專利名稱：一種被動(dòng)式路面天氣傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及路面?zhèn)鞲衅黝I(lǐng)域，特別涉及一種被動(dòng)式路面天氣傳感器。
背景技術(shù)：
路面天氣狀態(tài)判斷是自動(dòng)道路氣象觀測(cè)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到道路行駛安全，特別是對(duì)冬季冰雪路面狀態(tài)的判斷尤為重要。路面天氣狀態(tài)判斷通常是利用路面?zhèn)鞲衅鲗?duì)路面天氣狀態(tài)進(jìn)行判斷。目前，現(xiàn)有的被動(dòng)式路面天氣傳感器僅設(shè)有一組探針，它既要來探測(cè)路面狀態(tài)，又要探測(cè)水膜厚度，使得電極探測(cè)能力相互制約，致使路面狀態(tài)探測(cè)的靈敏度大大降低。通常它只能判斷幾種路面狀態(tài)，如干、潮、濕、冰水混合物、冰/霜、雪覆蓋等幾個(gè)狀態(tài)，甚至更少，并且它無法用電導(dǎo)探測(cè)來區(qū)分黑冰與實(shí)冰覆蓋，也無法區(qū)分浮雪、干雪和濕雪覆蓋狀態(tài)，當(dāng)路面撒布融雪劑后，更是無法正確判斷路面狀態(tài)，無法正確判斷是鹽水還是鹽冰。因此，現(xiàn)有的被動(dòng)式路面天氣傳感器無法提高路面天氣狀態(tài)判斷的詳細(xì)程度和準(zhǔn)確性，無法根據(jù)詳細(xì)的路面天氣狀態(tài)給予道路使用者更可靠的路面行駛安全警示。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種被動(dòng)式路面天氣傳感器，能夠提高路面天氣狀態(tài)判斷的詳細(xì)程度和準(zhǔn)確性，根據(jù)詳細(xì)的路面天氣狀態(tài)給予道路使用者更可靠的路面行駛安全警示，同時(shí)給出冬季施撒融雪劑數(shù)量的參考信息，減少環(huán)境污染。所述技術(shù)方案如下一種被動(dòng)式路面天氣傳感器，包括傳感器殼體，設(shè)于其內(nèi)的融雪劑采樣杯，以及探針，所述探針為三組，包括測(cè)量融雪劑濃度探針、測(cè)量水膜厚度探針及測(cè)量路面狀態(tài)探針； 所述測(cè)量融雪劑濃度探針為設(shè)置在所述融雪劑采樣杯內(nèi)的一對(duì)電極；所述測(cè)量水膜厚度探針及測(cè)量路面狀態(tài)探針是由設(shè)置在所述傳感器殼體表面三個(gè)電極組成的，所述三個(gè)電極中相鄰的兩個(gè)電極組成一組探針。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用三組電極，分別探測(cè)測(cè)量融雪劑濃度、測(cè)量水膜厚度及測(cè)量路面狀態(tài)，因此可以對(duì)每種測(cè)量項(xiàng)目的測(cè)量調(diào)節(jié)到最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，而且互不干擾，同時(shí)也提高了每種探測(cè)的精度。由于路面狀態(tài)探針的測(cè)量范圍得到了優(yōu)化，測(cè)量精度也得到了提高，可以分辨出路面黑冰和實(shí)冰覆蓋的差別，以及雪，干雪和濕雪的差別，從而能夠準(zhǔn)確的判斷多達(dá)15種路面狀態(tài)，能夠準(zhǔn)確分析路面對(duì)車輛行駛的危險(xiǎn)程度，給道路使用者更準(zhǔn)確的安全提示信息。
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的被動(dòng)式路面天氣傳感器的主視圖；[0010]圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是本實(shí)用新型所述測(cè)量融雪劑濃度的探測(cè)電路圖；圖4是本實(shí)用新型所述測(cè)量水膜厚度的探測(cè)電路圖；圖5是本實(shí)用新型所述測(cè)量路面狀態(tài)的探測(cè)電路圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的組件列表如下1傳感器殼體，2融雪劑采樣杯，3內(nèi)部電路板，4測(cè)量融雪劑濃度探針，5電源和數(shù)據(jù)接口，6測(cè)量路面狀態(tài)探針，7兩組探針共地端，8測(cè)量水膜厚度探針，9溫度探針接口。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種被動(dòng)式路面天氣傳感器，還可以參見圖2，本實(shí)施例主要以圖1加以說明，所述被動(dòng)式路面天氣傳感器包括傳感器殼體1，以及設(shè)于傳感器殼體1上的溫度探針接口 9、電源和數(shù)據(jù)接口 5，傳感器殼體1內(nèi)部設(shè)有的融雪劑采樣杯 2、內(nèi)部電路板3以及探針，所述探針為三組，具體分為測(cè)量融雪劑濃度探針4、測(cè)量水膜厚度探針8及測(cè)量路面狀態(tài)探針6。所述測(cè)量融雪劑濃度探針4為設(shè)置在所述融雪劑采樣杯 2內(nèi)的一對(duì)電極。所述測(cè)量水膜厚度探針8及測(cè)量路面狀態(tài)探針6是由設(shè)置在所述傳感器殼體1表面三個(gè)電極組成的，所述三個(gè)電極中相鄰的兩個(gè)電極組成一組探針，中間電極為兩組探針的共地端7。具體地，所述三組探針結(jié)構(gòu)均采用電導(dǎo)原理測(cè)量路面上存在的物質(zhì)的導(dǎo)電能力。 具體實(shí)施時(shí)，為了防止三組探針之間的電場(chǎng)相互影響，使得探測(cè)精度降低，本實(shí)用新型所述傳感器讓它們交替工作，同時(shí)分別為三組探針設(shè)計(jì)了不同的探測(cè)電路(參見圖3、圖4及圖 5)，使每一組電極的靈敏度范圍有一定的差別。具體地，用于探測(cè)融雪劑濃度的靈敏度較小，用于探測(cè)水膜厚度的靈敏度較高，用于探測(cè)路面狀態(tài)的靈敏度最高。其中P3 (參見圖5)、P4 (參見圖4)、P5 (參見圖幻連接三組探針，探測(cè)電路上端連接交變信號(hào)源，下端接地。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用三組探針來分別探測(cè)路面狀態(tài)、水膜厚度、和融雪劑濃度參數(shù)，將探測(cè)內(nèi)容分開，有助于提高探測(cè)范圍，較少互相干擾，提高檢測(cè)精度。進(jìn)一步地，為了方便安裝，所述被動(dòng)式路面天氣傳感器的整體高度50mm，使得所述傳感器與道路表層厚度基本相同，故鉆洞方便可靠，有助于路面安裝；另外，所述傳感器處于表層不會(huì)破壞道路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，也適合在橋梁上使用。進(jìn)一步地，為了盡可能減小對(duì)路面的損壞，所述被動(dòng)式路面天氣傳感器的直徑為 80mm，使得所述傳感器尺寸較小，盡可能的減少了對(duì)路面的損壞。由于本實(shí)用新型所述測(cè)量路面狀態(tài)探針的測(cè)量范圍得到了優(yōu)化，測(cè)量精度也得到了提高，從而便可以分辨出路面黑冰和實(shí)冰覆蓋的差別，以及浮雪，干雪和濕雪的差別。從而本實(shí)用新型所述被動(dòng)式路面天氣傳感器便能夠準(zhǔn)確的判斷十五種路面狀態(tài)，具體包括 路面干燥、路面潮氣、路面微濕、路面濕滑、路面冰水混合物、浮雪狀態(tài)、干雪覆蓋、濕雪覆蓋、凍雪覆蓋、路面霜凍、路面黑冰、實(shí)冰覆蓋、路面鹽水、路面鹽冰和未知狀態(tài)。具體地，路面狀態(tài)劃分/形成過程1)路面干燥路面無水膜覆蓋，無明顯潮氣/水汽。[0027]2)浮雪狀態(tài)雪沒有完全覆蓋路面；雪干燥、松散，可隨風(fēng)浮動(dòng)。3)干雪覆蓋雪基本全部覆蓋路面；雪干燥，可能是松散雪或壓實(shí)雪，即便在有風(fēng)吹動(dòng)時(shí)，路面仍保持有雪覆蓋。4)濕雪覆蓋降雪后，由于車輪碾壓或升溫，部分雪融化，形成雪和水的混合物 (有時(shí)呈現(xiàn)雪泥狀)；或先下雨后下雪形成的濕雪。5)凍雪覆蓋通常情況是降雪部分融化后，經(jīng)歷降溫過程，凍結(jié)成堅(jiān)硬的雪板，該狀態(tài)稱為凍雪覆蓋；有時(shí)當(dāng)路面先出現(xiàn)濕雪狀態(tài)后，繼續(xù)下雪，雪將路面水分全部吸干，也會(huì)形成較硬的凍雪。6)霜凍路面形成薄薄一層霜，霜出現(xiàn)的天氣條件是，路面/近地面溫度<0°C，近地面氣溫低于露點(diǎn)溫度。7)黑冰通常是指厚度彡Imm的路面結(jié)冰情形，黑冰的特點(diǎn)是薄、透、硬、滑，是行車安全的“大敵”。黑冰可能是路面薄的水膜凍結(jié)而成，可能是車輛尾氣中的水汽在溫度很低的路面上凝結(jié)而成，也可能是較大濕度空氣中的水汽在溫度較低的路面上凝結(jié)而成。8)實(shí)冰覆蓋通常是指厚度> Imm的路面結(jié)冰情形，結(jié)冰可能是凍雨、降雪(部分)融化后經(jīng)歷降溫又凍結(jié)形成的。9)冰水混合物路面同時(shí)冰與水的情形，也特別是指路面與積冰層間存在水的狀態(tài)。10)潮氣(水膜< 0. Imm以內(nèi))路面有水汽。11)微濕(0. Imm彡水膜厚度< Imm)路面有薄的水膜。12)濕(水膜厚度彡lmm)路面有積水。13)鹽水含融雪劑的水。14)鹽冰含融雪劑的冰。15)未知狀態(tài)以上十四種狀態(tài)中，不能包含的狀態(tài)定義為未知狀態(tài)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種被動(dòng)式路面天氣傳感器，包括傳感器殼體，設(shè)于其內(nèi)的融雪劑采樣杯，以及探針，其特征在于，所述探針為三組，包括測(cè)量融雪劑濃度探針、測(cè)量水膜厚度探針及測(cè)量路面狀態(tài)探針；所述測(cè)量融雪劑濃度探針為設(shè)置在所述融雪劑采樣杯內(nèi)的一對(duì)電極；所述測(cè)量水膜厚度探針及測(cè)量路面狀態(tài)探針是由設(shè)置在所述傳感器殼體表面三個(gè)電極組成的，所述三個(gè)電極中相鄰的兩個(gè)電極組成一組探針。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種被動(dòng)式路面天氣傳感器，屬于傳感器領(lǐng)域。所述傳感器包括傳感器殼體，設(shè)于其內(nèi)的融雪劑采樣杯，以及探針，其特征在于，所述探針為三組，包括測(cè)量融雪劑濃度探針、測(cè)量水膜厚度探針及測(cè)量路面狀態(tài)探針；所述測(cè)量融雪劑濃度探針為設(shè)置在所述融雪劑采樣杯內(nèi)的一對(duì)電極；所述測(cè)量水膜厚度探針及測(cè)量路面狀態(tài)探針是由設(shè)置在所述傳感器殼體表面三個(gè)電極組成的，所述三個(gè)電極中相鄰的兩個(gè)電極組成一組探針。本實(shí)用新型采用三組探針來分別探測(cè)路面狀態(tài)、水膜厚度、和融雪劑濃度參數(shù)，將探測(cè)內(nèi)容分開，有助于提高探測(cè)范圍，較少互相干擾，提高檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)G01N27/26GK202041495SQ20102068723
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者李長(zhǎng)城, 湯筠筠, 馬雪峰 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院