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江苏精籁电子科技发展有限公司云南分公司
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道路结冰、积水、积雪解决方案1.简介每年因雨雪等恶劣天气的原因,导致大量的人员伤亡,因此及时获得路面的气象信息显得尤为重要
道路结冰、积水、积雪解决方案
1.简 介
每年因雨雪等恶劣天气的原因,导致大量的人员伤亡,因此及时获得路面的气象信息显得尤为重要。厚度检测是路面结冰传感系统的重要部分,起着核心关键作用,但目前国内市场基本被进口传感器垄断,检测技术也同样受制于人。公司经过多年研究，打破技术垄断，研究出结冰厚度传感器，利用波的传播特性和微电极的伏安特性,建立了结冰厚度检测工作模型。
主要原理是：结冰传感器内部元件发射波，波到达冰面、水面、空气的传输速率，振动频率会发生变化，待波返回时通过传感器核心元件以及内部算法区分出不同界面，通过波发射及回传时间差从而得出结冰厚度值。
采用信号检测技术以及厚比，温度等多参数融合算法，通过检测传感器监测面的不同物质状态：路面、冰面、空气等条件下的波返回时间及波峰衰减值，并集成温度检测以及温度补偿技术进行结冰以及结冰厚度的监测。
传感器结构简单，安装方便，抗力强，可以用于高速公路、机场、桥梁、城市路面等路面结冰监测，是智能交通、智慧城市等物联网应用的重要解决方案，同时还可以满足电力网线塔架覆冰厚度自动连续监测的需求，以及森林、各种野外建筑物、通信塔及海上石油钻井平台等恶劣环境下对覆冰厚度的实时连续监测。
1.1结冰传感器方案分类
1.1.1地埋式结冰传感器：
地埋式结冰传感器是一种接触式的传感器，通过传感器的表面接触来感知道路是否结冰、积水或积雪。安装相对简单，但需对路面开孔。
图1
1.1.2遥感式结冰传感器：
遥感式通过安装方式是在路边安装监测杆，通过探头发射红外线进行测量冰厚，但对于冰、水、雪的分辨有一定误差。是一种非接触式的测量方式。但产品价格是地埋式结冰传感器的8-9倍。
图2
2.产品技术参数分析
2.1地埋式结冰传感器
检测参数：结冰、结冰厚度、干燥、积水、路面温度、积水厚度
结冰检测量程：0.5mm~15mm
最小结冰厚度：0.5mm
结冰厚度：50mm
积水量程：0-50mm
积雪量程：0-50mm
结冰报警厚度值：0.5~50mm（可调）
测量精度：±1% FS
通讯方式：RS485(modbus RTU)
工作温度：-40℃~85℃
存储温度：-55℃~85℃
工作电压：3.3VDC 或 5~30VDC
工作湿度：0~99%RH
外形尺寸：Φ60*34mm
防护等级：IP67
2.2遥感式结冰传感器
检测参数：结冰、结冰厚度、干燥、积水、路面温度、能见度、积水厚度
结冰检测量程：0.5mm~15mm
最小结冰厚度：1.2mm
结冰厚度：50mm
积水量程：5-50mm
最小积水厚度：5mm
积雪测量量程：1-50mm
测量精度：±5% FS
工作温度：-40℃~85℃
2.3综合分析地埋式由于直接与实物接触体现出精度和最小测量值更好一些，在冰与水的分辨上，地埋式也更优于遥感式。但是地埋式没有能见度检测这个功能。
3.应用领域
高速公路、机场、桥梁
城市立交
景区道路
山区道路
电力网线、塔架、野外设备、
海上钻井平台、河面、湖面结冰
道路新型除冰系统
4.安装方式
4.1地埋式结冰传感器安装：
安装在可能结冰影响安全的场所，探头部分需要将探头的探测薄膜与需要探测的物质接触，使所需探测的物质结冰的同时，探头也可以同步结冰。才能使产品探测有效。
安装时先如图3所示于道路安装点开稍大于产品直径的孔，放入传感器。把传感器信号线引出于侧边走线管引出信号线即可。如图4所示，把开孔稍大部分填实即可安装完成。图3
图4
遥感式结冰传感器安装：
一体式安装，于道路侧设立安装杆，安装杆上有测冰探头、测雪探头、能见度探头、太阳能电池板。安装参考路灯安装方法。
4.3地埋式结冰传感器选型表
型号 | JS-J/E | J (检测是否结冰及冰厚数据) E（检测是否结冰及冰厚数据及温度数据) |
JS-F | F（检测是否结冰及冰厚数据以及输出温度、冰水液面等数据定制) | |
壳体材质 | 304/316不锈钢 | A |
四氟防腐 | B | |
现场显示 | 带 | X |
不带 | F | |
温度 | 常温 （-20℃-100℃） | C |
定制 | D | |
输出信号 | 开关量 | K |
模拟量 | M | |
数字量 | S | |
内部器件 | 国产 | G |
内部器件 | 进口 | W |
安装方式 | 地埋式/外贴式/ 管道式/特殊式 | |
压力 | 用户提供 |
4.4
型号 | JS-YG
| J (检测是否结冰及冰厚数据) E（检测是否结冰及冰厚数据及温度数据) F（检测是否结冰及冰厚数据以及输出温度、冰水液面等数据定制) |
壳体材质 | 304/316不锈钢 | A |
四氟防腐 | B | |
现场显示 | 带 | X |
不带 | F | |
温度 | 常温 （-40℃-70℃） | C |
定制 | D | |
内部器件 | 国产 | G |
内部器件 | 进口 | W |
安装方式 | 立杆式 | U |
5.无线远传终端
5.1地埋式无线终端
图5
2G-4G兼容通信，流量后台管理，客户后台可管理相应流量卡及设备全年全24小时不间断通信，确保结冰信号不中断全天候技术人员服务，可以远程重启设备，调试设备，客户可自行管理后台，保障客户信息安全。
图6
5.2结冰传感器系统功能
图7
实时冰厚值显示
实时冰厚曲线图
每个探头单独显示界面
历史数据查询
数据报表打印记录
地图路段结冰预报警
可远程修改各个结冰传感器的设置参数、重启、升级软件等
5.3如图7所示为地埋式系统框图。结冰传感器信号经过终端无线发送至远程监控室进行显示，或道路段大屏显示都可以。
图8
5.4图9
如图9所示为地埋式太阳能板供电示意图。
5.5遥感式结冰传感器系统与地埋式系统同平台
图10
6.产品售后
地埋式结冰传感器产品质保三年、遥感式结冰产品质保一年。安装完成后需对现场安装情况进行检查，并检查系统服务器是否接受信号正常。
需厂家对现场产品进行调试安装则提前申报交通管制，与厂家维护人员进行维护处理。
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