例如:一種典型的電學(xué)式結(jié)冰傳感器為電容式結(jié)冰傳感器。電容式結(jié)冰傳感器基于冰、空氣和水介電常數(shù)的不同來(lái)判斷電極之間的介質(zhì)是冰、空氣還是水。將多組電極對(duì)等距排列,每個(gè)電極對(duì)為一個(gè)結(jié)冰檢測(cè)刻度,總的結(jié)冰厚度就等于相鄰電極對(duì)的距離和介質(zhì)是冰的電極對(duì)的個(gè)數(shù)的乘積。左圖2中是公開(kāi)號(hào)為101285673A的中國(guó)專利公布的一種電容比值式結(jié)冰傳感器。圖2中:1-矩形金屬屏蔽保護(hù)外殼;2-單片機(jī);3-雙路電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器;4-基準(zhǔn)平行板電容器;5-檢測(cè)平行板電容器組;6-雙路可編程控制的刻度選通電路;絕緣保溫密封填充材料,8-接線插座。其中基準(zhǔn)平行板電容器電極之間沒(méi)有結(jié)冰。檢測(cè)平行板電容器的電極極板之間的介質(zhì)可能是冰,可能是空氣。當(dāng)檢測(cè)電容極板間是空氣時(shí),檢測(cè)電容和基準(zhǔn)電容的電容值之比為1;當(dāng)檢測(cè)電容極板間介質(zhì)是冰時(shí),檢測(cè)電容和基準(zhǔn)電容的電容值之比大于等于2。這樣就可以判斷任意一個(gè)檢測(cè)電容極板之間的介質(zhì)是冰還是空氣。檢測(cè)電容組豎直等距排列,檢測(cè)結(jié)冰的厚度就等于相鄰檢測(cè)電容的豎直間距與介質(zhì)是冰的檢測(cè)電容的個(gè)數(shù)的乘積。
根據(jù)結(jié)冰傳感器的安裝方式,可將結(jié)冰傳感器分為扁平安裝結(jié)冰傳感器和非扁平安裝結(jié)冰傳感器。扁平安裝就是結(jié)冰傳感器安裝到被測(cè)物表面后,結(jié)冰檢測(cè)面和物體表面平齊,這樣傳感器表面和物體表面的環(huán)境因素相同,可以更準(zhǔn)確地感知物體表面結(jié)冰情況。非扁平安裝結(jié)冰傳感器安裝后檢測(cè)面和物體表面不平齊,表現(xiàn)為一個(gè)物。顯然物表面與物體表面會(huì)有很大差異,如物體表面的層流流體到物處就有可能形成局部湍流。結(jié)冰傳感器和被測(cè)物體表面環(huán)境因素不同,會(huì)造成結(jié)冰情況的不同,結(jié)冰傳感器檢測(cè)到的結(jié)冰就有可能不由物體表面一致。
衡量結(jié)冰傳感器檢測(cè)性能的參數(shù)主要有:分辨率、靈敏度、溫度系數(shù)、準(zhǔn)確度、度等。
分辨率是指結(jié)冰傳感器能夠感知的小結(jié)冰厚度。
靈敏度是指結(jié)冰厚度變化與結(jié)冰傳感器輸出變化的比值。
溫度系數(shù)是指沒(méi)有結(jié)冰信號(hào)時(shí),結(jié)冰傳感器的輸出變化與溫度變化的比值。
準(zhǔn)確度是指用結(jié)冰傳感器對(duì)同一結(jié)冰厚度進(jìn)行檢測(cè),得到一系列數(shù)據(jù),這一系列數(shù)據(jù)的中心點(diǎn)與實(shí)際結(jié)冰厚度的接近程度。
度是指上述一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于其中心點(diǎn)的分散程度。
其采用進(jìn)口激光傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)冰層與積雪的探測(cè),其中降雪是影響路面交通安全的重要指標(biāo),常規(guī)的降雪量都在幾厘米到幾十厘米范圍以上,常規(guī)的路面狀況儀器,只能識(shí)別1厘米以下的降雪厚度,因此無(wú)法地測(cè)量路面積雪厚度。激光遙感式路面狀況傳感器可以準(zhǔn)確大范圍地測(cè)量積雪與冰層厚度,為路面清理與維護(hù)工作提供了可靠的數(shù)據(jù)(根據(jù)積雪厚度投放溶雪劑的數(shù)量)。
地埋式結(jié)冰傳感器是一種電阻式傳感器,它將被測(cè)量的結(jié)冰情況轉(zhuǎn)換為電阻值。傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng),即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。地埋式結(jié)冰傳感器通過(guò)測(cè)量電阻值的變化來(lái)判斷地下結(jié)冰情況。
地埋式結(jié)冰傳感器的特點(diǎn)
地埋式結(jié)冰傳感器具有以下特點(diǎn):
1. 高靈敏度:傳感器中的電阻應(yīng)變片具有高靈敏度,能夠準(zhǔn)確感知微小的結(jié)冰情況。
2. 抗干擾能力強(qiáng):傳感器采用的抗干擾技術(shù),能夠有效抵抗外界干擾信號(hào),提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3. 命:傳感器采用材料和工藝制造,具有較長(zhǎng)的使用壽命。
4. 易于安裝和維護(hù):傳感器采用地埋式設(shè)計(jì),安裝簡(jiǎn)便,且維護(hù)方便。