路面冰點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)高速公路的迅速發(fā)展,路面?zhèn)鞲衅髟诠方煌I(lǐng)域的重要性正不斷的加強(qiáng)。路面?zhèn)鞲衅骺梢赃h(yuǎn)程、全天候監(jiān)控特定地點(diǎn),并且快速、實(shí)時(shí)提供路面狀況信息,可以很大的提高路面交通安全系數(shù)。西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于路面?zhèn)鞲衅鞯难芯慷挤浅Ｖ匾?而且有很多產(chǎn)品已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。目前我國(guó)市場(chǎng)上的路面?zhèn)鞲衅骰旧媳粐?guó)外企業(yè)壟斷。本課題研究的冰點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)為路面?zhèn)鞲衅髦兄匾囊粋€(gè)檢測(cè)模塊。
　　 本課題研究的冰點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)主要用于檢測(cè)路面除冰劑的濃度以及預(yù)測(cè)路面的結(jié)冰

2、點(diǎn)。在實(shí)際的高速公路應(yīng)用中,除冰劑中的主要成分為氯化鈉,所以除冰劑檢測(cè)的核心為鹽度檢測(cè)。
　　 本課題的研究?jī)?nèi)容包括兩個(gè)部分:鹽度模塊和溫度模塊。根據(jù)不同鹽度溶液的電導(dǎo)率不同的原理,鹽度檢測(cè)電路通過(guò)檢測(cè)溶液電導(dǎo)率的變化來(lái)反應(yīng)鹽度值的變化,采用類(lèi)似雙極性脈沖電壓作為激勵(lì)電壓,并且加入了直流偏置,這樣可以省去負(fù)電源。也避免了正負(fù)電源對(duì)稱(chēng)性的問(wèn)題。同時(shí)鹽度測(cè)量采用雙量程,并且實(shí)現(xiàn)不同濃度測(cè)量時(shí),量程自動(dòng)切換。利用Multisim軟件對(duì)

3、鹽度檢測(cè)電路進(jìn)行仿真。由于溫度對(duì)電導(dǎo)率測(cè)量有較大的影響,所以溫度模塊主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)作用:測(cè)量路面和路下的溫度；對(duì)電導(dǎo)率進(jìn)行溫度補(bǔ)償。溫度檢測(cè)采用的是恒流源激勵(lì)PT100的電路,溫度補(bǔ)償則采用單片機(jī)查表和插值的補(bǔ)償方式。本系統(tǒng)鹽度、結(jié)冰點(diǎn)和溫度的測(cè)量范圍分別為:0.0％25.0％、-25.0℃～0.0℃和-30.0℃～70.0℃。
　　 本課題采用的微控制器為Silicon Laboratories公司的C8051F410,系統(tǒng)的軟

4、件采用前后臺(tái)系統(tǒng),使用Cx51語(yǔ)言進(jìn)行程序編譯。通過(guò)Protel99SE設(shè)計(jì)電路PCB板,加工制造樣機(jī)。將標(biāo)準(zhǔn)鹽度溶液放在標(biāo)準(zhǔn)25.0℃的恒溫條件下測(cè)量,使用matlab cftool工具對(duì)0.0%～25.0%范圍的鹽度數(shù)據(jù)分為8個(gè)區(qū)間進(jìn)行標(biāo)定和擬合。溫度和結(jié)冰點(diǎn)同樣采用cftool工具進(jìn)行標(biāo)定和擬合。
　　 將本系統(tǒng)集成到路面?zhèn)鞲衅鳂訖C(jī)中進(jìn)行測(cè)試工作,得到的結(jié)果是:溫度在整個(gè)測(cè)量區(qū)間內(nèi)的測(cè)量誤差為±1.0℃以?xún)?nèi):鹽度在0.0％