路面冰點檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國高速公路的迅速發(fā)展,路面?zhèn)鞲衅髟诠方煌I(lǐng)域的重要性正不斷的加強。路面?zhèn)鞲衅骺梢赃h程、全天候監(jiān)控特定地點,并且快速、實時提供路面狀況信息,可以很大的提高路面交通安全系數(shù)。西方發(fā)達國家對于路面?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。目前我國市場上的路面?zhèn)鞲衅骰旧媳粐馄髽I(yè)壟斷。本課題研究的冰點檢測系統(tǒng)為路面?zhèn)鞲衅髦兄匾囊粋€檢測模塊。
　　 本課題研究的冰點檢測系統(tǒng)主要用于檢測路面除冰劑的濃度以及預(yù)測路面的結(jié)冰

2、點。在實際的高速公路應(yīng)用中,除冰劑中的主要成分為氯化鈉,所以除冰劑檢測的核心為鹽度檢測。
　　 本課題的研究內(nèi)容包括兩個部分: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,鹽度檢測電路通過檢測溶液電導(dǎo)率的變化來反應(yīng)鹽度值的變化,采用類似雙極性脈沖電壓作為激勵電壓,并且加入了直流偏置,這樣可以省去負電源。也避免了正負電源對稱性的問題。同時鹽度測量采用雙量程,并且實現(xiàn)不同濃度測量時,量程自動切換。利用Multisim軟件對

3、鹽度檢測電路進行仿真。由于溫度對電導(dǎo)率測量有較大的影響,所以溫度模塊主要實現(xiàn)兩個作用:測量路面和路下的溫度；對電導(dǎo)率進行溫度補償。溫度檢測采用的是恒流源激勵PT100的電路,溫度補償則采用單片機查表和插值的補償方式。本系統(tǒng)鹽度、結(jié)冰點和溫度的測量范圍分別為: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、件采用前后臺系統(tǒng),使用Cx51語言進行程序編譯。通過Protel99SE設(shè)計電路PCB板,加工制造樣機。將標準鹽度溶液放在標準25.0℃的恒溫條件下測量,使用matlab cftool工具對0.0%～25.0%范圍的鹽度數(shù)據(jù)分為8個區(qū)間進行標定和擬合。溫度和結(jié)冰點同樣采用cftool工具進行標定和擬合。
　　 將本系統(tǒng)集成到路面?zhèn)鞲衅鳂訖C中進行測試工作,得到的結(jié)果是:溫度在整個測量區(qū)間內(nèi)的測量誤差為±1.0℃以內(nèi):鹽度在0.0％