[发明专利]一种随车移动式雾天能见度检测装置及其测试方法

权利要求书

1.一种随车移动式雾天能见度检测装置，主要由装置主体(B)和保护罩(A)组成，装置主体(B)密封于保护罩(A)内，其特征在于，所述装置主体(B)主要由DAM-3039数据采集模块(a)、信号接收端总成(b)、后门总成(d)、前门总成(e)、装置主体底座(f)、信号发射端总成(h)和单片机控制模块(j)组成，所述装置主体底座(f)上的左侧梁(y)和右侧梁(z)将底板(x)分成三部分，信号发射端总成(h)固定安装在右侧梁(z)外侧的底板(x)上；信号接收端总成(b)固定安装在左侧梁(y)外侧的底板x上，DAM-3039数据采集模块(a)固定安装在信号接收端总成(b)外侧的底板(x)上，前门总成(e)和后门总成(d)安装在左侧梁(y)和右侧梁(z)之间，前门总成(e)、后门总成(d)、左侧梁(y)、右侧梁z围成的空间为采样空间。

2.根据权利要求1所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述前门总成(e)主要由门联轴器(4)、门板(5)、步进电机(13)和接近开关(14)组成，所述门联轴器(4)由连门板(38)和连接轴(36)组成，所述门板(5)与连门板(38)搭接固定，所述连接轴(36)通过轴承(7)固定在左侧梁(y)上，所述扭力弹簧(6)套装在连接轴(36)上，一端卡在连门板(38)端部的扭力弹簧挡槽(35)中，另一端卡在侧梁弹簧卡槽上，其作用是使门板(5)复位，所述接近开关(14)固定在左侧梁(y)的内侧，门关闭状态时，与门接触；所述步进电机(13)通过螺栓固定在右侧梁(z)上，步进电机(13)转轴与门连接轴(36)上的步进电机轴孔(37)通过键连接，控制门板(5)的开关，所述后门总成(d)结构及连接与前门总成(e)相同。

3.根据权利要求1或2所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述信号发射端总成(h)主要由凸透镜(10)、信号发射底座(12)和发光二极管(17)组成，所述凸透镜(10)安装在右侧梁(z)的发射孔上，用透镜卡环(11)固定，信号发射底座(12)的底板(F)固定在右侧梁(z)的外侧底板(x)上，发光二极管(17)固定在二极管座(16)上，二极管座(16)与调节垫片(18)通过调节螺栓(15)连接在信号发射底座(12)的立板(E)上，通过二极管座(16)沿信号发射端底座(12)上的调节槽(k)上下移动，使发光二级管(17)保持在凸透镜的轴线上，通过增加或减少调节垫片(18)，将发光二极管(17)移动到凸透镜的焦点上，调整好发光二极管(17)的位置后，用调节螺栓(15)上的螺母固定。

4.根据权利要求1或2所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述信号接收端总成(b)主要由信号接收座体(1)、平面透镜(3)、光敏电阻(19)和信号接收电路组成，所述平面透镜(3)安装在左侧梁(y)的接收孔上，用透镜卡环(2)固定，信号接收底座体(1)的底板(D)固定在左侧梁(y)外侧的底板(x)上，四个光敏电阻(19)固定在信号接收座体(1)的立板(C)上。

5.根据权利要求4所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述信号接收电路，主要由稳压电路、光强测试电路和温度测试电路构成，所述稳压电路为信号接收电路提供恒定电压电源，光强接收电路中的光敏电阻，接收到光信号，并将光信号转化为电压信号，在接线柱处输出给数据采集模块，温度测试电路中的热敏电阻，接收到温度信号，并将温度信号转化为电压信号，在接线柱26处输出给数据采集模块。

6.根据权利要求1或2所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述单片机控制模块(j)，主要由稳压电路、AT89C51单片机、步进电机驱动电路、发光二极管外接电阻、数据采集模块借口电路、接近开关接口电路，显示屏连接电路构成，首先驱动步进电机工作，控制前后门的开启和关闭；被测试雾体进入到采样空间后，单片机控制模块(j)驱动发光二级管(17)发出一定数值的光强，DAM-3039数据采集模块(a)将采集到的温度和光强信号通过数据线传递给单片机，单片机计算出采样空间中的雾能见度及当前安全车速，传输到驾驶室内的LED显示屏(Ⅲ)上。

7.一种用于权利要求1所述的随车移动式雾天能见度检测装置进行测试的方法，具体步骤如下：

第一步，测试开始时，单片机控制前门步进电机和后门步进电机顺时针转动，依次缓慢开启前后门，大气中的雾气进入采样空间；

第二步，等待十秒至一分钟后，单片机控制前门步进电机和后门步进电机逆时针转动，依次缓慢关闭前后门，采样空间中的雾气被封闭在装置内部，且把外界环境光屏蔽掉；

第三步，当前后门关闭后，接近开关(14)检测到门已关闭，将门关闭信号传输给单片机，单片机控制发光二级管(17)发光，发光二极管(17)发出的光经过采样空间的雾气衰减后，照到接收端的光敏电阻(19)上，光敏电阻(19)将该光信号转变为电信号，通过DAM-3039数据采集模块(a)传递给单片机，同时，接收端的温度传感器，检测到环境温度，并将环境温度值通过DAM-3039数据采集模块(a)传递给单片机；

第四步，单片机再根据光敏电阻(19)及电路的光电特性公式光的吸收规律σ＝-(1/b)In(φ/φ₀)以及柯西米德理论L＝-In0.05/σ计算出能见度值，根据温度对电路及光敏电阻的影响，对计算出的能见度进行修正，单片机根据安全行驶车速数学模型计算出安全车速，然后将能见度值和当前安全车速值传递给显示器，显示给驾驶员；

其中，Φ是光衰减后的光通量；Φ₀是光衰减前的光通量；b是发射端与接收端的距离；U是接收端输出电压；S是光敏元件的光电导灵敏度；β，M是电路参数即受电路设计及电子器件影响的常量，可以对电路测试得到；L是能见度；σ是消光系数。