[發明專利]基于光纖傳感測量公路路面表層水膜厚度的方法有效

申請號：	201210197039.8	申請日：	2012-06-14
公開（公告）號：	CN102692191A	公開（公告）日：	2012-09-26
發明（設計）人：	王輝;漆曉瓊;謝亮	申請（專利權）人：	中國科學院半導體研究所
主分類號：	G01B11/06	分類號：	G01B11/06
代理公司：	中科專利商標代理有限責任公司 11021	代理人：	宋焰琴
地址：	100083 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于光纖傳感測量公路路面表層厚度方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，尤其涉及一種基于光纖傳感測量公路路面表層水膜厚度的方法。

背景技術

隨著我國高速公路網的飛速建設，隨之而來的各種配套公路路況測量信息也越來越被政府和民眾所關注，為了能夠更加有效地對幾百上千公里的高速公路進行路面狀況信息的采樣、收集和分析，各種路況傳感器設計方案和測試方法如今已經被采納和使用。借助這些成熟方案、方法，當很多冰霜雪霧、雷雨暴風等惡劣天氣出現時，有關交通部門已能夠及時有效地完成車輛限行和車輛分流等交通調度，在降低高速公路網的事故發生率、保證交通運輸的安全可靠性的同時，還提高了公路資源的利用效率。

從傳統的傳感技術方法來講，公路路面水膜厚度的測量是通過測量電參量間接實現的，通過安裝在公路沿線的分布式電傳感器收集到不同降水量對應電容值或者電阻值，然后，經過數據處理得到這一地區路面積水厚度。這種技術方案的一個弱點是收集到的電參量值容易受到雨水電解質含量的影響，比如出現極薄的鹽水水膜或者大雨或暴雨過后路面積水層很厚但電解質很少這兩種情況。高精度大量程的水膜厚度監測對于防御路面積水打滑、強降水時的低能見度造成交通事故具有重要的研究意義。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對利用電參量間接測量水膜厚度這一技術方案的缺點，本發明的主要目的在于提供一種基于光纖傳感測量公路路面表層水膜厚度的方法，以提高路面水膜測量值的準確性和可靠性。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種基于光纖傳感測量公路路面表層水膜厚度的方法，包括：

激光器LD發出的激光信號經過發射光纖5傳輸進入待測路面平面，在路面水膜與空氣分界面10處發生反射；

反射后的激光信號分別通過第一接收光纖4和第二接收光纖6進入第一光探測器PD₁和第二光探測器PD₂，第一光探測器PD₁和第二光探測器PD₂根據該激光信號的功率大小，輸出第一電流I₁和第二電流I₂；

第一電流I₁和第二電流I₂通過電纜進入外部電路，外部電路以雙路相比的比值量處理，得到水膜厚度。

上述方案中，所述激光器LD采用1310nm光源的半導體激光器，避開水對光的吸收峰和可見光信號的干擾，提高測量反射光信號的精度。

上述方案中，所述發射光纖5、第一接收光纖4和第二接收光纖6構成三光纖式光信號發射探測結構，在該三光纖式光信號發射探測結構中所述發射光纖5位于所述第一接收光纖4和所述第二接收光纖6之間。

上述方案中，所述第一接收光纖4為直徑50μm的多模光纖，所述第二接收光纖6為直徑1mm的特種光纖。

上述方案中，所述發射光纖5將激光信號從1310nm光源的半導體激光器LD引出，并由位于發射光纖5兩側的所述第一接收光纖4和所述第二接收光纖6接收。