[發(fā)明專利]一種主動式路面凝冰溫度探測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110706406.1
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113432754B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆茂德;韓博;曹犖;左磊;楊盼盼;劉小敏;王秋才
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;G01K1/08;G01K1/024
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 崔方方

本發(fā)明公開了一種主動式路面凝冰溫度探測裝置及方法，裝置包括半導(dǎo)體制冷片控制模塊、微型電機控制模塊、電源模塊、溫度模塊、通信模塊和主控模塊；主控模塊分別連接：半導(dǎo)體制冷片控制模塊、微型電機控制模塊、電源模塊、溫度模塊和通信模塊；半導(dǎo)體制冷片控制模塊用于在主控模塊的引導(dǎo)下啟動半導(dǎo)體制冷片主動降溫或停止工作，微型電機控制模塊用于在主控模塊的引導(dǎo)下控制微型電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動，溫度模塊用于根據(jù)主控模塊的指令讀取溫度傳感器的數(shù)值，通信模塊用于按照主控模塊的通信協(xié)議通過無線或有線方式發(fā)送路面凝冰溫度數(shù)據(jù)。本發(fā)明中的探測方法，運算量小，易于嵌入式集成微型化快速處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高速公路檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主動式路面凝冰溫度探測裝置及方法。

背景技術(shù)

冬季，部分寒冷或高海拔地區(qū)的高速公路會因降雪、凍雨等惡劣天氣而結(jié)冰，容易給高速公路安全行車帶來極大的隱患，會降低高速公路的通行效率和運營效益，給人民的出行生活帶來極大不便。因此，對高速公路路面即將發(fā)生凝冰提前發(fā)布預(yù)警信息，最大程度地減少路面凝冰對高速公路安全暢通行車的影響，降低交通事故率和減少經(jīng)濟損失，保障人民群眾的正常生產(chǎn)和生活，具有重大的經(jīng)濟效益和社會意義。

目前，國內(nèi)外在路面狀態(tài)的探測領(lǐng)域已取得很大的進展，中國專利CN110095435A：一種非接觸式路面黑冰狀態(tài)的檢測方法、中國專利CN110395258A：路面狀態(tài)推斷裝置以及路面狀態(tài)推斷方法、中國專利CN110514702：一種道路路面狀態(tài)監(jiān)測裝置、預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法、中國專利CN110622043A：路面狀態(tài)判別方法和路面狀態(tài)判別裝置、中國專利CN109780986A：一種測量凝冰率的方法與裝置、中國專利CN106781230：基于紅外光譜技術(shù)的公路結(jié)冰檢測與預(yù)警系統(tǒng)及其方法。

上述文獻均側(cè)重于檢測路面實際已經(jīng)發(fā)生凝冰現(xiàn)象，并不能探測出路面即將發(fā)生路面凝冰的實際溫度，用于提前預(yù)測路面即將發(fā)生凝冰的時間并發(fā)布預(yù)警信息。同時，現(xiàn)階段上述文獻均不同程度地存在所用測量儀器成本高、設(shè)備體積過大等問題，不利于實際的工程推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本發(fā)明提供一種主動式路面凝冰溫度探測裝置及方法，為遠程的路面凝冰預(yù)警系統(tǒng)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，解決現(xiàn)有技術(shù)無法主動式探測出即將發(fā)路面凝冰的實際溫度問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種主動式路面凝冰溫度探測裝置，包括半導(dǎo)體制冷片控制模塊、微型電機控制模塊、電源模塊、溫度模塊、通信模塊和主控模塊；

主控模塊分別連接：半導(dǎo)體制冷片控制模塊、微型電機控制模塊、電源模塊、溫度模塊和通信模塊；半導(dǎo)體制冷片控制模塊用于在主控模塊的引導(dǎo)下啟動半導(dǎo)體制冷片主動降溫或停止工作，微型電機控制模塊用于在主控模塊的引導(dǎo)下控制微型電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動，溫度模塊用于根據(jù)主控模塊的指令讀取溫度傳感器的數(shù)值，通信模塊用于按照主控模塊的通信協(xié)議通過無線或有線方式發(fā)送路面凝冰溫度數(shù)據(jù)。

進一步的，還包括金屬外殼保護罩，半導(dǎo)體制冷片控制模塊、微型電機控制模塊、電源模塊、溫度模塊、通信模塊和主控模塊均安裝在金屬外殼保護罩內(nèi)。

進一步的，金屬外殼保護罩根據(jù)微型電機的D型軸尺寸開圓形孔，并用O型圈密封，圓形孔能隨微型電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。

本發(fā)明實施例提供的另一個技術(shù)方案是：

一種主動式路面凝冰溫度探測方法，基于所述的主動式路面凝冰溫度探測裝置，包括以下步驟：

步驟S1：半導(dǎo)體制冷片控制模塊啟動半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷片進入工作狀態(tài)，主動降溫；

步驟S2：微型電機控制模塊啟動微型電機，微型電機開始正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)；

步驟S3：主控模塊開始計時，統(tǒng)計微型電機持續(xù)工作時間DT；