CN214374184U - 一种凝冰检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种凝冰检测设备，包括X轴移动机构，X轴为水平方向，还包括：Z轴移动机构，Z轴为竖直方向，设置在所述X轴移动机构的端部；测量机构，设置在所述Z轴移动机构的底部；扫雪机构，设在所述Z轴移动机构上；还包括供电机构，用于保证整体的电力供应。本实用新型还公开了利用上述凝冰检测设备的凝冰检测方法，主要包括清楚积雪‑测量‑校正等步骤，最终得到冰层厚度。本实用新型具有以下有益效果：1、能直接测量出所需监测路段的凝冰厚度；2、检测精度高，最小能测出0.1mm厚度的凝冰；3、设备具有快速移装的特点，使用、施工方便；4、可实现远程云端管理和控制，从而进一步节省人力、节省时间，提高检测的时效性。

Description

一种凝冰检测设备

技术领域

本实用新型涉及凝冰检测领域，特别涉及一种凝冰检测设备及方法。

背景技术

路面结冰检测对公路行车安全具有重要的预警作用。现有凝冰监测设备，多数是利用光折射反射，红外等方式，只能监测出该区域路面是否有凝冰，并不能测出凝冰的实际厚度值。现有凝冰设备，多数采用的是单一方式进行路面凝冰监测，检测准确性不高。现有凝冰设备，基本都是需要预埋传感器，或者需要在所需监测区域路面打孔安装，施工十分繁琐，且更换维护成本高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种施工简便、检测准确性高、可直接测出凝冰厚度值的凝冰检测设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种凝冰检测设备，其特征在于：包括X轴移动机构，X轴为水平方向，还包括：

Z轴移动机构，Z轴为竖直方向，设置在所述X轴移动机构的端部，Z轴移动机构包括相连接的第一升降模块和滑动块；

测量机构，设置在所述Z轴移动机构的底部；

扫雪机构，设在所述Z轴移动机构上；所述扫雪机构包括设置在所述滑动块的侧面的第二升降模块，第二升降模块的底部带有刷毛；还包括设置在所述第二升降模块底部的电阻应变片，用于测量所述刷毛经过区域的摩擦系数；

还包括供电机构，用于保证整体的电力供应。

进一步，所述测量机构包括设置在所述滑动块底部的测量探头以及设置在所述测量探头上的加热线圈。

进一步，所述X轴移动机构包括滑轨和可沿着所述滑轨的轴线方向往复运动的滑动件。

进一步，所述供电机构包括设置在所述滑轨两端的壳体，所述壳体内部设有高密度锂电池组。

进一步，还包括与远程云端实现信息互通的无线通信模块。

进一步，所述滑动件的底部设有摄像头和温湿传感器。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的有益效果：

1、能直接测量出所需监测路段的凝冰厚度；

2、检测精度高，最小能测出0.1mm厚度的凝冰；

3、设备具有快速移装的特点，使用、施工方便；

4、可实现远程云端管理和控制，从而进一步节省人力、节省时间，提高检测的时效性。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

本实用新型的附图说明如下。

图1为本实用新型凝冰检测设备的外形结构图；

图2为使用本实用新型的凝冰检测方法流程图；

图3为本实用新型局部示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案、优点和目的更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

一种凝冰检测设备，包括X轴移动机构，X轴为水平方向，还包括：

Z轴移动机构，Z轴为竖直方向，设置在所述X轴移动机构的端部；其中，X轴移动机构和Z轴移动机构均为丝杆结构，电机旋转带动丝杆运动；

测量机构，设置在所述Z轴移动机构的底部；

扫雪机构，设在所述Z轴移动机构上；

还包括供电机构，用于保证整体的电力供应。

进一步，所述Z轴移动机构包括相连接的第一升降模块3和滑动块2。

进一步，所述扫雪机构包括设置在所述滑动块2的侧面的第二升降模块3，第二升降模块3的底部带有刷毛10。

进一步，还包括设置在所述第二升降模块3底部的电阻应变片，用于测量所述刷毛10经过区域的摩擦系数。

进一步，所述测量机构包括设置在所述滑动块2底部的测量探头1以及设置在所述测量探头1上的加热线圈9。本实施例选用的测量探头1为高精度位移计，测量探头1为可伸缩弹簧结构，伸缩量为5cm。

进一步，所述X轴移动机构包括滑轨4和可沿着所述滑轨的轴线方向往复运动的滑动件 5。

进一步，所述供电机构包括设置在所述滑轨两端的壳体6，所述壳体6内部设有高密度锂电池组。

进一步，还包括与远程云端实现信息互通的无线通信模块。

进一步，所述滑动件5的底部设有摄像头7和温湿传感器8。摄像头的作用：对每次凝冰测量，进行图像记录。通过图像识别，排除路面上其它杂物灰尘等因素对当次凝冰测量数据的干扰。保证每次测量凝冰数据的准确性。

本实施例的凝冰检测设备的使用方法，包括以下步骤：

S1：测量环境温度、湿度；参考环境温度和湿度值可确定当前的气象环境是否是易产生凝冰的状态。若气温低、湿度大，即使某一次测量未发现凝冰，也应对管理者发送该路面易产生凝冰的警示。

S2：移动滑动块2，使得测量机构位于所要测量的凝冰的上方；

S3：启动第二升降模块3，使得刷毛抵接至测量区域；

S4：驱动滑动件5，使得滑动件5在滑轨4的轴线方向上往复滑动以清除积雪，同时测定冰层的摩擦系数；

S5：驱动第二升降模块3，使得测量探头1与测量区域的凝冰抵接，并读取测量探头1 的第一次高度值；

S6：启动加热线圈，使得凝冰逐渐融化，并且逐渐下沉测量探头1，直至测量探头1无法下沉为止，读取测量探头1的第二次高度值。测量过程中，第二升降模块3应下落至使得测量探头1触底为止，并有一定的压缩量，读取第一次的测量探头1高度数据。然后线圈加热，应保持第二升降模块3不动，融化凝冰后，靠测量探头1自身的弹簧作用使测量探头1 下沉到不能下沉的时候，读取第二次测量探头1高度数据。

S7：将测量探头1的第一次高度值和第二次高度值进行做差处理，得到原始凝冰厚度；再将摩擦系数、环境温度、环境湿度作为修正参数对原始凝冰厚度进行筛查，排出明显错误的数据，得到最终的凝冰厚度。摄像头、摩擦系数、环境温度、环境湿度的作用是排除测量过程中的干扰因素而产生的错误数据。具体原理如下：

1、摩擦系数，可以排除测量点恰好无凝冰，或冰层很薄的时候。测量探头1测量的是某个点位的凝冰厚度，只能反映出测量点位是否有凝冰。但摩擦系数可以反映出一个区域内的，路面状态。当某一区域的摩擦系数较大时，说明该区域无凝冰或者冰层很薄；此时可以排除测量探头1测量出冰层厚度大的数据。

2、温湿度，环境温度和湿度值可确定当前的气象环境是否是易产生凝冰的状态。若气温低、湿度大，即使某一次测量未发现凝冰，也应对管理者发送该路面易产生凝冰的警示。

3、摄像头的作用：对每次凝冰测量，进行图像记录。通过图像识别，排除路面上其它杂物灰尘等因素对当次凝冰测量数据的干扰。保证每次测量凝冰数据的准确性。当测量点位有较多杂物时，因为杂物会大大影响测量的准确性，所以这种情况下，要排除初始测得的凝冰厚度值。

通过无线通信模块，将测得的凝冰厚度值、相关环境参数、警示信息发送至远程控制端，以便工作人员管理。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的保护范围当中。

Claims (6)

1.一种凝冰检测设备，其特征在于：包括X轴移动机构，X轴为水平方向，还包括：

Z轴移动机构，Z轴为竖直方向，设置在所述X轴移动机构的端部，Z轴移动机构包括相连接的第一升降模块和滑动块；

测量机构，设置在所述Z轴移动机构的底部；

扫雪机构，设在所述Z轴移动机构上；所述扫雪机构包括设置在所述滑动块的侧面的第二升降模块，第二升降模块的底部带有刷毛；还包括设置在所述第二升降模块底部的电阻应变片，用于测量所述刷毛经过区域的摩擦系数；

还包括供电机构，用于保证整体的电力供应。

2.根据权利要求1所述的凝冰检测设备，其特征在于：所述测量机构包括设置在所述滑动块底部的测量探头以及设置在所述测量探头上的加热线圈。

3.根据权利要求1所述的凝冰检测设备，其特征在于：所述X轴移动机构包括滑轨和可沿着所述滑轨的轴线方向往复运动的滑动件。

4.根据权利要求3所述的凝冰检测设备，其特征在于：所述供电机构包括设置在所述滑轨两端的壳体，所述壳体内部设有高密度锂电池组。

5.根据权利要求1所述的凝冰检测设备，其特征在于：还包括与远程云端实现信息互通的无线通信模块。

6.根据权利要求3所述的凝冰检测设备，其特征在于：所述滑动件的底部设有摄像头和温湿传感器。

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