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原文传递路面冰点检测技术研究

论文题名：	路面冰点检测技术研究
关键词：	路面传感器;盐度检测;电导检测;温度补偿;冰点预测;除冰剂
摘要：	随着我国高速公路的迅速发展,路面传感器在公路交通领域的重要性正不断的加强。路面传感器可以远程、全天候监控特定地点,并且快速、实时提供路面状况信息,可以很大的提高路面交通安全系数。西方发达国家对于路面传感器的研究都非常重视,而且有很多产品已经产业化。目前我国市场上的路面传感器基本上被国外企业垄断。本课题研究的冰点检测系统为路面传感器中重要的一个检测模块。　　本课题研究的冰点检测系统主要用于检测路面除冰剂的浓度以及预测路面的结冰点。在实际的高速公路应用中,除冰剂中的主要成分为氯化钠,所以除冰剂检测的核心为盐度检测。　　本课题的研究内容包括两个部分:盐度模块和温度模块。根据不同盐度溶液的电导率不同的原理,盐度检测电路通过检测溶液电导率的变化来反应盐度值的变化,采用类似双极性脉冲电压作为激励电压,并且加入了直流偏置,这样可以省去负电源。也避免了正负电源对称性的问题。同时盐度测量采用双量程,并且实现不同浓度测量时,量程自动切换。利用Multisim软件对盐度检测电路进行仿真。由于温度对电导率测量有较大的影响,所以温度模块主要实现两个作用:测量路面和路下的温度；对电导率进行温度补偿。温度检测采用的是恒流源激励PT100的电路,温度补偿则采用单片机查表和插值的补偿方式。本系统盐度、结冰点和温度的测量范围分别为:0.0％25.0％、-25.0℃～0.0℃和-30.0℃～70.0℃。　　本课题采用的微控制器为Silicon Laboratories公司的C8051F410,系统的软件采用前后台系统,使用Cx51语言进行程序编译。通过Protel99SE设计电路PCB板,加工制造样机。将标准盐度溶液放在标准25.0℃的恒温条件下测量,使用matlab cftool工具对0.0%～25.0%范围的盐度数据分为8个区间进行标定和拟合。温度和结冰点同样采用cftool工具进行标定和拟合。　　将本系统集成到路面传感器样机中进行测试工作,得到的结果是:温度在整个测量区间内的测量误差为±1.0℃以内:盐度在0.0％～10.0％范围内的测量误差为±0.2％,在10.0％～25.0％的测量范围内的测量误差为±0.5％；冰点在整个测量区间内的测量误差为±0.5℃以内。冰点测量系统的各项性能均满足路面传感器的设计要求。
作者：	陆伟
专业：	电子科学与技术;微电子学与固体电子学
导师：	黄庆安;殷刚毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文