路面結(jié)冰探測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及公路安全設(shè)施，更具體地說(shuō)，涉及一種路面結(jié)冰探測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于山區(qū)高速公路有“十里不同天”的氣象現(xiàn)象，偏遠(yuǎn)山區(qū)難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)及警示，容易造成交通事故，所以路面結(jié)冰狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及實(shí)時(shí)預(yù)警非常重要。
[0003]中國(guó)專利(CN1967176A)公開了一種壓電諧振片式傳感器，提出了一種基于壓電諧振膜片式傳感器可應(yīng)用于公路結(jié)冰探測(cè)。該傳感器因振動(dòng)膜片很薄，故使用壽命較短，該傳感器測(cè)量電路采用自激方式可靠性不高，該傳感器體積較大不易安裝，該傳感器利用信號(hào)遠(yuǎn)傳處理方式，使得信號(hào)失真誤差較大，影響傳感器的性能。由于以上一系列問(wèn)題，這種傳感器無(wú)法再實(shí)際投入使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種穩(wěn)定性高，使用壽命長(zhǎng)的路面結(jié)冰探測(cè)
>J-U ρ?α裝直。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種路面結(jié)冰探測(cè)裝置，包括底座、殼體、傳感器和上位機(jī)，所述傳感器設(shè)置在所述殼體的頂部，所述殼體安裝在所述底座上，底座、殼體和傳感器形成密封的腔體，所述殼體內(nèi)還安裝有的PCB板，所述PCB板與所述上位機(jī)連接，所述PCB板上集成與所述傳感器電連接的測(cè)量電路，所述測(cè)量電路包括掃頻信號(hào)發(fā)生器、峰值檢測(cè)模塊和控制器；
[0006]所述掃頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率的信號(hào)并輸入傳感器產(chǎn)生諧振，所述峰值檢測(cè)模塊檢測(cè)峰值并將峰值電壓送給控制器采集，所述控制器根據(jù)不同頻率下的不同峰值電壓確定所述傳感器的固有諧振頻率；
[0007]所述上位機(jī)根據(jù)傳感器的固有諧振頻率判斷傳感器所結(jié)冰的厚度。
[0008]上述方案中，所述傳感器包括測(cè)量件和壓電膜片，所述壓電膜片位于所述殼體外側(cè)，所述壓電膜片緊貼所述測(cè)量件的底面。
[0009]上述方案中，所述測(cè)量件與所述殼體之間設(shè)有防水墊片。
[0010]上述方案中，所述測(cè)量件與所述殼體通過(guò)螺紋連接。
[0011]上述方案中，所述殼體與所述底座通過(guò)螺紋連接。
[0012]上述方案中，所述殼體內(nèi)設(shè)有安裝所述PCB板的卡槽。
[0013]上述方案中，所述殼體的表面傾斜設(shè)置。
[0014]上述方案中，所述殼體的表面有凹槽。
[0015]上述方案中，所述底座的底部設(shè)有壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的一端固定在所述底座上，另一端固定在支撐座上。
[0016]上述方案中，所述PCB板通過(guò)線纜與所述上位機(jī)連接，所述殼體底部設(shè)有與所述線纜配合的防水插座。
[0017]實(shí)施本發(fā)明的路面結(jié)冰探測(cè)裝置，具有以下有益效果:
[0018]1、本發(fā)明中的殼體起到保護(hù)的作用，包含測(cè)量電路的PCB板被安裝在殼體內(nèi)部，測(cè)量電路和傳感器距離近，降低了信號(hào)遠(yuǎn)傳帶來(lái)的失真與誤差，大大提高了傳感器的性能。
[0019]2、原有測(cè)量電路采用被動(dòng)諧振式NE555雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路實(shí)現(xiàn)平膜固有頻率的測(cè)量，本發(fā)明為了克服雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路在有些特殊情況下由于平膜Q值變化從而導(dǎo)致頻率不穩(wěn)定的缺陷，采用掃頻檢測(cè)峰值電壓與頻率的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)平膜剛性的測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)平膜表面結(jié)冰狀況的準(zhǔn)確測(cè)量，即路面結(jié)冰狀態(tài)的測(cè)量。
[0020]3、本發(fā)明外殼表面的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上降低了傳感器的測(cè)量件損壞的概率，提高傳感器使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0021]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明路面結(jié)冰探測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明路面結(jié)冰探測(cè)裝置的俯視圖；
[0024]圖3是本發(fā)明路面結(jié)冰探測(cè)裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；
[0025]圖4是殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明路面結(jié)冰探測(cè)裝置的電路框圖；
[0027]圖6是本發(fā)明路面結(jié)冰探測(cè)裝置的程序流程圖；
[0028]圖7是掃頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)施例1的示意圖；
[0029]圖8是掃頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)施例2的示意圖；
[0030]圖9是掃頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)施例3的示意圖；
[0031]圖10是峰值檢測(cè)模塊實(shí)施例1的示意圖；
[0032]圖11是峰值檢測(cè)模塊實(shí)施例2的示意圖；
[0033]圖12是峰值檢測(cè)模塊實(shí)施例3的示意圖；
[0034]圖13是本發(fā)明路面結(jié)冰探測(cè)裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0036]如圖1-圖6所示，本發(fā)明路面結(jié)冰探測(cè)裝置包括底座7、殼體4、傳感器、上位機(jī)15和PCB板5
[0037]傳感器設(shè)置在殼體4的頂部，殼體4安裝在底座7上，底座7、殼體4和傳感器形成密封的腔體。殼體4為柱形，其橫截面形狀是任意的，本實(shí)施例中給出了圓形和方形兩種實(shí)施方式。安裝時(shí)，首先在路面挖出一個(gè)與殼體4大小相適應(yīng)的槽，然后將底座7放置在槽內(nèi)，并通過(guò)螺栓、粘接或灌漿等方式固定。本實(shí)施例是在浙青路面開槽，底座7的下方為浙青中面層10，底座7的兩側(cè)為浙青上面層9。本實(shí)施例中的殼體4通過(guò)螺紋連接的方式固定在底座7上，便于拆裝，并且殼體4和底座7之間設(shè)有防水墊片3，起到密封防水的作用。
[0038]殼體4內(nèi)還安裝有的PCB板5，PCB板5與上位機(jī)15連接。殼體4內(nèi)設(shè)有安裝PCB板5的卡槽，便于固定。PCB板5上集成與傳感器電連接的測(cè)量電路，測(cè)量電路包括掃頻信號(hào)發(fā)生器13、峰值檢測(cè)模塊16和控制器12。包含測(cè)量電路的PCB板5被安裝在殼體4內(nèi)部，測(cè)量電路和傳感器距離近，降低了信號(hào)遠(yuǎn)傳帶來(lái)的失真與誤差，大大提高了傳感器的性能。PCB板5通過(guò)屏蔽線纜8與上位機(jī)15連接，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量。殼體4底部設(shè)有與屏蔽線纜8配合的防水插座6。
[0039]控制器12可以控制掃頻信號(hào)發(fā)生器13產(chǎn)生不同頻率的正弦波，并輸入傳感器產(chǎn)生諧振，峰值檢測(cè)模塊16檢測(cè)峰值并將峰值電壓送給控制器12采集，控制器12根據(jù)掃頻信號(hào)發(fā)生器13產(chǎn)生不同頻率下的不同的響應(yīng)峰值電壓確定傳感器的固有諧振頻率。上位機(jī)15根據(jù)傳感器的固有諧振頻率判斷傳感器所結(jié)冰的厚度。本實(shí)施例中的控制器12為單片機(jī)。
[0040]掃頻信號(hào)發(fā)生