[发明专利]一种冰雪监测传感器及其计算系统与计算方法

权利要求书

1.一种冰雪监测计算系统，其特征在于，包括：现场系统与运算系统；

所述现场系统包括一个或多个冰雪监测传感器、测量设备、供电设备、第一运算设备、储存设备及天线；

其中，所述冰雪监测传感器包括：电极、第一绝缘层、第二绝缘层及屏蔽层；所述电极完全内置于所述第一绝缘层中，所述屏蔽层完全包裹所述第一绝缘层，所述第二绝缘层完全包裹所述屏蔽层；所述电极用于测量电阻，和/或电容以计算冰雪厚度；所述屏蔽层用于屏蔽外界信号对电极的干扰；所述第一绝缘层与所述第二绝缘层用于防止所述电极与大地形成回路；所述第二绝缘层由耐磨型材料组成；

所述运算系统包括接收设备、第二运算设备与储存器、显示设备以及气象站；

所述冰雪监测传感器放置于监测路段的路面或路肩上；所述测量设备，用于通过所述冰雪监测传感器测量电阻，和/或电容以计算冰雪厚度；所述第一运算设备，用于根据所述电阻，和/或电容计算设定时间段内的时均值，以及震荡幅度；所述储存设备，用于存储所述时均值与所述震荡幅度；所述天线用于将所述时均值与所述震荡幅度发送给所述接收设备；所述供电设备，用于为所述现场系统供电；

所述接收设备，用于将所述时均值与所述震荡幅度储存于所述储存器，所述第二运算设备，用于在所述储存器中对所述时均值与所述震荡幅度中的至少之一进行运算，得到冰雪覆盖厚度；所述气象站，用于向所述显示设备提供实时气象数据；所述显示设备，用于显示所述冰雪覆盖厚度与所述冰雪覆盖厚度；

所述第二运算设备，还用于在所述储存器中对所述时均值、所述震荡幅度以及所述监测温度中的至少之一进行运算，得到冰雪覆盖厚度；

所述第二运算设备，还用于在所述储存器中对所述时均值、所述震荡幅度以及所述监测温度中的至少之一进行运算，得到冰雪覆盖厚度，包括以下：

当所述监测温度低于第一温度阈值时，所述第二运算设备，还用于在所述储存器中对电阻的时均值与所述监测温度进行运算，得到冰雪覆盖厚度，计算公式为：

当所述监测温度低于第一温度阈值时，所述第二运算设备，还用于在所述储存器中对电容时均值与所述监测温度进行运算，得到冰雪覆盖厚度，计算公式为：

所述第二运算设备，还用于在所述储存器中对所述时均值、所述震荡幅度以及所述监测温度进行运算，得到冰雪覆盖厚度；

其中，D表示冰雪覆盖厚度，R表示电阻的时均值，C表示电阻的时均值，M表示震荡幅度，a0、a1、b0、b1、c0、c1、d0、d1、e0、e1、f0及f1表示预设的拟合参数，T表示监测温度。

2.根据权利要求1所述的一种冰雪监测计算系统，其特征在于，所述现场系统还包括温度传感器；

所述测量设备，还用于通过所述温度传感器测量所述监测路段的监测温度；所述储存设备，还用于储存所述监测温度；所述天线还用于将所述监测温度发送给所述接收设备；

所述接收设备，还用于接收所述监测温度储存于所述储存器。

3.根据权利要求1所述的一种冰雪监测计算系统，其特征在于，所述第二运算设备，用于在所述储存器中对所述时均值与所述震荡幅度中的至少之一进行运算，得到冰雪覆盖厚度，包括：

所述第二运算设备，用于在所述储存器中对电阻的时均值、震荡幅度以及预设的拟合参数进行运算，得到冰雪覆盖厚度；

或，所述第二运算设备，用于在所述储存器中对电容的时均值、震荡幅度以及预设的拟合参数进行运算，得到冰雪覆盖厚度。

4.根据权利要求1所述的一种冰雪监测计算系统，其特征在于，所述第二运算设备，还用于在所述储存器中对所述时均值、所述震荡幅度以及所述监测温度进行运算，得到冰雪覆盖厚度，包括：

当所述监测温度低于第二温度阈值时，所述第二运算设备还用于根据以下公式计算冰雪覆盖厚度：

当所述监测温度低于第一温度阈值且高于所述第二温度阈值时，所述第二运算设备还用于根据以下公式计算冰雪覆盖厚度：

其中，D表示冰雪覆盖厚度，C表示电容的时均值，R表示电阻的时均值，M表示震荡幅度，a0、a1、b0、b1、c0、c1、d0、d1、e0、e1、f0及f1表示预设的拟合参数，所述第一温度阈值高于所述第二温度阈值。