本文提出了一种基于水的红外吸收特性的红外遥测路面状况传感器方法,用于检测路面状况和水膜厚度。过多次实验分析,建立了一个测量模型来检测干水,潮汐和停滞的三种状态。可以测量路面的水膜厚度,以满足实际要求。文于1月15日收到。
彦斌,1968年出生,高级工程师,硕士,从事自动化和光电测量领域的技术开发。据水,冰和雪的不同红外光谱特性,路面状态传感器可以实时检测涂层中的干旱,潮汐和积水情况。较在干涂层上反射的光谱信息与在涂层情况下获得的光谱信息。
盖层的类型以及水,冰和雪层的厚度。发明克服了现有的接触型表面状态表面状态传感器安装复杂,维护困难的缺点,具有测量面积大,目标指向更直接,测量范围更广的优点。
关路况的更现实的信息。文开发了多光谱技术在道路水厚检测中的应用。外线辐射会在水,冰和雪上产生一系列影响,例如扩散,吸收,反射和折射[1]。于表面的反射以及水分子和固体颗粒对光信号的吸收和扩散,冰的吸收峰达到顶峰,因此测得的反向散射信号表现为如下所述,水主要反射和吸收三个波长。向散射系数λ1>λ3>λ2;冰在三个波长λ1>λ2>λ3的后向散射系数;雪在三个波长处的反向散射系数[2]λ1>λ2>λ3;沿三个方向返回当道路干燥时,光信号上散射的光信号的大小和比率的差异使得可以定性分析道路的状态并计算水和冰的厚度。传感器使用单色性好,体积小,工作电压低的激光二极管来提供矩阵型红外光源,发出带有调制波的红外光束,并通过返回电流来稳定光功率[ 3]并通过温度补偿来稳定频谱;光电二极管接收反射。弱的红外光信号通过两级电路进行滤波和放大,然后转换为AD,发送到微处理器并进入模型计算(见图1)。感器以一定角度安装在道路边缘,当人行道干燥并执行干燥参数DP1,DP2和DP3后,恒温阀芯将执行干燥校准。改干燥参数,必须再次执行干燥校准。
条件恒定时,干燥参数相对稳定,传感器的功能是自动调节干燥信号,以补偿由于道路和镜片的污染而导致的干燥参数的微小变化。层一旦被湿,水,冰,雪等浸湿,它们就不会改变。射光通过表面在表面上的反射以及水分子和固体颗粒对光信号的吸收和扩散而反射。测量的三个反向散射光信号具有不同的特性,并且可以根据三个信号的振幅关系(如图2所示),不同的厚度计算公式来区分路面状态。据选择的覆盖类型输入,可以根据物质的吸光度计算覆盖的厚度,测量的理论基础是修正的Lambert-Beer律和三个长度的测量值。少粒子的覆盖率。度等引起的测量误差比在单个波长下的测量更准确[4]。伯特的基本定律指出,透明介质吸收的光的比例与入射光的强度无关。
个厚介质层都在光路上吸收相同比例的光。尔的基本定律指出,吸收的光量与在光路中产生光吸收的分子数量成正比。等式1中:Io-入射光强度I-通过样品后透射的光强度; ln(Io / I)-称为吸光度; C-对于样品的浓度,我们测量纯净物质,C = 1; d-这是光路; ε是光的比例吸收系数,它与吸收材料的性质以及入射光的波长λ有关。等式2中:dp-干信号;骨-带盖的光信号; d-盖子的厚度; k-常数,路面和其他条件的影响。面状况传感器采用三种不同波长的网络光谱法:这三种波长的光吸收信号具有不同的吸收系数,可以评估覆盖的类型,并根据物质的吸光度确定覆盖的厚度[4]。
校准信号:DP1,DP2,DP3;接收信号:OS1,OS2,OS3;厚度:d1,d2,d3;三种波长的吸水率:ε11,ε12,ε13,冰对三种波长的吸水率如下:ε11,ε12,ε13,三种波长的积雪:ε11,ε13,ε13。过对各种石材抗性和亲水性的实验研究,选择特殊的花岗岩表面精密平台作为水校正试验的标准平台,并高精度的磁致伸缩液位传感器用作水厚检测的标准。使用人工和照相机作为辅助观察方法。先升级测试平台,然后将传感器安装在平台附近,恒温阀芯照亮平台中心,执行干信号校准,在平台上加2毫米水让其自然蒸发,直到干燥并完成测试周期。立模型的基本方法是使用Matlab和spss数据分析软件对大量数据执行多元线性回归分析,并获得用于计算光信号的公式。同的物质。
限值为0.75),光信号的变化可以很好地说明覆盖类型和厚度的变化,该模型在恒定条件下可获得良好的测量结果。表1所示判断状态。验简介:使用手动观察状态和传感器测量厚度以及原型测量结果进行比较验证。据对一些内部和外部测试数据的验证,由于潮汐和干潮之间的边界更加模糊,并且边界和水位的状态更加精确,因此干,潮和水之间的区别更加精确。测状态略有不同,但仅在两个相邻状态中。
于状态变化的趋势,被测水的厚度与水蒸发的线性趋势一致。旦根据目标道路的表面校准了干讯号,干讯号的大小就不会影响大范围路面的判断和水厚误差被测物将有所不同,这将证明该传感器具有很强的环境适应性。
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