PL187807B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni - Google Patents

Sposób i urządzenie do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni

Info

Publication number
PL187807B1
PL187807B1 PL33880698A PL33880698A PL187807B1 PL 187807 B1 PL187807 B1 PL 187807B1 PL 33880698 A PL33880698 A PL 33880698A PL 33880698 A PL33880698 A PL 33880698A PL 187807 B1 PL187807 B1 PL 187807B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
heating
cooling
thickness
temperature
liquid
Prior art date
Application number
PL33880698A
Other languages
English (en)
Other versions
PL338806A1 (en
Inventor
Marcel Boschung Jr.
Etienne Bornand
Original Assignee
Boschung Mecatronic Ag
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boschung Mecatronic Ag filed Critical Boschung Mecatronic Ag
Publication of PL338806A1 publication Critical patent/PL338806A1/xx
Publication of PL187807B1 publication Critical patent/PL187807B1/pl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
    • G01B21/085Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness using thermal means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/13Aquaplaning, hydroplaning

Abstract

1 . Sposób wytwarzania sygnalu w zaleznosci od warstewki cieczy na powierzchni, zwlaszcza powierzchni komunikacyjnej, znam ienny tym, ze ogrzewa sie lub schladza czesc cieczy z warstewki cieczy (17) za pom oca instalacji ogrzewczej lub instalacji chlodniczej (1, 10, 11), a za pom oca zestawu do pomiaru temperatury (5, 7, 8) wykrywa sie wzrost lub spadek temperatury ogrzewanej lub schladzanej czesci, przy czym za pom oca urzadzenia oceniajacego wzrost lub spadek temperatury przyporzadkowuje sie wartosc lub zakres wartosci dla grubosci warstewki cieczy 1 podaje je jako sygnal 6. Urzadzenie do wytwarzania sygnalu w zaleznosci od warstewki cieczy na powierzchni, zw laszcza powierzchni komunikacyjnej, znam ienne tym, ze jest zaopatrzone w instalacje ogrzew cza lub instalacje chlodnicza (1, 2, 10, 11), dla ogrzewania lub schladzania czesci warstewki cieczy (17), zestaw do pomiaru temperatury (5, 7, 8) do wykrywania wzrostu lub spadku temperatury warstewki cieczy (17), ogrzewanej lub schladzanej przez instalacje ogrzew cza lub chlodnicza, oraz w urzadzenie sterujace i oceniajace (3), polaczone funkcjonalnie z instalacja ogrzewcza lub chlodnicza (1, 2, 10, 11) oraz z zestawem do pomiaru temperatury (5, 7, 8), przy czym z w yjscia urzadzenia jest wyprowadzony sygnal przyporzadkowujacy grubosc lub zakres grubosci warstewki cieczy do zm ierzonego wzrostu lub spadku temperatury FIG. 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni, zwłaszcza na powierzchni komunikacyjnej.
W wielu przypadkach konieczne jest wytwarzanie sygnału, który podaje informacje o grubości warstewki cieczy na powierzchniach komunikacyjnych, pod którymi rozumie się np. drogi, ulice lub pasy kołowania i startu/lądowania dla samolotów. Dzięki temu uzyskuje się informacje o niebezpieczeństwie tzw. poślizgu hydrodynamicznego (poślizgu kół pojazdu na części warstwy wody, nie wypchniętej przez koła), albo wysyła się ostrzeżenie dla użytkowników
187 807 powierzchni komunikacyjnych. Jak wiadomo, niebezpieczeństwo poślizgu hydrodynamicznego wzrasta wraz ze wzrostem grubości warstewki wody.
W opisie EP-A-0 432 360 przedstawiony jest w miarę dokładny sposób pomiaru grubości warstewki wody z wykorzystaniem odbicia mikrofal. Jednak urządzenia mikrofalowe są kosztowne i korzystanie z tego sposobu jest związane z wysokimi nakładami.
Z opisu US-A-4 897 597 znany jest sposób ustalania grubości warstewki wody przez pomiar przewodności, co nie zawsze prowadzi do zadowalających wyników. W opisach DEA-31 18 997, EP-A-0 045 106 i EP-A-362 173 są przedstawione sposoby określania temperatury zamarzania cieczy, lecz nie określania grubości warstewki wody. W publikacji Patent Abstracts of Japan, t. 97, nr 8, z dnia 29 sierpnia 1997 r., przedstawiono proces wykrywania grubości warstewki lodu, która to grubość jest ustalana na podstawie pomiaru odstępu montażowego czujnika temperatury od oblodzonego przewodu wymiennika ciepła.
Istotą sposobu wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni, zwłaszcza powierzchni komunikacyjnej, według wynalazku jest, że ogrzewa się lub schładza część cieczy z warstewki cieczy za pomocą instalacji ogrzewczej lub instalacji chłodniczej, a za pomocą zestawu do pomiaru temperatury wykrywa się wzrost lub spadek temperatury ogrzewanej lub schładzanej części. Za pomocą urządzenia oceniającego wzrost lub spadek temperatury przyporządkowuje się wartość lub zakres wartości dla grubości warstewki cieczy i podaje je jako sygnał.
Korzystnie, ciecz ogrzewa się lub chłodzi w obszarze obniżonym względem powierzchni w instalacji ogrzewczej lub chłodniczej.
Korzystnie utrzymuje się stały poziom mocy cieplnej łub chłodzącej podczas ogrzewania lub chłodzenia.
Przed rozpoczęciem lub na początku ogrzewania lub chłodzenia, korzystnie określa się temperaturę początkową To warstewki cieczy.
Korzystnie, przed rozpoczęciem ogrzewania lub chłodzenia przeprowadza się badanie na obecność cieczy, a instalację ogrzewczą lub chłodniczą uruchamia się wówczas, gdy stwierdzi się obecność cieczy.
Istotą urządzenia do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni, zwłaszcza powierzchni komunikacyjnej, według wynalazku jest, że urządzenie to jest zaopatrzone w instalację ogrzewczą lub instalacje chłodniczą dla ogrzewania lub schładzania części warstewki cieczy, zestaw do pomiaru temperatury do wykrywania wzrostu lub spadku temperatury warstewki cieczy, ogrzewanej lub schładzanej przez instalację ogrzewczą lub chłodniczą oraz w urządzenie sterujące i oceniające, połączone funkcjonalnie z instalacją ogrzewczą lub chłodniczą oraz z zestawem do pomiaru temperatury. Z wyjścia urządzenia jest wyprowadzony sygnał przyporządkowujący grubość lub zakres grubości warstewki cieczy do zmierzonego wzrostu lub spadku temperatuiy.
Urządzenie korzystnie zawiera dodatkowo środki, zwłaszcza układ elektrod, do określania obecności cieczy w obszarze instalacji ogrzewczej.
Instalacja ogrzewcza lub chłodnicza korzystnie zawiera przynajmniej jeden element Peltier'a działający ze stałą mocą.
Korzystnie, powierzchnia górna urządzenia znajduje się na jednym poziomie z powierzchnią drogi tak, że warstewka cieczy równomiernie pokrywa powierzchnię drogi i powierzchnię górną urządzenia, przy czym w obszarze instalacji ogrzewczej lub chłodniczej jest utworzone zagłębienie w powierzchni górnej urządzenia.
Rozwiązanie według wynalazku umożliwia wykorzystanie w miarę możliwości prostego i taniego sposobu i urządzenia, za pomocą którego może być wytwarzany sygnał, który wykazuje zależność od grubości warstewki wody.
Okazało się, że dzięki ogrzaniu lub schłodzeniu części warstewki cieczy i pomiarowi wzrostu lub spadku temperatury, z wystarczającą dokładnością można wyciągnąć wnioski, przynajmniej co do tego, w jakim zakresie grubości mieści się grubość warstewki cieczy. Z reguły wystarczy takie przyporządkowanie grubości warstewki cieczy do zakresu grubości lub klasy w celu ostrzeżenia przed poślizgiem hydrodynamicznym. Ponadto, sposób według wynalazku
187 807 umożliwia wykrywanie z dobrą dokładnością absolutnej grubości warstewki wody, w przypadku dokładnej oceny przebiegu temperatury'.
Korzystne jest zastosowanie urządzenia z elementem Peltier'a do ogrzewania warstewki cieczy. Element Peltier'a może być również wykorzystany do schłodzenia warstewki cieczy. Tak więc urządzenie może być stosowane dodatkowo do określania temperatury zamarzania cieczy znanym sposobem według opisu EP-A 0 045 106 lub według opisu EP-A 0 362 173.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat połączeń elementów urządzenia do przeprowadzenia sposobu, fig. 2 - strukturę urządzenia do przeprowadzenia sposobu, w przekroju, fig. 3 - w przybliżeniu, zależność ogrzanej objętości cieczy od grubości warstewki cieczy w urządzeniu według fig. 2, fig. 4 - wykres ilustrujący wzrost temperatury ogrzanej cieczy, fig. 5 - wykresy ilustrujące wzrost temperatury dla trzech różnych grubości warstewki cieczy, a fig. 6 - wykresy ilustrujące spadek temperatury dla trzech różnych grubości warstewki cieczy.
Na figurze 1 i 2 jest przedstawiony w uproszczeniu schemat układu elektrycznego urządzenia według wynalazku. Przy tym do ogrzewania warstewki cieczy stosuje się element Peltier'a 1. Jest to podane tylko przykładowo, ponieważ ogrzewanie warstewki cieczy można przeprowadzać zasadniczo za pomocą dowolnego źródła ciepła, np. za pomocą elektrycznego ogrzewania oporowego. Jak już wspomniano, zamiast ogrzewania można przeprowadzać również schładzanie. Jednak w poniższym opisie przykładu wykonania przedstawiono tylko ogrzewanie. Na fig. 1 jest przedstawiony schematycznie element Peltier'a 1 jako blok. Jest on zasilany przez układ zasilający 2, który w tym przykładzie znajduje się wewnątrz urządzenia sterującego i oceniającego 3. Układ zasilający 2 zawiera źródło elektryczne, które jest korzystnie źródłem prądu stałego o stałym natężeniu prądu i/lub źródłem prądu stałego o znanym przebiegu natężenia prądu. Ciepło Qh, które jest wytwarzane na ciepłej stronie elementu Peltier'a otrzymuje się według wzoru Qh - Qc + U · i, w którym Qc oznacza ciepło pobrane od strony zimnej elementu Peltier'a, a U oraz i oznaczają napięcie lub prąd płynący przez element Peltier'a. Tc i Th oznaczają temperatury na zimnej lub ciepłej stronie elementu Peltier'a. Element Pe!tier'a może być również stosowany przy odwrotnym kierunku prądu do chłodzenia, ponieważ wówczas zimna i ciepła strona są zamienione miejscami.
W celu wytworzenia sygnału zależnego od grubości warstewki wody i reprezentującego tę grubość, postępuje się w następujący sposób:
Najpierw przy użyciu elektrod 4, o ile są one stosowane, za pomocą pomiaru oporowego stwierdza się, czy na pomiarowej sondzie 13 w ogóle występuje woda. Przy tym zbyt wysoka lub nieskończona wartość rezystancji oznacza, że powierzchnia górna sondy 13 jest sucha. W tym przypadku nie stosuje się ogrzewania przez element Peltier'a 1 i sygnał wyjściowy sondy 13 lub urządzenia sterującego i oceniającego 3 podaje, że nie występuje warstewka wody. Natomiast, jeżeli pomiar rezystancji podaje wartość skończony która wskazuje na obecność cieczy, włącza się instalacja ogrzewcza 1, 10, 11. Niezbędną wartość energii doprowadzanej do wody otrzymuje się znając ciepło właściwe wody, które wynosi 4,185 103 J kg'1 K'1, przy założeniu, że na początku ogrzewania woda występuje w postaci płynnej. Jeżeli jest inaczej, to należy uwzględnić ciepło właściwe lodu i ciepło topnienia. Dla znanej objętości lub wynikającej z niej grubości warstewki wody można wyjść w przybliżeniu od wykładniczego przebiegu temperatury T w funkcji czasu, który jest wyrażony równaniem:
t
T(t) = Ta - (Ta - To) · e (1) w którym T0 oznacza temperaturę początkowa, Ta oznacza temperaturę asymptotyczną, a t oznacza stałą czasową ogrzewania.
Na figurze 4 za pomocą wykresu przedstawiono przebieg temperatur. Zgodnie z rozwiązaniem według wynalazku grubość warstewki wody nie jest podawana dokładnie w ilościowej postaci, lecz jakościowo poprzez zakres grubości warstewki wody, w którym mieści się fak187 807 tyczna grubość warstewki wody. Z tego względu nie jest konieczne przeprowadzanie dokładnego wyliczenia dynamicznych właściwości ogrzewania warstewki wody. Można by to przeprowadzać wówczas, gdyby grubość warstewki wody należało podawać w sposób dokładny. Do przeprowadzenia tego obliczenia konieczna jest znajomość przewodności ciepła warstewki wody (gradient temperatury), wymiana ciepła między powietrzem a wodą poprzez konwekcję, promieniowanie i parowanie wody, straty ciepła w sondzie, własności elementu Peltier'a 1 i korpusu 11 z aluminium, przy czym należy dodatkowo uwzględnić różnicę właściwości termicznych czystej wody i roztworu soli.
Z reguły wystarczające jest podanie grubości warstewki wody przez sygnał sondy w ten sposób, że następuje podział grubości warstewki wody na różne klasy (patrz tabela).
Klasa Stan jezdni E [mm]
1 sucha 0
2 wilgotna 0 do 0,1
3 mokra 1 0,1 do 0,5
4 mokra 2 0,5 do 1
5 mokra 3 >1
Dla grubości warstewki wody E przewidziano pięć klas: w klasie 1 występuje stan suchy, w klasie 2 powierzchnia komunikacyjna jest jedynie wilgotna, a w klasach 3-5 występują różne zakresy mokrej jezdni. Taki podział jest wystarczający z reguły dla skutecznego ostrzeżenia przed poślizgiem hydrodynamicznym.
Na figurze 4 jest przedstawiony wzrost temperatury warstewki wody. Wzrost zmniejsza się progresywnie aż do zera, gdy temperatura osiągnie asymptotyczną wartość Ta- W tym momencie system znajduje się w równowadze dynamicznej, a odprowadzona moc jest równa mocy doprowadzonej z instalacji ogrzewczej. Przebieg wzrostu temperatury jest charakterystyczny dla objętości, lub dla grubości warstewki wody.
Na figurze 5 są przedstawione trzy przykłady różnych grubości warstewek wody, przy czym przebieg krzywej 1 oznacza niewielką grubość warstewki wody, przebieg krzywej 2 oznacza średnią grubość warstewki wody, a przebieg krzywej 3 - dużą grubość warstewki wody. Przy tym podziałka na fig. 5 dla czasu i temperatury jest dobrana wr dowolnych jednostkach, a nie w sekundach i w °C. Z przebiegu krzywych za pomocą urządzenia oceniającego uzyskuje się informację, do której klasy zakresu grubości warstewki wody musi być zaklasyfikowana rzeczywista warstewka wody, która spowodowała odpowiedni przebieg krzywej podczas ogrzewania. Niezależnie od konkretnej podziałki na fig. 5, która nie jest podana, należy zaklasyfikować warstewkę wody, która wywołała przebieg krzywej 1, do klasy 2 lub 3, a warstewkę wody, która spowodowała powstanie krzywej 2, do klasy 3 lub 4, natomiast warstewkę wody, która wywołała przebieg krzywej 3, do klasy 4 albo 5.
Na figurze 6 są przedstawione odpowiednie przebiegi krzywych podczas schładzania warstewki wody.
Krzywe wzrostu temperatury nie występują w urządzeniu sterującym i oceniającym 3 w postaci graficznej, lecz jako kolejność zapamiętanych wartości zmierzonych temperatury czujnika z rezystorem do pomiaru temperatury 5, które są gromadzone w pamięci mikroprocesora 8. Przebieg krzywej może być przedstawiony przez mniejszą lub większą ilość wartości pomiarowych temperatury. Korzystnie, pierwsza wartość pomiarowa temperatury To jest utworzona przed lub na początku ogrzewania i podaje temperaturę początkową warstewki wody. Następnie w różnych odstępach czasu można uzyskać wartości pomiarowe temperatury, przy czym naturalnie przebieg krzywej może być tym dokładniejszy, im więcej wartości pomiarowych
187 807 zostanie zapamiętanych w czasie między To a osiągnięciem asymptotycznej temperatury TA. Do oceny zgromadzonych wartości temperatury w urządzeniu sterującym i oceniającym 3 lub w mikroprocesorze 8 mogą być zastosowane różne znane sposoby.
Po pierwsze może nastąpić przybliżenie (aproksymacja) wartości pomiarowych przez funkcję (1) i dzięki temu można przez to określić wartości Ta i τ, które są funkcją grubości E (przy podanej objętości ogrzewanej wody, która jest podana dzięki założonemu promieniowi B ogrzanego obszaru wody). Alternatywnie do metody aproksymacyjnej, można zmierzyć wzrost AT temperatury podczas stałego czasu t* po rozpoczęciu ogrzewania. AT* można wyrazić w sposób następujący:
*
ΔΤ* = T (t*) - To = (TR-To) (1-e —) τ (2) i na tej podstawie poprzez wartości Tai τ można określić grubość warstewki wody.
W celu precyzyjnego pomiaru grubości warstewki wody, wartości grubości ε w dowolnym dokładnym podziale są zgromadzone w tabeli. Odpowiednia wartość z tabeli określa ocenę przebiegu krzywej.
W odmianie rozwiązania według wynalazku, od początku ogrzewania w czasie t = 0 można mierzyć czas tx, który jest potrzebny do wstępnie określonego wzrostu temperatury ATx. Z równania (1) i poniższych równań (3) i (4) można określić grubość warstewki wody E poprzez wartości TAi τ.
t(T) τ· 1n TĄ - ATA - T (3) tx = t (To +ΔTX) t-1n
PA ~ T0Ta - T0 - ΔΓΓχ (4)
Dzięki wymienionym metodom oceniania następuje podział grubości warstewki wody na żądane klasy i urządzenie oceniające wysyła przyporządkowany sygnał.
Na figurze 2 jest przedstawiony element Peltier'a 1, zamocowany między przewodzącym ciepło korpusem 10, wykonanym np. z miedzi, a drugim przewodzącym ciepło korpusem 11, wykonanym np. z aluminium. Razem z blokiem obudowy 12 z materiału źle przewodzącego ciepło, elementy 1, 10 i 11 tworzą urządzenie, które w postaci dennej sondy 13 może być wbudowane poniżej powierzchni drogi, na której powstaje warstewka wody. W przedstawionym przykładzie jest zaznaczona schematycznie droga 14 z różnymi warstwami nawierzchni, w której jest wbudowana sonda 13, dzięki czemu powierzchnia górna 18 sondy 13 leży na jednym poziomie z powierzchnią górną 19 drogi 14. Przy tym korpus 10 sondy jest wpuszczony w grunt lub w koryto drogi dla pobierania ciepła, które wykorzystuje się do ogrzewania warstewki wody 17. Korpus 11 przewodzący ciepło, umieszczony powyżej elementu Peltier'a 1, tworzy swoją powierzchnią górną 15 powierzchnię grzejną dla warstewki wody 17. Ponadto, w sondzie 13 są umieszczone elektrody 4, za pomocą których, przez pomiar wartości przewodzących stwierdza się, czy w ogóle występuje warstewka wody. W tym celu elektrody 4 są połączone z odpowiednim urządzeniem pomiarowym 6, które z kolei jest połączone z elementem sterującym i oceniającym, korzystnie mikroprocesorem 8, wchodzącym w skład urządzenia
187 807 sterującego i oceniającego 3. Takie elektrody mogą być również umieszczone w innym miejscu drogi. Ponadto w sondzie 13 jest umieszczony rezystor do pomiaru temperatury 5, stykający się z warstewką wody 17, za pomocą którego mierzona jest temperatura warstewki cieczy. Ten rezystor pomiarowy, który z reguły stanowi znany element Pt 100, albo również termoelement, jest połączony poprzez odpowiedni układ pomiarowy 7 z mikroprocesorem 8. Można również mierzyć temperaturę za pomocą elementu Peltier'a, jak to przedstawiono w opisie EP-A 0 362 173.
Przedstawiona konstrukcja sondy 13 i jej zabudowa są podane jedynie przykładowo. Jak już wspomniano, sonda może zawierać również inny rodzaj elementu grzejnego i może być umieszczona w inny sposób, obok lub powyżej powierzchni, na której ma być stwierdzona warstewka wody, przy czym wówczas należy zwrócić uwagę na to, aby powierzchnia górna sondy była tak umieszczona, by utworzyła się na niej z reguły taka warstewka wody, jak na obserwowanej powierzchni. Urządzenie oceniające i sterujące może mieć również inną konstrukcję, np. może składać się z innych elementów, niż jest to przedstawione w przykładzie. Jak już wspomniano, elektrody 4 nie muszą być umieszczone w sondzie 13.
W przedstawionym przykładzie powierzchnia górna 18 sondy 13 jest zaopatrzona w zagłębiony obszar 15, który jest utworzony w powierzchni górnej korpusu 11 i w przedstawionym przykładzie tworzy kołowy obszar o średnicy A. Przejście tego obszaru 15 do nie obniżonej powierzchni górnej 18 sondy 13 jest przedstawione w przykładzie jako zukosowane pod kątem 45°. W przypadku ogrzania warstewki wody 17 przez instalację grzejną można z dużym przybliżeniem przyjąć, że ogrzanie warstewki wody następuje w kołowym obszarze o średnicy B. Zagłębiony obszar 15 powierzchni sondy 13 ma korzystnie głębokość Eo wynoszącą 0,5 mm. Średnica A korzystnie wynosi 14 mm, a średnica B - 20 mm. Zagłębienie określa nieliniową zależność objętości warstewki wody V od grubości warstewki wody E, jak to przedstawiono za pomocą wykresu na fig. 3. Zagłębienie w sondzie jest korzystne z tego względu, że jest udostępniona określona ilość wody również w przypadku bardzo niewielkiej grubości warstewki wody. W przeciwnym razie istnieje niebezpieczeństwo, że w przypadku zbyt małej grubości warstewki wody nastąpi jej wyparowanie podczas ogrzewania, co uniemożliwi skuteczny pomiar.
Jak już wspomniano, z opisów EP-A 0 045 106 i EP-A 0 361 173 jest znany sposób określania temperatury zamarzania cieczy. Takie sposoby można przeprowadzać również za pomocą opisanej sondy, dzięki czemu za pomocą jednej sondy w jezdni można wytworzyć sygnał ostrzegawczy przed gołoledzią, jak również sygnał ostrzegawczy przed poślizgiem hydrodynamicznym.
Jeżeli na sondzie znajduje się lód, to może on być najpierw stopiony w celu wykrycia grubości warstewki wody. Następnie może ona być ponownie schłodzona dla ustalenia temperatury zamarzania. Przy tym jest również możliwe wykrywanie temperatury topnienia podczas topienia, dzięki czemu znana jest również temperatura zamarzania. Ponadto mogą być również zastosowane oddzielne sondy do wykrywania grubości warstewki wody oraz temperatury zamarzania. W tym przypadku korzystnie stosuje się urządzenie do wykrywania grubości warstewki wody w układzie do wykrywania temperatury zamarzania. Informacja o grubości warstewki wody przy wykrywaniu temperatury zamarzania jest korzystna, ponieważ na jej podstawie można określić stężenie środka przyspieszającego topnienie w cieczy, w przypadku znanej ilości użytego środka przyspieszającego topnienie na jednostkę powierzchni.
187 807
FIG. 3
E (mm)
187 807
FIG. 6
187 807
FIG. 1
E
O
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni, zwłaszcza powierzchni komunikacyjnej, znamienny tym, że ogrzewa się lub schładza część cieczy z warstewki cieczy (17) za pomocą instalacji ogrzewczej lub instalacji chłodniczej (1,10,11), a za pomocą zestawu do pomiaru temperatury (5, 7, 8) wykrywa się wzrost lub spadek temperatury ogrzewanej lub schładzanej części, przy czym za pomocą urządzenia oceniającego wzrost lub spadek temperatury przyporządkowuje się wartość lub zakres wartości dla grubości warstewki cieczy i podaje je jako sygnał.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciecz ogrzewa się lub chłodzi w obszarze obniżonym względem powierzchni (18,19) w instalacji ogrzewczej lub chłodniczej.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że utrzymuje się stały poziom mocy cieplnej lub chłodzącej podczas ogrzewania lub chłodzenia.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że odpowiednio przed rozpoczęciem lub na początku ogrzewania lub chłodzenia określa się temperaturę początkową To warstewki cieczy.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przed rozpoczęciem ogrzewania lub chłodzenia przeprowadza się badanie na obecność cieczy, a instalację ogrzewczą lub chłodniczą uruchamia się wówczas, gdy stwierdzi się obecność cieczy.
6. Urządzenie do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni, zwłaszcza powierzchni komunikacyjnej, znamienne tym, że jest zaopatrzone w instalację ogrzewczą lub instalację chłodniczą (1, 2,10,11), dla ogrzewania lub schładzania części warstewki cieczy (17), zestaw do pomiaru temperatury (5, 7, 8) do wykrywania wzrostu lub spadku temperatury warstewki cieczy (17), ogrzewanej lub schładzanej przez instalację ogrzewczą lub chłodniczą, oraz w urządzenie sterujące i oceniające (3), połączone funkcjonalnie z instalacją ogrzewczą lub chłodniczą (1, 2, 10, 11) oraz z zestawem do pomiaru temperatury (5, 7, 8), przy czym z wyjścia urządzenia jest wyprowadzony sygnał przyporządkowujący grubość lub zakres grubości warstewki cieczy do zmierzonego wzrostu lub spadku temperatury.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że dodatkowo jest zaopatrzone w środki (4, 6), zwłaszcza układ elektrod, do określania obecności cieczy w obszarze instalacji ogrzewczej.
8. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że instalacja ogrzewcza lub chłodnicza zawiera przynajmniej jeden element Peltier'a (1) działający ze stalą mocą.
9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że jego powierzchnia górna (18) znajduje się na jednym poziomie z powierzchnią (19) drogi tak, że warstewka cieczy (17) równomiernie pokrywa tę powierzchnię (19) i powierzchnię górną (18) urządzenia, przy czym w obszarze instalacji ogrzewczej lub chłodniczej (1, 10,11) jest utworzone zagłębienie w powierzchni górnej (18) urządzenia.
PL33880698A 1997-09-09 1998-09-09 Sposób i urządzenie do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni PL187807B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97115582A EP0902252B1 (de) 1997-09-09 1997-09-09 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit eines Flüssigkeitsfilmes auf einer Fläche
PCT/IB1998/001396 WO1999013295A1 (de) 1997-09-09 1998-09-09 Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines signals in abhängigkeit eines flüssigkeitsfilmes auf einer fläche

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL338806A1 PL338806A1 (en) 2000-11-20
PL187807B1 true PL187807B1 (pl) 2004-10-29

Family

ID=8227331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL33880698A PL187807B1 (pl) 1997-09-09 1998-09-09 Sposób i urządzenie do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6511220B1 (pl)
EP (1) EP0902252B1 (pl)
JP (1) JP2001516043A (pl)
KR (1) KR100527024B1 (pl)
AT (1) ATE215217T1 (pl)
AU (1) AU8819298A (pl)
CA (1) CA2301731C (pl)
CZ (1) CZ297502B6 (pl)
DE (1) DE59706774D1 (pl)
DK (1) DK0902252T3 (pl)
ES (1) ES2171797T3 (pl)
NO (1) NO314858B1 (pl)
PL (1) PL187807B1 (pl)
RU (1) RU2223548C2 (pl)
WO (1) WO1999013295A1 (pl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6695469B2 (en) * 2001-11-19 2004-02-24 Energy Absorption Systems, Inc. Roadway freezing point monitoring system and method
US20060113401A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Energy Absorption Systems, Inc. Anti-icing spray system
FI120521B (fi) * 2008-05-14 2009-11-13 Vaisala Oyj Menetelmä ja laitteisto vesiliirtoriskin määrittämiseksi
DE102010002249A1 (de) 2010-02-23 2011-08-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle des Auftrags einer eine flüchtige Verbindung enthaltenden Flüssigkeit auf eine Oberfläche
CN103616316B (zh) * 2013-12-09 2015-11-11 吉林大学 微结构表面垂直降液膜流动及蒸发换热性能测试装置
WO2017138846A1 (ru) * 2016-02-10 2017-08-17 Геннадий Гюсамович ГРОМОВ Термоэлектрический датчик обледенения
US10295489B2 (en) * 2016-09-12 2019-05-21 Ecolab Usa Inc. Deposit monitor
AT16572U1 (de) * 2019-03-13 2020-01-15 Johann Trummer Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung von Oberflächenzustandsdaten eines Verkehrsweges
US11953458B2 (en) 2019-03-14 2024-04-09 Ecolab Usa Inc. Systems and methods utilizing sensor surface functionalization
CN111157572B (zh) * 2020-01-07 2022-05-31 西安石油大学 一种浸没燃烧式气化器传热管冰层预测与测量方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2972882A (en) * 1952-08-12 1961-02-28 Gen Motors Corp Apparatus for measuring coating thicknesses
US3413474A (en) * 1965-02-03 1968-11-26 Industrial Nucleonics Corp Coating thickness determination by means of measuring black-body radiation resultant from infrared irradiation
US3434347A (en) 1966-06-23 1969-03-25 Holley Carburetor Co Ice condition detecting device
US3535522A (en) * 1966-12-22 1970-10-20 Glass Container Ind Research Process and apparatus for monitoring thickness of shaped transparent items
GB1364845A (en) 1970-12-05 1974-08-29 Rotax Ltd Ice detector
DE2228507A1 (de) * 1972-06-12 1974-01-10 Weisser Hubert Kg Verfahren und vorrichtung zur fruehzeitigen ermittlung der voraussetzung zur bildung von frostglaette auf strassenfahrbahnen
US3869984A (en) * 1973-08-06 1975-03-11 Addressograph Multigraph Fluid film thickness sensor and control system for utilizing same
US3973122A (en) * 1974-06-17 1976-08-03 Ixcon Inc. Measuring apparatus
DE2928208C2 (de) 1979-07-12 1983-10-20 Apparatebau Gauting Gmbh, 8035 Gauting Verfahren zur Erkennung einer Vereisungsgefahr sowie Eiswarnsensor zur Durchführung dieses Verfahrens
CH646791A5 (de) 1980-07-14 1984-12-14 Boschung Mecatronic Ag Einrichtung zum bestimmen des gefrierpunktes einer auf der fahrbahn einer strasse befindlichen oder von der fahrbahn entnommenen fluessigkeit.
DE3118997A1 (de) * 1981-05-13 1983-01-20 Apparatebau Gauting Gmbh, 8035 Gauting Verfahren zum erkennen einer vereisungsgefahr auf verkehrswegen und eiswarnsensor zur ausfuehrung dieses verfahrens
US4513384A (en) * 1982-06-18 1985-04-23 Therma-Wave, Inc. Thin film thickness measurements and depth profiling utilizing a thermal wave detection system
JPS61155804A (ja) 1984-12-28 1986-07-15 Toshiba Electron Syst Kk 光学式水膜厚計
US4842410A (en) * 1986-10-24 1989-06-27 Geo-Centers, Inc. Apparatus and method utilizing interference fringes to determine the thermal stability of a liquid
SE464595B (sv) 1988-09-29 1991-05-13 Ffv Aerotech Ab Saett att med ett peltier-element med tvaa ytor bestaemma den ena eller baada ytornas temperatur
US4897597A (en) 1988-12-08 1990-01-30 Surface Systems, Inc. Apparatus and methods for detecting wet and icy conditions
DE3940710A1 (de) 1989-12-09 1991-06-13 Tzn Forschung & Entwicklung Vorrichtung zur ermittlung der mittleren wasserfilmdicke auf strassenoberflaechen
DE4008280A1 (de) 1990-03-15 1991-09-19 Tzn Forschung & Entwicklung Verfahren zur ermittlung des fahrbahnoberflaechenzustandes
US5258824A (en) * 1990-08-09 1993-11-02 Applied Materials, Inc. In-situ measurement of a thin film deposited on a wafer
DE4032734C1 (pl) * 1990-10-15 1992-01-30 Tekmar Angewandte Elektronik Gmbh, 4300 Essen, De
JPH0812162B2 (ja) 1992-04-20 1996-02-07 川崎重工業株式会社 ハニカム構造体中の水分検出方法
US5600073A (en) * 1994-11-02 1997-02-04 Foster-Miller, Inc. Method and system for analyzing a two phase flow
FI108084B (fi) 1995-09-08 2001-11-15 Vaisala Oyj Menetelmä ja laite tien pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi
JPH0989546A (ja) * 1995-09-28 1997-04-04 Mitsubishi Materials Corp 氷厚測定装置
US5590560A (en) * 1995-11-22 1997-01-07 Eastman Kodak Company Apparatus for measuring viscosity or thickness, surface tension and surface dilational elasticity
US6128081A (en) * 1996-11-22 2000-10-03 Perceptron, Inc. Method and system for measuring a physical parameter of at least one layer of a multilayer article without damaging the article and sensor head for use therein

Also Published As

Publication number Publication date
AU8819298A (en) 1999-03-29
NO20001081D0 (no) 2000-03-02
ES2171797T3 (es) 2002-09-16
EP0902252B1 (de) 2002-03-27
CA2301731A1 (en) 1999-03-18
NO314858B1 (no) 2003-06-02
CA2301731C (en) 2007-05-15
KR100527024B1 (ko) 2005-11-09
WO1999013295A1 (de) 1999-03-18
DK0902252T3 (da) 2002-07-08
NO20001081L (no) 2000-03-02
CZ2000565A3 (cs) 2000-06-14
DE59706774D1 (de) 2002-05-02
KR20010023765A (ko) 2001-03-26
US6511220B1 (en) 2003-01-28
RU2223548C2 (ru) 2004-02-10
ATE215217T1 (de) 2002-04-15
CZ297502B6 (cs) 2007-01-03
EP0902252A1 (de) 1999-03-17
PL338806A1 (en) 2000-11-20
JP2001516043A (ja) 2001-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6695469B2 (en) Roadway freezing point monitoring system and method
Meissner et al. Experimental evidence on time-dependent specific heat in vitreous silica
Mitra et al. Experimental evidence of hyperbolic heat conduction in processed meat
EP0362173B1 (en) A method to measure a temperature with a peltier element
PL187807B1 (pl) Sposób i urządzenie do wytwarzania sygnału w zależności od warstewki cieczy na powierzchni
DK150416B (da) Apparat til frembringelse af et afvarselssignal, naar der er risiko for isdannelse paa en kaerebane
CN106840458B (zh) 基于扩展卡尔曼滤波的多温度传感器融合方法
JPH0332739B2 (pl)
JP4477270B2 (ja) 道路用の凍結早期警報信号を発生させるための方法及び警報装置
JP3767478B2 (ja) 路面温度推定方法
JP3809519B2 (ja) 路面状態推定方法
Meindl et al. An embedded hardware-software system to detect and foresee road ice formation
Jonsson Road status sensors: A comparison of active and passive sensors
RU2752398C1 (ru) Способ совокупного измерения теплопроводности разнородных твердых материалов и устройство для его осуществления
KR20200136553A (ko) 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법
JP2021009036A (ja) 測距装置
JP3605641B2 (ja) 路面状態判定方法
JP7388014B2 (ja) 測距装置
RU2169105C1 (ru) Устройство для определения интенсивности обледенения
CN117930377A (zh) 一种脉冲热流式结冰探测方法及装置
SU1122954A1 (ru) Устройство дл определени теплофизических параметров веществ
CN117074458A (zh) 一种加热光纤分布式同步测定土壤水热参数的方法
Hager Jr Measurement of Specific Heat of Polytetrafluoroethylene Using Millidegree Temperature Increments in Thin Foil Calorimeter
Ivanova A physical principle for development of a glaze sensor as a monitor of the state of the ecosystem
RU100273U1 (ru) Устройство для измерения температуропроводности отдельных слоев искусственного сооружения

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20090909