[发明专利]一种路面结冰传感器

说明书

本发明属于路面结冰自动检测的技术领域，具体涉及一种路面结冰传感器，解决了现有结冰传感器操作复杂，精度容易受影响的问题，包括传感探头，所述的传感器探头设置于路基切出的凹槽中与路基直接接触，其包括密封的玻璃管，玻璃管里面装有一半体积的液态水，另一半体积为空气，玻璃管一端为硬质密封，另一端也为硬质密封、并设置有气体压力传感器和温度传感器，气体压力传感器的探头设置于玻璃管内，本发明使用原理简单，安装方便、数据稳定可靠、使用寿命长。

技术领域

本发明属于路面结冰自动检测的技术领域，具体涉及一种路面结冰传感器。

背景技术

近年来随着经济的发展，高速公路上的车辆越来越多，发生的交通安全事故也逐渐增多，特别是在冬季，路面结冰的情况下更容易发生意外事故。主要是由于人们没有及时得到路面状况信息而造成巨大的损失。

授权公告号为205301440U公开了一种根据金属电容片对冰、水、空气的不同相对介电常数的原理而发明的一种道路路面结冰传感器，该传感器可以检测是否结冰，但也存在一些问题，如需要安装多组金属片，操作复杂并且路面上如果有尘土等杂物也可能会影响测量精度。

发明内容

本发明为了解决现有结冰传感器操作复杂，精度容易受影响的问题，提供了一种一种路面结冰传感器，通过采集结冰传感器的信息到互联网或道路交通广播电台，这样通过信息传播给来往车辆车主进行提示以有效避免交通事故的发生，减少人身财产损失。该传感器具有结构简单、稳定性好、使用效果好的特点。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种路面结冰传感器，包括传感探头，所述的传感器探头设置于路基切出的凹槽中与路基直接接触，其包括密封的玻璃管，玻璃管里面装有一半体积的液态水，另一半体积为空气，玻璃管一端为硬质密封，另一端也为硬质密封、并设置有气体压力传感器和温度传感器，气体压力传感器的探头设置于玻璃管内。

所述的路面结冰传感器还包括信号调理模块、存储模块、MCU数据处理模块、DC-DC电源模块以及传感器接口模块，所述的信号调理模块用于将气体压力传感器和温度传感器采集到的信号进行降噪、滤波处理，并发送到所述MCU数据处理模块，所述MCU数据处理模块用于将气体压力数据和温度数据融合，根据压力数据和温度数据判断路面结冰情况，并将判断结果通过传感器接口模块传输给外部；所述的存储模块用于存储测量数据，所述的DC-DC电源模块用于给传感探头、信号调理模块、MCU数据处理模块及存储模块提供电源，所述的传感器接口模块还用于连接外部电源给所述DC-DC电源供电。

所述MCU数据处理模块的判断依据如下：当同时满足气体压力数据增大且温度≤0℃两个条件时，则判定路面结冰，否则，判断路面不结冰。进一步的，当温度远大于0度时，不管压力传感器是否有压力，判断没有结冰；当温度大于0度接近于0度时，如果压力传感器压力等于0，则没有结冰，如果压力大于0，则判断正在融化中；当温度小于0度时，如果压力传感器压力大于0，则判断有冰，如果压力传感器压力为零则将要结冰。

所述的玻璃管沿平行于轴线的方向上有一个平切面。所述的凹槽垂直于路的走向，且靠路基外侧，传感器放置在凹槽内，传感器的平切面与路基平齐。以玻璃管圆心为起点，玻璃管半径的三分之二处作为平切面。

相同质量下的水和冰，冰的体积比水大。当路基的温度从零度以上降低到零度以下时，路基通过玻璃管壁把外界的路基温度传给玻璃管内部的水。玻璃管内部的水首先会变成零度的水，然后是冰水混合状态直至最后完全结冰，这个过程中，由于玻璃管的体积一定，同样质量下冰的体积比水大，所以玻璃管上方的气体压力会变大，这样就可以采用气体压力传感器检测玻璃管内气体的压力，并结合温度传感器采集的温度数据，综合判断路面的结冰情况，并将准确的路面结冰信息分别通过UART接口协议和开关量接口输出检测结果。