一种基于电热的桥面自动融雪化冰系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于电热的桥面自动融雪化冰系统，包括监测模块、融雪化冰模块和控制模块，所述监测模块包括气象监测器和设于桥面的温湿度传感器、结冰探测器，融雪化冰模块包括埋设于桥面下方的加热管道和与加热管道相连的电热系统，所述控制模块包括现场控制系统和远程控制系统，所述远程控制系统用于根据桥面温度和湿度判断桥面是否会结冰，然后根据结果提前启动融雪化冰模块，控制融雪化冰模块的换热量大小，以及发出桥面结冰预警。本实用新型专利技术能对桥面实行监测，预判桥梁结冰时间和厚度，自动启停融冰系统，智能控制加热时段、区域、功率，实现主动、智能、精准融冰。精准融冰。精准融冰。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电热的桥面自动融雪化冰系统


[0001]本技术属于桥梁
，涉及一种桥梁融雪化冰技术，具体涉及一种基于电热的桥面自动融雪化冰系统。

技术介绍

[0002]我国56％的国土，70％的桥梁都处于结冰区域。结冰导致路面汽车制动距离为正常道路的6
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7倍，极容易造成交通事故。极端天气会使司机视线变得模糊，公路运输效率低，对交通设施和车辆造成损坏，严重的导致道路关闭。现有的融雪化冰的方式多采用化学和机械融冰融雪，需要大量的劳动力和施工机械，同时也会对周围环境造成破坏，并且有些技术难以实施，不能根据实际情况除雪融冰。本技术提供一种基于电热法新型深层埋管式能源桩桥梁智能融雪化冰系统，智能化的控制融冰除雪，较现有技术而言，通过智能化的管理，使得电热系统及时启动，防止不必要能源浪费，同时也达到融雪化冰的目的，也减少了因融雪化冰不及时造成的交通事故。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种基于电热法新型深层埋管式能源桩桥梁智能融雪化冰系统，是将智能化管理，监测，预警与电热化冰结合起来。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0005]一种基于电热的桥面自动融雪化冰系统，其特征在于：包括监测模块、融雪化冰模块和控制模块，所述监测模块包括气象监测器和设于桥面的温湿度传感器、结冰探测器，所述气象监测器用于监测桥面所处环境气象情况，所述温湿度传感器用于监测桥面温度和湿度，所述结冰探测器用于监测桥面是否结冰，所述融雪化冰模块包括埋设于桥面下方的电热系统，所述控制模块用于根据桥面温度和湿度判断桥面是否会结冰，然后根据结果提前启动融雪化冰模块，控制模块根据结冰探测器监测到桥面结冰情况控制融雪化冰模块的换热量大小，所述控制模块根据监测模块监测到的桥面温度、湿度和气象信息进行桥面结冰预警和提前启动电热系统。
[0006]进一步地，所述温湿度传感器包括湿敏元件、多个温敏元件、底座和外壳体，所述外壳体固定在底座上，所述外壳体顶部设有一个横槽内，所述湿敏元件安装在横槽内，所述温敏元件安装在外壳体四周的夹层内，所述湿敏元件和温敏元件的信号线均经过外壳体夹层从底座引出，所述湿敏元件两侧的外壳体顶部设有起保护作用的钢化玻璃。
[0007]进一步地，所述外壳体下部与底座通过树脂胶合剂密封相连。
[0008]进一步地，所述气象监测器和结冰探测器通过塑料外壳保护后安装在桥梁两侧的桥栏内侧，桥栏上每间隔80
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120m布置一组气象监测器和结冰探测器。
[0009]进一步地，所述电热系统包括埋设于桥面下方的电热丝和与电热丝相连的功率调节器。
[0010]进一步地，所述电热丝在桥面内成来回折行分布，形成多行相互平行的加热线，相
邻两个加热线之间距离小于单根电热丝加热影响半径的两倍。
[0011]进一步地，所述控制模块包括现场控制系统和远程控制系统，所述监测模块还包括数据采集器，所述数据采集器采集各传感器数据并传输给现场控制系统，所述现场控制系统通过无线通信与远程控制系统通信相连。
[0012]进一步地，所述现场控制系统为微处理器，所述远程控制系统包括神经网络芯片、预警系统和人机交互系统，所述神经网络芯片内预置神经网络模型，首先通过带标签的实验数据训练神经网络模型，然后通过现场数据持续自训练改进。
[0013]进一步地，所述桥面上还设有用于监测现场情况的摄像头，所述远程控制系统还包括用于显示摄像头所拍摄信息的显示器。
[0014]一种基于电热的桥面智能融雪化冰方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0015]步骤1、在实验室环境下搭建上述桥面自动融雪化冰系统；
[0016]步骤2、利用实验环境下的带标签的数据对神经网络模型进行训练，得到训练好的神经网络模型，所述带标签的数据包括桥面温度、湿度、大气温度、结冰速度、融雪化冰速度及电热系统的加热功率；
[0017]步骤3、在现场环境下搭建上述桥面自动融雪化冰系统，在神经网络芯片预置训练好的神经网络模型；
[0018]步骤4、所述远程控制系统根据现场桥面温度湿度和气象环境计算结冰温度，根据桥面温度及温度变化情况启动或者提前启动电热系统对桥面进行融雪化冰，所述远程控制系统还根据气象环境预测存在结冰可能性时，发出结冰预警，通过现场结冰探测器检测和摄像头观察判断现场桥面是否结冰。
[0019]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
[0020](1)建立起智能化的监测，预警控制系统，该系统能预判桥梁结冰的时间和厚度，自动启停融冰系统，智能控制加热时段、区域、功率，实现主动、智能、精准融冰。
[0021](2)新技术的温湿度传感器利用电阻随着温度改变的性质，通过其变化测出温度，监测桥面水分、温湿度、降雪量。设置处与桥面平整，并不会影响车辆通行。
附图说明
[0022]图1为本技术温湿度传感器正视图。
[0023]图2为本技术温湿度传感器俯视图。
[0024]图3为本技术温湿度传感器三维图。
[0025]图4为本技术湿敏元件俯视图。
[0026]图5为本技术电热系统布置图。
[0027]图6为本技术实施例中基本融雪化冰逻辑示意图。
[0028]图中：1
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外壳体，2
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温敏元件，3
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引出线，4
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钢化玻璃，5
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湿敏元件，6
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底座，7
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树脂胶合剂，8
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绝缘基片，9
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电极，10
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桥截面，11
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桥面，12
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道路标线，13
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电热丝，14
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功率调节器，15
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承台，16
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基桩，17
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桥墩，18
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气象监测器，19
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结冰探测器，20
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温湿度传感器。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例
用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。
[0030]如图1至图5所示，本技术提供了一种基于电热的桥面自动融雪化冰系统，包括监测模块、融雪化冰模块和控制模块，所述监测模块包括气象监测器18和设于桥面11的温湿度传感器20、结冰探测器19，所述气象监测器18用于监测桥面11所处环境气象情况，所述温湿度传感器20用于监测桥面11温度和湿度，所述结冰探测器19用于监测桥面11是否结冰，所述融雪化冰模块包括埋设于桥面11下方的电热系统，所述控制模块用于根据桥面11温度和湿度判断桥面11是否会结冰，然后根据结果提前启动融雪化冰模块，控制模块根据结冰探测器19监测到桥面11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电热的桥面自动融雪化冰系统，其特征在于：包括监测模块、融雪化冰模块和控制模块，所述监测模块包括气象监测器和设于桥面的温湿度传感器、结冰探测器，所述气象监测器用于监测桥面所处环境气象情况，所述温湿度传感器用于监测桥面温度和湿度，所述结冰探测器用于监测桥面是否结冰，所述融雪化冰模块包括埋设于桥面下方的电热系统，所述控制模块用于根据桥面温度和湿度判断桥面是否会结冰，然后根据结果提前启动融雪化冰模块，控制模块根据结冰探测器监测到桥面结冰情况控制融雪化冰模块的换热量大小，所述控制模块根据监测模块监测到的桥面温度、湿度和气象信息进行桥面结冰预警和提前启动电热系统。2.如权利要求1所述桥面自动融雪化冰系统，其特征在于：所述温湿度传感器包括湿敏元件、多个温敏元件、底座和外壳体，所述外壳体固定在底座上，所述外壳体顶部设有一个横槽，所述湿敏元件安装在横槽内，所述温敏元件安装在外壳体四周的夹层内，所述湿敏元件和温敏元件的信号线均经过外壳体夹层从底座引出，所述湿敏元件两侧的外壳体顶部设有起保护作用的钢化玻璃。3.如权利要求2所述桥面自动融雪化冰系统，其特征在于：所述外壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智，罗振源，杨军兵，潘平，孙钊，刘兵，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：新型
国别省市：