专利名称：一种随车移动式雾天能见度检测装置及其测试方法
技术领域：
本发明涉及一种道路交通环境信息检测装置及其测试方法，更具体地说，本发明涉及一种雾天随车移动式能见度检测装置及其测试方法。
背景技术：
雾是一种生活中常见的天气现象，是由于空气中的水分子达到饱和状态，凝结成微小水颗粒，悬浮于地面上方的空气中，这种微小水颗粒会对光进行散射和吸收。当空气中的微小水颗粒达到一定程度，就会严重影响视距清晰度，造成能见度降低。随着高速公路的发展，道路交通安全在人们的生活中越来越重要。在雾天，道路交通安全的影响尤为严重。雾天行驶的驾驶员视力范围较小，视线不清，很难看清前车及周围路况，导致驾驶员对车速以及距离的感觉下降，从而无法掌控安全车速及安全距离，在遇到危险路况时，不能提前预防。
目前，我国已经开展了雾检测、预报、雾区交通安全与监控系统、气候监控设备站、雾天道路交通管理等方面的研究，但是这些研究都是针对于某一路段或某一区域进行雾的预报及交通安全研究。上述这些系统无法保障离开它们监控范围的车辆，因此，在雾区监控系统覆盖范围以外车辆的安全，仍然依靠驾驶员的经验。测量能见度的方法分为人工目测和监测仪测量，能见度监测仪测量方式主要有散射型、激光雷达测量仪、透射型。目前该类方法都存在一些问题散射型是目前最常用的测量雾能见度的方式。散射型能见度仪原理是根据水分子对光的散射作用，测出散射系数，间接得到能见度。该仪器体积较大，安装不便，价格昂贵，不利维护。激光雷达测量仪系统复杂，价格昂贵，不利于推广。透射型是通过光束透过两固定点之间的大气柱直接测量气柱透射率，得到能见度。其透射光柱及采样空间会影响测试精度。由于大气透射式能见度仪在原理和技术上，特别在光学对准和地基安装等方面，都需要比散射式更高的技术要求。目前只适用于中等以下能见度的观测。现有的能见度测试仪，价格昂贵、维护费用高、操作复杂，限制了应用范围，且固定在检测站和某些路段上。但由于雾的形成与变化的无规则性，要求车辆能到达的地方都能检测。如果所有路段，全路段建立检测站，公路建设费用会增加很多。
发明内容
本发明的目的是为解决现有能见度检测设备不能在随车移动的过程中检测，且成本高、操作复杂的问题，而提供一种雾天随车移动式能见度检测装置及其测试方法。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现，结合
如下一种随车移动式雾天能见度检测装置，主要由装置主体B和保护罩A组成，装置主体B密封于保护罩A内，所述装置主体B主要由DAM-3039数据采集模块a、信号接收端总成b、后门总成d、前门总成e、装置主体底座f、信号发射端总成h和单片机控制模块j组成，所述装置主体底座f上的左侧梁I和右侧梁z将底板X分成三部分，信号发射端总成h固定安装在右侧梁z外侧的底板X上；信号接收端总成b固定安装在左侧梁y外侧的底板X上，DAM-3039数据采集模块a固定安装在信号接收端总成b外侧的底板x上，前门总成e和后门总成d安装在左侧梁y和右侧梁z之间，前门总成e、后门总成d、左侧梁y、右侧梁z围成的空间为采样空间。所述前门总成e主要由门联轴器4、门板5、步进电机13和接近开关14组成，所述门联轴器4由连门板38和连接轴36组成，所述门板5与连门板38搭接固定，所述连接轴36通过轴承7固定在左侧梁y上，所述扭力弹簧6套装在连接轴36上，一端卡在连门板38端部的扭力弹簧挡槽35中，另一端卡在侧梁弹簧卡槽上，其作用是使门板5复位，所述接近开关14固定在左侧梁I的内侧，门关闭状态时，与门接触；所述步进电机13通过螺栓固定在右侧梁z上，步进电机13转轴与门连接轴36上的步进电机轴孔37通过键连接，控制门 板5的开关，所述后门总成d结构及连接与前门总成e相同。所述信号发射端总成h主要由凸透镜10、信号发射底座12和发光二极管17组成，所述凸透镜10安装在右侧梁z的发射孔上，用透镜卡环11固定，信号发射底座12的底板F固定在右侧梁z的外侧底板X上，发光二极管17固定在二极管座16上，二极管座16与调节垫片18通过调节螺栓15连接在信号发射底座12的立板E上，通过二极管座16沿信号发射端底座12上的调节槽k上下移动，使发光二级管17保持在凸透镜的轴线上，通过增加或减少调节垫片18，将发光二极管17移动到凸透镜的焦点上，调整好发光二极管17的位置后，用调节螺栓15上的螺母固定。所述信号接收端总成b主要由信号接收座体I、平面透镜3、光敏电阻19和信号接受电路组成，所述平面透镜3安装在左侧梁y的接收孔上，用透镜卡环2固定，信号接收底座体I的底板D固定在左侧梁y外侧的底板X上，四个光敏电阻19固定在信号接收座体I的立板C上；所述信号接收电路，参阅图16，主要由稳压电路，光强测试电路，温度测试电路构成。稳压电路由W7806集成稳压器、电容Cl、电容C2构成。电容Cl与W7806集成稳压器引线2串联；电容C2与W7806集成稳压器引线I串联；电容Cl与电容C2并联；集成稳压器的输入端连接接线柱20 ;集成稳压器的公共端引线2连接接线柱21。光强测试电路由固定电阻R、光敏电阻RL构成。固定电阻R与光敏电阻RL串联，固定电阻R与W7806集成稳压器的输出端相连，光敏电阻RL与W7806集成稳压器的公共端相连，接线柱连接在固定电阻R与光敏电阻RL的接点上。光强测试电路共有4个，每个光强测试电路之间属于并联连接关系。温度测试电路由固定电阻R、热敏电阻RT构成，固定电阻R与热敏电阻RL串联，R与W7806集成稳压器的输出端相连，热敏电阻RT与W7806集成稳压器的公共端相连，接线柱26连接在固定电阻R与热敏电阻RT的接点上。温度测试电路与光强测试电路之间属于并联连接关系。稳压电路为信号接收电路提供恒定电压电源。光强接收电路中的光敏电阻，接收到光信号，并将光信号转化为电压信号，在接线柱处输出给数据采集模块。温度测试电路中的热敏电阻，接收到温度信号，并将温度信号转化为电压信号，在接线柱26处输出给数据采集模块。
所述单片机控制模块j，首先驱动步进电机工作，控制前后门的开启和关闭；被测试雾体进入到采样空间后，单片机控制模块j驱动发光二级管17发出一定数值的光强，DAM-3039数据采集模块a将采集到的温度和光强信号通过数据线传递给单片机，单片机计算出采样空间中的雾能见度及当前安全车速，传输到驾驶室内的LED显示屏III上。电路连接参阅图16、图17。接线柱20和接线柱27接车载电源正极；接线柱21和接线柱28接车载电源负极；接线柱22、23、24、25和26分别与DAM-3039数据采集模块a上的接线端子INO+、INI+, IN2+、IN3+、IN4+连接；DAM_3039数据采集模块a上的接线端子IN0-、INI-、IN2-、IN3-、IN4-均与接线柱21相连；接近开关连接在DAM-3039数据采集模块a上的接线端子IN5+、IN5-上；DAM-3039数据采集模块a上的接线端子+Vs、DATA+、DATA-、GND分别与接线柱35、36、37、38相连；接线柱29连接前后门步进电机引线A，接线柱30连接前后门步进电机引线A，接线柱31连接前后门步进电机引线B，接线柱32连接前后门步进电机引线B，接线柱33连接发光二极管正极，接线柱34连接发光二极管负极。 所述单片机控制模块，参阅图17，主要由稳压电路、AT89C51单片机、步进电机驱动电路、发光二极管外接电阻、数据采集模块借口电路、接近开关接口电路，显示屏连接电路构成，稳压电路由W7805集成稳压器、电容Cl、电容C2构成。电容Cl与W7805集成稳压器输出端串联；电容C2与W7805集成稳压器输入串联；电容Cl与电容C2并联；集成稳压器的输入端连接接线柱27 ;集成稳压器的公共端连接接线柱28。稳压电路为信号接收电路提供恒定电压的电源。步进电机驱动控制电路主要由上拉电阻，集成反相器7406N，达林顿管TIP142构成。AT89C51单片机上的PI. 0、P1. UPl. 2、P1. 3引脚与集成反相器7406N连接，集成反相器7406N，与达林顿管TIP142相连，上拉电阻连接在恒压电源与达林顿管TIP142之间。达林顿管与步进电机接线柱相连。AT89C51单片机上的步进电机控制信号，通过Pl. O、Pl. I、Pl. 2、Pl. 3引脚传出，经过集成反相器7406N将电平转化为反向电平信号传递给达林顿管TIP142，达林顿管TIP142将反向电平信号放大后，驱动步进电机转动。AT89C51单片机上的Pl. 4引脚与发光二极管外接电阻R2串联，发光二极管外接电阻与接线柱34相连。AT89C51单片机上的Pl. 4引脚直接发出电压信号，经过发光二极管外接电阻R2分压后，驱动发光二极管。数据采集模块借口电路主要是由信号电平转化芯片MAX485、固定电阻R4构成。AT89C51芯片上的串口 RXD与MAX485上的RO引脚相连；AT89C51单片机上的串口 TXD与MAX485上的DI引脚相连；AT89C51单片机上的Pl. 7与MAX485上的DE引脚相连，AT89C51单片机上的Pl. 7与MAX485上的DE引脚相连。MAX485上的A与B间串联固定电阻R4。数据采集模块采集到的信号通过接线柱，传递给信号电平转化芯片MAX485，转化为AT89C51单片机识别的电平信号后，传递给AT89C51单片机。接近开关接线柱39与74ALS153芯片的1X0引脚相连，74ALS153芯片与AT89C51单片机连接。接近开关的脉冲信号，经过74ALS153芯片转化后，传递给AT89C51单片机，AT89C51单片机上的输出引脚与显示屏相连，AT89C51单片机经计算和编码将结果输出到显示屏上。一种用于权利要求I所述的随车移动式雾天能见度检测装置进行测试的方法，具体步骤如下第一步，测试开始时，单片机控制前门步进电机和后门步进电机顺时针转动，依次缓慢开启前后门，大气中的雾气进入采样空间；第二步，等待十秒至一分钟后，单片机控制前后门步进电机13逆时针转动，依次缓慢关闭前后门，采样空间中的雾气被封闭在装置内部，且把外界环境光屏蔽掉；第三步，当前后门关闭后，接近开关14检测到门已关闭，将门关闭信号传输给单片机，单片机控制发光二级管17发光。发光二极管17发出的光经过采样空间的雾气衰减后，照到接收端的光敏电阻19上，光敏电阻19将该光信号转变为电信号，通过DAM-3039数据采集模块a传递给单片机，同时，接收端的温度传感器，检测到环境温度，并将环境温度值通过DAM-3039数据采集模块a传递给单片机；第四步，单片机再根据光敏电阻19及电路的光电特性公式# = &、光的吸收规
律O =-(1/b) In。)以及柯西米德理论L =-InO. 05/O计算出能见度值,根据温度对电路及光敏电阻的影响，对计算出的能见度进行修正，单片机根据安全行驶车速数学模型计算出安全车速，然后将能见度值和当前安全车速值传递给显示器，显示给驾驶员，其中，O是光衰减后的光通量；Otl是光衰减前的光通量；b是发射端与接收端的距离；U是接 收端输出电压；S是光敏元件的光电导灵敏度^，M是电路参数即受电路设计及电子器件影响的常量，可以对电路测试得到山是能见度；O是消光系数。与现有技术相比本发明的有益效果是I.本发明所述的雾天随车移动式能见度检测装置可实现交通领域中大雾的测量与预警。不受路段、检测站、区域的限制，能随车的移动和位置的变化进行大雾的检测，为交通运输驾驶员提供了准确的能见度信息。2.本发明所述的雾天随车移动式能见度检测装置使用发光二级管作为光源，光敏电阻作为光电探测元件，既节约制作成本又节约电能，扩大了使用范围，便于推广。3.本发明所述的雾天随车移动式能见度检测装置采用可控开闭式的外形结构，即能保证雾的有效收集，又能保证测试时将相对于车流动的雾变成相对于车静止的雾，并将外界环境杂光屏蔽掉，提高测试精度。4.本发明所述的雾天随车移动式能见度检测装置轻便小巧，便于安装与拆卸，使用灵活方便，测试过程自动化程度高。5.本发明所述的雾天随车移动式能见度检测装置发射端和接收端集于一体，提高了光学对准的精度，从而提高了测试精度。6.本发明所述的雾天随车移动式能见度检测装置能实时检测出能见距离，实时计算出车辆行驶的安全车速并预警。
下面结合附图对本发明作进一步的说明图I是本发明所述的随车移动式能见度检测装置在车上的安装位置示意图；图2是本发明所述的随车移动式能见度检测装置的前轴侧投影图；图3是本发明所述的随车移动式能见度检测装置的后轴侧投影图；图4是本发明所述的随车移动式能见度检测装置的结构示意图；图5是本发明所述的随车移动式能见度检测装置主体结构示意图；图6是随车移动式能见度检测装置主体底座示意图；图7是图5中c处局部放大示意图8是图5中g处局部放大示意图；图9是本发明所述的随车移动式能见度检测装置前门总成结构示意图；图10是本发明所述的随车移动式能见度检测装置门联轴器结构示意图；图11是本发明所述的随车移动式能见度检测装置信号发射端总成结构示意图；图12是本发明所述的随车移动式能见度检测装置信号发射座体结构图；图13是本发明所述的随车移动式能见度检测装置信号接收端总成结构示意图；图14是本发明所述的随车移动式能见度检测装置信号接收座体结构图；图15是本发明所述的随车移动式能见度检测装置测试原理示意图； 图16是本发明所述的随车移动式能见度检测装置信号接受电路图；图17是本发明所述的随车移动式能见度检测装置的单片机控制模块电路原理图；图18是本发明所述的随车移动式能见度检测装置的DAM-3039数据采集模块示意图；图19是本发明所述的随车移动式能见度检测装置的步进电机引线示意图。图中1.信号接收座体2.平面透镜卡环3.平面透镜4.门联轴器5.门板
6.扭力弹簧7.轴承8.轴承挡圈9.轴承盖10.凸透镜11.透镜卡环12.信号发射底座13.步进电机14.接近开关15.调节螺栓16. 二极管座17.发光二极管18.调节垫片19.光敏电阻20 39.接线柱40.扭力弹簧挡槽41.连接轴42.步进电机轴孔43.连门板44.螺栓孔I.随车移动式能见度检测装置II. LED显示屏数据线III. LED显示屏IV .行驶的车辆A.保护罩B.装置主体C.信号接收座体立板D.信号接收座体底板E.信号发射座体立板F.信号发射座体底板a. DAM-3039数据采集模块 b.信号接收端总成 d.后门总成 e.前门总成
f.装置主体底座h.信号发射端总成i.接线柱 j.控制模块电路板(单片机控制模块)k.调节槽X.底板y.左侧梁z.右侧梁。
具体实施例方式下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程。本发明结合雾的光学特征，采用基于可见光在雾气传输过程中衰减效应的原理得到的。参阅图I至图3，本发明所述的随车移动式能见度检测装置安装于汽车顶部，在汽车移动的过程中检测雾气的能见度，并及时计算出当前的安全车速。能见度及安全车速值通过数据信号线传送到驾驶室内的显示屏上，提供给驾驶员。参阅图4，本发明所述的随车移动式能见度检测装置主要由随车移动式能见度检测装置主体B和保护罩A组成。装置主体B密封于保护罩A内，接触部位有橡胶密封垫进行密封。保护罩A的前格栅与装置主体B的前门安装方向一致，保护罩A的后格栅与装置主体B的后门安装方向一致。参阅图5至图6，随车移动式能见度检测装置主体B主要由DAM-3039数采模块a，信号接收端总成b，后门总成d，前门总成e，随车移动式能见度检测装置主体底座f，信号发射端总成h，单片机控制模块j组成。随车移动式能见度检测装置主体底座f如图6所示，左侧梁y和右侧梁z将底板X分成三部分。信号发射端总成h安装在右侧梁z的外侧，通过螺钉固定在底板X上；信号接收端总成b安装在左侧梁y的外侧，同样通过螺钉固定在底板X上。DAM-3039数据采集模块a安装在左侧梁y的外侧和信号接收端总成b的右侧利用螺钉将DAM-3039数据采集模块a固定在底板X上。前门总成e和后门总成d安装在左侧梁y和右侧梁z之间。前门总成e、后门总成d、左侧梁y、右侧梁z围成的空间为采样空间。参阅图7至图10，随车移动式能见度检测装置前门总成e主要由门连接轴4、门板
5、扭力弹簧6、轴承7、轴承挡圈8、轴承盖9、步进电机13、接近开关14组成。前门总成左侧的连接方法参阅图中所示，轴承盖9与左侧梁y连接，利用橡胶密封 垫片密封，通过螺钉固定。轴承7的外圈与左侧梁y的轴承安装孔属于过盈配合连接，用轴承挡圈8进行横向固定。轴承7的内圈与门联轴器4的连接轴36属于过盈配合连接。扭力弹簧6套在连接轴36上，并卡在扭力弹簧挡槽35中，扭力弹簧另一端卡在侧梁弹簧卡槽上，当设备不工作时，扭力弹簧将使门板自动恢复到关闭状态。接近开关14固定在左侧梁y的内侧，门关闭状态时，与门接触。门总成右侧的轴承挡圈8、轴承7、扭力弹簧6、门联轴器4及门的连接方法与左侧一致。步进电机13通过螺栓固定在右侧梁z上，步进电机的转轴与门连接轴上的步进电机轴孔37，通过键连接。门板5与连门板38搭接，利用螺钉固定。后门总成结构及连接方法与前门总成相同。步进电机13的转轴转动,控制门板的开关。步进电机转轴转动时,转轴带动门连接轴4转动，同时带动门板转动，实现前后门的打开与关闭。参阅图8、图11、图12，信号发射端总成h主要由凸透镜10、透镜卡环11、信号发射底座12、调节螺栓15、二极管座16、发光二极管17、调节垫片18组成。凸透镜10安装在右侧梁y的发射孔上，利用透镜卡环11将其固定。信号发射底座12的底板F固定右侧梁y的外侧底板X上。发光二极管17固定在二极管座16上。二极管座16与调节垫片18通过调节螺栓15连接在信号发射底座12的立板E上。通过二极管座16顺着信号发射端底座12上的调节槽k上下移动，使发光二级管17在凸透镜的轴线上；通过增加或减少调节垫片18，将发光二极管17移动到凸透镜的焦点上。调整好二极管的位置后，用调节螺栓15上的螺母固定。参阅图7、图13、图14，信号接收端总成b主要由信号接收座体I、平面透镜卡环2、平面透镜3、光敏电阻19和信号接受电路组成。平面透镜3安装在左侧梁y的接收孔上，利用透镜卡环2将其固定。信号接收底座I的底板D固定在左侧梁y的外侧底板X上。四个光敏电阻19固定在信号接收底座I的立板C上。电路连接参阅图16、图17。接线柱20和接线柱27接车载电源正极；接线柱21和接线柱28接车载电源负极；接线柱22、23、24、25、26，分别与DAM-3039数据采集模块a上的接线端子INO+、INI+, IN2+、IN3+、IN4+连接；DAM_3039数据采集模块a上的接线端子IN0-、INI-、IN2-、IN3-、IN4-均与接线柱21相连；接近开关连接在DAM-3039数据采集模块a上的接线端子IN5+、IN5-上；DAM-3039数据采集模块a上的接线端子+Vs、DATA+、DATA-、GND分别与接线柱35、36、37、38相连；接线柱29连接前后门步进电机引线A，接线柱30连接前后门步进电机引线A，接线柱31连接前后门步进电机引线B，接线柱32连接前后门步进电机引线B，接线柱33连接发光二极管正极，34连接发光二极管负极。
单片机驱动模块j，首先驱动步进电机工作，控制前后门的开启和关闭；被测试雾体进入到采样空间后，单片机驱动模块j驱动发光二级管17发出一定数值的光强。DAM-3039数据采集模块a将采集到的温度和光强信号通过数据线传递给单片机。单片机计算出采样空间中的雾能见度及当前安全车速，传输到驾驶室内的LED显示屏III上。测试过程及步骤，参阅图15、图17。如下第一步，测试开始时，单片机控制前门和后门步进电机13顺时针转动，依次缓慢开启前后门，大气中的雾进入采样空间。第二步，等待十秒至一分钟后，单片机控制前后门步进电机13逆时针转动，依次缓慢关闭前后门。采样空间中的雾封闭在装置内部，且把外界环境光屏蔽掉。第三步，当前后门关闭后，接近开关检测到门已关闭，将门关闭信号传输给单片机，单片机控制发光二级管发光。二极管发出的光经过采样空间的雾衰减后，照到接收端的光敏电阻上，光敏电阻将该光信号转变为电信号，通过数采模块传递给单片机。同时，接收端的温度传感器，检测到环境温度，并将环境温度值通过数采模块传递给单片机。第四步，单片机再根据光敏电阻及电路的光电特性公式#=▲_、光的吸收规律
SpM
O=-(1/b) In0/4)。)以及柯西米德理论L =-InO. 05/O计算出能见度值。根据温度对电路及光敏电阻的影响，对计算出的能见度进行修正。单片机根据安全行驶车速数学模型计算出安全车速。然后将能见度值和当前安全车速值传递给显示器，显示给驾驶员。其中，
O是光衰减后的光通量光衰减前的光通量；b—发射端与接收端的距离；;U是接收端输出电压；s是光敏元件的光电导灵敏度^，M是电路参数，是受电路设计及电子器件影响的常量，可以对电路测试得到；L是能见度；O是消光系数。
权利要求
1.一种随车移动式雾天能见度检测装置，主要由装置主体(B)和保护罩(A)组成，装置主体(B)密封于保护罩(A)内，其特征在于，所述装置主体(B)主要由DAM-3039数据采集模块(a)、信号接收端总成(b)、后门总成(d)、前门总成(e)、装置主体底座(f)、信号发射端总成(h)和单片机控制模块(j)组成，所述装置主体底座(f)上的左侧梁(y)和右侧梁(z)将底板(X)分成三部分，信号发射端总成(h)固定安装在右侧梁(Z)外侧的底板(X)上；信号接收端总成(b)固定安装在左侧梁(y)外侧的底板X上，DAM-3039数据采集模块(a)固定安装在信号接收端总成(b)外侧的底板(X)上，前门总成(e)和后门总成(d)安装在左侦_ (y)和右侧梁⑴之间，前门总成(e)、后门总成(d)、左侧梁(y)、右侧梁z围成的空间为采样空间。
2.根据权利要求I所述的一种随车移动式雾天能见度检 测装置，其特征在于，所述前门总成(e)主要由门联轴器⑷、门板(5)、步进电机(13)和接近开关(14)组成，所述门联轴器⑷由连门板(38)和连接轴(36)组成，所述门板(5)与连门板(38)搭接固定，所述连接轴(36)通过轴承(7)固定在左侧梁(y)上，所述扭力弹簧(6)套装在连接轴(36)上，一端卡在连门板(38)端部的扭力弹簧挡槽(35)中，另一端卡在侧梁弹簧卡槽上，其作用是使门板(5)复位，所述接近开关(14)固定在左侧梁(y)的内侧，门关闭状态时，与门接触；所述步进电机(13)通过螺栓固定在右侧梁(z)上，步进电机(13)转轴与门连接轴(36)上的步进电机轴孔(37)通过键连接，控制门板(5)的开关，所述后门总成⑷结构及连接与前门总成(e)相同。
3.根据权利要求I或2所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述信号发射端总成(h)主要由凸透镜(10)、信号发射底座(12)和发光二极管(17)组成，所述凸透镜(10)安装在右侧梁(z)的发射孔上，用透镜卡环(11)固定，信号发射底座(12)的底板(F)固定在右侧梁(z)的外侧底板(X)上，发光二极管(17)固定在二极管座(16)上，二极管座(16)与调节垫片(18)通过调节螺栓(15)连接在信号发射底座(12)的立板(E)上，通过二极管座(16)沿信号发射端底座(12)上的调节槽(k)上下移动，使发光二级管(17)保持在凸透镜的轴线上，通过增加或减少调节垫片(18)，将发光二极管(17)移动到凸透镜的焦点上，调整好发光二极管(17)的位置后，用调节螺栓(15)上的螺母固定。
4.根据权利要求I或2所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述信号接收端总成(b)主要由信号接收座体(I)、平面透镜(3)、光敏电阻(19)和信号接收电路组成，所述平面透镜(3)安装在左侧梁(y)的接收孔上，用透镜卡环(2)固定，信号接收底座体(I)的底板(D)固定在左侧梁(y)外侧的底板(X)上，四个光敏电阻(19)固定在信号接收座体⑴的立板(C)上。
5.根据权利要求4所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述信号接收电路，主要由稳压电路、光强测试电路和温度测试电路构成，所述稳压电路为信号接收电路提供恒定电压电源，光强接收电路中的光敏电阻，接收到光信号，并将光信号转化为电压信号，在接线柱处输出给数据采集模块，温度测试电路中的热敏电阻，接收到温度信号，并将温度信号转化为电压信号，在接线柱26处输出给数据采集模块。
6.根据权利要求I或2所述的一种随车移动式雾天能见度检测装置，其特征在于，所述单片机控制模块(j)，主要由稳压电路、AT89C51单片机、步进电机驱动电路、发光二极管外接电阻、数据采集模块借口电路、接近开关接口电路，显示屏连接电路构成，首先驱动步进电机工作，控制前后门的开启和关闭；被测试雾体进入到采样空间后，单片机控制模块(j)驱动发光二级管(17)发出一定数值的光强，DAM-3039数据采集模块(a)将采集到的温度和光强信号通过数据线传递给单片机，单片机计算出采样空间中的雾能见度及当前安全车速，传输到驾驶室内的LED显示屏(III)上。
7.一种用于权利要求I所述的随车移动式雾天能见度检测装置进行测试的方法，具体步骤如下 第一步，测试开始时，单片机控制前门步进电机和后门步进电机顺时针转动，依次缓慢开启前后门，大气中的雾气进入采样空间； 第二步，等待十秒至一分钟后，单片机控制前门步进电机和后门步进电机逆时针转动，依次缓慢关闭前后门，采样空间中的雾气被封闭在装置内部，且把外界环境光屏蔽掉；第三步，当前后门关闭后，接近开关(14)检测到门已关闭，将门关闭信号传输给单片机，单片机控制发光二级管(17)发光，发光二极管(17)发出的光经过采样空间的雾气衰减后，照到接收端的光敏电阻(19)上，光敏电阻(19)将该光信号转变为电信号，通过DAM-3039数据采集模块(a)传递给单片机，同时，接收端的温度传感器，检测到环境温度，并将环境温度值通过DAM-3039数据采集模块(a)传递给单片机； 第四步，单片机再根据光敏电阻(19)及电路的光电特性公式# = ^:、光的吸收规律O= -(1/b) In(4)/<i)0)以及柯西米德理论L =-InO. 05/o计算出能见度值,根据温度对电路及光敏电阻的影响，对计算出的能见度进行修正，单片机根据安全行驶车速数学模型计算出安全车速，然后将能见度值和当前安全车速值传递给显示器，显示给驾驶员； 其中，O是光衰减后的光通量；Otl是光衰减前的光通量；b是发射端与接收端的距离；U是接收端输出电压；S是光敏元件的光电导灵敏度^，M是电路参数即受电路设计及电子器件影响的常量，可以对电路测试得到山是能见度；0是消光系数。
全文摘要
本发明涉及一种雾天随车移动式能见度检测装置，属于一种道路交通环境信息检测装置。通过测量光在雾中传播的衰减系数，最终获得能见度值。采用发光二极管作为光源，光敏电阻作为光电探测器进行接收。不同浓度的雾，对光的衰减效果不同，光电探测器接收到的光信号不同。通过对接收到的光信号进行计算，得到当前雾的浓度即能见度值。利用前后门结构，将采样空间的雾封闭起来，屏蔽外界环境杂光及气流对测试的影响，且该结构简单，使用方便，实现了随车移动雾天检测能见度的功能。
文档编号G01N21/17GK102721648SQ20121023842
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者刘玉梅, 卢海隔, 张志远, 张立斌, 徐振, 徐观, 李梦, 潘洪达, 熊明烨, 苏建, 赖政剑, 赵聪聪, 陈熔 申请人:吉林大学