CN101532873A

CN101532873A - 路面结冰检测预警系统

Info

Publication number: CN101532873A
Application number: CN200810017685A
Authority: CN
Inventors: 李颀
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-16

Abstract

本发明属于自动检测装置及方式，特别是路面结冰检测预警系统，其特征是：它包括与路面(1)为一体的配合目标体(2)，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，当反射光强信号变化超过阀值范围时，给出结冰信息。以便在大量冰层未消失时，始终给出安全提示。

Description

路面结冰检测预警系统

技术领域

本发明属于自动检测装置及方式，特别是路面结冰检测预警系统。

背景技术

冬天公路地面结冰会经常发生严重交通事故。对地面结冰的问题现大部分仍采用司机依靠视觉确定行驶速度。由于地面结冰情况随时间、位置不同，消冰状况存在很大差异，车轮经过的地方首先消冰、两车道间隔的中间路面最后消冰，中间路面消冰时产生的冰水仍会到车轮经过的地方，因此依靠视觉确定行驶速度只能在明显的结冰状态下引起注意，而发生的上述暗冰和局部冰层仍会导致意想不到的事故发生。

中国专利公开了一种《路面结冰检测传感器及其设备方法、和路面结冰检测方法》，其申请号是200510055117.0，该专利通过“具有接触路面的感温部、和从该感温部竖立设置的鳍部，呈T字形，由热传导性高的金属构成；光纤，具有光反射峰值波长随变形而变化的光纤布拉格光栅(FBG)，并将该FBG粘接在上述感温部件的鳍部上面；壳体，具有包围上述感温部件的鳍部和光纤的隔热部件。用光缆对在路面上设置规定数量的各路面结冰检测传感器间进行连接，从光缆的一端射入脉冲光，接收从各路面结冰检测传感器来的反射波长，来测量路面温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种路面结冰检测预警系统，以便在大量冰层未消失时，始终给出安全提示。

本发明的目的是这样实现的，设计一种路面结冰检测预警系统，其特征是：它包括与路面为一体的配合目标体，通过对配合目标体发出光信号并检测返回的反射光信号，当反射光强信号变化超过阀值时，给出结冰信息。

所述的配合目标体的目标体表层为透光材料，目标体表层下端至少包括一对以上的发光和光接收电路，用于向目标体表层上部发送光信号和接收返回的光信号，通过接收返回的光信号强度给出是否结冰信息，当接收返回的光信号增大到给定的阀值，给出结冰信息；否则没有结冰信息输出。

所述的目标体表层连接有温度传感器，当温度传感器给出零度以下的温度信息时，上述接收到返回的光信号强度超过阀值，才会给出结冰信息；否则，温度传感器给出零度以上的温度信息时，发光和光接收电路处于不工作状态。

所述的配合目标体的目标体表层为反光材料，目标体表面上端至少包括一对发光和光接收电路，用于向目标体表层上部发送光信号和接收返回的光信号，通过对接收返回的光信号处理，当接收返回的光信号小于给定的阀值时，给出结冰信息，否则没有结冰信息输出。

所述的目标体表层上端的发光和光接收电路中的光接收电路包括光敏器件，用于检测沿发光中心线两侧及中心的光强度变化。

所述的配合目标体为透光材料的目标体可以是独立固定在路面的多个，只有对返回的光信号进行处理，多数光强增大到给定的阀值，给出结冰信息，否则没有结冰信息输出。

所述的阀值是通过目标体表层接收反光光强输出结冰信息时的反光光强值。

本发明的优点是：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。因此通过检测光散射信号和光吸收信号的光强变化，能方便实现的路面结冰情况，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，才有路面结冰提示信息给出可以在大量冰层未消失时，始终给出安全提示。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例2结构示意图；

图3是本发明实施例1多个独立配合目的布置示意图。

图中：1、路面；2、配合目标体；3、目标体表层；4、发光电路；5、光接收电路；6、第一光敏接收器；7、第二光敏接收器；8、第三光敏接收器；9、路杆；10、显示器；11、检测电路。

具体实施方式

如图1所示，包括与路面1为一体的配合目标体2，配合目标体2的目标体表层3为透光材料，透光材料选择与路面材料结冰性能一致，当路面1结冰消融时，配合目标体2表面和路面1表现一致。目标体表层3下端至少包括一对以上的发光电路4和光接收电路5；发光电路4用于向目标体表层3上部发送光信号，光接收电路5用于接收目标体表层3反回的光信号，当检测电路11检测到反射光信号超过阀值时，给出结冰信息。最终通过路杆9是否显示发光信号，需要尽一步检测目标体表层3连接的温度传感器的温度，当温度传感器给出零度以下的温度信息时，接收到反回的光信号强度超过阀值，才会给出结冰信息；否则，温度传感器给出零度以上的温度信息时，发光和光接收电路处于不工作状态。采用这种方式有利于配合目标体2选用电池作为能源供电。

设计时，当无结冰时，光接收电路5接收的信号为0或为较低的值，如供电电压在3v时，是低于500mv的电压值，由结冰时，目标体表层3反回的光信号强度将大于500mv，如阀值定在1.5v，则反回的光信号强度大于1.5v时给出结冰信息。当然也可以将阀值定在1.0v、2v和3v三个档，由不同档位给出不同结冰信息。结冰信息以车速相关。

如图3所示，它给出4个配合目标体2分别固定在路面1不同部位的示意图，对4个配合目标体2反回的光信号进行处理，3个以上配合目标体2光强增大到给定的阀值，给出结冰信息，否则没有结冰信息输出。

而图2则给出另一种实施方式，它是在路面1两侧都设有路杆9，两侧路杆9一侧固定发光电路4，另一侧固定光接收电路5。发光电路4向路面1中央的配合目标体2反出一束光，发光器件选LD发光器。配合目标体2的目标体表层3为反光层，通过对接收反回的光信号进行处理，当接收反回的光信号减少到给定的阀值时，给出结冰信息，否则没有结冰信息输出。在这里同样需要尽一步检测目标体表层3连接的温度传感器的温度，当温度传感器给出零度以下的温度信息时，接收到返回的光信号强度小于阀值时，才会给出结冰信息；否则，温度传感器给出零度以上的温度信息时，发光电路4和光接收电路5处于不工作状态。

由于发光器件选LD发光器，在光学准直时，在20米内都有很小的发散角。当光接收电路5中的第一光敏接收器6、第二光敏接收器7及第三光敏接收器8都发生接收返回的光信号减少到给定的阀值时，给出结冰信息，否则没有结冰信息输出。

第二光敏接收器7在发光电路4发出的光的轴线上，第一光敏接收器6和第三光敏接收器8分别在轴线两侧。

检测电路11的器件采用工业级元器件，确保零度以下30度也能正常工作。检测电路11与路杆9上的显示器10可用电缆电连接或用无线电连接。由于相关的电路都有合格的立品销售，在这不作过多说明。有关LD发光器可参考厂家说明书进一步了解。

以上实施例中未作详细叙述部分，属于本行业或相关行业的公知技术及设备或采用的是行业惯例。

Claims

1、路面结冰检测预警系统，其特征是：它包括与路面(1)为一体的配合目标体(2)，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，当反射光强信号变化超过阀值范围时，给出结冰信息。

2、根据权利要求1所述的路面结冰检测预警系统，其特征是：所述的配合目标体(2)的目标体表层(3)为透光材料，目标体表层(3)下端至少包括一对以上的发光和光接收电路(5)，用于向目标体表层(3)上部发送光信号和接收返回的光信号，通过接收返回的光信号强度给出是否结冰信息，当接收返回的光信号增大到给定的阀值，给出结冰信息；否则没有结冰信息输出。

3、根据权利要求1所述的路面结冰检测预警系统，其特征是：所述的目标体表层(3)连接有温度传感器，当温度传感器给出零度以下的温度信息时，上述接收到返回的光信号强度超过阀值，才会给出结冰信息；否则，温度传感器给出零度以上的温度信息时，发光和光接收电路处于不工作状态。

4、根据权利要求1所述的路面结冰检测预警系统，其特征是：所述的配合目标体(2)的目标体表层为反光，目标体表面上端至少包括一对发光和光接收电路(5)，用于向目标体表层(3)上部发送光信号和接收返回的光信号，通过对接收返回的光信号处理，当接收返回的光信号小于给定的阀值时，给出结冰信息，否则没有结冰信息输出。

5、根据权利要求1所述的路面结冰检测预警系统，其特征是：所述的目标体表面(3)上端的发光和光接收电路中的光接收电路包括光敏器件，用于检测沿发光中心线两侧及中心的光强度变化。

6、根据权利要求1所述的路面结冰检测预警系统，其特征是：所述的配合目标体(2)为透光材料的目标体可以是独立固定在路面的多个，只有对返回的光信号进行处理，多数光强增大到给定的阀值，给出结冰信息，否则没有结冰信息输出。

7、根据权利要求1所述的路面结冰检测预警系统，其特征是：所述的阀值是通过目标体表面(3)接收反光光强输出结冰信息时的反光光强值。