路面結(jié)冰探測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及公路安全設(shè)施，更具體地說，涉及一種路面結(jié)冰探測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于山區(qū)高速公路有“十里不同天”的氣象現(xiàn)象，偏遠山區(qū)難以實現(xiàn)實時路面結(jié)冰監(jiān)測及警示，容易造成交通事故，所以路面結(jié)冰狀況的實時監(jiān)測及實時預警非常重要。
[0003]中國專利(CN1967176A)公開了一種壓電諧振片式傳感器，提出了一種基于壓電諧振膜片式傳感器可應用于公路結(jié)冰探測。該傳感器因振動膜片很薄，故使用壽命較短，該傳感器測量電路采用自激方式可靠性不高，該傳感器體積較大不易安裝，該傳感器利用信號遠傳處理方式，使得信號失真誤差較大，影響傳感器的性能。由于以上一系列問題，這種傳感器無法再實際投入使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種穩(wěn)定性高，使用壽命長的路面結(jié)冰探測
>J-U ρ?α裝直。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種路面結(jié)冰探測裝置，包括底座、殼體、傳感器和上位機，所述傳感器設(shè)置在所述殼體的頂部，所述殼體安裝在所述底座上，底座、殼體和傳感器形成密封的腔體，所述殼體內(nèi)還安裝有的PCB板，所述PCB板與所述上位機連接，所述PCB板上集成與所述傳感器電連接的測量電路，所述測量電路包括掃頻信號發(fā)生器、峰值檢測模塊和控制器；
[0006]所述掃頻信號發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率的信號并輸入傳感器產(chǎn)生諧振，所述峰值檢測模塊檢測峰值并將峰值電壓送給控制器采集，所述控制器根據(jù)不同頻率下的不同峰值電壓確定所述傳感器的固有諧振頻率；
[0007]所述上位機根據(jù)傳感器的固有諧振頻率判斷傳感器所結(jié)冰的厚度。
[0008]上述方案中，所述傳感器包括測量件和壓電膜片，所述壓電膜片位于所述殼體外側(cè)，所述壓電膜片緊貼所述測量件的底面。
[0009]上述方案中，所述測量件與所述殼體之間設(shè)有防水墊片。
[0010]上述方案中，所述測量件與所述殼體通過螺紋連接。
[0011]上述方案中，所述殼體與所述底座通過螺紋連接。
[0012]上述方案中，所述殼體內(nèi)設(shè)有安裝所述PCB板的卡槽。
[0013]上述方案中，所述殼體的表面傾斜設(shè)置。
[0014]上述方案中，所述殼體的表面有凹槽。
[0015]上述方案中，所述底座的底部設(shè)有壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的一端固定在所述底座上，另一端固定在支撐座上。
[0016]上述方案中，所述PCB板通過線纜與所述上位機連接，所述殼體底部設(shè)有與所述線纜配合的防水插座。
[0017]實施本發(fā)明的路面結(jié)冰探測裝置，具有以下有益效果:
[0018]1、本發(fā)明中的殼體起到保護的作用，包含測量電路的PCB板被安裝在殼體內(nèi)部，測量電路和傳感器距離近，降低了信號遠傳帶來的失真與誤差，大大提高了傳感器的性能。
[0019]2、原有測量電路采用被動諧振式NE555雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路實現(xiàn)平膜固有頻率的測量，本發(fā)明為了克服雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路在有些特殊情況下由于平膜Q值變化從而導致頻率不穩(wěn)定的缺陷，采用掃頻檢測峰值電壓與頻率的特點來實現(xiàn)平膜剛性的測量，從而實現(xiàn)平膜表面結(jié)冰狀況的準確測量，即路面結(jié)冰狀態(tài)的測量。
[0020]3、本發(fā)明外殼表面的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計在很大程度上降低了傳感器的測量件損壞的概率，提高傳感器使用壽命。
【附圖說明】
[0021]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明路面結(jié)冰探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明路面結(jié)冰探測裝置的俯視圖；
[0024]圖3是本發(fā)明路面結(jié)冰探測裝置的另一實施例的俯視圖；
[0025]圖4是殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明路面結(jié)冰探測裝置的電路框圖；
[0027]圖6是本發(fā)明路面結(jié)冰探測裝置的程序流程圖；
[0028]圖7是掃頻信號發(fā)生器實施例1的示意圖；
[0029]圖8是掃頻信號發(fā)生器實施例2的示意圖；
[0030]圖9是掃頻信號發(fā)生器實施例3的示意圖；
[0031]圖10是峰值檢測模塊實施例1的示意圖；
[0032]圖11是峰值檢測模塊實施例2的示意圖；
[0033]圖12是峰值檢測模塊實施例3的示意圖；
[0034]圖13是本發(fā)明路面結(jié)冰探測裝置的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0036]如圖1-圖6所示，本發(fā)明路面結(jié)冰探測裝置包括底座7、殼體4、傳感器、上位機15和PCB板5
[0037]傳感器設(shè)置在殼體4的頂部，殼體4安裝在底座7上，底座7、殼體4和傳感器形成密封的腔體。殼體4為柱形，其橫截面形狀是任意的，本實施例中給出了圓形和方形兩種實施方式。安裝時，首先在路面挖出一個與殼體4大小相適應的槽，然后將底座7放置在槽內(nèi)，并通過螺栓、粘接或灌漿等方式固定。本實施例是在浙青路面開槽，底座7的下方為浙青中面層10，底座7的兩側(cè)為浙青上面層9。本實施例中的殼體4通過螺紋連接的方式固定在底座7上，便于拆裝，并且殼體4和底座7之間設(shè)有防水墊片3，起到密封防水的作用。
[0038]殼體4內(nèi)還安裝有的PCB板5，PCB板5與上位機15連接。殼體4內(nèi)設(shè)有安裝PCB板5的卡槽，便于固定。PCB板5上集成與傳感器電連接的測量電路，測量電路包括掃頻信號發(fā)生器13、峰值檢測模塊16和控制器12。包含測量電路的PCB板5被安裝在殼體4內(nèi)部，測量電路和傳感器距離近，降低了信號遠傳帶來的失真與誤差，大大提高了傳感器的性能。PCB板5通過屏蔽線纜8與上位機15連接，保證信號傳輸質(zhì)量。殼體4底部設(shè)有與屏蔽線纜8配合的防水插座6。
[0039]控制器12可以控制掃頻信號發(fā)生器13產(chǎn)生不同頻率的正弦波，并輸入傳感器產(chǎn)生諧振，峰值檢測模塊16檢測峰值并將峰值電壓送給控制器12采集，控制器12根據(jù)掃頻信號發(fā)生器13產(chǎn)生不同頻率下的不同的響應峰值電壓確定傳感器的固有諧振頻率。上位機15根據(jù)傳感器的固有諧振頻率判斷傳感器所結(jié)冰的厚度。本實施例中的控制器12為單片機。
[0040]掃頻信號發(fā)生