例如:一种典型的电学式结冰传感器为电容式结冰传感器。电容式结冰传感器基于冰、空气和水介电常数的不同来判断电极之间的介质是冰、空气还是水。将多组电极对等距排列,每个电极对为一个结冰检测刻度,总的结冰厚度就等于相邻电极对的距离和介质是冰的电极对的个数的乘积。左图2中是公开号为101285673A的中国专利公布的一种电容比值式结冰传感器。图2中:1-矩形金属屏蔽保护外壳;2-单片机;3-双路电容数字转换器;4-基准平行板电容器;5-检测平行板电容器组;6-双路可编程控制的刻度选通电路;绝缘保温密封填充材料,8-接线插座。其中基准平行板电容器电极之间没有结冰。检测平行板电容器的电极极板之间的介质可能是冰,可能是空气。当检测电容极板间是空气时,检测电容和基准电容的电容值之比为1;当检测电容极板间介质是冰时,检测电容和基准电容的电容值之比大于等于2。这样就可以判断任意一个检测电容极板之间的介质是冰还是空气。检测电容组竖直等距排列,检测结冰的厚度就等于相邻检测电容的竖直间距与介质是冰的检测电容的个数的乘积。
需要注意的是,并非所有的电容式结冰传感器都是属于电学式的,有的是属于机械式的。
例如:美国NASA曾提出过一种微加工工艺制作的电容式结冰传感器,敏感结构是一个7微米厚度薄膜,整个薄膜为扩散硅层,作为电容的公共电极。用静电键合工艺将薄膜和一个有HF腐蚀的凹槽的pyrex玻璃键合到一起,将凹槽封闭为电容间隙。凹槽里有两个同心的方形电极,中心正方形的为驱动电极,外围回字形的为检测电极。驱动电极和公共电极之间加静电,平膜变形。检测电极和公共电极之间的电容称为检测电容。平膜上有结冰时,结冰增大了平膜刚度,使平膜变形量减小,检测电容两电极之间的距离增大,检测电容减小。通过检测电容的减小量来确定结冰厚度。
衡量结冰传感器检测性能的参数主要有:分辨率、灵敏度、温度系数、准确度、度等。
分辨率是指结冰传感器能够感知的小结冰厚度。
灵敏度是指结冰厚度变化与结冰传感器输出变化的比值。
温度系数是指没有结冰信号时,结冰传感器的输出变化与温度变化的比值。
准确度是指用结冰传感器对同一结冰厚度进行检测,得到一系列数据,这一系列数据的中心点与实际结冰厚度的接近程度。
度是指上述一系列数据点相对于其中心点的分散程度。
激光遥感式路面状况传感器是一款激光遥感非接触式路面状况监测仪,它采用激光遥感技术,避免了以往安装道路气象站引起的对交通的干扰。遥感安装意味着无需在路面开槽或封闭道路。传感器可安装在道路旁边的立柱上,或加装在气象站支架上。光谱测量原理可实现对路面水、冰和雪厚度的准确测量。对水和冰含量可同时立测量,从而使得路面状况传感器能够准确报告路面状态。
激光遥感式路面状况传感器采用多光谱测量技术,传感器不需要植入路面内即可准确地检测出道路表面结冰、积雪、水膜的厚度及湿滑程度、路面温度等要素,监测仪集成了微型处理器来识别道路或机场跑道的路面状态。
地埋式结冰传感器的特点
地埋式结冰传感器具有以下特点:
1. 高灵敏度:传感器中的电阻应变片具有高灵敏度,能够准确感知微小的结冰情况。
2. 抗干扰能力强:传感器采用的抗干扰技术,能够有效抵抗外界干扰信号,提高测量的准确性。
3. 命:传感器采用材料和工艺制造,具有较长的使用寿命。
4. 易于安装和维护:传感器采用地埋式设计,安装简便,且维护方便。