DE2228507A1 - METHOD AND DEVICE FOR EARLY DETERMINATION OF THE REQUIREMENTS FOR THE FORMATION OF FROST SLABS ON ROADWAYS - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR EARLY DETERMINATION OF THE REQUIREMENTS FOR THE FORMATION OF FROST SLABS ON ROADWAYS

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DE2228507A1 DE19722228507 DE2228507A DE2228507A1 DE 2228507 A1 DE2228507 A1 DE 2228507A1 DE 19722228507 DE19722228507 DE 19722228507 DE 2228507 A DE2228507 A DE 2228507A DE 2228507 A1 DE2228507 A1 DE 2228507A1
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Description

FRANZ NEYMEYER W is Ne/köFRANZ NEYMEYER W is ne / kö

Patentanwalt 17 5 1972Patent attorney 17 5 1972

7731 Marbach/Vitlingen
Hofäckerstraße 20 7731 Marbach / Vitlingen
Hofäckerstraße 20

Firma Hubert Weisser KG., 7715 BräunungenHubert Weisser KG., 7715 Braunungen

Verfahren und Vorrichtung zur frühzeitigen Ermittlung der Voraussetzung zur Bildung von Frostglätte auf StraßenfahrbahnenMethod and device for the early determination of the prerequisite for the formation of icy frost Trams

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Luft- und Bodentemperaturen auf bzw. an Straßenoberflächen sowie deren Anzeige mittels Warnlampen zwecks Erkennung des Eintritts des Gefrierpunktes bzw. zwecks Vorauserkennung der Bildung von Frostglätte.The invention relates to a method for determining air and ground temperatures on or on road surfaces as well as their display by means of warning lamps for the purpose of recognizing the entry of the freezing point or for the purpose of advance recognition of the Formation of icy frost.

Es sind bereits mehrere Verfahren zur Anzeige von Winterglätte, insbesondere von Glatteis, auf Fahrbahnoberflächen bekannt, bei denen das Vorhandensein von Feuchtigkeit sowie die Temperatur auf der Straßenoberfläche festgestellt und nach einem bestimmten Schema ausgewertet werden. Die dazu benutzten Glatteiswarngeräte waren anfangs mit Luft- und Fahrbahntemperaturfühlern ausgestattet und besaßen außerdem einen FühlerThere are already several methods for displaying ice in winter, in particular black ice, on road surfaces. at which the presence of moisture as well as the temperature on the road surface was determined and after can be evaluated according to a specific scheme. The ice warning devices used for this were initially with air and road temperature sensors equipped and also had a feeler

"2"■ 309882/0033" 2 " ■ 309882/0033

zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit. Dabei waren diese Geräte so ausgelegt, daß hei Auftreten bestimmter kritischer Temperaturwerte, z. B. OC und einer relativen Luftfeuchtigkeit, z. ß. von 90 io, in der ständig besetzten Telefonzentrale der Autobahnmeisterei eine Signallampe aufleuchtete. for measuring the relative humidity. These devices were designed so that when certain critical temperature values occur, e.g. B. OC and a relative humidity, e.g. ß. from 90 io, a signal lamp lit up in the constantly manned switchboard of the motorway maintenance depot.

Die Erprobung dieser Geräte zeigte aber, daß sich nicht unbedingt auf jede Alarmanzeige Winterglätte bildete,und andererseits ergaben sich eine Vielzahl von unterlassenen Warnungen, so daß dem Winterdienstpersonal durch solche Geräte in keiner V/eise eine Hilfe zuteil wurde. Außerdem sind Geräte gekannt, die die Oberflächenfeuchtigkeit mittels acht Sonden auf der Fahrspur und ab gleichem Ort den Gefrierpunkt der Fahrbahn— oberfläche in der Straßenmeisterei anzeigten. Auch bei diesen Geräten ergaben sich bis zu 20 % der Gesamtwarnzeit überflüssige Warnungen, die z. T. auf das Vorhandensein von Streusalz zurückzuführen waren. Ein Teil solcher Geräte berücksichtigte den Salzeinfluß, aber für die Praxis in einer ungenügenden Weise. Wenn ein zusätzlicher Fühler das Vorhandensein von Salz anzeigte, wurde das Schaltwert für die Fahrbahntemperatur von 0° C auf - 3° C, bei manchen Geräten auf -5° C herabgesetzt. Dabei gala es kein definitives Kriterium dafür, daß ausgerechnet bei den letztgenannten Temperaturen eine Vereisung der mehr oder weniger starken Salzlauge eintrat. Die Folge davon waren in den meisten Fällen überflüssige Warnungen. Auch zeigte sich in der Praxis, daß die als Elektroden auf der Fahrbahnoberfläche vorhandenen Fühler den mehrjährigen Angriffen von Spikes und Schneeketten nicht gewachsen sind. Durch die Zerstörung der Elektroden wurde von diesen ständig feuchte oder nasse Fahrbahn signalisiert. Meßfühler in stabilerer Ausführung, wie z. B. in von Stahlbändern umschlossenen Hartgummiblöcken, nützten sich weniger stark ab als die sie umgebende Fahrbahn, so daß diese aus der Fahrbahn heraus wuchsen und dann gelegentlich von den Schneepflügen heraus gerissenThe testing of these devices showed, however, that slippery weather did not necessarily result in every alarm display, and on the other hand there were a large number of omitted warnings, so that the winter service personnel received no help in any way from such devices. In addition, devices are known that indicated the surface moisture by means of eight probes in the lane and, from the same place, the freezing point of the road surface in the road maintenance depot. With these devices, too, up to 20 % of the total warning time resulted in unnecessary warnings. T. were due to the presence of road salt. Some of such devices took the influence of salt into account, but in an insufficient way for practical use. If an additional sensor indicated the presence of salt, the switching value for the road temperature was reduced from 0 ° C to - 3 ° C, for some devices to -5 ° C. There was no definite criterion for the fact that the more or less strong brine would freeze at the last-mentioned temperatures. In most cases this resulted in unnecessary warnings. In practice it has also been shown that the sensors present as electrodes on the road surface are not able to withstand the attacks of spikes and snow chains over several years. By destroying the electrodes, they constantly signaled that the road was damp or wet. Sensor in a more stable design, such as. B. in hard rubber blocks enclosed by steel bands, wore less than the surrounding roadway, so that they grew out of the roadway and then occasionally torn out by the snow plows

wurden,became,

3 309882/0033 3 309882/0033

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Verantwortlichen für den Winterdienst von einer wichtigen Voraussetzung für die Glättebildung, nämlich der Erreichung des Gefrierpunktes auf der Fahrbahnoberfläche, frühzeitig unterrichtet werden.The invention is based on the object of a method and
To create a device with the help of which those responsible for winter service are informed at an early stage of an important prerequisite for the formation of ice, namely the reaching of the freezing point on the road surface.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß von mehreren Kontaktthermometern an einem besonders gefährdeten Fahrbahnabschnitt verschiedene in Gefrierpunktnähe
liegende Temperaturwerte der Luft und des Bodens gemessen und einzeln in einer Zentrale mittels eines Anzeigegerätes nacheinander gemeldet werden.The method according to the invention is characterized in that
that of several contact thermometers on a particularly endangered section of the roadway, different ones close to the freezing point
lying temperature values of the air and the ground can be measured and individually reported one after the other in a control center by means of a display device.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß die Erreichung des Gefrierpunktes auf der Fahrbahnoberfläche durch die Beobachtung der Abkühlungsgeschwindigkeit der Lufttemperatur an einem gefährdeten Straßenabschnitt mit großer Sicherheit vorausgesagt werden kann. Auf diese Weise hat das Unterhaltungspersonal die Möglichkeit, erforderliche Einsätze zur Glättebekämpfung noch rechtzeitig durchzuführen.This has the advantage that the freezing point is reached on the road surface by observing the cooling rate of the air temperature at an endangered Road section can be predicted with great certainty. That way, the entertainment staff has that Possibility of performing necessary missions to combat slippery roads in good time.

Als besonders zweckmäßig und vorteilhaft hat sich dabei in
der Praxis erwiesen, wenn die Kontaktthermometer und/oder das Anzeigegerät für die Luft- und Bodentemperaturen auf Anzeigewerte von + 2° C,+ O0 C, - 2° C und - 6° C eingestellt sind. It has proven to be particularly useful and advantageous in
proven in practice when the contact thermometer and / or the display device for the air and floor temperatures are set to display values of + 2 ° C, + O 0 C, - 2 ° C and - 6 ° C.

Dadurch ist es möglich, die eine Glättebildung verursachenden Kriterien mit großer Sicherheit frühzeitig zu erkennen. Leuchten z. B. in einer Herbstnacht die Alarmlampen für die Lufttemperatur in schneller Reihenfolge hintereinander auf, so
kann der betreffende Straßenmeister unschwer das Absinken der Oberflächentemperatur auf den Gefrierpunkt im Voraus erkennen und rechtzeitig die Glättebildung durch Einsatz von Streufahrzeugen, welche das gefährdete Straßenstück mit der erforderlichen Salzmenge abstreuen, verhindern. This makes it possible to identify the criteria causing slipperiness at an early stage with great certainty. Lights z. B. on an autumn night the alarm lamps for the air temperature in quick succession, see above
The road foreman in question can easily recognize the drop in surface temperature to freezing point in advance and prevent the formation of ice in good time by using gritting vehicles that sprinkle the endangered stretch of road with the required amount of salt.

_ u - 309882/0033_ u - 309882/0033

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist es vorteilhaft, in der Straßenoberfläche eine Temperaturfühleranordnung zu verwenden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mehrere Quecksilberkontaktthermometer mit verschiedenen Kontakttemperaturen in einem etwa drei bis vier cm tief in die Fahrbahndecke eingebauten Metallschutzrohr angeordnet sind, an welchen mindestens ein zur Straßenoberfläche reichendes Kupferblech befestigt ist. Auf diese Weise sind die Temperaturfühler gut geschützt und mittels des oder der Kupferbleche ist gewährleistet, daß die Oberflächentemperaiur der Fahrbahn mit hinreichender Genauigkeit von den Kontaktthermometern erfaßt wird. Der Meßfühler für die Lufttemperatur ist an einem lotrecht stehenden Stab in etwa zwei Meter Höhe neben der Fahrbahn angeordnet.To carry out this method, it is advantageous to use a temperature sensor arrangement in the road surface, which is characterized in that several mercury contact thermometers with different contact temperatures in a three to four cm deep built into the road surface Metal protective tube are arranged, to which at least one copper sheet reaching the road surface is attached. In this way, the temperature sensors are well protected and by means of the copper sheet or sheets it is ensured that the Surface temperature of the road is recorded with sufficient accuracy by the contact thermometers. The probe for the air temperature is arranged on a vertical rod at a height of about two meters next to the roadway.

Das Gerät zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anzeigetafel für jeden eingestellten Temperaturanzeigewert sowohl der Luft- als auch der Bodentemperatur je eine Anzeigelampe angeordnet ist, welche mit dem betreffenden Kontaktthermometer verbunden ist. Dabei ist es vorteilhaft, die den gleichen Anzeigewerten zugeordneten Anzeigelampen der Luft- und Bodenteinperatur jeweils benachbart zueinander anzuordnen, damit die Temperaturänderungen und Temperaturunterschiede zwischen Luft - und Fahrbahnoberfläche leicht erkennbar sind.The device for carrying out the method is according to the invention characterized in that in a display panel for each set temperature display value both the air and The floor temperature is each a display lamp is arranged, which is connected to the relevant contact thermometer. Included It is advantageous to use the indicator lamps for the air and floor temperature assigned to the same display values to be arranged adjacent to each other so that the temperature changes and temperature differences between the air and road surface are easily recognizable.

Während es bei geringen Entfernungen wirtschaftlich noch vertretbar ist, die Fühler in der Fahrbahn mit dem in der Bahnmeisterei befindlichen Meldegerät durch ein besonderes Kabel zu verbinden, ist es bei größeren Entfernungen möglich und aus Kostengründen zweckmäßig, zur Meßwertübertragung von den Temperaturfühlern zur Anzeigetafel ein Adernpaar eines bestehenden Fernmeldekabels zu benutzen, das auch zugleich die Energieversorgung übernimmt und die Signalübertragung mit verschiedenen Tonfrequenzen zu bewerkstelligen hat.While it is still economically justifiable at short distances is, the sensors in the lane with the signaling device located in the railway maintenance office through a special cable to connect, it is possible and expedient for reasons of cost to transmit measured values from the Temperature sensors to the display board to use a pair of wires from an existing telecommunication cable, which is also the Power supply takes over and has to accomplish the signal transmission with different audio frequencies.

309 882/0033309 882/0033

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nun im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:The invention will now be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. It shows:

Fig. 1 die Anordnung von Meßfühlern in der Straßenoberfläche bzw. neben der FahrbahnFig. 1 shows the arrangement of sensors in the road surface or next to the roadway

Fig. 2 eine Fahrbahn-Meßsonde in Draufsicht Fig. 3 ein Anzeigegerät in Frontansicht.FIG. 2 is a top view of a roadway measuring probe. FIG. 3 is a front view of a display device.

In einem erfahrungsgemäß besonders glatteisgefährdeten Strassenabschnitt ist eine Temperatur-Meßsonde 1 etwa drei bis vier cm tief in die Straßendecke 2 eingebaut und an einem neben der Fahrbahn stehenden etwa zwei Meter hohen Stab 3 eine die Lufttemperatur messende Sonde k befestigt.Experience has shown that a section of the road that is particularly prone to ice-slippery conditions has a temperature measuring probe 1 installed about three to four cm deep in the pavement 2, and an air temperature measuring probe k is attached to a bar 3 about two meters high next to the roadway.

Beide Meßsonden 1 und 4 sind gemäß Fig. 2 mit jeweils vier Quecksilberkontaktthermometern 5, 6, 7 und 8 ausgerüstet, die gemeinsam in einem Metallschutzrohr 9 untergebracht sind. Damit die in der Straßendecke eingebaute Temperatur-Meßsonde 1 bzw. die in ihrem Metallschutzrohr 9 untergebrachten Quecksilberkontaktthermometer 5, 6, 7 und 8 die Oberflächentemperatur der Straßendecke 2 genau erfassen können, sind jeweils . an der Stelle wo die einzelnen Quecksilberkontaktthermometer 5, 6, 7 und 8 im Schutzrohr 9 untergebracht sind, am Schutzrohr 9 selbst Kupferbleche 10, 11, 12 und 13 angelötet, die bis zur Fahrbahnoberfläche reichen. Diese Kupferbleche 10, 11, 12 und 13 leiten die Oberflächentemperatur zu den einzelnen Kontaktthermometern und haben zugleich den Vorteil, daß sie aufgrund der Weichheit des Materials gleichmäßig mit der Straßendecke verschleißen und deshalb nicht aus der Straßenoberfläche herauswachsen können.Both measuring probes 1 and 4 are shown in FIG. 2 with four each Mercury contact thermometers 5, 6, 7 and 8 equipped, the are housed together in a protective metal tube 9. So that the temperature measuring probe 1 or the mercury contact thermometer housed in its protective metal tube 9 5, 6, 7 and 8 can accurately detect the surface temperature of the road surface 2 are respectively. at the point where the individual mercury contact thermometers 5, 6, 7 and 8 are housed in the protective tube 9, on the protective tube 9 even soldered copper sheets 10, 11, 12 and 13, which extend to the road surface. These copper sheets 10, 11, 12 and 13 convey the surface temperature to the individual contact thermometers and at the same time have the advantage that they due to the softness of the material wear evenly with the road surface and therefore not from the road surface can grow out.

Die Meßsonde k hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Meßsonde 1 mit dem Unterschied, daß bei ihr auf die Anbringung von Kupferblechen verzichtet werden kann.The measuring probe k has essentially the same structure as the measuring probe 1 with the difference that it does not require the attachment of copper sheets.

~ 6 - 309882/0033~ 6 - 309882/0033

— ο —- ο -

Die einzelnen Quecksilberkontaktthermometer 5, 6, 7 und 8 sowohl der Meßsonde 1 als auch der Meßsonde k sind durch Kabel 23 und 24 jeweils auf Anzeigelampen lh, 15, 16 und 17 bzw. 18, 19, 20 und 21 einer Anzeigetafel 22 geschaltet und ihre Temperaturschaltwerte sind auf + 2 C bzw. +0 C bzw. - 2 C bzw. -6 C eingestellt. Dabei ist aus Fig. 3 erkennbar, daß die dem gleichen Temperaturwert zugeordneten Anzeigelampen Ik und 18 bzw. 15 und 19 bzw. 16 und 20 bzw. 17 und der Meßsonde 1 und der Meßsonde k jeweils übereinander angeordnet sind, so daß einerseits die Temperaturentwicklung und andererseits der Temperaturunterschied zwischen Luft und Fahrbahnoberfläche vom Wartungspersonal gut erkennbar sind.The individual mercury contact thermometers 5, 6, 7 and 8 of both the measuring probe 1 and the measuring probe k are connected by cables 23 and 24 to indicator lamps 1h, 15, 16 and 17 or 18, 19, 20 and 21 of a display panel 22 and theirs Temperature switching values are set to + 2 C or +0 C or - 2 C or -6 C. It can be seen from Fig. 3 that the indicator lamps Ik and 18 or 15 and 19 or 16 and 20 or 17 and the measuring probe 1 and the measuring probe k assigned to the same temperature value are each arranged one above the other, so that on the one hand the temperature development and on the other hand, the temperature difference between the air and the road surface can be easily recognized by the maintenance personnel.

"7- 309882/0033 "7 - 309882/0033

Claims (6)

PatentansprücheClaims 1Λ Verfahren zur Ermittlung von Luft- und Bodentemperaturen — auf bzw. an Straßenoberflächen sowie deren Anzeige mittels ¥arnlampen zwecks Erkennung des Eintritts des Gefrierpunktes bzw. zwecks Voraus erkennung der Bildung von Frostglätte, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren Kontakttheriiiometern (5, 6, 7, 8) an einem besonders gefährdeten Fahrbahnabsehnitt verschiedene in Gefrierpunktnähe liegende Teinperaturwerte (+ 2° C, +00C,- 20C, - 6° C) der Luft und des Bodens gemessen und einzeln in einer Zentralstelle mittels eines Anzeigegerätes (22) optisch nacheinander gemeldet werden.1Λ Method for determining air and ground temperatures - on or on road surfaces and their display by means of ¥ arnlampen for the purpose of detecting the entry of the freezing point or for the purpose of detecting the formation of icy frost in advance, characterized in that several contact thermometers (5, 6, 7 , 8) on a particularly endangered section of the roadway, various temperature values (+ 2 ° C, +0 0 C, - 2 0 C, - 6 ° C) of the air and the ground that are close to freezing point are measured and individually in a central location using a display device (22 ) are optically reported one after the other. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktthermometer (5, 6, 7 und 8) und/oder las Anzeigegerät (22) für die Luft- und Bodentemperaturen auf Anzeigewerte von + 2° C, + O C, - 2° C und - 6° C eingestellt s ind.2. The method according to claim 1, characterized in that the contact thermometer (5, 6, 7 and 8) and / or read display device (22) for the air and floor temperatures set to display values of + 2 ° C, + O C, - 2 ° C and - 6 ° C are. 3. Temperaturfühleranordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Queck— sirberthermometer (5, 6, 7 und 8) mit verschiedenen Kontakttemperaturen in einem etwa drei bis vier em tief in die Fahrbahndecke (2) eingebauten Metallschutzrohr (9) angeordnet sind, an welchem mindestens ein zur Straßenoberfläche reichendes Kupferblech (10, 11, 12, 13) befestigt ist,3. Temperature sensor arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that several Mercury— sirberthermometer (5, 6, 7 and 8) with different contact temperatures in about three to four em deep in the road surface (2) built-in metal protective tube (9) are arranged, on which at least one to the road surface reaching copper sheet (10, 11, 12, 13) is attached, 4. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anzeigetafel (22) für jeden eingestellten Temperaturanzeigewert sowohl der Luft- als auch der Bodentemperatur je eine Anzeigelampe (14, 15, 16, 17 bzw. 18, 19, 20, 21) angeordnet ist, welche mit dem betreffenden Kontaktthermometer (5, 6, 7, 8 bzw. 9) verbunden ist.4. Apparatus for performing the method according to the claims 1 and 2, characterized in that in a display panel (22) for each set temperature display value both the air and the floor temperature each have an indicator lamp (14, 15, 16, 17 or 18, 19, 20, 21) is arranged, which is connected to the relevant contact thermometer (5, 6, 7, 8 or 9). Q309S82/OO33Q309S82 / OO33 5. Gerät nach Anspruch kt dadurch gekennzeichnet, daß die gleichen Anzeigeiverten zugeordneten Anzeigelampen {lh u. "bzw. 15 und 19 bzw. 16 und 20 bzw. 17 und 21) jeweils "benachbart angeordnet sind.5. Apparatus according to claim k t, characterized in that the same indicator lights associated with indicator lamps {lh u. "Or 15 and 19 or 16 and 20 or 17 and 21) are each" arranged adjacent. 6. Gerät nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßwertübertragung von den Temperaturfühlern (l und k) zur Anzeigetafel (22) ein Adernpaar eines "bestehenden Fernrceldekabels benutzt wird, das auch zugleich die Energieversorgung übernimmt.6. Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that a pair of wires of an "existing Fernrceldekabel is used for measured value transmission from the temperature sensors (l and k) to the display panel (22), which also takes over the power supply at the same time. 309882/0033309882/0033
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