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一种新型路面结冰信息检测系统的制作方法
【专利摘要】一种新型路面结冰信息检测系统，包括设置于路面中的配合目标体，配合目标体的顶部表层路面平齐，顶部表层设置有两个平行不接触的电极片，配合目标体中设置有测量所述两个电极片之间电阻的电阻测量装置，顶部表层为透明体，配合目标体中设置有发光电路和光接收电路，发光电路的发射光通过光纤的发射通道传到顶部表层，反射后经光纤的接收通道被光接收电路接收，本实用新型能够给出结冰的冰厚、冰型以及速率。
【专利说明】一种新型路面结冰信息检测系统
【技术领域】
[0001]本发明属于自动检测【技术领域】，特别涉及一种新型路面结冰信息检测系统。
【背景技术】
[0002]冬天空气温度低，公路会由于积水或下雪结冰，经常发生严重交通事故。如果可以及时检测出道路结冰的状况，就可以及时的将道路结冰信息反映给司机，以减少道路结冰带来的危害。现阶段国外对道路结冰的检测主要是依靠图像采集来对道路上覆盖的冰进行检测，同时国外还研制出多种结冰传感器，例如电容式结冰传感器、磁致伸缩式结冰传感器、压差式结冰传感器，但都因相关技术不成熟，只有少数用到了实际中。国内对结冰的探测主要集中在飞机机翼上，例如华中科技大学的叶林等教授研制的基于压电效应的平模结冰传感器已经安装于运八机上，并取得了显著的成绩。同时还有少数高校在结冰检测原理方面有所研究，例如太原理工大学、陕西科技大学电信学院。但是对路面结冰的检测还没有进一步的研究。

【发明内容】

[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型路面结冰信息检测系统，能够给出结冰的冰厚、冰型以及速率。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]一种新型路面结冰信息检测系统，包括设置于路面I中的配合目标体2，配合目标体2的顶部表层3与路面I平齐，顶部表层3设置有两个平行不接触的电极片，配合目标体2中设置有测量所述两个电极片之间电阻的电阻测量装置4。
[0006]所述顶部表层3为透明体，配合目标体2中设置有发光电路5和光接收电路6，发光电路5的发射光通过光纤7的发射通道8传到顶部表层3，反射后经光纤7的接收通道9被光接收电路6接收。
[0007]所述光纤7为楔形光纤。
[0008]所述配合目标体2内设置处理器和温度传感器，处理器连接温度传感器、发光电路5、光接收电路6以及无线射频电路。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0010]由于路面结冰会对与路面为一体的配合目标体中的表层通过的光形成光散射，同时产生光吸收。因此通过楔形光纤的特殊结构结合后级的差分放大电路，可以将背景光以及其他杂散光进行过滤，并结合温度检测的附加条件和多目标同时检测，可以防止误检测。特别需要提及的是，通过多点检测，只有多个检测点给出路面结冰信号时，才有路面结冰信息给出，这可以保证在大量冰层未消失时，始终给出安全提示。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是本发明结构示意图。[0012]图2是本发明硬件连接示意图。
[0013]图3是本发明的结冰信息接收装置结构框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0015]如图1所示，本发明一种新型路面结冰信息检测系统，包括设置于路面I中的配合目标体2，配合目标体2的顶部表层3与路面I平齐，顶部表层3设置有两个平行不接触的电极片，配合目标体2中设置有测量所述两个电极片之间电阻的电阻测量装置4。
[0016]通过上述装置，利用电阻测量装置4测量两个电极片之间的电阻，根据电阻大小即可判断当前检测点有无结冰现象。
[0017]进一步地，顶部表层3为透光材料，且具有一定的抗压性。透光材料选择与路面材料结冰性能一致，当路面I结冰消融时，顶部表层3和路面I的表现一致。如图2所示，配合目标体2中设置有一路发光电路5和两路光接收电路6,发光电路5的发射光通过光纤7的发射通道8传到顶部表层3，反射后经光纤7的接收通道9被光接收电路6接收。配合目标体2内设置处理器和温度传感器，处理器连接温度传感器、发光电路5、光接收电路6以及无线射频电路。
[0018]如图3所示，本发明设置远程接收端，包括处理器，处理器通过显示屏驱动电路接显示屏，处理器连接无线射频电路与本发明的检测系统实现远程通信。
[0019]当温度检测电路给出的温度是零度以上的时候，检测装置处于休眠状态；当有温度值在零度以下时，首先启动冰电阻测量装置4，判断电阻的大小；当电阻测量装置4给出的电压值对应电阻值在IOMQ至45MQ左右时，说明当前检测点有冰存在，然后再启动光收发电路；否则，当给出的电压值对应电阻值在几十KQ至几百KQ左右时，说明当前检测点不存在冰，并且光收发电路处于不工作状态。而通过检测光强的变化，可以得到冰层的冰型和冰厚信息，最终通过无线射频发送出去。采用这种方式，有利于配合目标体2选用电池供电。接收装置接收到多点传来的结冰信息后，通过平均值处理方式，即可对整个路段传来的结冰信息进行显示。
[0020]发光电路5产生近红外光，通过光纤7的发射通道8传到顶部表层3，最后进入大气中；如果当前没有冰层存在，接收通道9内就不会有近红外光，这时给出的是无冰信息。当有冰存在的时候，光在冰内发生光的散射、反射等现象，这时光纤7的两路接收通道9接收到一部分从冰层反射回来的光，然后通过后级的两路光转换电路将光转换成电压信号，然后通过差分放大电路将两路电压信号间的差分信号进行放大，然后送到处理器进行处理，判断光强的大小，给出结冰信息。
[0021]本发明的光纤7采用楔形光纤，其结构为I路发射光纤束和2路接收光纤束。在楔形光纤探头的独特结构中，既楔形探头端面为一斜面，且发射光纤束和接收光纤束之间采用能够透光的粘接胶粘合，从而使接收光纤不仅接收到经过冰层返回的光，还能接收到发射光纤中的耦合光，正是由于这些不同于传统光纤探头的特性，使得楔形光纤探头对冰型的敏感程度大大增强。
[0022]本发明的配合目标体2在有冰的状况下，采集的温度、电阻值以及光强值，具体表现形式均为电压信号，通过处理器内置的A/D转换，将其转换成数字信号。在处理器内部，对这些参数进行数据融合后，利用电子显示屏将结冰信息显示出来。同时，结冰信息还可以通过该短距离无线通信方式发送出去，传输距离在50m左右。
[0023]其中，配合目标体2为透光材料的目标体可以是独立固定在路面的多个，然后对路面每个节点处的结冰信息进行检测，根据这些节点的结冰信息确定冰型和冰厚。可以更加全面的检测道路的结冰状况。最终将结冰信息发送到该路段内安放的接收装置内，然后通过电子显示屏的形式将结冰信息显示出来，以提供即将进入该路段的司机准确的道路结冰信息。
[0024]本发明通过检测配合目标体2的温度值来判断当前环境是否满足结冰的条件；当满足温度条件时，配合电阻测量装置4输出电压来判断当前是否有冰的存在；当有冰存在的时，通过对配合目标体2发出光信号并检测返回的反射光信号，根据光强的变化来给出结冰信息。结构简单合理，得出的结果准确。
【权利要求】
1.一种新型路面结冰信息检测系统，其特征在于，包括设置于路面(I)中的配合目标体(2 )，配合目标体(2 )的顶部表层(3 )与路面(I)平齐，顶部表层(3 )设置有两个平行不接触的电极片，配合目标体(2)中设置有测量所述两个电极片之间电阻的电阻测量装置(4)。
2.根据权利要求1所述的新型路面结冰信息检测系统，其特征在于，所述顶部表层(3)为透明体，配合目标体(2 )中设置有发光电路(5 )和光接收电路(6 ),发光电路(5 )的发射光通过光纤(7)的发射通道(8)传到顶部表层(3)，反射后经光纤(7)的接收通道(9)被光接收电路(6)接收。
3.根据权利要求2所述的新型路面结冰信息检测系统，其特征在于，所述光纤(7)为楔形光纤。
4.根据权利要求2所述的新型路面结冰信息检测系统，其特征在于，所述配合目标体(2)内设置处理器和温度传感器，处理器连接温度传感器、发光电路(5)、光接收电路(6)以及无线射频电路。
【文档编号】G01B11/06GK203572791SQ201320693270
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】李颀, 张尚玉, 李惠宇 申请人:陕西科技大学