例如:一種典型的電學(xué)式結(jié)冰傳感器為電容式結(jié)冰傳感器。電容式結(jié)冰傳感器基于冰、空氣和水介電常數(shù)的不同來判斷電極之間的介質(zhì)是冰、空氣還是水。將多組電極對(duì)等距排列,每個(gè)電極對(duì)為一個(gè)結(jié)冰檢測(cè)刻度,總的結(jié)冰厚度就等于相鄰電極對(duì)的距離和介質(zhì)是冰的電極對(duì)的個(gè)數(shù)的乘積。左圖2中是公開號(hào)為101285673A的中國專利公布的一種電容比值式結(jié)冰傳感器。圖2中:1-矩形金屬屏蔽保護(hù)外殼;2-單片機(jī);3-雙路電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器;4-基準(zhǔn)平行板電容器;5-檢測(cè)平行板電容器組;6-雙路可編程控制的刻度選通電路;絕緣保溫密封填充材料,8-接線插座。其中基準(zhǔn)平行板電容器電極之間沒有結(jié)冰。檢測(cè)平行板電容器的電極極板之間的介質(zhì)可能是冰,可能是空氣。當(dāng)檢測(cè)電容極板間是空氣時(shí),檢測(cè)電容和基準(zhǔn)電容的電容值之比為1;當(dāng)檢測(cè)電容極板間介質(zhì)是冰時(shí),檢測(cè)電容和基準(zhǔn)電容的電容值之比大于等于2。這樣就可以判斷任意一個(gè)檢測(cè)電容極板之間的介質(zhì)是冰還是空氣。檢測(cè)電容組豎直等距排列,檢測(cè)結(jié)冰的厚度就等于相鄰檢測(cè)電容的豎直間距與介質(zhì)是冰的檢測(cè)電容的個(gè)數(shù)的乘積。
一種比較典型的機(jī)械式結(jié)冰傳感器是基于壓電效應(yīng)的平膜式結(jié)冰傳感器。檢測(cè)原理是:平膜上有結(jié)冰時(shí),結(jié)冰增大了平膜的剛度,使平膜的諧振頻率增大。通過壓電陶瓷的壓電效應(yīng)驅(qū)動(dòng)平膜振動(dòng)在其諧振頻率上,通過壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其諧振頻率。
需要注意的是,并非所有的電容式結(jié)冰傳感器都是屬于電學(xué)式的,有的是屬于機(jī)械式的。
例如:美國NASA曾提出過一種微加工工藝制作的電容式結(jié)冰傳感器,敏感結(jié)構(gòu)是一個(gè)7微米厚度薄膜,整個(gè)薄膜為擴(kuò)散硅層,作為電容的公共電極。用靜電鍵合工藝將薄膜和一個(gè)有HF腐蝕的凹槽的pyrex玻璃鍵合到一起,將凹槽封閉為電容間隙。凹槽里有兩個(gè)同心的方形電極,中心正方形的為驅(qū)動(dòng)電極,外圍回字形的為檢測(cè)電極。驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間加靜電,平膜變形。檢測(cè)電極和公共電極之間的電容稱為檢測(cè)電容。平膜上有結(jié)冰時(shí),結(jié)冰增大了平膜剛度,使平膜變形量減小,檢測(cè)電容兩電極之間的距離增大,檢測(cè)電容減小。通過檢測(cè)電容的減小量來確定結(jié)冰厚度。
衡量結(jié)冰傳感器檢測(cè)性能的參數(shù)主要有:分辨率、靈敏度、溫度系數(shù)、準(zhǔn)確度、度等。
分辨率是指結(jié)冰傳感器能夠感知的小結(jié)冰厚度。
靈敏度是指結(jié)冰厚度變化與結(jié)冰傳感器輸出變化的比值。
溫度系數(shù)是指沒有結(jié)冰信號(hào)時(shí),結(jié)冰傳感器的輸出變化與溫度變化的比值。
準(zhǔn)確度是指用結(jié)冰傳感器對(duì)同一結(jié)冰厚度進(jìn)行檢測(cè),得到一系列數(shù)據(jù),這一系列數(shù)據(jù)的中心點(diǎn)與實(shí)際結(jié)冰厚度的接近程度。
度是指上述一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于其中心點(diǎn)的分散程度。
光譜測(cè)量原理是利用一個(gè)紅外發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)道路表面選定位置,發(fā)射光從被測(cè)地點(diǎn)反射入接收器再進(jìn)行整合。水對(duì)不同波長(zhǎng)的吸收是不同的。如果在道路或跑道上有積水,其光譜屬性就會(huì)改變。進(jìn)而測(cè)量到路面的各種不同的狀態(tài),例如潮、濕、冰、雪、霜等。
激光遙感式路面狀況傳感器采用耐腐蝕、噴塑金屬外殼,適于在戶外全天候使用。一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),外形美觀。與可調(diào)角度托架配合使用使安裝更簡(jiǎn)單、易于維護(hù)。
一體式安裝,于道路側(cè)設(shè)立安裝桿,安裝桿上有測(cè)冰探頭、測(cè)雪探頭、能見度探頭、太陽能電池板。安裝參考路燈安裝方法。
地埋式結(jié)冰傳感器在以下領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用:
1. 道路交通:地埋式結(jié)冰傳感器可以安裝在道路上,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路結(jié)冰情況,提供給交通管理部門及時(shí)采取措施,確保道路交通安全暢通。
2. 城市供水系統(tǒng):地埋式結(jié)冰傳感器可以安裝在供水管道中,監(jiān)測(cè)管道結(jié)冰情況,及時(shí)采取措施防止管道破裂,保障城市供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3. 農(nóng)業(yè)溫室:地埋式結(jié)冰傳感器可以安裝在農(nóng)業(yè)溫室中,監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)部結(jié)冰情況,及時(shí)采取措施保護(hù)農(nóng)作物,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。
4. 鐵路交通:地埋式結(jié)冰傳感器可以安裝在鐵路軌道上,監(jiān)測(cè)軌道結(jié)冰情況,提供給鐵路管理部門及時(shí)采取措施,確保鐵路交通安全運(yùn)行。
地埋式結(jié)冰傳感器的價(jià)格根據(jù)不同廠家和型號(hào)有所差異,具體報(bào)價(jià)可以咨詢廠家。在天津、廣東、中山等地區(qū),有多家地埋式結(jié)冰傳感器的廠家提供產(chǎn)品銷售和技術(shù)支持。
地埋式結(jié)冰傳感器作為一種重要的傳感器,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。它通過感知地下結(jié)冰情況,為交通、供水、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域提供及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),保障生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。同時(shí),地埋式結(jié)冰傳感器具有高靈敏度、抗干擾能力強(qiáng)、命等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在購買地埋式結(jié)冰傳感器時(shí),可以咨詢廠家獲取詳細(xì)的報(bào)價(jià)和技術(shù)支持。