[发明专利]多功能公路冰雪传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气象传感器，尤其涉及一种多功能公路冰雪传感器。

背景内容

行驶车辆追尾是高速公路最严重的交通事故。造成追尾事故的气象因素不仅有霜雾所带来的能见度原因，雨雪天气尤其是大雨暴雪亦能显著降低能见度。另外，道路润湿、冻结使得路面附着系数减少，路面抗滑能力大幅度下降，也是造成追尾事故的重要气象因素。在高速公路设立冰雪监测，实时发布监测路段的冰雪气象信息，以及由冰雪信息综合生成的监测路段行车安全参数：包括道路、安全车距及车速阈值信息，对预防车辆追尾、确保行车安全有着重要意义。然而，冰雪监测尚无合适的传感器，基本上仍停留在人工观测阶段。因此，加速研发冰雪传感器，用以监测高速公路的积雪及能见度的改变，是预防车辆追尾不容忽视的交通气象监测项目及设施。

另外，由于高速公路各路段气象分布的不均匀性，若在高速公路多路段布设气象监测点，冰雪传感器的结构成本是一个能否付诸实施的瓶颈问题，当然也是冰雪传感器结构设计的关键所在。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种多功能公路冰雪传感器。本发明不仅能定量监测道路的降雪量、降雪强度和降雪历时等，而且还具有融雪、雨、相对湿度和环境温度监测于一体的诸多功能，较好地解决了传感器结构成本的问题。

本发明的目的是这样实现的：

采用全电子式结构，无运动件磨损，测量精度高、安装校正方便，并能根据冰雪参数的变化，自动生成或调整高速公路不同路段的安全车距及车速的示警阈值，为预警追尾、超速等事故的发生和提高道路通畅率，提供了科学依据及安全保证，该传感器还可方便地应用于机场、铁路等交通运输场合。

具体地说，本发明包括金属罐体，不锈钢支架，由冰雪感应板和冰雪感应信号调理电路组成的冰雪感应模块，不锈钢承水器，第一、二PTC发热元件，由水量测量敏感元件和水量测量信号调理电路组成的水量测量模块，出水槽，环境温度测量模块，微处理器，系统电路板，时间测量电路，RS_232通信接口模块和第一、二继电器电路；

在金属罐体中，从上到下，通过不锈钢支架依次设置有倾斜放置的冰雪感应板、不锈钢承水器、水量测量敏感元件和出水槽；

在不锈钢承水器和冰雪感应板背面分别设置有第一PTC发热元件和第二PTC发热元件，融化的冰雪或雨水流入水量测量敏感元件，并经出水槽流出；

在金属罐体的外壁设置有环境温度测量模块，在金属罐体的内壁设置有系统电路板；在系统电路板上设置有微处理器及分别和微处理器连接的冰雪感应信号调理电路，水量测量信号调理电路，时间测量电路，RS_232通信接口模块和第一、二继电器电路NK、NJ；

第一继电器电路NK与第一PTC发热元件PTC1连接，第二继电器电路NJ与第二PTC发热元件PTC2连接。

本发明的工作原理为：

当环境温度测量模块测量的环境温度高于摄氏零度，冰雪感应板采样辩识有降水时，承水器将收集的雨水引入水量测量敏感元件用以测量降水量、降水强度、降水历时等参数，微处理器根据该路段、该时刻降水参数的变化自动生成车辆行驶速度、车间距限制阈值，并通过RS_232通信接口模块传送至PC机显示降水等参数或者再经过GSM/GPRS模块将该数据远程发送给控制终端。

当环境温度测量模块测量的环境温度高于摄氏零度，冰雪感应板采样辩识有霜雾时，冰雪感应板根据相对湿度的变化，定量测量霜雾的大小，并在单位时间内启动冰雪感应板背面的PTC发热元件，迅速加热干燥冰雪感应板以重新测量相对湿度变化，且并通过RS_232通信接口模块传送至PC机显示相对湿度或者再经过GSM/GPRS模块将该数据远程发送给控制终端。

当环境温度测量模块测量的环境温度小于、等于摄氏零度，冰雪感应板采样辩识有冰雪时，微处理器在单位时间内启动冰雪感应板背面的PTC发热元件，迅速加热冰雪感应板，融化的冰雪通过承水器引入水量测量敏感元件用以测量降雪量、降雪强度、降雪历时等参数，微处理器根据该路段、该时刻冰雪参数的变化自动生成车辆行驶速度、车间距限制阈值，并通过RS_232通信接口模块将运算后的数据传送至PC机或者再经过GSM/GPRS模块将数据远程发送给控制终端。

本发明具有下列优点和积极效果：

1、可用于多种场合下的雪、雨、雾综合测量，测量范围广、精度高；

2、无运动件磨损，可靠性高、使用寿命长；

3、价格低廉，性价比高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是微处理器控制结构方框图；