專利名稱：一種被動式路面天氣傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及路面?zhèn)鞲衅黝I域，特別涉及一種被動式路面天氣傳感器。
背景技術：
路面天氣狀態(tài)判斷是自動道路氣象觀測系統(tǒng)的一項重要指標，它直接關系到道路行駛安全，特別是對冬季冰雪路面狀態(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β访嫣鞖鉅顟B(tài)進行判斷。目前，現(xiàn)有的被動式路面天氣傳感器僅設有一組探針，它既要來探測路面狀態(tài)，又要探測水膜厚度，使得電極探測能力相互制約，致使路面狀態(tài)探測的靈敏度大大降低。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、雪覆蓋等幾個狀態(tài)，甚至更少，并且它無法用電導探測來區(qū)分黑冰與實冰覆蓋，也無法區(qū)分浮雪、干雪和濕雪覆蓋狀態(tài)，當路面撒布融雪劑后，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)有的被動式路面天氣傳感器無法提高路面天氣狀態(tài)判斷的詳細程度和準確性，無法根據(jù)詳細的路面天氣狀態(tài)給予道路使用者更可靠的路面行駛安全警示。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術中的缺陷，本實用新型實施例提供了一種被動式路面天氣傳感器，能夠提高路面天氣狀態(tài)判斷的詳細程度和準確性，根據(jù)詳細的路面天氣狀態(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。所述技術方案如下一種被動式路面天氣傳感器，包括傳感器殼體，設于其內(nèi)的融雪劑采樣杯，以及探針，所述探針為三組，包括測量融雪劑濃度探針、測量水膜厚度探針及測量路面狀態(tài)探針； 所述測量融雪劑濃度探針為設置在所述融雪劑采樣杯內(nèi)的一對電極；所述測量水膜厚度探針及測量路面狀態(tài)探針是由設置在所述傳感器殼體表面三個電極組成的，所述三個電極中相鄰的兩個電極組成一組探針。本實用新型實施例提供的技術方案的有益效果是相比現(xiàn)有技術，本實用新型采用三組電極，分別探測測量融雪劑濃度、測量水膜厚度及測量路面狀態(tài)，因此可以對每種測量項目的測量調節(jié)到最適當?shù)姆秶鷥?nèi)，而且互不干擾，同時也提高了每種探測的精度。由于路面狀態(tài)探針的測量范圍得到了優(yōu)化，測量精度也得到了提高，可以分辨出路面黑冰和實冰覆蓋的差別，以及雪，干雪和濕雪的差別，從而能夠準確的判斷多達15種路面狀態(tài)，能夠準確分析路面對車輛行駛的危險程度，給道路使用者更準確的安全提示信息。
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例提供的被動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是本實用新型所述測量融雪劑濃度的探測電路圖；圖4是本實用新型所述測量水膜厚度的探測電路圖；圖5是本實用新型所述測量路面狀態(tài)的探測電路圖。附圖中，各標號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測量融雪劑濃度探針，5電源和數(shù)據(jù)接口，6測量路面狀態(tài)探針，7兩組探針共地端，8測量水膜厚度探針，9溫度探針接口。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。如圖1所示，本實用新型所述的一種被動式路面天氣傳感器，還可以參見圖2，本實施例主要以圖1加以說明，所述被動式路面天氣傳感器包括傳感器殼體1，以及設于傳感器殼體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，具體分為測量融雪劑濃度探針4、測量水膜厚度探針8及測量路面狀態(tài)探針6。所述測量融雪劑濃度探針4為設置在所述融雪劑采樣杯 2內(nèi)的一對電極。所述測量水膜厚度探針8及測量路面狀態(tài)探針6是由設置在所述傳感器殼體1表面三個電極組成的，所述三個電極中相鄰的兩個電極組成一組探針，中間電極為兩組探針的共地端7。具體地，所述三組探針結構均采用電導原理測量路面上存在的物質的導電能力。 具體實施時，為了防止三組探針之間的電場相互影響，使得探測精度降低，本實用新型所述傳感器讓它們交替工作，同時分別為三組探針設計了不同的探測電路(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，用于探測融雪劑濃度的靈敏度較小，用于探測水膜厚度的靈敏度較高，用于探測路面狀態(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，探測電路上端連接交變信號源，下端接地。相比現(xiàn)有技術，本實用新型采用三組探針來分別探測路面狀態(tài)、水膜厚度、和融雪劑濃度參數(shù)，將探測內(nèi)容分開，有助于提高探測范圍，較少互相干擾，提高檢測精度。進一步地，為了方便安裝，所述被動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破壞道路基礎結構，也適合在橋梁上使用。進一步地，為了盡可能減小對路面的損壞，所述被動式路面天氣傳感器的直徑為 80mm，使得所述傳感器尺寸較小，盡可能的減少了對路面的損壞。由于本實用新型所述測量路面狀態(tài)探針的測量范圍得到了優(yōu)化，測量精度也得到了提高，從而便可以分辨出路面黑冰和實冰覆蓋的差別，以及浮雪，干雪和濕雪的差別。從而本實用新型所述被動式路面天氣傳感器便能夠準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，可隨風浮動。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雪，即便在有風吹動時，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，凍結成堅硬的雪板，該狀態(tài)稱為凍雪覆蓋；有時當路面先出現(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溫度。7)黑冰通常是指厚度彡Imm的路面結冰情形，黑冰的特點是薄、透、硬、滑，是行車安全的“大敵”。黑冰可能是路面薄的水膜凍結而成，可能是車輛尾氣中的水汽在溫度很低的路面上凝結而成，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而成。8)實冰覆蓋通常是指厚度> Imm的路面結冰情形，結冰可能是凍雨、降雪(部分)融化后經(jīng)歷降溫又凍結形成的。9)冰水混合物路面同時冰與水的情形，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)。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1. 一種被動式路面天氣傳感器，包括傳感器殼體，設于其內(nèi)的融雪劑采樣杯，以及探針，其特征在于，所述探針為三組，包括測量融雪劑濃度探針、測量水膜厚度探針及測量路面狀態(tài)探針；所述測量融雪劑濃度探針為設置在所述融雪劑采樣杯內(nèi)的一對電極；所述測量水膜厚度探針及測量路面狀態(tài)探針是由設置在所述傳感器殼體表面三個電極組成的，所述三個電極中相鄰的兩個電極組成一組探針。
專利摘要本實用新型公開了一種被動式路面天氣傳感器，屬于傳感器領域。所述傳感器包括傳感器殼體，設于其內(nèi)的融雪劑采樣杯，以及探針，其特征在于，所述探針為三組，包括測量融雪劑濃度探針、測量水膜厚度探針及測量路面狀態(tài)探針；所述測量融雪劑濃度探針為設置在所述融雪劑采樣杯內(nèi)的一對電極；所述測量水膜厚度探針及測量路面狀態(tài)探針是由設置在所述傳感器殼體表面三個電極組成的，所述三個電極中相鄰的兩個電極組成一組探針。本實用新型采用三組探針來分別探測路面狀態(tài)、水膜厚度、和融雪劑濃度參數(shù)，將探測內(nèi)容分開，有助于提高探測范圍，較少互相干擾，提高檢測精度。
文檔編號G01N27/26GK202041495SQ20102068723
公開日2011年11月16日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者李長城, 湯筠筠, 馬雪峰 申請人:交通運輸部公路科學研究院