[发明专利]一种非接触式路面气象状态传感器及其应用方法

权利要求书

1.一种非接触式路面气象状态传感器，其特征在于：包括激光器、数据采集分析系统、以及位于待测路面上方的弧形导轨，所述弧形导轨上安装有扩束镜和光电探测器；激光器发出的光通过扩束镜照射在待测路面上，光电探测器接收路面漫反射光能量，将光信号转换为电信号送入数据采集分析系统；

所述扩束镜能够沿弧形导轨移动，或者扩束镜与光电探测器相对固定并能够一起沿弧形导轨移动。

2.根据权利要求1所述的非接触式路面气象状态传感器，其特征在于：所述光电探测器始终固定于路面法线位置，扩束镜能够沿弧形导轨移动。

3.根据权利要求1所述的非接触式路面气象状态传感器，其特征在于：所述扩束镜与光电探测器固定在一起并能够一起沿弧形导轨移动，两者所在光轴相互平行；设扩束镜与光电探测器的间距为d，扩束镜与光电探测器整体作为探测组件，该探测组件与路面照射区域中心之间的距离为r，则应保证r/d>100。

4.根据权利要求1所述的非接触式路面气象状态传感器，其特征在于：所述激光器发出的光通过多模光纤耦合输出至扩束镜。

5.根据权利要求1所述的非接触式路面气象状态传感器，其特征在于：所述激光器为半导体激光器。

6.根据权利要求5所述的非接触式路面气象状态传感器，其特征在于：所述激光器为单波长半导体激光器。

7.权利要求1所述的非接触式路面气象状态传感器的应用方法，包括：

开启激光器，发出恒定功率的光，通过扩束镜照射在待测路面上；

保证照射区域中心不变的情况下，控制扩束镜沿弧形导轨移动，移动的总行程为πr/18，入射角度变化范围为0‐10°，光电探测器实时测得不同入射角对应的漫反射光能量并送入数据采集分析系统；完成设定行程后，数据采集分析系统以扩束镜入射角为横坐标，探测器相应接收的光功率为纵坐标，绘制一条曲线，得到反射光功率‐角度谱；

根据所述反射光功率-角度谱，即判定待测路面的气象状态。