一种被动式路面天气传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种被动式路面天气传感器，属于传感器领域。所述传感器包括传感器壳体，设于其内的融雪剂采样杯，以及探针，其特征在于，所述探针为三组，包括测量融雪剂浓度探针、测量水膜厚度探针及测量路面状态探针；所述测量融雪剂浓度探针为设置在所述融雪剂采样杯内的一对电极；所述测量水膜厚度探针及测量路面状态探针是由设置在所述传感器壳体表面三个电极组成的，所述三个电极中相邻的两个电极组成一组探针。本实用新型专利技术采用三组探针来分别探测路面状态、水膜厚度、和融雪剂浓度参数，将探测内容分开，有助于提高探测范围，较少互相干扰，提高检测精度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及路面传感器领域，特别涉及一种被动式路面天气传感器。
技术介绍
路面天气状态判断是自动道路气象观测系统的一项重要指标，它直接关系到道路行驶安全，特别是对冬季冰雪路面状态的判断尤为重要。路面天气状态判断通常是利用路面传感器对路面天气状态进行判断。目前，现有的被动式路面天气传感器仅设有一组探针，它既要来探测路面状态，又要探测水膜厚度，使得电极探测能力相互制约，致使路面状态探测的灵敏度大大降低。通常它只能判断几种路面状态，如干、潮、湿、冰水混合物、冰/霜、雪覆盖等几个状态，甚至更少，并且它无法用电导探测来区分黑冰与实冰覆盖，也无法区分浮雪、干雪和湿雪覆盖状态，当路面撒布融雪剂后，更是无法正确判断路面状态，无法正确判断是盐水还是盐冰。因此，现有的被动式路面天气传感器无法提高路面天气状态判断的详细程度和准确性，无法根据详细的路面天气状态给予道路使用者更可靠的路面行驶安全警示。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本技术实施例提供了一种被动式路面天气传感器，能够提高路面天气状态判断的详细程度和准确性，根据详细的路面天气状态给予道路使用者更可靠的路面行驶安全警示，同时给出冬季施撒融雪剂数量的参考信息，减少环境污染。所述技术方案如下一种被动式路面天气传感器，包括传感器壳体，设于其内的融雪剂采样杯，以及探针，所述探针为三组，包括测量融雪剂浓度探针、测量水膜厚度探针及测量路面状态探针； 所述测量融雪剂浓度探针为设置在所述融雪剂采样杯内的一对电极；所述测量水膜厚度探针及测量路面状态探针是由设置在所述传感器壳体表面三个电极组成的，所述三个电极中相邻的两个电极组成一组探针。本技术实施例提供的技术方案的有益效果是相比现有技术，本技术采用三组电极，分别探测测量融雪剂浓度、测量水膜厚度及测量路面状态，因此可以对每种测量项目的测量调节到最适当的范围内，而且互不干扰，同时也提高了每种探测的精度。由于路面状态探针的测量范围得到了优化，测量精度也得到了提高，可以分辨出路面黑冰和实冰覆盖的差别，以及雪，干雪和湿雪的差别，从而能够准确的判断多达15种路面状态，能够准确分析路面对车辆行驶的危险程度，给道路使用者更准确的安全提示信息。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的被动式路面天气传感器的主视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本技术所述测量融雪剂浓度的探测电路图；图4是本技术所述测量水膜厚度的探测电路图；图5是本技术所述测量路面状态的探测电路图。附图中，各标号所代表的组件列表如下1传感器壳体，2融雪剂采样杯，3内部电路板，4测量融雪剂浓度探针，5电源和数据接口，6测量路面状态探针，7两组探针共地端，8测量水膜厚度探针，9温度探针接口。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，本技术所述的一种被动式路面天气传感器，还可以参见图2，本实施例主要以图1加以说明，所述被动式路面天气传感器包括传感器壳体1，以及设于传感器壳体1上的温度探针接口 9、电源和数据接口 5，传感器壳体1内部设有的融雪剂采样杯 2、内部电路板3以及探针，所述探针为三组，具体分为测量融雪剂浓度探针4、测量水膜厚度探针8及测量路面状态探针6。所述测量融雪剂浓度探针4为设置在所述融雪剂采样杯 2内的一对电极。所述测量水膜厚度探针8及测量路面状态探针6是由设置在所述传感器壳体1表面三个电极组成的，所述三个电极中相邻的两个电极组成一组探针，中间电极为两组探针的共地端7。具体地，所述三组探针结构均采用电导原理测量路面上存在的物质的导电能力。 具体实施时，为了防止三组探针之间的电场相互影响，使得探测精度降低，本技术所述传感器让它们交替工作，同时分别为三组探针设计了不同的探测电路(参见图3、图4及图 5)，使每一组电极的灵敏度范围有一定的差别。具体地，用于探测融雪剂浓度的灵敏度较小，用于探测水膜厚度的灵敏度较高，用于探测路面状态的灵敏度最高。其中P3 (参见图5)、P4 (参见图4)、P5 (参见图幻连接三组探针，探测电路上端连接交变信号源，下端接地。相比现有技术，本技术采用三组探针来分别探测路面状态、水膜厚度、和融雪剂浓度参数，将探测内容分开，有助于提高探测范围，较少互相干扰，提高检测精度。进一步地，为了方便安装，所述被动式路面天气传感器的整体高度50mm，使得所述传感器与道路表层厚度基本相同，故钻洞方便可靠，有助于路面安装；另外，所述传感器处于表层不会破坏道路基础结构，也适合在桥梁上使用。进一步地，为了尽可能减小对路面的损坏，所述被动式路面天气传感器的直径为 80mm，使得所述传感器尺寸较小，尽可能的减少了对路面的损坏。由于本技术所述测量路面状态探针的测量范围得到了优化，测量精度也得到了提高，从而便可以分辨出路面黑冰和实冰覆盖的差别，以及浮雪，干雪和湿雪的差别。从而本技术所述被动式路面天气传感器便能够准确的判断十五种路面状态，具体包括 路面干燥、路面潮气、路面微湿、路面湿滑、路面冰水混合物、浮雪状态、干雪覆盖、湿雪覆盖、冻雪覆盖、路面霜冻、路面黑冰、实冰覆盖、路面盐水、路面盐冰和未知状态。具体地，路面状态划分/形成过程1)路面干燥路面无水膜覆盖，无明显潮气/水汽。2)浮雪状态雪没有完全覆盖路面；雪干燥、松散，可随风浮动。3)干雪覆盖雪基本全部覆盖路面；雪干燥，可能是松散雪或压实雪，即便在有风吹动时，路面仍保持有雪覆盖。4)湿雪覆盖降雪后，由于车轮碾压或升温，部分雪融化，形成雪和水的混合物 (有时呈现雪泥状)；或先下雨后下雪形成的湿雪。5)冻雪覆盖通常情况是降雪部分融化后，经历降温过程，冻结成坚硬的雪板，该状态称为冻雪覆盖；有时当路面先出现湿雪状态后，继续下雪，雪将路面水分全部吸干，也会形成较硬的冻雪。6)霜冻路面形成薄薄一层霜，霜出现的天气条件是，路面/近地面温度<0°C，近地面气温低于露点温度。7)黑冰通常是指厚度彡Imm的路面结冰情形，黑冰的特点是薄、透、硬、滑，是行车安全的“大敌”。黑冰可能是路面薄的水膜冻结而成，可能是车辆尾气中的水汽在温度很低的路面上凝结而成，也可能是较大湿度空气中的水汽在温度较低的路面上凝结而成。8)实冰覆盖通常是指厚度> Imm的路面结冰情形，结冰可能是冻雨、降雪(部分)融化后经历降温又冻结形成的。9)冰水混合物路面同时冰与水的情形，也特别是指路面与积冰层间存在水的状态。10)潮气(水膜< 0. Imm以内)路面有水汽。11)微湿(0. Imm彡水膜厚度< Imm)路面有薄的水膜。12)湿(水膜厚度彡lmm)路面有积水。13)盐水含融雪剂的水。14)盐冰含融雪剂的冰。15)未知状态以上十四种状态中，不能包含的状态定义为未知状态。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种被动式路面天气传感器，包括传感器壳体，设于其内的融雪剂采样杯，以及探针，其特征在于，所述探针为三组，包括测量融雪剂浓度探针、测量水膜厚度探针及测量路面状态探针；所述测量融雪剂浓度探针为设置在所述融雪剂采样杯内的一对电极；所述测量水膜厚度探针及测量路面状态探针是由设置在所述传感器壳体表面三个电极组成的，所述三个电极中相邻的两个电极组成一组探针。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李长城，马雪峰，汤筠筠，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11