SE533943C2 - Method and system for detecting the freezing of a liquid on a road - Google Patents

Method and system for detecting the freezing of a liquid on a road Download PDF

Info

Publication number
SE533943C2
SE533943C2 SE0950623A SE0950623A SE533943C2 SE 533943 C2 SE533943 C2 SE 533943C2 SE 0950623 A SE0950623 A SE 0950623A SE 0950623 A SE0950623 A SE 0950623A SE 533943 C2 SE533943 C2 SE 533943C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
temperature
road
liquid
road surface
processor
Prior art date
Application number
SE0950623A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0950623A1 (en
Inventor
Mats Riehm
Original Assignee
Mats Riehm
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 Mats Riehm filed Critical Mats Riehm
Priority to SE0950623A priority Critical patent/SE533943C2/en
Priority to EP10173604A priority patent/EP2290630A1/en
Publication of SE0950623A1 publication Critical patent/SE0950623A1/en
Publication of SE533943C2 publication Critical patent/SE533943C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B19/00Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow
    • G08B19/02Alarm responsive to formation or anticipated formation of ice

Description

25 30 533 943 2 Beaktandet av dessa två terrnodynamiska principer ger en modell av vägytans temperatur medan en frysningsprocess hos en vätska på vägytan pågår. Den fördröjda kämbildningen leder till att vattnet tillfälligt blir underkylt men efter att frysningsprooessen börjar stiger temperaturen snabbt till fryspunkten. Teoretiskt kan vattnet nå en temperatur kallare än - 40°C med en fryspunkt pà 0°C. Detta är endast möjligt i extremt rent och lugnt vatten under laboratorieförhâllanden. Likväl, även på vâgytor har underkylning på flera grader observerats. Observing these two thermodynamic principles provides a model of road surface temperature while a freezing process of a road surface liquid is in progress. The delayed nucleation leads to the water being temporarily subcooled, but after the freezing process begins, the temperature rises rapidly to the freezing point. Theoretically, the water can reach a temperature colder than - 40 ° C with a freezing point of 0 ° C. This is only possible in extremely clean and calm water under laboratory conditions. Nevertheless, even on road surfaces, subcooling at fl your degrees has been observed.

Frusen vätska på en vägyta benämns ibland svartis. Den är egentligen inte svart utan genomskinlig. vilket gör att den ser svart ut på grund av asfalten. I motsats till rimfrost eller snö är svartls mycket svårare att upptäcka och liknar en våt väg. Att veta var och när svartls har bildats är viktig information för både trafikanter och underhàllspersonal som kan använda kemikalier, t.ex. salt, för att sänka en fryspunktstemperatur hos vätska på en vägyta och för att undvika bildandet av is.Frozen liquid on a road surface is sometimes referred to as black ice. It is not really black but transparent. which makes it look black due to the asphalt. Unlike hoarfrost or snow, blacks are much harder to detect and resemble a wet road. Knowing where and when blackheads have formed is important information for both road users and maintenance personnel who can use chemicals, e.g. salt, to lower a freezing point temperature of liquid on a road surface and to avoid the formation of ice.

US5416476 och US2002/0075141 visar ett system, respektive en anordning, vilka är fordonsmonterade och mäter en temperatur hos vägytan på vilken respektive fordon färdas. US'476 och WO'141 visar inte detekterlng av frysning av en vätska på en vägyta.US5416476 and US2002 / 0075141 disclose a system and a device, respectively, which are vehicle mounted and measure a temperature of the road surface on which each vehicle travels. US'476 and WO'141 do not disclose detection of freezing of a liquid on a road surface.

US5313202 visar en metod och en anordning för detekterlng av nedisning av bärytor.US5313202 discloses a method and apparatus for detecting icing of bearing surfaces.

Temperaturen hos olika delar av en bäryta mäts. Temperaturen på de olika delama jämförs och om en temperaturskillnad upptäcks, anses istillvåxt ha detekterats.The temperature of different parts of a bearing surface is measured. The temperature of the different parts is compared and if a temperature difference is detected, ice growth is considered to have been detected.

US6456200 visar en anordning för indikering av isbildning på en yta. En temperaturskillnad mäts av en givare i form av ett peltierelement försänkti en vägyta. En cirkulär metallplatta pà en ovansida av anordningen befinner sig på samma nivå som överdelen av vägytan. Anordningen kan aktivt värma och smälta ett isskikt på metallplattan. Ingen faktisk fryspunktstemperatur fastställs.US6456200 discloses a device for indicating icing on a surface. A temperature difference is measured by a sensor in the form of a Peltier element recessed in a road surface. A circular metal plate on an upper side of the device is located at the same level as the upper part of the road surface. The device can actively heat and melt an ice layer on the metal plate. No actual freezing point temperature is determined.

WO03/044508 visar en aktiv gatubeläggningsgivannodul som är försedd med en provbrunn, i vilken en peltierkylare är anordnad. Frysning av en vätska samlad i provbrunnen fastställs. 10 15 20 25 30 533 943 3 Ett system kallat Fensor ® utvecklat av Saab/ Combitech/ Saab Technologies utnyttjar ett peltierelement för aktiv värmning och kylning av en vätska samlad i en fördjupning i en vägyta för att fastställa en fryspunkt för vätskan i fördjupningen. Ett givarhuvud är anordnat i botten av fördjupningen.WO03 / 044508 discloses an active street paving sensor module provided with a sample well in which a Peltier cooler is arranged. Freezing of a liquid collected in the sample well is determined. 10 15 20 25 30 533 943 3 A system called Fensor ® developed by Saab / Combitech / Saab Technologies uses a peltier element for active heating and cooling of a liquid collected in a depression in a road surface to determine a freezing point for the liquid in the depression. A sensor head is arranged at the bottom of the recess.

De tre senare teknologiema enligt teknikens ståndpunkt, såsom visas i US'200 och WO'508 och Frensor ® systemet, fungerar genom att utnyttja en givare i direktkontakt med vätska (eller is). Således, måste värrneöverföring ske mellan vätska (eller is) och en respektive givare för att en förändring i våtsketemperatur ska avkännas av respektive givare. I sig påverkar därför dessa system frysnlngsprocessen eftersom en viss massa hos givaren måste anta en temperatur hos vätskan (eller is). Vidare arbetar dessa teknologier intennlttent eftersom is smälts och vätska tillåts frysa igen, respektive fryses aktivt igen. Dessutom är inte frysning av en vätska pà metallplattan, respektive i provbrunnen eller fördjupningen. det samma som att detektera frysning pà en vågyta.The latter three prior art technologies, as shown in US'200 and WO'508 and the Frensor ® system, operate by utilizing a sensor in direct contact with liquid (or ice). Thus, heat transfer must take place between liquid (or ice) and a respective sensor in order for a change in liquid temperature to be sensed by the respective sensor. In themselves, therefore, these systems affect the freezing process because a certain mass of the sensor must assume a temperature of the liquid (or ice). Furthermore, these technologies work intennlttent because ice is melted and liquid is allowed to freeze again, respectively is actively frozen again. In addition, freezing of a liquid is not on the metal plate, or in the sample well or well. the same as detecting freezing on a wave surface.

Frysningsförhàllanden på metallplattan, i provbmnnen eller i fördjupningen skiljer sig från frysningsförhållanden på en vägyta. Således tillhandahåller inte dessa teknologier information om en vätska på en faktisk vägyta, på vilken fordon färdas.Freezing conditions on the metal plate, in the test tubes or in the depression differ from freezing conditions on a road surface. Thus, these technologies do not provide information about a liquid on an actual road surface on which vehicles are traveling.

SAMMANFATTNING Ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla tillförlitlig infonnation om frysning av en vätska på en vägyta.SUMMARY An object of the invention is to provide reliable information on the freezing of a liquid on a road surface.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås ändamålet av ett system för detektering av frysning av en vätska på en väg, vilket utnyttjar en frlgöming av latent värme fràn vätskan. Systemet innefattar en givare för att mäta en vägtemperatur, och en processor ansluten till givaren. Processom år avsedd att övervaka temperaturförändringar över tiden som uppmäts av givaren. Givaren innefattar ett mätorgan anordnat ovanför och pà ett avstånd från en dei av vågyian för att kontinuerligt mäta en yttemperatur över delen av vägytan. Processom är avsedd att fastställa frigömlngen av latent värme som en ökning av yttemperaturen motsvarande en differentialkvot mellan yttemperaturen och tid och differentialkvoten överstigande ett tröskelvärde. 10 15 20 25 30 533 943 4 Eftersom mätorganet âr anordnat ovanför och på ett avstånd från delen av vägytan görs tillförlitliga temperaturrnätningar av vägytan och frysning av en vätska på den faktiska vägytan detekteras. Frysningen av en vätska på en faktisk vägbeläggnlng detekteras, d.v.s. inte frysning av en vätska samlad I en fördjupning eller frysning av en vätska på en metaiiplatta. Som ett resultat uppnås ovan nämnda ändamål på ett enkelt och tillförlitligt sätt.According to one aspect of the invention, the object is achieved by a system for detecting freezing of a liquid on a road, which utilizes a release of latent heat from the liquid. The system includes a sensor for measuring a road temperature, and a processor connected to the sensor. The process is intended to monitor temperature changes over time measured by the sensor. The sensor comprises a measuring means arranged above and at a distance from a part of the wave surface in order to continuously measure a surface temperature over the part of the road surface. The processor is intended to determine the release of latent heat as an increase in the surface temperature corresponding to a differential ratio between the surface temperature and time and the differential ratio exceeding a threshold value. Since the measuring means is arranged above and at a distance from the part of the road surface, reliable temperature nets are made of the road surface and freezing of a liquid on the actual road surface is detected. The freezing of a liquid on an actual pavement is detected, i.e. do not freeze a liquid collected in a well or freeze a liquid on a metal plate. As a result, the above-mentioned object is achieved in a simple and reliable manner.

Enligt utföringsfonnexempel är delen av vägytan belägen i ett område av ett hjulspåri vägen. På detta vis kan måtorganet riktas mot vägytan där fordon färdas och således, frysning av en vätska på vägytan som sådan, på vilken fordon färdas kan således detekteras. Ett hjulspår är en del av vågen där fordons vänstra eller högra hjul berör, och färdas på, vägytan.According to exemplary embodiments, the part of the road surface is located in an area of a wheel track in the road. In this way, the measuring means can be directed towards the road surface where vehicles are traveling and thus, freezing of a liquid on the road surface as such, on which vehicles travel, can thus be detected. A wheel track is a part of the scale where the vehicle's left or right wheels touch, and travel on, the road surface.

Enligt utföringsforrnexempel kan processom vara avsedd att erkänna ökningen om yttemperaturen eller en omgivande temperatur är under en tröskelvärdestemperatur. Pâ detta vis kommer inte plötsliga temperaturökningar, som uppkommer vid icke- frystemperaturer att erkännas som frysning av en vätska.According to exemplary embodiments, the processor may be intended to recognize the increase if the surface temperature or an ambient temperature is below a threshold temperature. In this way, sudden temperature rises which occur at non-freezing temperatures will not be recognized as the freezing of a liquid.

Enligt utföríngsfonnexempel kan processom vara avsedd att fastställa om nämnda ökning har en varaktighet av åtminstone en minimltldsperiod. På detta vis erkänns inte temperaturökningar beroende pà exempelvis passerande fordon som frysning av en vätska.According to exemplary embodiments, the processor may be intended to determine whether said increase has a duration of at least a minimum period. In this way, temperature increases due to, for example, passing vehicles such as freezing of a liquid are not recognized.

Enligt utföringsforrnexempel är processom avsedd att fastställa en faktisk fryspunktstemperatur hos en vätska på delen av vägytan bestämd av rådande förhållanden pàverkande vätskan på delen av vägytan. Kännedom om fryspunktstemperaturen kan utnyttjas för många ändamål. Exempelvis kan fryspunktstemperaturen användas för att besluta om kemisk behandling av vägytan för att sänka fryspunktstemperaturen är nödvändig. Exempelvis kan processom vara avsedd att fastställa den faktiska fryspunktstemperaturen som en temperatur uppnådd efter ökningen. Vätskan kommer att behålla väsentligen fryspunktstemperaturen under en tidsperiod efter ökningen. 10 15 20 25 30 533 943 5 Enligt utföringsforrnexempel kan mätorganet vara en infraröd termometer. Den infraröda tennometem kommer att tillhandahålla kontaktlösa mätningar av yttemperaturen på ett pålitligt och kostnadseffektivt vis.According to exemplary embodiments, the processor is intended to determine an actual freezing point temperature of a liquid on the part of the road surface determined by prevailing conditions affecting the liquid on the part of the road surface. Knowledge of the freezing point temperature can be used for many purposes. For example, the freezing point temperature can be used to decide if chemical treatment of the road surface to lower the freezing point temperature is necessary. For example, the processor may be intended to determine the actual freezing point temperature as a temperature reached after the increase. The liquid will substantially maintain the freezing point temperature for a period of time after the increase. According to exemplary embodiments, the measuring means may be an infrared thermometer. The infrared tin meter will provide contactless measurements of the surface temperature in a reliable and cost-effective way.

Enligt utförlngsfonnexempel kan ett kylelement var anordnat under åtminstone en del av nämnda del av vägytan och prooessom kan vara ansluten till kylelementet för att styra kylelementet. Pà detta vis kan delen av vägytan aktivt kylas under prooessoms kontroll och således kan fryspunktstemperaturen hos vätskan fastställas också när omgivande temperaturer ligger över fryspunktstemperaturen för vätskan.According to exemplary embodiments, a cooling element may be arranged below at least a part of said part of the road surface and the processor may be connected to the cooling element for controlling the cooling element. In this way, the part of the road surface can be actively cooled under the control of the process and thus the freezing point temperature of the liquid can also be determined when ambient temperatures are above the freezing point temperature of the liquid.

Enligt utföringsforrnexempel kan prooessom vara avsedd att kommunicera den faktiska fryspunktstemperaturen till en mottagare. Sådan mottagare kan vara ett vägunderhàllsfordon eller en väginforrnationsstation. Andra exempel kan vara en allmän vamingsvägskylt eller en övervaknlngsstatlon för vägunderhàll eller ett vägfordon.According to exemplary embodiments, the processor may be intended to communicate the actual freezing point temperature to a receiver. Such a receiver may be a road maintenance vehicle or a road information station. Other examples may be a general warning road sign or a monitoring maintenance statue for road maintenance or a road vehicle.

Enligt en aspekt av uppfinníngen finns det ett förfarande för detektering av frysning av en vätska på en väg vilket utnyttjar en frigöming av latent värme från nämna vätska varvid: - en vägtemperatur mäts. - förändringar l vägtemperaturen övervakas över tiden, - vägtemperaturen är en yltemperatur kontinuerligt mätt över en del av vägytan, - yttemperaturen mäts ovanifràn och på ett avstånd från delen av vägytan, och - frlgömingen av latent värme fastställs som en ökning av yttemperaturen motsvarande en differentialkvot mellan yttemperaturen och tid och differentialkvoten överstigande ett tröskelvärde.According to one aspect of the invention, there is provided a method for detecting freezing of a liquid on a road which utilizes a release of latent heat from said liquid in which: - a road temperature is measured. - changes in road temperature are monitored over time, - road temperature is a surface temperature continuously measured over a part of the road surface, - surface temperature is measured from above and at a distance from the part of the road surface, and - latent heat emission is determined as an increase in surface temperature surface temperature and time and the differential ratio exceeding a threshold value.

Enligt utföringsforrnexempel kan ökningen erkännas om yttemperaturen eller en omgivande temperatur är under en tröskelvärdestem peratur.According to exemplary embodiments, the increase can be recognized if the surface temperature or an ambient temperature is below a threshold temperature.

Enligt utföringsfonnexempel kan förfarandet inkludera fastställande om ökningen har en varaktighet av åtminstone en mlnimitidsperiod. 10 15 20 25 30 533 943 6 Enligt utförlngsfonnexempel kan förfarandet inkludera fastställande av en faktisk fryspunktstemperatur hos en vätska på delen av vägytan, bestämd av rådande förhållanden påverkande vätskan på delen av vägytan.According to exemplary embodiments, the method may include determining whether the increase has a duration of at least a minimum time period. According to exemplary embodiments, the method may include determining an actual freezing point temperature of a liquid on the portion of the road surface, determined by prevailing conditions affecting the liquid on the portion of the road surface.

Enligt utföringsfonnexempel kan den faktiska fryspunktstemperaturen fastställas som en temperatur uppnådd efter ökningen.According to exemplary embodiments, the actual freezing point temperature can be determined as a temperature reached after the increase.

Enligt utföringsformexempel kan förfarandet inkludera att åtminstone en del av delen av vägytan aktivt kyls.According to exemplary embodiments, the method may include that at least a portion of the portion of the road surface is actively cooled.

Ytterligare särdrag hos, och fördelar med. föreliggande uppfinning kommer att bli uppenbara när de bifogade patentkraven och den följande beskrivningen studeras.Additional features of, and benefits of. The present invention will become apparent when the appended claims and the following description are studied.

Fackmännen inom omrâdet kommer att inse att ollka särdrag hos föreliggande uppfinning kan kombineras för att skapa utföringsforrner andra än de beskrivna i det följande utan att avvika frän omfånget hos föreliggande uppfinning som definierad av bifogade patentkrav.Those skilled in the art will recognize that any features of the present invention may be combined to create embodiments other than those described below without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA De olika aspektema av uppfinnlngen, inklusive dess speciella särdrag och fördelar, kommer med lätthet att förstås från den följande detaljerade beskrivningen och de bifogade ritningama, i vilka: Flg. 1 visar ett system för detekterlng frysning av en vätska på en vägyta enligt utföringsfonnexempel, ooh Flg. 2 visar frysning av en vätska pà en del av en vägyta.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The various aspects of the invention, including its particular features and advantages, will be readily understood from the following detailed description and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a system for detecting freezing of a liquid on a road surface according to exemplary embodiments, and Figs. 2 shows the freezing of a liquid on a part of a road surface.

DETALJERAD BESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer fullständigt med hänvisning till de bifogade ritningama, i vilka exempelutföringsformer visas. Emellertid ska inte denna uppfinning tolkas som begränsad av de utförlngsforrnema uttryckt häri.DETAILED DESCRIPTION The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments are shown. However, this invention should not be construed as limited by the embodiments expressed herein.

Visade särdrag hos utföringsfonnexempel kan kombineras som med lätthet förstås av fackmannen inom det område som uppfinningen tillhör. Samma nummer refererat till samma element genomgående. 10 15 20 25 30 533 943 7 Som använd hâri, år termen ”innefattande” eller ”innefattas” öppen och inkluderar ett eller flera angivna särdrag, element, steg, komponenter eller funktioner men utesluter inte närvaron eller tillägget av ett eller fiera ytterligare särdrag, element, steg. komponenter, funktioner eller grupper därav.Demonstrated features of exemplary embodiments can be combined as easily understood by those skilled in the art to which the invention belongs. The same number referred to the same element throughout. As used herein, the term "comprising" or "included" is open and includes one or more of the specified features, elements, steps, components or functions but does not exclude the presence or addition of one or more additional features. element, rose. components, functions or groups thereof.

Som använd häri, inkluderar termen ”och/eller” någon eller alla kombinationer av en eller flera av de åtföljande listade postema.As used herein, the term "and / or" includes any or all combinations of one or more of the accompanying listed items.

Som använd häri, kan den vanliga förkortningen "t.ex.', som betyder ”till exempel', användas för att introducera eller specificera ett generellt exempel eller generella exempel på en tidigare nämnd post, och är inte avsedd att vara begränsande för sådan post. Om använd häri, kan den vanliga förkortningen ”d.v.s.', som betyder 'det vill säga”. användas för att precisera en särskild post ur en mer generell uppräkning.As used herein, the common abbreviation 'eg', which means 'for example', may be used to introduce or specify a general example or general examples of a previously mentioned item, and is not intended to be limiting of such item. If used herein, the common abbreviation “ie,” meaning “that is,” can be used to specify a particular item from a more general listing.

Terrninologin använd häri är endast till för ändamålet att beskriva särskilda utföringsforrner och är inte avsedd att vara begränsade för uppfinningen. Som använd häri, är slngularisforrnema "en”, ”ett” och ”den/det” avsedda att inkludera även pluralisformer, om inte sammanhanget tydligt indikerar annat.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limited to the invention. As used herein, the slngular forms "en", "ett" and "den / det" are intended to include plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise.

Om inte definierade på annat vis har alla tenner (inkluderande tekniska och vetenskapliga termer) använda häri samma betydelse som vanligen förstådda av fackmannen inom området som uppfinningen hör till. Det ska vidare förstås att termer, såsom sådana definierade i vanligen använda lexikon, skall tolkas såsom havande en betydelse som överensstämmer med deras betydelse i sammanhang med det relevanta teknikområdet och ska inte tolkas på ett idealiserat eller överdrivet formellt vis om inte uttryckligen så definierade häri.Unless otherwise indicated, all teeth (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by those skilled in the art to which the invention belongs. It is further to be understood that terms, such as those fi nienated in commonly used dictionaries, are to be construed as having a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant technical art and should not be construed in an idealized or excessively formal manner unless expressly so fi niered herein.

Det ska förstås att när ett element refereras till som ”kopplat” eller ”anslutet” till ett annat element kan det vara direkt kopplat eller anslutet till det andra elementet eller mellanliggande element kan också finnas närvarande. Däremot, när ett element är nefererat till som ”direkt kopplat” eller ”direkt anslutet' till ett annat element finns det inga mellanliggande element närvarande.It is to be understood that when an element is referred to as “connected” or “connected” to another element, it may be directly connected or connected to the other element or intermediate elements may also be present. However, when an element is referred to as 'directly connected' or 'directly connected' to another element, there are no intermediate elements present.

Välkända funktioner och konstruktioner kan komma att inte beskrivas í detalj i utbyte mot konsistens och/eller klarhets. 10 15 20 25 30 533 943 Fig. 1 visar ett system 2 för att detektera frysning av en vätska på en vägyta 4 enligt utföringsformexempel. Systemet innefattar en givare innefattande ett mätorgan i form av en infraröd (IR) termometer 6 anordnad på en stolpe 8 vid sidan av en väg, vars vägyta 4 ska övervakas med avseende på frysning av vätska.Well-known functions and constructions may not be described in detail in exchange for consistency and / or clarity. Fig. 1 shows a system 2 for detecting freezing of a liquid on a road surface 4 according to an exemplary embodiment. The system comprises a sensor comprising a measuring means in the form of an infrared (IR) thermometer 6 arranged on a post 8 next to a road, the road surface 4 of which is to be monitored with respect to the freezing of liquid.

Vätskan på vägytan 4 kan vara vatten eller saltlake innehållande vatten och en kemikalle för behandling av vägen för att förebygga frysning av vatten på vägytan, t.ex. salt (NaCl). l fall av endast vatten på vägytan är det allmänt känt att fryspunktstemperaturen hos vatten är 0'Celcius. Emellertid, på vägar som under kalla årstider behandlas med kemikalier för att sänka fryspunktstemperaturen hos vätskan på vägen är fryspunktstemperaturen okänd, särskilt om en vis tid har förflutit sedan en vägsträcka blev behandlad. ltfledelst systemet enligt föreliggande uppfinning kan frysning av en vätska på en vägyta 4 detekteras, och enligt vissa exempelutföringsformer kan fryspunktstemperaturen fastställas. lR-terrnometem 6 riktas mot en del 10 av en vägyta så att lR-terrnometem 6 kan mäta temperaturen på delen 10 av vägytan eller en vätska som åtminstone delvis täcker delen 10 av vägytan. Delen 10 av vägytan kan vara belägen i ett område av vägen där fordon färdas, såsom ett område för ett hjulspår. Delen 10 av vägytan kan ha en area av omkring 20 kvadratcentimeter eller kan ha en annan area. t.ex. inom intervallet 5 - 30 eller 1 - 50 kvadratcentimeter. En för stor area kan göra det svårt att bestämma en plötslig ökning av vätsketemperatur.The liquid on the road surface 4 may be water or brine containing water and a chemical agent for treating the road to prevent freezing of water on the road surface, e.g. salt (NaCl). In the case of water only on the road surface, it is generally known that the freezing point temperature of water is 0 ° C. However, on roads that are treated with chemicals during cold seasons to lower the freezing point temperature of the liquid on the road, the freezing point temperature is unknown, especially if a certain time has elapsed since a road section was treated. According to the system of the present invention, freezing of a liquid on a road surface 4 can be detected, and according to certain exemplary embodiments, the freezing point temperature can be determined. The 1R thermometer 6 is directed towards a part 10 of a road surface so that the 1R thermometer 6 can measure the temperature of the part 10 of the road surface or a liquid which at least partially covers the part 10 of the road surface. The part 10 of the road surface may be located in an area of the road where vehicles travel, such as an area for a wheel track. Part 10 of the road surface may have an area of about 20 square centimeters or may have another area. for example within the range of 5 - 30 or 1 - 50 square centimeters. Too large an area can make it difficult to determine a sudden increase in fluid temperature.

IR-tennometem 6 är ansluten till en processor eller datainsamlare anordnad l en låda 12 på nämnda stolpe 8. Processom är avsedd/programmerad att utnyttja en algoritm för detektering av frysning av en vätska på delen av vägytan, se nedan. Processom kan vara ansluten till en aktiv vägskylt 14, en vamingsskylt som tänds när en frysning av en vätska (bildande av is) fastställs av systemet 2. Den aktiva vägskylten kan vara placerad en sträcka före lR-termometem 6, t.ex. 1 kllometer. Processom kan altemativet, eller också, vara ansluten till en övervakningsstation för Vägunderhåll, t.ex. en central från vilken vägunderhållsfordon dirigeras. En sådan övervakningsstation kan altemativt vara en anordning monterad i ett vägunderhàllsfordon. Processom kan också vara ansluten till ett vamingssystem, som uppmärksammar fordonsförare, t.ex. via en GPS-mottagare; 10 15 20 25 30 533 943 9 om isbildning pà en relevant vägsträcka. I en altemativ utförlngsforrn är processom anordnad på en annan plats än lR-temrometem 6. l detta fall kan lådan 12 innehålla kommunikationsutrustning för att kommunicera temperaturmätningar från IR- terrnometem 6 till processom.The IR tinometer 6 is connected to a processor or data collector arranged in a box 12 on said post 8. The processor is intended / programmed to use an algorithm for detecting freezing of a liquid on the part of the road surface, see below. The processor may be connected to an active road sign 14, a warning sign which is lit when a freezing of a liquid (formation of ice) is determined by the system 2. The active road sign may be located some distance before the 1R thermometer 6, e.g. 1 km. The processor may or may not be connected to a road maintenance monitoring station, e.g. a switchboard from which road maintenance vehicles are routed. Such a monitoring station may alternatively be a device mounted in a road maintenance vehicle. The processor can also be connected to a warning system, which draws the attention of vehicle drivers, e.g. via a GPS receiver; 10 15 20 25 30 533 943 9 on ice formation on a relevant road section. In an alternative embodiment, the processor is arranged at a location other than the IR thermometer 6. In this case, the box 12 may contain communication equipment for communicating temperature measurements from the IR thermometer 6 to the processor.

Processom kan ta emot temperaturavlåsning från mer än ett mätorgan. Antingen kan flera lR-terrnometrar 6 vara anordnade på stolpen 8 och riktade mot olika delar av vägytan på en stàndort eller mätorgan. t.ex. IR-terrnometrar på olika ståndorter, skickar sina temperaturmätningar till en centralt anordnad processor.The processor can receive temperature locking from more than one measuring means. Either your IR thermometers 6 can be arranged on the post 8 and directed towards different parts of the road surface of a stand or measuring means. for example IR thermometers at different locations, send their temperature measurements to a centrally arranged processor.

Systemet 2 kan installeras som en del av en existerande WiS, (se nedan angående WiS-station). Detta kan ha fördelen att samma processor eller datainsamlare kan användas för andra WiS-funklioner och systemet enligt föreliggande uppfinning, och att ingen ny stàndort behöver beredas. lR-tennometem matar datalnsamlaren med en signal som analyseras. Vid ett is-alarrn sänds ett meddelande till ett beslut-stödsystem som underhållspersonal använder tillsammans med traditionella data såsom vind, lufitemperatur och fuktighet vilka normalt mäts vid en WiS-station. Personalen kan antingen ta emot ett meddelande om en fryspunktstemperatur eller ett alarm om frysning, d.v.s. isblldning. Systemet 2 kan altematlvt installeras separat fràn en existerande VViS-station.System 2 can be installed as part of an existing WiS, (see below regarding WiS station). This can have the advantage that the same processor or data collector can be used for other WiS functions and the system according to the present invention, and that no new location needs to be prepared. The IR tennometer feeds the data collector with a signal that is analyzed. In the event of an ice alarm, a message is sent to a decision support system used by maintenance personnel together with traditional data such as wind, air temperature and humidity which are normally measured at a WiS station. The staff can either receive a message about a freezing point temperature or an alarm about freezing, i.e. isblldning. System 2 can alternatively be installed separately from an existing VViS station.

Under delen 10 av vägytan kan ett kylelement vara anordnat för att aktivt kyla delen 10 av vägytan för att bestämma en fryspunktstemperatur hos en vätska även när omgivande temperatur ligger över fryspunktstemperaturen hos vätskan. Kylelementet kontrolleras av processorn.Below the part 10 of the road surface, a cooling element can be arranged to actively cool the part 10 of the road surface to determine a freezing point temperature of a liquid even when the ambient temperature is above the freezing point temperature of the liquid. The cooling element is controlled by the processor.

Fig. 2 visar frysning av en vätska pà en del av en vägyta. Kurvan visar hur temperaturen hos vätskan förändras som uppmätt av ett mätorgan anordnat ovanför vägytan. Först sjunker temperaturen successivt till dess den nàr- 2 grader Celsius, vid vilken punkt frysning av vätskan börjar och dess temperatur ökar snabbt till den rådande fryspunkten hos vätskan, -0,5 grader Celsius. Vätskan förblir vid denna temperatur till dess all vätskan har frusit. Därefter fortsätter temperaturen hos isen att falla.Fig. 2 shows the freezing of a liquid on a part of a road surface. The curve shows how the temperature of the liquid changes as measured by a measuring means arranged above the road surface. First, the temperature gradually decreases until it reaches 2 degrees Celsius, at which point freezing of the liquid begins and its temperature increases rapidly to the prevailing freezing point of the liquid, -0.5 degrees Celsius. The liquid remains at this temperature until all the liquid has frozen. Thereafter, the temperature of the ice continues to fall.

Utföringsfonnexempel av systemet för detektering av frysning innefattar en kontaktfri temrometer, t.ex. en IR-tennometer (infraröd termometer), och en processor ansluten till 10 15 20 25 30 533 943 10 termometem. Processom är programmerad med en detektoralgoritm. Prooessom kan innefatta eller kan vara ansluten till ett minne. Minnet kan utnyttjas for att lagra t.ex. detektoralgoritmen. Processom och minnet kan altemativt kallas en datainsamlare.Embodiment examples of the freezing detection system include a contactless thermometer, e.g. an IR tennometer (infrared thermometer), and a processor connected to the thermometer. The processor is programmed with a detector algorithm. The processor may include or may be connected to a memory. The memory can be used to store e.g. the detector algorithm. The processor and memory can alternatively be called a data collector.

Enllgt utförlngsfonnexempel kan systemet innefatta ett kylelement, t.ex. ett Peltierelement såldes bildande ett aktivt system. Kylelementet kan vara monterat under vägytan för att kunna kyla vågytan ovanför kylelementet. Det skall förstås att 'under vägytan' omfattar också kylelement som är inbäddade i en vägbelâggning (t.ex. asfalt eller grov asfalt) bara kylelementet är täckt av vägbelåggningen. Kylelementet är anslutet till processom och kontrolleras av prooessom. Således kan processom använda kylelementet för att kyla vägytan ovanför kylelementet till en temperatur under dess aktuella temperatur som ges av omgivande förhållanden. Således kan fryspunktstemperaturen fastställas redan innan den har uppnåtts naturligt. Processom kan vara programmerad att kyla asfalten till dess vätska därpå fryser. Det verkliga frystillfället kan detekteras av lR-tennometem och en fryspunktstemperatur kan beräknas. Detta kan sörja för fastställande av en faktisk fryspunktstemperatur innan vätskan på asfalten fryser naturligt. Med kylelementet kan systemet anses aktiv i den mening att kylelementet faktiskt fryser en vätska på en del av vägytan. Om kylelementet stängs av skulle systemet kunna anses passivt och kunna detektera is som bildas naturiigt och endast kunna beräkna en fryspunktstemperatur när frysning förekommer.According to an exemplary embodiment, the system may comprise a cooling element, e.g. a Peltier element was sold forming an active system. The cooling element can be mounted below the road surface in order to be able to cool the wave surface above the cooling element. It is to be understood that 'below the road surface' also includes cooling elements embedded in a road surface (eg asphalt or rough asphalt) only the cooling element is covered by the road surface. The cooling element is connected to the processor and is controlled by the processor. Thus, the processor can use the cooling element to cool the road surface above the cooling element to a temperature below its current temperature given by ambient conditions. Thus, the freezing point temperature can be determined even before it has been reached naturally. The processor may be programmed to cool the asphalt until its liquid then freezes. The actual freezing moment can be detected by the 1R tennometer and a freezing point temperature can be calculated. This can ensure that an actual freezing point temperature is determined before the liquid on the asphalt freezes naturally. With the cooling element, the system can be considered active in the sense that the cooling element actually freezes a liquid on a part of the road surface. If the cooling element is switched off, the system could be considered passive and be able to detect ice that is formed naturally and can only calculate a freezing point temperature when freezing occurs.

Enligt utföringsformexempel kan ett passivt system utan kylelementet tillhandahålla tillräckligt med information för många tillämpningar. Vägytan behöveri detta fall inte manipuleras med.According to exemplary embodiments, a passive system without the cooling element can provide sufficient information for many applications. In this case, the road surface does not need to be manipulated.

Enligt utföringsfomtexempel skulle systemet kunna vara integrerat i eller vara förenat med redan existerande vägmätstationer, dessa kallas vanligen ”Vägväderlnfonnationssystem” (VViS). För närvarande mäter en representativ WiS temperatur och fuktighet men kan inte lndlkera lsblldning. Altemativt kan systemet för detektering av frysning av en vätska vara anordnat I en dedikerad station på en fast plats vid en väg eller ett fordon. l det senare fallet ska noteras att fordonet måste stå stilla för att använda detektoralgoritmen eftersom detektering av frysning av en vätska på en vägyta enligt föreliggande uppfinning måste utföras på en del av en vägyta. 10 15 20 25 30 533 943 11 Ett passivt system kan uppgraderas till ett aktivt system genom att lägg till ett kylelement. IR-termometem och svartis detektoralgoritmen används både i de aktiva och passiva systemen. lR-termometem kan ha en tidsupplösning av 0,5 - 50 Hz, t.ex. kan en tidsupplösning av 10 Hz användas. Den kan vara anslutbar till en datainsamlare i WiS-stationen där svartis-detektorsystemet kan vara integrerat. Altemativt kan ett fristående system byggas med en datainsamlare som enkom hanterar lR-termometem. Detta kan vara användbart om fristående system kommer att installeras tätare än existerande WiS- stationer, exempelvis vid broar eller andra områden utsatta för isbildning.According to exemplary embodiments, the system could be integrated in or be connected to already existing road measuring stations, these are usually called "Road Weather Information Systems" (VViS). At present, a representative WiS measures temperature and humidity but cannot induce bleeding. Alternatively, the system for detecting freezing of a liquid may be arranged in a dedicated station at a fixed location by a road or a vehicle. In the latter case, it should be noted that the vehicle must stand still to use the detector algorithm since detection of freezing of a liquid on a road surface according to the present invention must be performed on a part of a road surface. 10 15 20 25 30 533 943 11 A passive system can be upgraded to an active system by adding a cooling element. The IR thermometer and the black ice detector algorithm are used in both the active and passive systems. The IR thermometer may have a time resolution of 0.5 - 50 Hz, e.g. a time resolution of 10 Hz can be used. It can be connected to a data collector in the WiS station where the black ice detector system can be integrated. Alternatively, a stand-alone system can be built with a data collector that only handles the IR thermometer. This can be useful if stand-alone systems will be installed more frequently than existing WiS stations, for example at bridges or other areas exposed to ice formation.

Datalnsamlaren med algoritmmjukvaran kan vara avlägset belägen, d .v.s. datainsamlaren är placerad på en annan plats än IR-tennometem. Den huvudsakliga anledningen att använda en datainsamlare nära lR-terrnometem är att de kontinuerliga temperaturmätningama inte behöver kommuniceras, istället kan temperaturmätningama analyseras på plats och signalerar kan skickas till andra platser eller anordningar t.ex. l fall av detektering av is eller för att kommunicera fryspunktstemperaturvärden. Med tillräckligt hög dataöverförlngshastighet kan en avlägsen datainsamlare realiseras.The data collector with the algorithm software may be remotely located, i.e. the data collector is located in a place other than the IR tin meter. The main reason for using a data collector near the IR thermometer is that the continuous temperature measurements do not need to be communicated, instead the temperature measurements can be analyzed on site and signals can be sent to other places or devices e.g. In case of ice detection or to communicate freezing point temperature values. With a sufficiently high data transfer rate, a remote data collector can be realized.

Enligt utföringsforrnexempel kan en iR-tennometer av märket Quixote Surface Patrol modell 999.1 användas. Den fungerar väl mätandes från en statisk position.According to exemplary embodiments, a Quixote Surface Patrol Model 999.1 iR tennometer can be used. It works well measured from a static position.

Signalen från IR-terrnometem skickas till en datainsamlare där en algoritm analyserar signalen pà ett direktanslutet vis. IR-termometersignalen blir tolkad av en detektoralgoritm. Algoritmen anger några fà villkor för signalen som kan motsvara ett frysningstillfälle. Företrädesvis kan algoritmen vara okänslig för stömlngar såsom passerande trafik. Den fundamentala grunden hos algoritmen är beräkningen av differentlalkvoten mellan yttemperatur och tid, AT/At. För att utesluta plötsliga stömingar hos temperatursignalen, såsom trafik. från att tolkas som frysning, sätts At till ett konstant värde k. (sekunder) längre än det använda tidssteget, tex. längre än 0,1 sekund i fallet med temperaturmätningar vid 10 Hz. Storleken av k, är en fråga om optimering där för små värden kommer att utlösa alarm isltuatloner som inte är relaterade till frysnlngsprocessen. k, kan exempelvis sättas till ett värde av 10 sekunder eller 20 sekunder eller till och med 90 sekunder. Andra värde kan också användas, t.ex. 10 15 20 25 30 533 943 12 under experiment har ett värde om k, = 30 sekunder visat bra prestanda för att detektera is med fà felaktiga detekteringar. Ett för stort k, skulle göra algoritmen mindre känslig för förändringar och missa frystlllfällen, sàldes kan k, ses som en känsllghetsparameter för systemet.The signal from the IR thermometer is sent to a data collector where an algorithm analyzes the signal in a directly connected manner. The IR thermometer signal is interpreted by a detector algorithm. The algorithm specifies a few conditions for the signal that may correspond to a freezing moment. Preferably, the algorithm may be insensitive to disturbances such as passing traffic. The fundamental basis of the algorithm is the calculation of the differential ratio between surface temperature and time, AT / At. To exclude sudden disturbances of the temperature signal, such as trafik. from being interpreted as freezing, At is set to a constant value k. (seconds) longer than the time step used, e.g. longer than 0.1 second in the case of temperature measurements at 10 Hz. The size of k, is a matter of optimization where too small values will trigger alarm isltuatloner that are not related to the freezing process. k, can for example be set to a value of 10 seconds or 20 seconds or even 90 seconds. Other values can also be used, e.g. 10 15 20 25 30 533 943 12 during experiments, a value of k, = 30 seconds has shown good performance for detecting ice with few incorrect detections. Too large a k would make the algorithm less sensitive to changes and miss freezing traps, so k can be seen as a sensitivity parameter for the system.

Kvoten beräknas för varje steg hos signalen vilket betyder att algoritrnen löper om tio gånger per sekund l det fallet en 10 Hz signal används. För att algoritmen ska detektera ett frysningstlllfälle måste differentialkvoten överstiga ett förutbestâmt tröskelvärde, Tdw.The ratio is calculated for each step of the signal, which means that the algorithms run about ten times per second in the case where a 10 Hz signal is used. In order for the algorithm to detect a freezing event, the differential ratio must exceed a predetermined threshold value, Tdw.

Det grundläggande villkoret för frysning blir då: BT _ _ > AT ï> kt *r Tdth, Ett högt tröskelvärde kan utesluta de flesta långsamma klimatbetingade variationema hos ytan såsom uppvärmning från solsträlníng. Algoritrnen kan också inkludera ett villkor som kräver ett antal, n, av n + m beräknade kvoter ska vara över tröskelvärdet, Tdw, för att säkerställa att tillfälliga felaktiga temperaturvärden inte påverkar detekterlngen av isbildnlng på en del av en vägyta. Tdfl, kan bestämmas på en ståndort för ett system för detektering av frysning eller ett fast värde kan sättas, t.ex. till Tdm, = 1/60 'Clsekund.The basic condition for freezing then becomes: BT _ _> AT ï> kt * r Tdth, A high threshold value can exclude the fl slowest climate-related variations of the surface such as heating from solar radiation. The algorithm may also include a condition that requires a number, n, of n + m calculated ratios to be above the threshold value, Tdw, to ensure that temporary erroneous temperature values do not affect the detection of ice formation on a portion of a road surface. Td fl, can be determined at a location for a system for detecting freezing or a fixed value can be set, e.g. to Tdm, = 1/60 'Clsecond.

Andra vården hos Tdfi., kan altemativt användas, t.ex. inom intervallet 1/120 till 1/20 'C/sekund.Other care at Td fi., Can alternatively be used, e.g. within the range 1/120 to 1/20 'C / second.

För att undvika att stömingar vid högre temperaturer felaktigt tolkas som frysningstillfällen kan vägyttemperaturen eller omgivande temperatur fordras vara under ett maximivârde om Tm., . Tmu kan exempelvis vara 0.5 °C, 5 °C or 10 °C eller någon annan lämplig temperatur, vilket gen 11-" arr > k, -~ 'ram AND T < 'rum THEN [F] = [f l <1) Där [F] är en vektor som sparar tidema för frysningstillfällen.In order to avoid that disturbances at higher temperatures are incorrectly interpreted as freezing times, the road surface temperature or ambient temperature may be required to be below a maximum value of Tm.,. Tmu may, for example, be 0.5 ° C, 5 ° C or 10 ° C or any other suitable temperature, which gene 11- "arr> k, - ~ 'ram AND T <' rum THEN [F] = [fl <1) Where [F] is a vector that saves time for freezing times.

Algorltrnen beskriven så här långt är tillräcklig exempelvis för att styra information om att is har bildats till aktiva vägskyltar eller på annat vis indikera att is har bildats. För att tillhandahålla infonnation om en fryspunktstemperatur hos en vätska på en vägyta, t.ex. 10 15 20 25 30 533 943 13 för vägunderhàllspersonal, måste systemet även spara fryspunktema. Eftersom fryspunktstemperaturen (T,) inträffar efter att frysnlng har påbörjats och medan bàde vätska och fast vätska finns kommer detta att motsvara den högsta temperaturen som uppnås efter att frysningsprocessen har börjat. Vektom som sparades i ekvation (1) kan då exempelvis utökas till: 'i [F] = [fn] dä, j; = lnaxcrrr- 1zoj=m+ 300)) (z) l detta exempel kommer Tf att vara den högsta temperaturen uppnådd 120 sekunder före frysnlngen 'a'r registrerad till 300 sekunder efter, algorftmen letar efter den högsta temperaturen istället för den momentana temperaturen. Andra tidsgrânser än 120 sekunder och 300 sekunder kan självklart användas för att definiera ett intervall, under vilket det högsta Tf har registrerats. Exempelvis kan tidsgränsen före frysnlngen (plötslig ökning av yttemperatur) sättas till 0 minuter och tidsgränsen efler frysnlngen väljas inom intervallet 20 - 180 sekunder.The algorithms described so far are sufficient, for example, to control information that ice has formed into active road signs or otherwise indicate that ice has formed. To provide information about a freezing point temperature of a liquid on a road surface, e.g. 10 15 20 25 30 533 943 13 for road maintenance personnel, the system must also save the freezing points. Since the freezing point temperature (T The vector saved in equation (1) can then be extended, for example, to: 'i [F] = [fn] then, j; = lnaxcrrr- 1zoj = m + 300)) (z) In this example, Tf will be the highest temperature reached 120 seconds before the freeze 'a'r registered to 300 seconds after, the algorithm looks for the highest temperature instead of the instantaneous temperature. Time limits other than 120 seconds and 300 seconds can of course be used to indicate an interval during which the highest Tf has been registered. For example, the time limit before freezing (sudden increase in surface temperature) can be set to 0 minutes and the time limit after freezing is selected within the interval 20 - 180 seconds.

En fryspunktstemperatur kan altematlvt vara definierad som en temperatur inom ett temperaturintervall av en temperatur uppnådd vid slutet av den plötsliga ökningen av vägtemperaturen, t.ex. ett intervall om 1 grad Celsius.A freezing point temperature may alternatively be defined as a temperature within a temperature range of a temperature reached at the end of the sudden increase of the road temperature, e.g. a range of 1 degree Celsius.

Ekvation (2) kan utnyttjas i ett aktivt system med ett kylelement. Systemet kommer då att kyla vägytan med kylelementet till dess den fryser. Fryspunktstemperaturen kommer att sparas. Den fastställda fryspunktstemperaturen kan utnyttjas av underhållspersonal för att utvärdera om mer saltlake behövs eller om den senast appliceringen fortfarande är verksam. Om omgivande och/eller vågytans temperatur närmar sig fryspunktstemperaturen kan kylelementet stängas av för att använda systemet på samma sätt som det passiva systemet utan kylelementet för att detektera frysning på vägytan förorsakad av naturlig nedgång hos omgivande temperatur.Equation (2) can be used in an active system with a cooling element. The system will then cool the road surface with the cooling element until it freezes. Freezing point temperature will be saved. The set freezing point temperature can be used by maintenance personnel to evaluate whether more brine is needed or whether the latest application is still effective. If the ambient and / or wave surface temperature approaches the freezing point temperature, the cooling element can be switched off to use the system in the same way as the passive system without the cooling element to detect freezing on the road surface caused by a natural drop in ambient temperature.

Enligt utförlngsformexempel kan ett förfarande för detektering av frysning beskrivas som använder de följande stegen: - Avläsa ett lnàngsvärde motsvarande vägytans temperatur. 10 15 20 25 30 533 943 14 - Jämföra värdet med värdet registrerat 30 sekunder tidigare.According to an exemplary embodiment, a method for detecting freezing can be described which uses the following steps: - Read a length value corresponding to the temperature of the road surface. 10 15 20 25 30 533 943 14 - Compare the value with the value registered 30 seconds earlier.

- Om temperaturen har stigit hastigt (snabbare än Tdw) och om temperaturen är under än 0,5' då spara tiden som en frysningshändelse.- If the temperature has risen rapidly (faster than Tdw) and if the temperature is below 0.5 'then save the time as a freezing event.

- Leta efter den högsta temperaturen ett tldslntervall före och efter frysningshändelsen.- Look for the highest temperature a tldslnterval before and after the freezing event.

- Registrera denna temperatur som fryspunkten.- Register this temperature as the freezing point.

Ifall ett aktivt system används kan kylelementet aktiveras flera gånger per timme, t.ex. 2- 10 gånger/timme: Enligt utföringsformexempel kan systemet innefatta: - En IR-terrnometer - lsdetekteringsalgoritmen - Ett kylelement ~ En processor eller datainsamlare för databehandling, köra algoritm och skickar ut isbiidningsinforrnation, d.v.s. information till vamingsskyitar, vågunderhállspersonal, bilnavigatorer etc.If an active system is used, the cooling element can be activated several times per hour, e.g. 2- 10 times / hour: According to exemplary embodiments, the system may comprise: - An IR thermometer - The detection algorithm - A cooling element ~ A processor or data collector for data processing, running algorithm and sending out icebreaking information, i.e. information for vamingsskyitar, wave maintenance personnel, car navigators etc.

Kylelementet kan vara ett peltierelement i en aiuminiumcyiinder. Elementet behöver en 12V spänning. Aluminiumcylindem skulle vara inbäddad i vägen och ansluten till en kraflíörsörjning. Ett aktivt system kan detektera fryspunktstemperaturer när som helst jämfört med ett passivt system där en fryspunkt kan beräknas efter en naturlig frysningshändelse.The cooling element may be a peltier element in an aluminum cylinder. The element needs a 12V voltage. The aluminum cylinder would be embedded in the road and connected to a power supply. An active system can detect freezing point temperatures at any time compared to a passive system where a freezing point can be calculated after a natural freezing event.

Enligt utföringsformexempel kan en huvudsaklig tillämpning av systemet vara att övervaka ett vägnätverk för att detektera isbildning och uppskatta åtminstone en fryspunktstemperatur. Systemet kan antingen vara integrerat i en eller flera befintliga WiS-stationer eller installerat som fristående system. Andra tillämpningar kan inkludera isdetektering pà flygplatsers landningsbanor, uttrycken väg, vägyta och del av vägytan ska i detta sammanhang tolkas att som landningsbana, landningsbaneyta eller del av landningsbanan. 10 15 20 25 30 533 943 15 Enligt utföringsfonnexempei kan systemet möjliggöra bedömning av när och vid vilken temperatur frysning faktiskt inträffar. Systemet kan följaktligen möjliggöra säkrare vägar med fäne olyckor. Dessutom, systemet kan möjliggöra mer effektivt och optimerat Vägunderhåll eftersom resultaten av vägbehandling med avisning och nedisningsmotverkande kan övervakas om de har haft någon inverkan. Detta kommer att leda till att mindre salt används. fåne lastbilar utplacerade för vägbehandling och sålunda kostnadsbesparingar, miljömässiga fördelar och säkrare vägar.According to exemplary embodiments, a major application of the system may be to monitor a road network to detect icing and estimate at least one freezing point temperature. The system can either be integrated in one or your existing WiS stations or installed as a stand-alone system. Other applications may include ice detection on aerodrome runways, the terms road, road surface and part of the road surface shall in this context be interpreted as a runway, runway surface or part of the runway. 10 15 20 25 30 533 943 15 According to the embodiment example, the system can make it possible to assess when and at what temperature freezing actually occurs. The system can consequently enable safer roads with cattle accidents. In addition, the system can enable more efficient and optimized road maintenance because the results of road treatment with de-icing and anti-icing can be monitored if they have had any impact. This will lead to less salt being used. get trucks deployed for road treatment and thus cost savings, environmental benefits and safer roads.

Enllgt utföringsformexempel kan ökningen i temperatur användas som en indikator för isbildning och möjliggör således detektering av is som bildas. exempelvis på en väg.According to an exemplary embodiment, the increase in temperature can be used as an indicator of ice formation and thus enables the detection of ice that is formed. for example on a road.

Fenomenet med en ökande temperatur hos den frysande vatten-isblandningen kan mätas med tillräckligt hög upplösning. Under fältobservationer har ökningen i temperatur varat i ungefär 30 - 90 sekunder. Således, som en del i ett kriterium kan en varaktighet hos ökningen väljas att vara t.ex. 10, 20, 30 eller 40 sekunder. Temperaturen kan mätas tic gånger varje sekund för att vara säker pà att fånga de plötsliga temperaturförändringama. Emellertid kan temperaturen mätas med en annan frekvens, t.ex. 1 Hz eller 3 Hz. Mätningen kräver en termometer av ett slag som inte gör motstånd mot snabba förändringar hos omgivningen, d.v.s. en klassisk terrnometersond kommer att ha en massa som måste anpassa sig till omghmingen för att representera den sanna temperaturen. Denna effekt kommer att jämna ut snabba temperaturförändringar. En iR- terrncmeter som mäter infraröd strålning från delen av vägytan utan någon kontakt lider inte av denna effekt. Denna kontaktiösa metod för att mäta temperatur gör det möjligt att fånga snabba temperaturförändringar. Konceptet att göra högfrekventa mätningar med en kontaktiös termometer gör det möjligt att observera snabba temperaturförändringar som förekommer under loppet av frysning av en vätska på delen av vägytan.The phenomenon of an increasing temperature of the freezing water-ice mixture can be measured with a sufficiently high resolution. During field observations, the increase in temperature has lasted for about 30 - 90 seconds. Thus, as part of a criterion, a duration of the increase can be chosen to be e.g. 10, 20, 30 or 40 seconds. The temperature can be measured ten times every second to be sure of capturing the sudden temperature changes. However, the temperature can be measured with a different frequency, e.g. 1 Hz or 3 Hz. The measurement requires a thermometer of a kind that does not resist rapid changes in the environment, i.e. a classic thermometer probe will have a mass that must adapt to the environment to represent the true temperature. This effect will even out rapid temperature changes. An iR terrain meter that measures infrared radiation from the part of the road surface without any contact does not suffer from this effect. This contactless method of measuring temperature makes it possible to capture rapid temperature changes. The concept of making high-frequency measurements with a contact thermometer makes it possible to observe rapid temperature changes that occur during the course of freezing of a liquid on the part of the road surface.

Enligt utföringsformexempel kan det föreslagna systemet övervaka delen av vägytan och kan detektera snabba temperaturförändringar som tyder på att en vätska fryser och såldes bildande av is. Följaktligen kan det föreslagna systemet vama underhàilsperscnai och trafikanter om hala vägförhåiianden. För att göra detta kan den högfrekventa temperatursignalen analyseras av en algoritm l realtid. Algoritmen detekterar mönster hos temperaturslgnalen som kan motsvarar en frysningshändelse och utlöser ett alarm när frysning inträffar. Alamiet kan exempelvis innehålla tre typer av information: 10 15 20 25 533 943 16 tidpunkten för alarrnet, platsen för den ifrågavarande IR-tennometem och fryspunkten för ytan vilken motsvarar en temperatur uppnådd under frysningsförloppet.According to exemplary embodiments, the proposed system can monitor the portion of the road surface and can detect rapid temperature changes that indicate that a liquid is freezing and ice formation was sold. Consequently, the proposed system may involve maintenance personnel and road users on slippery road conditions. To do this, the high frequency temperature signal can be analyzed by a real-time algorithm. The algorithm detects patterns of the temperature signal that may correspond to a freezing event and triggers an alarm when freezing occurs. The alamite may, for example, contain three types of information: the time of the alarm, the location of the IR tennometer in question and the freezing point of the surface which corresponds to a temperature reached during the freezing process.

Jämfört med existerande teknologier för detektering av is pà en vägyta har föreliggande system en fördel av att varar enkel och billig. Den passiva versionen kräver ingen modlflering eller installationer på vägytan, ingen trafik kommer att hindras och lR- termornetern är liten nog för att inte störa trafikanter. Det föreliggande systemet kan erbjuda ett lågkostnadsaltemativ som kan installeras på många platser. Om aktiva vågskyltar används med systemet kan dessa skyltar ersätta passiva skyltar.Compared to existing technologies for detecting ice on a road surface, the present system has the advantage of being simple and inexpensive. The passive version requires no modeling or installations on the road surface, no traffic will be obstructed and the lR thermometer is small enough not to disturb road users. The present system can offer a low cost option that can be installed in many places. If active weighing signs are used with the system, these signs can replace passive signs.

En kommersiellt intressant tillämpning av exempelutföringsforrner kan vara att installera ett stort antal givare I ett vägnätverk av ett land eller en region av ett land för att lnfonnera vägunderhâllspersonal om tid och plats för frysningshändelser. lnforrnationen kan också inkludera fryspunktstemperaturer pà olika platser. Valfritt kan detekterad isbildning matas ut via aktiva vågskyltar.A commercially interesting application of exemplary embodiments may be to install a large number of sensors in a road network of a country or region of a country to inform road maintenance personnel of the time and place of freezing events. The information may also include freezing point temperatures at different locations. Optionally, detected icing can be discharged via active wave signs.

Fackmannen inom området förstår att kan exempelutföringsfonner kan kombineras.Those skilled in the art will appreciate that exemplary embodiments may be combined.

Trots att uppfinningen har beskrivits med hänvisning till exempelutföringsforrner kommer många olika förändringar, modifieringar och liknade att vara uppenbarar för fackmännen inom området.Although the invention has been described with reference to exemplary embodiments, many various changes, modifications and the like will be apparent to those skilled in the art.

Därför skall det förstås att det föregående illustrerar olika exempelutföringsfomier och ska inte begränsas till särskilda visade utföringsformer och att modifieringar av de visade utföringsforrnema. kombinationer av särdrag hos visade utföringsforrner så väl som andra utföringsforrner är avsedda att vara inkluderade inom omfånget för det bifogade patentkraven.Therefore, it is to be understood that the foregoing illustrates various exemplary embodiments and is not to be limited to particular embodiments shown, and that modifications of the illustrated embodiments. combinations of features of illustrated embodiments as well as other embodiments are intended to be included within the scope of the appended claims.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 533 943 17 PATENTKRAV 1. Ett system (2) för detektering av frysning av en vätska pà en väg vilket utnyttjar en frigöming av latent värme från nämnda vätska, systemet innefattar en givare för att mäta en vägtemperatur, och en processor ansluten till nämnda givare och avsedd att övervaka temperaturförändringar över tiden som uppmäts av nämnda givare kännetecknad av att nämnda givare innefattar ett mätorgan anordnat ovanför och pà ett avstånd fràn en dei (10) av vägytan för att kontinuerligt mäta en yttemperatur över nämnda del (10) av vägytan, och varvid nämnda processor är avsedd att fastställa nämnda frigöming av latent värme som en ökning av nämnda yttemperatur motsvarande en differentiaikvot mellan nämnda yttemperatur och tid och nämnda differentiaikvot överstigande ett tröskelvärde. Systemet (2) enligt patentkravet 1, varvid nämna processor är avsedd att erkänna nämnda ökning om nämnda yttemperatur eller en omgivande temperatur är under en tröskelvärdestemperatur. Systemet (2) enligt något av patentkraven 1 och 2, varvid nämnda processor är avsedd att fastställa om nämnda ökning har en varaktighet av åtminstone en minimltidsperiod. Systemet (2) enligt något av de föregående patentkraven, varvid nämnda processor är avsedd att fastställa en faktisk fryspunktstemperatur hos en vätska på nämnda dei (10) av vägytan bestämd av rådande förhållanden påverkande nämnda vätska på nämnda del (1 O) av vägytan. Systemet (2) enligt patentkravet 4, varvid nämnda processor är avsedd att fastställa nämnda faktiska fryspunktstemperatur som en temperatur uppnádd efter nämnda ökning. 10 15 20 25 30 533 943 18 6. Systemet enligt något av de föregående patentkraven, varvid nämna mätorgan är en infraröd tennometer (6). 7. Systemet (2) enligt något av de föregående patentkraven, varvid ett kylelement är anordnat under åtminstone en del av nämnda del (10) av vägytan och nämnda processor är ansluten till nämnda kylelement för att styra nämnda kylelement. 8. Systemet (2) enligt något av patentkraven 4 och 5, varvid nämnda processor är avsedd att kommunicera nämnda faktiska fryspunktstemperatur till en mottagare. 9. Systemet (2) enligt patentkravet 8, varvid nämnda mottagare är en av en allmän vamingsvägskylt (14) eller en övervakningsstation för Vägunderhåll eller ett vägfordon. 10. Ett förfarande för detekterlng av frysning av en vätska på en väg vilket utnyttjar en frigöming av latent vänne från nämna vätska varvid: en vägtemperatur mäts, förändringar i nämna vägtemperatur övervakas över tiden, nämnda vägtemperatur är en yttemperatur kontinuerligt mätt över en del av vägytan. nämnda yttemperatur mäts ovanifrån och på ett avstånd från nämnda del av vägytan, och nämnda frlgömlng av latent värme fastställs som en ökning av nämnda yttemperatur motsvarande en differentialkvot mellan nämnda yttemperatur och tid och nämnda differentialkvot överstigande ett tröskelvärde. 11. Förfarandet enligt patentkravet 10, varvid: nämna ökning erkänns om nämnda yttemperatur eller en omgivande temperatur är under en tröskelvärdestemperatur. 12. Förfarandet enligt något av patentkraven 10 och 11, varvid: det fastställs om nämnda ökning har en varaktighet av åtminstone en minimitidsperlod. 533 943 19 13. Förfarandet anllgt något av patantkraven 10 - 12, varvid: en faktisk fryspunktstemperatur hos en vätska på nämnda del av vägytan, bestämd av rådande förhållanden pâverkande nämnda vätska på nämnda del av vägytan, fastställs. 14. Förfarande enligt patentkravet 13, varvid: nämnda faktiska fryspunktstemperatur fastställs som en temperatur uppnàdd efter nämnda ökning. 10 15. Förfarandet enligt något av patentkraven 10 - 14, varvid: åtmlnstone n del av nämnda del av vägytan aktivt kyls.A system (2) for detecting freezing of a liquid on a road which utilizes a release of latent heat from said liquid, the system comprising a sensor for measuring a road temperature, and a processor connected to said sensor and intended to monitor temperature changes over time measured by said sensor, characterized in that said sensor comprises a measuring means arranged above and at a distance from a dei (10) of the road surface to continuously measure a surface temperature above said part ( 10) of the road surface, and wherein said processor is intended to determine said release of latent heat as an increase of said surface temperature corresponding to a differential ratio between said surface temperature and time and said differential ratio exceeding a threshold value. The system (2) of claim 1, wherein said processor is for recognizing said increase if said surface temperature or an ambient temperature is below a threshold temperature. The system (2) according to any one of claims 1 and 2, wherein said processor is intended to determine if said increase has a duration of at least a minimum time period. The system (2) according to any one of the preceding claims, wherein said processor is intended to determine an actual freezing point temperature of a liquid on said dei (10) of the road surface determined by prevailing conditions affecting said liquid on said part (10) of the road surface. The system (2) according to claim 4, wherein said processor is intended to determine said actual freezing point temperature as a temperature reached after said increase. The system according to any one of the preceding claims, wherein said measuring means is an infrared tennometer (6). The system (2) according to any one of the preceding claims, wherein a cooling element is arranged below at least a part of said part (10) of the road surface and said processor is connected to said cooling element for controlling said cooling element. The system (2) according to any one of claims 4 and 5, wherein said processor is intended to communicate said actual freezing point temperature to a receiver. The system (2) according to claim 8, wherein said receiver is one of a general warning road sign (14) or a monitoring station for Road Maintenance or a road vehicle. A method for detecting freezing of a liquid on a road which utilizes a release of latent friend from said liquid, wherein: a road temperature is measured, changes in said road temperature are monitored over time, said road temperature is a surface temperature continuously measured over a part of the road surface . said surface temperature is measured from above and at a distance from said part of the road surface, and said latent heat accumulation is determined as an increase of said surface temperature corresponding to a differential ratio between said surface temperature and time and said differential ratio exceeding a threshold value. The method of claim 10, wherein: said increasing is recognized if said surface temperature or an ambient temperature is below a threshold temperature. The method of any of claims 10 and 11, wherein: determining whether said increase has a duration of at least a minimum time period. 533 943 19 13. The method according to any one of claims 10 - 12, wherein: an actual freezing point temperature of a liquid on said part of the road surface, determined by prevailing conditions affecting said liquid on said part of the road surface, is determined. The method of claim 13, wherein: said actual freezing point temperature is determined as a temperature reached after said increase. The method according to any one of claims 10 to 14, wherein: at least a portion of said portion of the road surface is actively cooled.
SE0950623A 2009-09-01 2009-09-01 Method and system for detecting the freezing of a liquid on a road SE533943C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950623A SE533943C2 (en) 2009-09-01 2009-09-01 Method and system for detecting the freezing of a liquid on a road
EP10173604A EP2290630A1 (en) 2009-09-01 2010-08-20 Method and system for detecting freezing of a liquid on a road

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950623A SE533943C2 (en) 2009-09-01 2009-09-01 Method and system for detecting the freezing of a liquid on a road

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0950623A1 SE0950623A1 (en) 2011-03-02
SE533943C2 true SE533943C2 (en) 2011-03-08

Family

ID=43067170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0950623A SE533943C2 (en) 2009-09-01 2009-09-01 Method and system for detecting the freezing of a liquid on a road

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2290630A1 (en)
SE (1) SE533943C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3714242A4 (en) * 2018-01-04 2021-08-18 Smartclean Technologies, Pte. Ltd. System and method for non-contact wetness detection using thermal sensing

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313202A (en) 1991-01-04 1994-05-17 Massachusetts Institute Of Technology Method of and apparatus for detection of ice accretion
US5416476A (en) 1991-11-29 1995-05-16 Rendon; Edward Method and system for detecting potential icy conditions on roads
SE501810C2 (en) 1993-10-15 1995-05-22 Agenzia International Ab Device for indication of ice formation
DE10062655A1 (en) 2000-12-15 2002-07-18 Mekra Lang Gmbh & Co Kg Safety device for vehicles
US6695469B2 (en) 2001-11-19 2004-02-24 Energy Absorption Systems, Inc. Roadway freezing point monitoring system and method

Also Published As

Publication number Publication date
SE0950623A1 (en) 2011-03-02
EP2290630A1 (en) 2011-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11312383B2 (en) Road surface condition prediction system, driving assistance system, road surface condition prediction method, and data distribution method
US6847903B2 (en) Liquid water content measurement apparatus and method
CN106408857A (en) Highway road surface icing monitoring device and monitoring method
KR101682940B1 (en) Total management system for removing snow and ice on road and method for processing thereof
EP4151801A1 (en) Apparatus and system for detecting road surface condition and method for detecting road surface condition by using same
CN101915606A (en) Device and method for detecting icy pavement of highway
CN106772689A (en) A kind of expressway weather monitoring system
CN109146208B (en) Road deicing salt usage amount prediction method
KR101760900B1 (en) Method for predicting black ice using image of weather radar
JP4477270B2 (en) Method and warning device for generating a freezing early warning signal for roads
KR102475003B1 (en) SYSTEM FOR MANAGING SNOW REMOVAL USING IoT
SE533943C2 (en) Method and system for detecting the freezing of a liquid on a road
Abdelaal et al. A flexible surface-mountable sensor for ice detection and non-destructive measurement of liquid water content in snow
KR102380852B1 (en) System and method for making a decision on snow removal work
JP7385262B2 (en) Road surface condition prediction program and information processing device
JPH11248439A (en) Road-surface condition detecting sensor and device using the same
JP4742388B2 (en) Road surface condition estimation system at fixed observation points and routes
DiLorenzo et al. Use of ice detection sensors for improving winter road safety
JP3809519B2 (en) Road surface condition estimation method
KR101144280B1 (en) Traffic system to notice status of road condition
JP4067543B2 (en) Road surface condition determination method and system
Turunen Measuring salt and freezing temperature on roads
JP3605641B2 (en) Road condition judgment method
JP2003185506A (en) Estimating method for road surface temperature
CN111213188A (en) Method and device for generating a signal warning of the smoothness of a roadway

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed