CN210294579U - 一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器 - Google Patents
一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，固定在挡风玻璃内表面，包括壳体，壳体贴合挡风玻璃的一面为红外透镜，壳体中设置有红外发射管和红外接收管，红外发射管发出的红外线经挡风玻璃的全反射后由红外接收管接收，红外接收管连接有PCB板，PCB板固定在壳体中。本实用新型通过红外发射管与红外接收管配合测定挡风玻璃全反射红外光的强弱，判断挡风玻璃上的雨量；灵敏度高，提高了轨道交通机车行驶的安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器。
背景技术
目前，大多雨量传感器都是汽车用雨量传感器，由于挡风玻璃厚度不同，将汽车用雨量传感器应用在轨道交通机车上，其无法准确判断雨量大小，致使刮雨器慢刮或干刮，对雨刷、刮雨器电机和挡风玻璃造成损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，根据光信号的强弱判断雨量大小，提高了雨量传感器的灵敏度。
本实用新型所采用的技术方案是，一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，固定在挡风玻璃内表面，包括壳体，壳体贴合挡风玻璃的一面为红外透镜，壳体中设置有红外发射管和红外接收管，红外发射管发出的红外线经挡风玻璃的全反射后由红外接收管接收，红外接收管连接有PCB板，PCB板固定在壳体中。
本实用新型的特点还在于，
PCB板的电路包括通过SPI总线连接的MCU和信号处理器，信号处理器分别连接有红外发射管的发光二极管、红外接收管的光敏二极管a、背景光用光敏二极管b，信号处理器将光信号转换为电信号。
MCU为汽车级单片机。
红外发射管和红外接收管分别靠近红外透镜的相对侧边，红外透镜与挡风玻璃的贴合面设置有透明硅胶和双面胶片，使红外透镜与挡风玻璃紧密贴合，双面胶片不透光，透明硅胶的位置分别与红外发射管和红外接收管对应，红外发射管发出的红外线经一处透明硅胶射入挡风玻璃全反射后再由另一处透明硅胶射入红外透镜被红外接收管接收。
红外线在挡风玻璃中的全反射次数不少于两次。
壳体为PC塑料壳，壳体由上下两部分通过压扣固定。
红外透镜远离挡风玻璃一侧的表面为异形面，红外透镜的异形面通过壳体内部压紧梁与壳体压紧固定，PCB板粘接在壳体内部。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，结构简单，紧凑，使用方便；通过红外发射管与红外接收管配合测定挡风玻璃全反射红外光的强弱，判断挡风玻璃上的雨量；灵敏度高，提高了轨道交通机车行驶的安全性；同时，保证了整个刮雨系统的有效使用，延长了刮雨系统的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器的结构示意图；
图2是本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器的正视图；
图3是图2中A-A向的剖面图；
图4是本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器的PCB板电路图。
图中，1.壳体，2.红外透镜，3.红外发射管，4.红外接收管，5.PCB板，6.信号处理器，7.发光二极管，8.光敏二极管a，9.背景光用光敏二极管b，10.透明硅胶，11.双面胶片，12.压紧梁，13.MCU，14.挡风玻璃。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，固定在挡风玻璃14内表面，如图1-3所示，包括壳体1，壳体1为PC塑料壳，壳体1由上下两部分通过压扣固定，壳体1贴合挡风玻璃14的一面为红外透镜2，红外透镜2远离挡风玻璃14一侧的表面为异形面，红外透镜2的异形面通过壳体1内部压紧梁12与壳体1压紧固定，壳体1中设置有红外发射管3和红外接收管4，红外发射管3和红外接收管4设置有一对以上，红外发射管3发出的红外线经挡风玻璃14的全反射后由红外接收管4接收，红外接收管4连接有PCB板5，PCB板5粘接在壳体1内部。
如图4所示，PCB板的电路包括通过SPI总线连接的MCU13和信号处理器6，MCU13为汽车级单片机，信号处理器6分别连接有红外发射管3的发光二极管7、红外接收管4的光敏二极管a8、背景光用光敏二极管b9，信号处理器6将光信号转换为电信号。
红外发射管3和红外接收管4分别靠近红外透镜2的相对侧边，红外透镜2与挡风玻璃14的贴合面设置有透明硅胶10和双面胶片11，使红外透镜2与挡风玻璃14紧密贴合，双面胶片11不透光，透明硅胶10的位置分别与红外发射管3和红外接收管4对应，红外发射管3发出的红外线经一处透明硅胶10射入挡风玻璃14全反射后再由另一处透明硅胶10射入红外透镜被红外接收管4接收，红外线在挡风玻璃14中的全反射次数不少于两次，红外线在挡风玻璃14中的全反射次数四～六次最佳。
红外线在挡风玻璃14中的全反射次数大于四次最佳因为如果只发生一次全反射，则整个雨量传感器对于整个挡风玻璃只有一个探测点，这样当雨量不大时，雨量传感器就很难探测到雨量的变化，可能需要比较长的时间才能对外界情况做出反映，启动雨刷，这就降低了雨量传感器的反应速度和性能；同时全反射的次数也不能无限制的增大，如果发生全反射的次数过多，就导致整个雨量传感器的体积过大，因为发射端和接收端之间的距离主要是根据红外线全反射的次数而定，全反射次数的增加，必然导致发射端和接收端的距离增大，使整个雨量传感器的体积变大，安装起来也不方便，而且放在挡风玻璃上，本身也会影响驾驶员的视线。
本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器的工作过程具体如下：
红外发射管3发出的红外线经一处透明硅胶10射入挡风玻璃14，红外线在挡风玻璃14中完成多次全反射后再由另一处透明硅胶10射入红外透镜被红外接收管4接收，PCB板5的背景光用光敏二极管b9用于接收背景光和杂光，消除干扰，红外接收管4将接收的红外线光信号传入信号处理器6，信号处理器6将光信号转换为电信号传输给MCU13，MCU13根据电信号的强弱将其分等级后采用连续信号或离散信号输出到后续的刮雨器系统机械控制部件，实现刮雨操作。
如果红外发射管3发出的红外线在挡风玻璃14和空气的界面发生全反射并由红外接收管4接收，则挡风玻璃14上本实用新型的雨量传感器工作范围内无水；如果红外接收管4接收到的反射光减弱，则挡风玻璃14和水滴的界面发生折射并在水和空气界面散射出去，由此判断挡风玻璃14上本实用新型的雨量传感器工作范围内有水。因此，根据红外接收管4感应反射信号的强弱可以判断上本实用新型的雨量传感器工作范围内是否有雨水以及雨水的大小。
Claims (7)
1.一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，固定在挡风玻璃(14)内表面，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)贴合挡风玻璃(14)的一面为红外透镜(2)，所述壳体(1)中设置有红外发射管(3)和红外接收管(4)，所述红外发射管(3)发出的红外线经挡风玻璃(14)的全反射后由红外接收管(4)接收，所述红外接收管(4)连接有PCB板(5)，所述PCB板(5)固定在壳体(1)中。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，其特征在于，所述PCB板的电路包括通过SPI总线连接的MCU(13)和信号处理器(6)，所述信号处理器(6)分别连接有红外发射管(3)的发光二极管(7)、红外接收管(4)的光敏二极管a(8)、背景光用光敏二极管b(9)，所述信号处理器(6)将光信号转换为电信号。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，其特征在于，所述MCU(13)为汽车级单片机。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，其特征在于，所述红外发射管(3)和红外接收管(4)分别靠近红外透镜(2)的相对侧边，所述红外透镜(2)与挡风玻璃(14)的贴合面设置有透明硅胶(10)和双面胶片(11)，使红外透镜(2)与挡风玻璃(14)紧密贴合，所述双面胶片(11)不透光，所述透明硅胶(10)的位置分别与红外发射管(3)和红外接收管(4)对应，所述红外发射管(3)发出的红外线经一处透明硅胶(10)射入挡风玻璃(14)全反射后再由另一处透明硅胶(10)射入红外透镜被红外接收管(4)接收。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，其特征在于，所述红外线在挡风玻璃(14)中的全反射次数不少于两次。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，其特征在于，所述壳体(1)为PC塑料壳，所述壳体(1)由上下两部分通过压扣固定。
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器，其特征在于，所述红外透镜(2)远离挡风玻璃(14)一侧的表面为异形面，所述红外透镜(2)的异形面通过壳体(1)内部压紧梁(12)与壳体(1)压紧固定，所述PCB板(5)粘接在壳体(1)内部。
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2019
- 2019-08-27 CN CN201921401918.1U patent/CN210294579U/zh active Active
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Denomination of utility model: Rain sensor for wiper system of rail transit locomotive Effective date of registration: 20220915 Granted publication date: 20200410 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN RUISITONG RAILWAY TRAFFIC ELECTRIC CO.,LTD. Registration number: Y2022610000601 |
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