JPH03189509A - 道路表面の平均水膜厚の測定装置 - Google Patents
道路表面の平均水膜厚の測定装置Info
- Publication number
- JPH03189509A JPH03189509A JP2263954A JP26395490A JPH03189509A JP H03189509 A JPH03189509 A JP H03189509A JP 2263954 A JP2263954 A JP 2263954A JP 26395490 A JP26395490 A JP 26395490A JP H03189509 A JPH03189509 A JP H03189509A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- subsystem
- water film
- film thickness
- signal
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 14
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
- B60R16/0237—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems circuits concerning the atmospheric environment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
- G01B15/02—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
Landscapes
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Ecology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念の特徴によ
って定義される道路表面の平均水膜厚の測定装置に関す
る。
って定義される道路表面の平均水膜厚の測定装置に関す
る。
〔従来の技術〕
この種類の装置は、すてにＨ，シャルシンク「路面水分
の無接触測定と交通施設への応用」（ウィーン、１９８
６）により公知である。シャルシンクが使用する測定周
波数は１０．６ＧＨｚであるため、一義的な水膜厚測定
は０．８ ｍｍまでしか可能でない。
の無接触測定と交通施設への応用」（ウィーン、１９８
６）により公知である。シャルシンクが使用する測定周
波数は１０．６ＧＨｚであるため、一義的な水膜厚測定
は０．８ ｍｍまでしか可能でない。
しかし、シャルシンクは論文梗概１ページで、大きい水
膜厚に対しては２．５ＧＨｚまたは０．４４ＧＨｚを用
いなければならない、と述べている。
膜厚に対しては２．５ＧＨｚまたは０．４４ＧＨｚを用
いなければならない、と述べている。
しかしながら、低い周波数を用いる場合、特に水膜厚の
下方測定範囲で測定結果が比較的不正確になることを考
慮しなければならない。
下方測定範囲で測定結果が比較的不正確になることを考
慮しなければならない。
ＤＢ−ＡＳ２７１２１９９およびＥＰＯＯＯ５６９６に
より、特定の波長の光源を用いて道路表面を照射し、路
面から反射する光を測定することによって道路の滑りや
すさを警告する装置が公知である。その際、光の波長は
、氷の最大吸収率に相当するように選択される。この装
置の場合、氷の吸収帯が水および水蒸気とわずかに異な
る点を利用する。それによって、濡れた路面においても
、凍結時点を正確に把握できる。
より、特定の波長の光源を用いて道路表面を照射し、路
面から反射する光を測定することによって道路の滑りや
すさを警告する装置が公知である。その際、光の波長は
、氷の最大吸収率に相当するように選択される。この装
置の場合、氷の吸収帯が水および水蒸気とわずかに異な
る点を利用する。それによって、濡れた路面においても
、凍結時点を正確に把握できる。
この装置の欠点は、水膜厚測定ができないことである。
しかも、測定結果は泥などによる発信器と受信器の汚れ
に大きく左右される。
に大きく左右される。
さらに、ＤＥ−Ｏ３２９１２６４５により、凍結時にマ
イクロ波ビームの反射の変化を測定することによって路
面の滑りやすさを検知する警告装置が公知である。この
装置の欠点も、やはり水膜厚測定ができないことである
。
イクロ波ビームの反射の変化を測定することによって路
面の滑りやすさを検知する警告装置が公知である。この
装置の欠点も、やはり水膜厚測定ができないことである
。
ＤＢ−Ｏ３３０２３４４４により赤外線を用いる路面状
態探知装置が公知である。道路のその都度の状態は受信
された散乱・反射光線を評価することによって判定する
。この装置によって濡れた路面の水膜厚を測定すること
は不可能である。
態探知装置が公知である。道路のその都度の状態は受信
された散乱・反射光線を評価することによって判定する
。この装置によって濡れた路面の水膜厚を測定すること
は不可能である。
最後に、水分および温度の感知器を路面下に取り付ける
路面状態探知装置が公知である（ＤＢ−Ｏ３３０２３４
４４の５ペ一ジ１５〜２５行参照）。しかしながら、こ
のような装置は、感知器の取付けに多大の道路工事を要
し、また、路面下に取り付けた感知器は交通荷重によっ
て破損しやすく、保守に多くの時間と労力を費やすこと
が予想される。
路面状態探知装置が公知である（ＤＢ−Ｏ３３０２３４
４４の５ペ一ジ１５〜２５行参照）。しかしながら、こ
のような装置は、感知器の取付けに多大の道路工事を要
し、また、路面下に取り付けた感知器は交通荷重によっ
て破損しやすく、保守に多くの時間と労力を費やすこと
が予想される。
発明の課題は、冒頭に記載した装置を改良し、簡単な方
法で水膜を数ミリメートルまで無接触および高い精度で
測定できるようにすることである。
法で水膜を数ミリメートルまで無接触および高い精度で
測定できるようにすることである。
この課題は発明において、特許請求の範囲第１項の特徴
部の特徴によって解決される。
部の特徴によって解決される。
発明の特に有利な実施例を、特許請求の範囲第２項以下
に記載する。
に記載する。
発明の基礎となる思想は、測定せらるべき全水膜厚範囲
を複数の部分範囲に分割し、各々の部分範囲をそれぞれ
の部分範囲で高い測定精度が得られるように選択した種
々の送信周波数で測定することである。種々の周波数で
作動するサブシステムは互いに結合し、各々の水膜厚に
おいて信号レベルと水膜厚の間に一義的な対応関係が成
立する。
を複数の部分範囲に分割し、各々の部分範囲をそれぞれ
の部分範囲で高い測定精度が得られるように選択した種
々の送信周波数で測定することである。種々の周波数で
作動するサブシステムは互いに結合し、各々の水膜厚に
おいて信号レベルと水膜厚の間に一義的な対応関係が成
立する。
つまり、干渉に基づく不正確が避けられる。
このシステムは、水膜厚をミリメートル範囲で無接触に
測定できる。このシステムは後から取り付けることも簡
単である。水膜厚を測定する際に平均値を求める対象と
なる表面積は、送信アンテナの選択とその表面からの距
離によって決定できる。道路上に固定するほか、車両の
下に取り付け、運転手に路面状態を自動的に知らせるこ
とも考えられる。
測定できる。このシステムは後から取り付けることも簡
単である。水膜厚を測定する際に平均値を求める対象と
なる表面積は、送信アンテナの選択とその表面からの距
離によって決定できる。道路上に固定するほか、車両の
下に取り付け、運転手に路面状態を自動的に知らせるこ
とも考えられる。
以下に、発明のこのほかの詳細ならびに長所を実施例と
図面に基づいて詳しく説明する。
図面に基づいて詳しく説明する。
第１図に、フィルタ２および送信アンテナ（例：誘電レ
ンズのある、またはないホーンアンテナ）を後置した信
号源（例：ガン発信器、水晶発信器）を符号１で示す。
ンズのある、またはないホーンアンテナ）を後置した信
号源（例：ガン発信器、水晶発信器）を符号１で示す。
アンテナ３から生じる電磁波４が道路６上の水膜５に達
する。反射した電磁波７は別のアンテナ８によりフィル
タ９を介して検波器１０に送られる。検波器はマイクロ
波検波器（整流器）または整流器を後置したミクサ・フ
ィルタ複合体（ヘテロゲイン受信器）であることができ
る。検知器１０には低域フィルタ１１および増幅器１２
が接続されている。情報処理・表示装置１３において測
定信号の解析が行われ、その結果を出力１４から取り出
すことができる。
する。反射した電磁波７は別のアンテナ８によりフィル
タ９を介して検波器１０に送られる。検波器はマイクロ
波検波器（整流器）または整流器を後置したミクサ・フ
ィルタ複合体（ヘテロゲイン受信器）であることができ
る。検知器１０には低域フィルタ１１および増幅器１２
が接続されている。情報処理・表示装置１３において測
定信号の解析が行われ、その結果を出力１４から取り出
すことができる。
送信部および受信部の給電は、電源ユニット１５を介し
て行う。送信アンテナ３および受信アンテナ８は、路面
上の垂線に対しα、もしくはα８の角度で配置されてい
る。角度α、＝α、は０〜３０゜の間で選択するのが有
利である。これより大きい角度および角度α、≠α、も
同様に可能である。
て行う。送信アンテナ３および受信アンテナ８は、路面
上の垂線に対しα、もしくはα８の角度で配置されてい
る。角度α、＝α、は０〜３０゜の間で選択するのが有
利である。これより大きい角度および角度α、≠α、も
同様に可能である。
ビームは水平、垂直、円形または楕円形に偏波すること
ができる。
ができる。
以下に、それ自体公知の回路装置の動作方式を簡単に説
明する。
明する。
信号源１から発生するマイクロ波ビームはフィルタ２を
通過した後、アンテナ３を介して検知せらるべき水膜５
の表面に放射される。このときフィルタ２は関係当局が
認める周波数範囲以外の周波数を排除する働きをする。
通過した後、アンテナ３を介して検知せらるべき水膜５
の表面に放射される。このときフィルタ２は関係当局が
認める周波数範囲以外の周波数を排除する働きをする。
照射された表面から反射するビーム７の一部は、アンテ
ナ８または図示しない方向性結合器を後置した送信アン
テナ３を介して受信される。フィルタ９を通過した後、
マイクロ波ビームは検波器１０によって整流される。検
波器１０は、マイクロ波ビームの強さと検波器出力電圧
の間に直線的関係が成立する特性曲線の方形範囲で運転
される。
ナ８または図示しない方向性結合器を後置した送信アン
テナ３を介して受信される。フィルタ９を通過した後、
マイクロ波ビームは検波器１０によって整流される。検
波器１０は、マイクロ波ビームの強さと検波器出力電圧
の間に直線的関係が成立する特性曲線の方形範囲で運転
される。
あるいは、マイクロ波ビームはミクサにおいて最初によ
り低い周波数に混合され、濾過されのち、検波器によっ
て整流される。さらに、受信されたマイクロ波ビームは
、検波器に到達する前に図示しない前置増幅器により高
いレベルに引き上げることができる。
り低い周波数に混合され、濾過されのち、検波器によっ
て整流される。さらに、受信されたマイクロ波ビームは
、検波器に到達する前に図示しない前置増幅器により高
いレベルに引き上げることができる。
整流器１０の出口に生じる信号電圧は、別のフィルタ（
積分器）１１を通過した後、増幅器１２において所要の
出力電圧レベルに高められる。情報処理・表示装置１３
において照射された表面の水膜厚ｄに依存する信号電圧
Ｕ５を取り出し、処理する。
積分器）１１を通過した後、増幅器１２において所要の
出力電圧レベルに高められる。情報処理・表示装置１３
において照射された表面の水膜厚ｄに依存する信号電圧
Ｕ５を取り出し、処理する。
第２図に、種々の周波数における信号レベルＵｓと検知
せらるべき路面の水膜厚ｄの関係をαＳαＥ＝１５°に
ついて示す。その際、番号１６は周波数２４．１５ＧＨ
ｚに対する信号レベル曲線、番号１７は周波数２．４５
ＧＨｚに対する信号レベル曲線、および番号１８は周波
数０．４３４ＧＨｚに対する信号レベル曲線を表す（信
号レベル曲線は路面の状態（例：材料、湾曲、粗さ）に
よって図示した曲線と若干具なることがある）。
せらるべき路面の水膜厚ｄの関係をαＳαＥ＝１５°に
ついて示す。その際、番号１６は周波数２４．１５ＧＨ
ｚに対する信号レベル曲線、番号１７は周波数２．４５
ＧＨｚに対する信号レベル曲線、および番号１８は周波
数０．４３４ＧＨｚに対する信号レベル曲線を表す（信
号レベル曲線は路面の状態（例：材料、湾曲、粗さ）に
よって図示した曲線と若干具なることがある）。
マイクロ波システムを実際に使用するための周辺条件は
、関係当局が許可する周波数でのみ運転が許されること
である。許可は通常産業利用に指定された周波数につい
てのみ得られる（例：０．４３３０５〜０．４３４７９
ＧＨｚ、２．４０〜２．５０ＧＨｚ 、２４．０〜２４
、２５ＧＨｚ）。
、関係当局が許可する周波数でのみ運転が許されること
である。許可は通常産業利用に指定された周波数につい
てのみ得られる（例：０．４３３０５〜０．４３４７９
ＧＨｚ、２．４０〜２．５０ＧＨｚ 、２４．０〜２４
、２５ＧＨｚ）。
第３図に、サブシステム２０．３０および４０からなる
発明による装置を示す。各々のサブシステムは、概ね第
１図に示す構造を有する（例外；情報処理・表示装置１
３）。さらに、サブシステム２０．３０および４０を結
合・励磁する装置は、走査・制御装置を包含し、信号解
析装置は信号処理装置６０を包含する。
発明による装置を示す。各々のサブシステムは、概ね第
１図に示す構造を有する（例外；情報処理・表示装置１
３）。さらに、サブシステム２０．３０および４０を結
合・励磁する装置は、走査・制御装置を包含し、信号解
析装置は信号処理装置６０を包含する。
サブシステム２０．３０および４０には、図式的に信号
源（２１，３１，４１） 、アンテナ（２２，２３；３
２．３３ ；４２、４３）および受信器（２４，３４，
４４）を示す。サブシステム２０．３０および４０の信
号源２１．３１および４１は、導線５１．５２および５
３を介して走査・制御装置と結合している。サブシステ
ム２０．３０および４０の出力信号は、導線２５．３５
右よび４５を介して信号処理装置６０に、また他の導線
５４．５５および５６を介して走査・制御装置５０に到
達する。
源（２１，３１，４１） 、アンテナ（２２，２３；３
２．３３ ；４２、４３）および受信器（２４，３４，
４４）を示す。サブシステム２０．３０および４０の信
号源２１．３１および４１は、導線５１．５２および５
３を介して走査・制御装置と結合している。サブシステ
ム２０．３０および４０の出力信号は、導線２５．３５
右よび４５を介して信号処理装置６０に、また他の導線
５４．５５および５６を介して走査・制御装置５０に到
達する。
図示した実施例において、信号処理装置６０は概ね、導
線２５．３５および４５を介してＯＲゲート６４の入力
と結合した電子的に制御可能な３つの開閉器６１、６２
および６３からなる。ＯＲゲートの出力は符号６５で示
す。開閉器６１．６２および６３の制御端子は、導線５
７．５８および５９を介してやはり走査・制御装置５０
と結合している。
線２５．３５および４５を介してＯＲゲート６４の入力
と結合した電子的に制御可能な３つの開閉器６１、６２
および６３からなる。ＯＲゲートの出力は符号６５で示
す。開閉器６１．６２および６３の制御端子は、導線５
７．５８および５９を介してやはり走査・制御装置５０
と結合している。
以下に、第３図に示す回路装置の動作方式を詳しく説明
する。第１サブシステム２０は周波数２４．１５ＧＨ２
、第２サブシステムは周波数約２．４５ＧＨｚおよび第
３サブシステムは周波数約０．４３４ＧＨｚで作動する
と仮定する。
する。第１サブシステム２０は周波数２４．１５ＧＨ２
、第２サブシステムは周波数約２．４５ＧＨｚおよび第
３サブシステムは周波数約０．４３４ＧＨｚで作動する
と仮定する。
まず、サブシステム２０が導線５１を介して走査・制御
装置５０の最高動作周波数で作動する。次に、アンテナ
２２が電磁波を水で覆われた道路６ （第１図）に放射
し、反射した電磁波がアンテナ２３に到達する。適当に
増幅された信号電圧ＵＳＩが、導線２５および開閉器６
１を介してＯＲゲート６４に送られ、このＯＲゲートの
出力６５に適当な信号値が生じる。
装置５０の最高動作周波数で作動する。次に、アンテナ
２２が電磁波を水で覆われた道路６ （第１図）に放射
し、反射した電磁波がアンテナ２３に到達する。適当に
増幅された信号電圧ＵＳＩが、導線２５および開閉器６
１を介してＯＲゲート６４に送られ、このＯＲゲートの
出力６５に適当な信号値が生じる。
同時に信号値ＵＳＩは、導線５４を介して走査・制御装
置に送られる。この装置は、値ＵＳＩと測定曲線１６（
第２図）から生じる限界値ＬＪｔ＋とを絶えず比較する
。限界値ＵＴ＋はサブシステム１にとって、それ以上は
水膜厚の測定において十分な精度（直線性）と−後件が
得られない最大値を表す。
置に送られる。この装置は、値ＵＳＩと測定曲線１６（
第２図）から生じる限界値ＬＪｔ＋とを絶えず比較する
。限界値ＵＴ＋はサブシステム１にとって、それ以上は
水膜厚の測定において十分な精度（直線性）と−後件が
得られない最大値を表す。
ＵＳＩ ＜ ＵＴＩの場合、信号処理装置６０の開閉器
６１は閉じているため、サブシステム２０の出力電圧Ｕ
ｓ＋が装置６０の出力６５に印加される。
６１は閉じているため、サブシステム２０の出力電圧Ｕ
ｓ＋が装置６０の出力６５に印加される。
ＵＳＩ≧ＵＴ＋の場合、制御信号は導線５７を介して開
閉器６１に到達し、開閉器６１は開く。同時に導線５８
を介して開閉器６１が閉じ、信号処理装置６０の出力６
５はサブシステム３０の出力と結合している。さらに、
走査・制御装置は第１サブシステムを停止させ、第２サ
ブシステムおよび第３サブシステム４０を作動させる。
閉器６１に到達し、開閉器６１は開く。同時に導線５８
を介して開閉器６１が閉じ、信号処理装置６０の出力６
５はサブシステム３０の出力と結合している。さらに、
走査・制御装置は第１サブシステムを停止させ、第２サ
ブシステムおよび第３サブシステム４０を作動させる。
第２サブシステムにおいても上記と類似に信号電圧ＵＳ
２は走査・制御装置によって絶えず監視され、限界値Ｕ
Ｔ□（第２図参照）と比較される。限界値Ｕア２は信号
電圧ＵＳ２についてそれ以上十分な精度が得られない測
定曲線１７の限界値を表す。第２図に示すようにＵＳ２
は全測定範囲において平均水膜［ｄとの一義的な関係を
示さない。なぜならば、約６．５〜１０．５ｍｍの間に
信号電圧０５２が限界値ＵＴ２より小さい第２の範囲り
が存在するからである。そのため、Ｕｓ□は平均水膜厚
約２証、７．２ ｍｍおよび１０ｍｍにおいて等しい値
を示す。一義的な水膜厚測定結果を得るために、発明に
おいてサブシステム３０と一緒に第３サブシステム４０
を作動させることを提案する。それによって、Ｕ７２）
が、範囲Ｂにおける水膜厚に基づき、曲線１７の最高域
の左側に位置する値であることが保証される。これは、
ＵＳ３がＵＴ３より小さい場合も全く同様である。その
際、ＵＳ３は受信器４４の信号電圧であり、ＵＴ３は第
３サブシステム４０の測定範囲Ｃが開始する信号電圧の
限界値である。
２は走査・制御装置によって絶えず監視され、限界値Ｕ
Ｔ□（第２図参照）と比較される。限界値Ｕア２は信号
電圧ＵＳ２についてそれ以上十分な精度が得られない測
定曲線１７の限界値を表す。第２図に示すようにＵＳ２
は全測定範囲において平均水膜［ｄとの一義的な関係を
示さない。なぜならば、約６．５〜１０．５ｍｍの間に
信号電圧０５２が限界値ＵＴ２より小さい第２の範囲り
が存在するからである。そのため、Ｕｓ□は平均水膜厚
約２証、７．２ ｍｍおよび１０ｍｍにおいて等しい値
を示す。一義的な水膜厚測定結果を得るために、発明に
おいてサブシステム３０と一緒に第３サブシステム４０
を作動させることを提案する。それによって、Ｕ７２）
が、範囲Ｂにおける水膜厚に基づき、曲線１７の最高域
の左側に位置する値であることが保証される。これは、
ＵＳ３がＵＴ３より小さい場合も全く同様である。その
際、ＵＳ３は受信器４４の信号電圧であり、ＵＴ３は第
３サブシステム４０の測定範囲Ｃが開始する信号電圧の
限界値である。
前記から明らかなように、第２サブシステム３０で水膜
厚測定を行う際、必ず第３サブシステムの信号電圧ＵＳ
３も検知し、走査・制御装置５０（第３図）によって監
視しなければならない。限界値ＵＴ３を越えると、制御
導線５８を介して開閉器６２が開き、制御回線５９を介
して開閉器６３が閉じるため、信号処理装置６０の出力
には第３サブシステムの信号電圧ＵＳ３が発生する。こ
れによって同時に、曲線１７（第２図）の左側上昇部に
対応するＵＳａのみが出力６５に到達することが保証さ
れる。かくして、一義的な測定が行われる。
厚測定を行う際、必ず第３サブシステムの信号電圧ＵＳ
３も検知し、走査・制御装置５０（第３図）によって監
視しなければならない。限界値ＵＴ３を越えると、制御
導線５８を介して開閉器６２が開き、制御回線５９を介
して開閉器６３が閉じるため、信号処理装置６０の出力
には第３サブシステムの信号電圧ＵＳ３が発生する。こ
れによって同時に、曲線１７（第２図）の左側上昇部に
対応するＵＳａのみが出力６５に到達することが保証さ
れる。かくして、一義的な測定が行われる。
第２図に、サブシステム２０．３０および４０に対応す
る測定範囲をＡ、 ＢおよびＣで示す。信号電圧の対応
する曲線部分は実線で記入する。信号電圧ＵＳＩ、 Ｕ
ｓ。およびＵＳ３を測定範囲の限界に調整することは、
信号電圧ＵＳ＋が測定周期Ａの終点、つまり限界値Ｕア
、において対応する信号電圧ＵＳ２と等しくなるように
信号電圧を増幅することによって行われる。さらに、限
界値ＵＴ３における電圧ＵＳ３が対応する限界電圧Ｕア
２に等しくなるように信号電圧ＵＳ３を増幅しなければ
ならない。信号レベルを測定範囲の限界に調整すること
によって、信号電圧Ｕ、はその都度使用する受信周波数
にかかわりなく水膜厚ｄとともに連続的に上昇する。
る測定範囲をＡ、 ＢおよびＣで示す。信号電圧の対応
する曲線部分は実線で記入する。信号電圧ＵＳＩ、 Ｕ
ｓ。およびＵＳ３を測定範囲の限界に調整することは、
信号電圧ＵＳ＋が測定周期Ａの終点、つまり限界値Ｕア
、において対応する信号電圧ＵＳ２と等しくなるように
信号電圧を増幅することによって行われる。さらに、限
界値ＵＴ３における電圧ＵＳ３が対応する限界電圧Ｕア
２に等しくなるように信号電圧ＵＳ３を増幅しなければ
ならない。信号レベルを測定範囲の限界に調整すること
によって、信号電圧Ｕ、はその都度使用する受信周波数
にかかわりなく水膜厚ｄとともに連続的に上昇する。
関連する特性曲線を得る他の方法は、測定周期Ａおよび
Ｂの限界における信号電圧ＵＳＩおよびＵＳ２をオフセ
ット電圧Ｕ。Ｆ、を付加することによって調整するもの
である。測定周期Ｂから測定周期Ｃへの移行部において
、信号電圧レベルＵ、２およびＯ５３も追加直流電圧レ
ベルＵ。Ｆ、を付加することによって調整する。測定範
囲Ａ、 ＢおよびＣの限界における信号電圧の付加調整
によって、前記の解決におけるように、信号電圧Ｕ、は
水膜厚ｄとともに連続的に上昇する。
Ｂの限界における信号電圧ＵＳＩおよびＵＳ２をオフセ
ット電圧Ｕ。Ｆ、を付加することによって調整するもの
である。測定周期Ｂから測定周期Ｃへの移行部において
、信号電圧レベルＵ、２およびＯ５３も追加直流電圧レ
ベルＵ。Ｆ、を付加することによって調整する。測定範
囲Ａ、 ＢおよびＣの限界における信号電圧の付加調整
によって、前記の解決におけるように、信号電圧Ｕ、は
水膜厚ｄとともに連続的に上昇する。
測定範囲の限界における信号電圧ＵＳＩ、 ＵＳ２およ
びＵ Ｓ ３の調整は、信号電圧増幅と電圧付加を組み
合わせることによっても可能である。この複合電圧調整
によって、マイクロ波システムの信号電圧特性、すなわ
ち信号出力電圧Ｕ、と水膜厚ｄの関係を最適化できる。
びＵ Ｓ ３の調整は、信号電圧増幅と電圧付加を組み
合わせることによっても可能である。この複合電圧調整
によって、マイクロ波システムの信号電圧特性、すなわ
ち信号出力電圧Ｕ、と水膜厚ｄの関係を最適化できる。
この最適化は、たとえばＵＳ （ｄ）特性の直線性を
基準として行うことができる。
基準として行うことができる。
直線性に関するＵＳ （ａ）特性の最適化は、受信器
２４．３４および４４に含まれたＵｓ （ｄ）特性の
非直線性に調整された増幅特性を有する増幅器によって
も実現できる。さらに、Ｕｓ （ｄ）特性の直線化は
、受信器２４．３４および４４に配置されたアナログ・
デジタル変換器および後置半導体メモリを用いて行うこ
とができる。これらのメモリには、メモリ出力において
信号電圧Ｕ、を直線化する補正値が記憶される。
２４．３４および４４に含まれたＵｓ （ｄ）特性の
非直線性に調整された増幅特性を有する増幅器によって
も実現できる。さらに、Ｕｓ （ｄ）特性の直線化は
、受信器２４．３４および４４に配置されたアナログ・
デジタル変換器および後置半導体メモリを用いて行うこ
とができる。これらのメモリには、メモリ出力において
信号電圧Ｕ、を直線化する補正値が記憶される。
発明による装置によって測定動作を自動修正できること
は言うまでもない。走査・制御装置にマイクロプロセッ
サを使用する場合は、プログラムを変更するだけでよい
。たとえば、降雨開始時にすべてのサブシステム２０．
３０および４０を導線５１゜５２および５３を介して作
動させることが有利である。
は言うまでもない。走査・制御装置にマイクロプロセッ
サを使用する場合は、プログラムを変更するだけでよい
。たとえば、降雨開始時にすべてのサブシステム２０．
３０および４０を導線５１゜５２および５３を介して作
動させることが有利である。
それぞれの信号値Ｕ、１、Ｕ、、およびＵＳ３は導線５
４゜５５および５６を介して走査・制御装置に送られ、
そこで対応する限界値と比較される。次に、第２図に示
す測定範囲Ａ、 ＢおよびＣに応じ、これらの信号電圧
の１つが信号処理装置６０に接続され、信号処理装置６
０は３つのサブシステムのいずれが信号出力６５に接続
されたかを登録する。
４゜５５および５６を介して走査・制御装置に送られ、
そこで対応する限界値と比較される。次に、第２図に示
す測定範囲Ａ、 ＢおよびＣに応じ、これらの信号電圧
の１つが信号処理装置６０に接続され、信号処理装置６
０は３つのサブシステムのいずれが信号出力６５に接続
されたかを登録する。
それぞれの測定範囲を確定するために、たとえば第３サ
ブシステム４０を作動させ、このシステムで測定された
信号電圧ＵＳ３を利用することができる。
ブシステム４０を作動させ、このシステムで測定された
信号電圧ＵＳ３を利用することができる。
第１図は、すでにシャルシンクによって記述された公知
のマイクロ波測定構成を表す。 第２図は、種々の周波数における反射と平均水膜厚の相
関関係を表す。 第３図は、３つのサブシステムからなる発明による装置
を表す。 １・・・マイクロ波を発生する信号源、２・・・フィル
タ、 ３・・・アンテナ、４・・・電磁波、
５・・・水膜、６・・・道路、 ７・・・
反射電磁波、８・・・アンテナ、 ９・・・フィ
ルタ、１０・・・検波器、 １１・・・フィルタ
（積分器）１２・・・増幅器、 １３・・・データ処理・表示装置、 １４・・・データ処理・表示装置の出力、１５・・・電
源ユニット、 １６・・・周波数２４．１５ＧＨｚに対する測定曲線、
１７・・・周波数２．４１５６）ｌｚに対する測定曲線
、１８・・・周波数０．４３４ＧＨｚに対する測定曲線
、２０・・・第１サブシステム（最大動作周波数）、２
１・・・信号源、 ２２・・・アンテナ、２３・
・・アンテナ、２４・・・受信器、２５・・・電線、３
０・・・第２サブシステム、３１・・・信号源、３２・
・・アンテナ、３３・・・アンテナ、３４・・・受信器
、３５・・・電線、 ４０・・・第３サブシス
テム、４１・・・信号源、 ４２・・・アンテナ
、４３・・・アンテナ、 ４４・・・受信器、４５
・・・電線、 ５０・・・走査・制御装置、５
１〜５９・・・導線、 ６０・・・信号処理装置、
６１〜６３・・・開閉器、 ６４・・・ＯＲゲート、
６５・・・信号処理装置６０の出力。
のマイクロ波測定構成を表す。 第２図は、種々の周波数における反射と平均水膜厚の相
関関係を表す。 第３図は、３つのサブシステムからなる発明による装置
を表す。 １・・・マイクロ波を発生する信号源、２・・・フィル
タ、 ３・・・アンテナ、４・・・電磁波、
５・・・水膜、６・・・道路、 ７・・・
反射電磁波、８・・・アンテナ、 ９・・・フィ
ルタ、１０・・・検波器、 １１・・・フィルタ
（積分器）１２・・・増幅器、 １３・・・データ処理・表示装置、 １４・・・データ処理・表示装置の出力、１５・・・電
源ユニット、 １６・・・周波数２４．１５ＧＨｚに対する測定曲線、
１７・・・周波数２．４１５６）ｌｚに対する測定曲線
、１８・・・周波数０．４３４ＧＨｚに対する測定曲線
、２０・・・第１サブシステム（最大動作周波数）、２
１・・・信号源、 ２２・・・アンテナ、２３・
・・アンテナ、２４・・・受信器、２５・・・電線、３
０・・・第２サブシステム、３１・・・信号源、３２・
・・アンテナ、３３・・・アンテナ、３４・・・受信器
、３５・・・電線、 ４０・・・第３サブシス
テム、４１・・・信号源、 ４２・・・アンテナ
、４３・・・アンテナ、 ４４・・・受信器、４５
・・・電線、 ５０・・・走査・制御装置、５
１〜５９・・・導線、 ６０・・・信号処理装置、
６１〜６３・・・開閉器、 ６４・・・ＯＲゲート、
６５・・・信号処理装置６０の出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水膜（５）の表面におけるマイクロ波の反射を測定
する道路表面（６）の平均水膜厚（ｄ）の測定装置にお
いて、 ・装置が信号源（２１、３１、４１）および受信器（２
４、３４、４４）を各々１個包含する少なくとも２つの
サブシステム（２０、３０、４０）からなること、・個
々のサブシステム（２０、３０、４０）が、各々の周波
数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）に対応する最大測定精度（Ａ、
Ｂ、Ｃ）の測定範囲が互いに連続し、かつ、所定の測定
せらるべき水膜圧範囲をカバーするように選択された種
々の周波数 （ｆ１、ｆ２、ｆ３）によって作動すること、・サブシ
ステム（２０、３０、４０）が、適当な水膜厚（ｄ）に
おいて最大測定精度を有するサブシステム（２０、３０
、４０）を励磁する走査・制御装置（５０）と結合して
いること、 を特徴とする装置。 ２、測定範囲０≦ｄ≦１０ｍｍに対する水膜厚ｄの測定
装置が３つのサブシステム（２０、３０、４０）を包含
すること、第１サブシステム（２０）の周波数が２４〜
２４．２５ＧＨｚ、第２サブシステム（３０）の周波数
が２．４〜２．５ＧＨｚおよび第３サブシステム（４０
）の周波数が０．４３３〜０．４３４ＧＨｚの間にある
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、最初に第１サブシステム（２０）を励磁すること、
第１サブシステムに包含された受信器（２４）の信号電
圧Ｕ＿Ｓ＿１の所定の限界値Ｕ＿Ｔ＿１を越えると第２
および第３サブシステム（３０、４０）が投され、水膜
厚測定ｄを最初に第２サブシステムによって行い、その
際、第３サブシステムに包含された受信器（４４）の信
号電圧Ｕ＿Ｓ＿３を第２サブシステム（３０）の測定範
囲（Ｂ）の一義的な定義に利用すること、および第２サ
ブシステムに包含された受信器（３４）の信号電圧Ｕ＿
Ｓ＿２の所定の限界値Ｕ＿Ｔ＿１を越えると第３サブシ
ステム（４０）を水膜厚測定に利用することを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の装置を運転する方法。 ４、最初に第３サブシステム（４０）を励磁すること、
測定された信号電圧Ｕ＿Ｓ＿３を用いて、個々のサブシ
ステム（２０、３０、４０）の最大精度のいずれの範囲
（Ａ、Ｂ、Ｃ）が存在するかを確認すること、および次
に、適当なサブシステム（２０、３０、４０）によって
水膜厚測定を行うことを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の装置を運転する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3940710A DE3940710A1 (de) | 1989-12-09 | 1989-12-09 | Vorrichtung zur ermittlung der mittleren wasserfilmdicke auf strassenoberflaechen |
| DE3940710.1 | 1989-12-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03189509A true JPH03189509A (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=6395122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2263954A Pending JPH03189509A (ja) | 1989-12-09 | 1990-10-03 | 道路表面の平均水膜厚の測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5105157A (ja) |
| EP (1) | EP0432360A3 (ja) |
| JP (1) | JPH03189509A (ja) |
| DE (1) | DE3940710A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08210993A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-08-20 | Hughes Aircraft Co | 表面状態検知システム |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4110786C2 (de) * | 1991-04-04 | 1996-06-13 | Heidelberger Druckmasch Ag | Vorrichtung zur Ermittlung der Schichtdicke eines Feuchtmittels |
| US5440238A (en) * | 1991-11-07 | 1995-08-08 | Sandia Corporation | Surface property detection apparatus and method |
| US5652522A (en) * | 1995-09-21 | 1997-07-29 | Hughes Electronics | Dielectric-loaded surface-condition sensor and method |
| ATE215217T1 (de) | 1997-09-09 | 2002-04-15 | Boschung Mecatronic Ag | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines signals in abhängigkeit eines flüssigkeitsfilmes auf einer fläche |
| FR2772128B1 (fr) * | 1997-12-09 | 2000-01-28 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif et procede de detection d'eau sur un pare-brise et systeme d'essuie-glace automatique incluant ce dispositif |
| EP0947812A1 (de) * | 1998-03-28 | 1999-10-06 | Endress + Hauser GmbH + Co. | Mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmessgerät |
| US6166645A (en) * | 1999-01-13 | 2000-12-26 | Blaney; Kevin | Road surface friction detector and method for vehicles |
| DE10025574C2 (de) * | 2000-05-24 | 2002-04-04 | Wieland Werke Ag | Klassifikation der Oberflächenbeschaffenheit von Wärmetauscherrohren mittels der Radar-Doppler-Spektroskopie |
| KR20060009387A (ko) * | 2003-06-13 | 2006-01-31 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 측정장치 |
| FR2872897B1 (fr) * | 2004-07-06 | 2006-10-13 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique de mesure de l'epaisseur d'un milieu au moins partiellement transparent |
| CN102645186B (zh) * | 2012-05-10 | 2014-05-07 | 东南大学 | 一种基于双线性插值算法的水膜厚度传感器实现方法 |
| KR101406504B1 (ko) * | 2013-05-15 | 2014-06-13 | 기아자동차주식회사 | 차량의 냉각수부족 진단방법 및 시스템 |
| CN107084691A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-08-22 | 苏州曼德克光电有限公司 | 一种水膜厚度传感器 |
| CN112146584B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-07-01 | 重庆光年感知科技有限公司 | 一种精准测量路面水膜厚度的激光检测算法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3258688A (en) * | 1966-06-28 | Microwave thickness measuring apparatus | ||
| US2640190A (en) * | 1945-09-04 | 1953-05-26 | Rines Robert Harvey | System for measuring the thickness of opaque objects |
| US3665466A (en) * | 1970-03-20 | 1972-05-23 | Exxon Production Research Co | Determination of ice thickness |
| US4052666A (en) * | 1976-04-15 | 1977-10-04 | Nasa | Remote sensing of vegetation and soil using microwave ellipsometry |
| DE2712199C2 (de) * | 1977-03-19 | 1979-05-03 | Peter Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8000 Muenchen Decker | Vorrichtung zum Warnen vor Straßenglätte |
| US4075555A (en) * | 1977-03-25 | 1978-02-21 | Canadian Patents And Development Limited | Electronic phase comparison apparatus for the remote measurement of layer thickness |
| DE2912645C2 (de) * | 1979-03-30 | 1982-07-15 | Georg Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8152 Feldkirchen-Westerham Spinner | Vorrichtung zum Warnen vor Straßenglätte |
| JPS6015015B2 (ja) * | 1979-06-29 | 1985-04-17 | 株式会社 レオ技研 | 路面水分検知装置 |
| DE3107675C2 (de) * | 1981-02-28 | 1985-06-20 | Elektro-Physik Hans Nix & Dr.-Ing. E. Steingroever KG, 5000 Köln | Verfahren und Vorrichtung zur elektronischen Messung der Dicke sehr dünner elektrisch leitfähiger Schichten auf nichtleitendem Trägermaterial |
| AT400988B (de) * | 1983-11-07 | 1996-05-28 | Strahlen Umweltforsch Gmbh | Verfahren zur messung wetterbedingter zustandsänderungen an der oberfläche von verkehrsflächen und vorrichtung zum durchführen des verfahrens |
| US4623835A (en) * | 1984-03-14 | 1986-11-18 | Medical College Of Wisconsin, Inc. | Web thickness sensor using loop-gap resonator |
| US4789820A (en) * | 1986-01-08 | 1988-12-06 | Hercules Incorporated | Apparatus and method for sensing multiple parameters of sheet material |
| DE3768767D1 (en) * | 1986-11-12 | 1991-04-25 | Atomic Energy Authority Uk | Duennschichtmonitor. |
-
1989
- 1989-12-09 DE DE3940710A patent/DE3940710A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-08-03 EP EP19900114942 patent/EP0432360A3/de not_active Ceased
- 1990-10-03 JP JP2263954A patent/JPH03189509A/ja active Pending
- 1990-12-06 US US07/623,161 patent/US5105157A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08210993A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-08-20 | Hughes Aircraft Co | 表面状態検知システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0432360A3 (en) | 1991-10-23 |
| DE3940710A1 (de) | 1991-06-13 |
| US5105157A (en) | 1992-04-14 |
| EP0432360A2 (de) | 1991-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH03189509A (ja) | 道路表面の平均水膜厚の測定装置 | |
| US5216372A (en) | Microwave steel belt location sensor for tires | |
| US5497100A (en) | Surface condition sensing system | |
| JP4447455B2 (ja) | 自動車側面物体検出センサの遮断を検出する方法およびシステム | |
| EP0638820B1 (en) | Handheld obstacle penetrating motion detecting radar | |
| US5485159A (en) | Apparatus and method to detect radar radome obstruction | |
| US7492306B2 (en) | Boundary crossing object detection system | |
| US4399403A (en) | Microwave moisture measuring, indicating and control apparatus | |
| US4161731A (en) | Thickness measurement system | |
| US4514680A (en) | Flaw detection system using microwaves | |
| JPH07218621A (ja) | 距離測定装置 | |
| US5191348A (en) | Radar detector performance verification method and apparatus | |
| US4160251A (en) | Hybrid dual mode radiometric system | |
| JPH03144391A (ja) | 距離の遠隔測定装置及び方法、及びその高炉の負荷面の地形図を決めるレーダプローブへの応用 | |
| US6411106B1 (en) | Method and apparatus for moisture sensing using microwave technologies | |
| AU648005B2 (en) | Microwave steel belt location sensor for tires | |
| AU769638B2 (en) | Tissue sensor | |
| US7058529B2 (en) | Microwave sensor system | |
| FI78568C (fi) | Radarpolarimeter. | |
| GB2276055A (en) | Speed measurement | |
| RU2092874C1 (ru) | Способ обнаружения предметов в земле и устройство для его осуществления (варианты) | |
| JPH11272988A (ja) | 交通量調査装置 | |
| CA2238957C (en) | Method and apparatus for moisture sensing using microwave technologies | |
| JP2963562B2 (ja) | レ−ダ装置と電波送信方法及び受信信号処理回路 | |
| Daas et al. | Compact sounding system using microwaves and ultrasound |