[發明專利]一種用于檢測高速公路路面結冰的裝置及方法

有效

• 申請號: 201010237643.X
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101915606A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 唐慧強;馮金龍;呂富勇
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G01K7/18;G01R27/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域：

本發明涉及一種用于檢測高速公路路面結冰的裝置及方法，特別是對高速公路路面是否結冰進行判斷并預警，屬于自動檢測裝置及方法技術領域。

背景技術：

冬天公路地面結冰會經常發生嚴重交通事故。如2008年的南方雪災給國家和人民的生命財產安全造成了重大損失，現在判斷高速公路的路面是否結冰仍然依靠人的視覺去判斷，由于地面結冰情況隨時間、位置不同，消冰狀況存在很大差異，車輪經過的地方首先消冰、兩車道間隔的中間路面最后消冰，高架和橋梁特別難消冰，中間路面消冰時產生的冰水仍會到車輪經過的地方，因此依靠視覺確定行駛速度只能在明顯的結冰狀態下引起注意，而發生的上述暗冰和局部冰層仍會導致意想不到的事故發生。

中國專利公開了幾種路面結冰檢測的方法，其中一種是《路面結冰點監測系統和方法》，其申請號是02827284.6，該專利通過“采用主動式冷卻器、溫度傳感器、采樣井構成。并根據采樣井中液體的溫度跟傳導性的變化來判斷液體的結冰點。”該方法主要通過判斷路面的溫度和傳導性兩個條件來決定是否結冰，仍存在一定的誤判。另外一種是《路面結冰檢測傳感器及其設備方法、和路面結冰檢測方法》，其申請號是200510055117.0，該專利通過“具有接觸路面的感溫部、和從該感溫部豎立設置的鰭部，呈T字形，由熱傳導性高的金屬構成；光纖，具有光反射峰值波長隨變形而變化的光纖布拉格光柵(FBG)，并將該FBG粘接在上述感溫部件的鰭部上面；殼體，具有包圍上述感溫部件的鰭部和光纖的隔熱部件。用光纜對在路面上設置規定數量的各路面結冰檢測傳感器間進行連接，從光纜的一端射入脈沖光，接收從各路面結冰檢測傳感器來的反射波長，來測量路面溫度。”該方法主要通過判斷路面的溫度和光反射兩個條件來決定是否結冰，雖然光學判斷法誤判率低，在飛機機翼結冰檢測中獲得廣泛應用，但在路面這種特殊條件下使用，污水和塵土等贓物將嚴重干擾其光學器件的工作，誤檢測率升高，實際推廣應用受限。

發明內容

發明目的：

本發明的目的是提供一種用于檢測高速公路路面結冰的裝置及方法，以便及時的給交出道路路面的結冰情況。

技術方案：

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

一種用于檢測高速公路路面結冰的裝置，包括與路面相配合的目標體，目標體包括路面阻值檢測電路、振動檢測電路、溫度檢測電路、微控制器和通信電路；其中路面阻值檢測電路、振動檢測電路和溫度檢測電路的信號輸出端分別與微控制器連接，微控制器與通信電路相連接。

進一步地，上述用于檢測高速公路路面結冰的裝置的路面阻值檢測電路中包括路面電導率探頭。

進一步地，上述用于檢測高速公路路面結冰的裝置的振動檢測電路中包括振動傳感元件。

進一步地，上述用于檢測高速公路路面結冰的裝置的溫度檢測電路中包括溫度傳感元件，所述溫度傳感元件采用鉑電阻。

一種基于上述用于檢測高速公路路面結冰的裝置的檢測方法，包括如下步驟：

步驟A，在微控制器里分別設置路面阻值檢測、振動檢測和溫度檢測的判斷閾值；

步驟B，采用振動檢測電路的振動傳感元件采集高速公路路面的振動數據信息；采用路面阻值檢測電路的路面電導率探頭采集檢測路面的阻值數據信息；

步驟C，將步驟B采集到的路面振動數據信息、路面阻值數據信息發送至微控制器，微控制器分別判斷所述路面振動數據信息、路面阻值數據信息是否超過步驟A設置的閾值，當判斷結果均超過步驟A設置的閾值，進入下一步；否則返回步驟B繼續執行操作；

步驟D，采用溫度檢測電路的溫度傳感元件采集路面的溫度值數據，將溫度值數據發送至微控制器，微控制器判斷所述溫度值數據是否為零度以下，當溫度值數據為零度以下，通過通信電路給出結冰信號；當溫度值信息為零度以上時，返回B步驟。

有益效果：

由于路面結冰情況很復雜不易判斷，本發明根據振動體的振動信號、路面電導率，并結合溫度檢測的附加條件和多目標同時檢測來綜合給出路面結冰情況，可以防止誤檢測。特別需要提及的是，通過多點檢測，只有多個檢測點給出路面結冰信號時，才有路面結冰提示信息給出，可以及時發出結冰預警信號。

附圖說明：

圖1是本發明一個實施例的安裝實例結構示意圖。

圖2是圖1實施例的檢測控制電路框圖。

圖3是圖2中路面阻值檢測電路的電路圖.

圖4是圖2中振動檢測電路的電路圖。

圖5是圖2中溫度檢測電路的電路圖。

圖6是圖2中微處理器的電路圖。