè)置于路面I中的配合目標(biāo)體2，配合目標(biāo)體2的頂部表層3與路面I平齊，頂部表層3設(shè)置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標(biāo)體2中設(shè)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(biāo)體2中設(shè)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(jīng)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(biāo)體2內(nèi)設(shè)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(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0010]由于路面結(jié)冰會對與路面為一體的配合目標(biāo)體中的表層通過的光形成光散射，同時產(chǎn)生光吸收。因此通過楔形光纖的特殊結(jié)構(gòu)結(jié)合后級的差分放大電路，可以將背景光以及其他雜散光進(jìn)行過濾，并結(jié)合溫度檢測的附加條件和多目標(biāo)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(jié)冰信號時，才有路面結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)冰信息接收裝置結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)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(jié)冰信息檢測系統(tǒng)，包括設(shè)置于路面I中的配合目標(biāo)體2，配合目標(biāo)體2的頂部表層3與路面I平齊，頂部表層3設(shè)置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標(biāo)體2中設(shè)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(jù)電阻大小即可判斷當(dāng)前檢測點有無結(jié)冰現(xiàn)象。
[0017]進(jìn)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(jié)冰性能一致，當(dāng)路面I結(jié)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(biāo)體2中設(shè)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(jīng)光纖7的接收通道9被光接收電路6接收。配合目標(biāo)體2內(nèi)設(shè)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(shè)置遠(yuǎn)程接收端，包括處理器，處理器通過顯示屏驅(qū)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(yuǎn)程通信。
[0019]當(dāng)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(dāng)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??；當(dāng)電阻測量裝置4給出的電壓值對應(yīng)電阻值在IOMQ至45MQ左右時，說明當(dāng)前檢測點有冰存在，然后再啟動光收發(fā)電路；否則，當(dāng)給出的電壓值對應(yīng)電阻值在幾十KQ至幾百KQ左右時，說明當(dāng)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(biāo)體2選用電池供電。接收裝置接收到多點傳來的結(jié)冰信息后，通過平均值處理方式，即可對整個路段傳來的結(jié)冰信息進(jìn)行顯示。
[0020]發(fā)光電路5產(chǎn)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(jìn)入大氣中；如果當(dāng)前沒有冰層存在，接收通道9內(nèi)就不會有近紅外光，這時給出的是無冰信息。當(dāng)有冰存在的時候，光在冰內(nèi)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(zhuǎn)換電路將光轉(zhuǎn)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(jìn)行放大，然后送到處理器進(jìn)行處理，判斷光強的大小，給出結(jié)冰信息。
[0021]本發(fā)明的光纖7采用楔形光纖，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jīng)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(biāo)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(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在處理器內(nèi)部，對這些參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后，利用電子顯示屏將結(jié)冰信息顯示出來。同時，結(jié)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(biāo)體2為透光材料的目標(biāo)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(jié)冰信息進(jìn)行檢測，根據(jù)這些節(jié)點的結(jié)冰信息確定冰型和冰厚?？梢愿尤娴臋z測道路的結(jié)冰狀況。最終將結(jié)冰信息發(fā)送到該路段內(nèi)安放的接收裝置內(nèi)，然后通過電子顯示屏的形式將結(jié)冰信息顯示出來，以提供即將進(jìn)入該路段的司機準(zhǔn)確的道路結(jié)冰信息。
[0024]本發(fā)明通過檢測配合目標(biāo)體2的溫度值來判斷當(dāng)前環(huán)境是否滿足結(jié)冰的條件；當(dāng)滿足溫度條件時，配合電阻測量裝置4輸出電壓來判斷當(dāng)前是否有冰的存在；當(dāng)有冰存在的時，通過對配合目標(biāo)體2發(fā)出光信號并檢測返回的反射光信號，根據(jù)光強的變化來給出結(jié)冰信息。結(jié)構(gòu)簡單合理，得出的結(jié)果準(zhǔn)確。
【權(quán)利要求】
1.一種新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置于路面(I)中的配合目標(biāo)體(2 )，配合目標(biāo)體(2 )的頂部表層(3 )與路面(I)平齊，頂部表層(3 )設(shè)置有兩個平行不接觸的電極片，配合目標(biāo)體(2)中設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的新型路面結(jié)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(biāo)體(2 )中設(shè)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(jīng)光纖(7)的接收通道(9)被光接收電路(6)接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型路面結(jié)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(jù)權(quán)利要求2所述的新型路面結(jié)冰信息檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述配合目標(biāo)體(2)內(nèi)設(shè)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(quán)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(xué)