自动除雪防冰系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了自动除雪防冰系统，包括有气候感应子系统、热映射子系统、控制子系统以及自动喷洒子系统；其中所述气候感应子系统包括有脉冲多普勒天气雷达。本发明根据热映射子系统，准确地判断路面上需要安装本自动除雪防冰系统的位置，然后利用气候感应子系统准确地预知天气变化情况，确定该喷洒的用量，最后用控制子系统实现精准的融雪剂喷洒，最大程度节省除雪剂，并保证道路安全。
【专利说明】
自动除雪防冰系统
技术领域
[0001] 本发明设及一种道路交通安全与保障技术，特别是除雪防冰技术。
【背景技术】
[0002] 随着溫室效应的迸发，世界范围内的极端灾害天气越来越频繁，中国地处北溫带， 冬季及早春长达四个月的时间内，北方大雪，南方冻雨，都使得道路积雪结冰数月不化，成 为堵塞交通甚至引发恶性事故的重要因素，尤其在桥面，上下坡处、山阴影处的路面、隧道 进出口处等危险地带。因此，在寒冷地区如何快速清除公路、城市道路冰雪已成为保证公路 安全和杨通的重要任务。
[0003] 目前融雪除冰的主要方法有：（一)人工清除法、运种方法清除较彻底，但效率低、 费用高、影响交通通行及行车安全、且不能长时间作业，仅适用于雪量较小时或重点、难点 路段的冰雪清除；（二)机械清除法、该方法分为机械伊冰雪和机械吹雪两类，是通过机械对 冰雪的直接作用，推扫或伊除冰雪，该方法技术成熟，但对设备数量质量要求高，且往往受 路面状况、气溫高低、冰雪厚度等条件制约，如要提高除雪效率则容易损伤路面；（=)撒融 雪剂除冰，撒融雪剂除冰是通过化学方法降低路面冰点，使冰雪融化而达到除积雪、冰的方 法。其中通过喷洒融雪剂进行除冰的方法效率较高，综合成本较低，从而被广泛使用。
[0004] 但是，当今的喷洒融雪剂的方法，大都是采用时候干预的方式，路面已经被冰雪覆 盖了，相关的工作人员才携带装备对路面进行喷洒融雪除冰。此时，由于路面已经结冰，存 在一定的事故风险，而且要大面积的清除积雪，需要喷洒大量的融雪剂，而目前国内外使用 的融雪剂一般有两大类，一类是W醋酸钟等为主要成分的非氯盐类融雪剂，该类融雪剂融 雪效果较好，对道路设施腐蚀损害小，但其价格昂贵，是氯盐类价格的近15至30倍，一般用 于机场等重要场所的融雪除冰;另一类是W氯盐为主要成分的融雪剂，如氯化钢、氯化巧、 氯化儀、氯化钟等，通常称为"化冰盐"，其融雪效果好、价格便宜，但对公共基础设施有一定 腐蚀作用。因此，如何W更少量的融雪剂用量达到除雪防冰的效果，更为当今亟需解决的问 题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是:提供一种克服上述问题的自动除雪防冰系统。
[0006] 本发明解决其技术问题的解决方案是：自动除雪防冰系统，包括有气候感应子系 统、热映射子系统、控制子系统W及自动喷洒子系统;其中所述气候感应子系统包括有脉冲 多普勒天气雷达。
[0007] 作为上述技术方案的进一步改进，所述的气候感应子系统W及所述的热映射子系 统均包括有更优的结构，使得喷洒子系统的自动控制更准确，详细参见W下的实施例。
[000引作为上述技术方案的进一步改进，所述的自动喷洒子系统针对其使用环境有得到 改善，详细参见下述的实施例。
[0009]本发明的有益效果是:本发明根据热映射子系统，准确地判断路面上需要安装本 自动除雪防冰系统的位置，然后利用气候感应子系统准确地预知天气变化情况，确定该喷 洒的用量，最后用控制子系统实现精准的融雪剂喷洒，最大程度节省除雪剂，并保证道路安 全。
【附图说明】
[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施 例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获得其他设计 方案和附图。
[0011] 图1是本发明的系统结构示意图；
[0012] 图2是本发明的系统布局示意图；
[0013] 图3是本发明的高压喷头结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] W下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清 楚、完整地描述，W充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发 明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出 创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的 所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减 少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的 前提下可W交互组合。
[0015] 参照图1，自动除雪防冰系统，包括有气候感应子系统、热映射子系统、控制子系统 W及自动喷洒子系统;其中所述气候感应子系统包括有脉冲多普勒天气雷达。所述的脉冲 多普勒天气雷达可W获得不同高度大气层中各种空气端流运动的分布情况，预先感知冰富 或降雨降雪，并分析速度及颗粒大小;并将信息反馈给控制子系统进行综合分析，使防冰系 统可W预先动作，根据降雪量及降雨量的大小及溫度，确定除冰(融雪)剂的用量，最大程度 节省除冰剂。
[0016] 进一步作为优选的实施方式，所述的气候感应子系统还包括有空气传感器与路面 传感器。所述气候感应子系统的气候传感器包括有:采集空气溫度/湿度、露点溫度、大气压 强的传感器;所述的路面传感器包括有采集道路表面溫度、地下溫度、冰点溫度、水膜高度、 摩擦系数及含冰比例等参数的传感器。
[0017] 进一步作为优选的实施方式，所述的热映射子系统包括检测车辆、气候传感器(气 溫、雨水、路面溫度）、GPS、DMI(距离测量仪）、数据集成控制器，可W根据不同的地形特征测 量和记录路面溫度的变化模式，并W此来判定需要安装防冰系统的位置，节约成本。
[0018] 进一步作为优选的实施方式，所述的控制子系统包括有化C、触摸屏、通讯模块。其 中化C能够收集所有传感器信息（空气溫度、湿度、降雨、降雪、雾、公路临时路面状况、存储 罐的液位、流体压力、流量、冻结报警）；并准确发出冻结报警;根据雪或冻结报警开动自动 喷洒子系统或者进行手动喷洒；道路天气条件和危险警告信息可通过通讯模块，然后连通 互联网或交通信号板传递给操作员和用户。
[0019] 参考图2,进一步作为优选的实施方式，所述的自动喷洒子系统包括喷洒装置1、累 站2、管道3;所述管道3上设置了多个喷洒装置1，所述累站2与喷洒装置1之间通过管道3连 接。
[0020] 进一步作为优选的实施方式，所述的累站2包括存储罐21、自动揽拌装置22、清水 罐23 W及累24，所述自动揽拌装置22安装在存储罐21内，所述累24安装在管道3上，所述清 水罐23通过管道3与存储罐21连通。所述的累站2还包括有过滤装置25、液位感应装置26、球 阀、流量计、变频器;所述过滤装置25安装在存储罐21的输出口上，所述液位感应装置安装 在存储罐21W及清水罐23中，所述球阀、流量计安装在管道3上;所述变频器与累电连接，变 频器可W防止累超载，从而发生渗漏。自动揽拌装置21安装在存储罐21内，通过化C控制定 期揽拌，避免融雪剂的结晶化，确保融雪剂的流动通杨。其中存储罐用来存储融雪剂，储存 罐和清水罐出口均设置过滤装置，避免管道和喷嘴堵塞，降低系统运行成本。当液位感应装 置26显示液位低于要求的范围，则系统自动补充除雪剂和清水，到达液位要求范围，停止补 充。
[0021] 进一步作为优选的实施方式，储存罐设置了回路管道、安全阀和止回阀，形成泄压 回路，保证安全泄压。
[0022] 进一步作为优选的实施方式，所述管道上还设有止回阀、球阀和流量计，通过将止 回阀设置在主管道与支管道、回路管道之间，防止介质倒流、防止累及驱动电动机反转；而 球阀用于整个系统管路的流体调节与控制;压力计用于检测管道内的压力，用于故障诊断 时判断是否存在电磁阀不能正常打开的情况W及通过检测管道内流量，用于故障诊断时判 断是否存在喷嘴泄漏、管道泄漏和电磁阀无法正常关闭的情况。
[0023] 进一步作为优选的实施方式，所述喷洒装置包括有高压喷头、增压机构、电磁阀， 每个高压喷头均配置一个增压机构和一个电磁阀。每个高压喷头配置一个增压装置和一个 电磁阀，使得高压喷头可W单独控制，进行喷洒，压力恒定不变，就算是远距离的喷头也能 保证喷洒效果。
[0024] 参考图3,进一步作为优选的实施方式，所述的高压喷头包括有喷嘴41与底座42， 所述喷嘴41安装在底座42上，所述喷嘴41有多个，所述多个喷嘴按圆弧或波浪状排列底座 42上。所述高压喷头的喷洒角度为径向120~170°，所述喷嘴及底座采用MC尼龙材料铸造成 型。
[0025] 单个高压喷头喷洒长度能够达到10米，喷洒宽度可达17米，实现覆盖面积最大化； 两个高压喷头之间布置距离可达20米;高压喷头的数量可根据路面的长宽尺寸布置，除雪 剂可均匀喷洒于路面，喷洒时间与喷洒剂量皆能精确控制，减少融雪剂的损失。喷头、喷嘴 及底座采用MC尼龙(诱铸尼龙），通过铸造成型，具有重量轻、强度高、自润滑、耐磨、防腐等 优点。
[0026] 下面W具体的使用情况再对本发明进行详细说明：
[0027] 首先，通过热映射子系统可W捜集到道路的特征信息，包括路面危险区、结冰点 等，进行信息整理反馈，确定出需要安装防冰系统的地段。在确认防冰系统的安装位置，根 据道路的实际情况布置高压喷头，确保喷洒覆盖面积最大化，一般两高压喷头最大的间距 可为20m，确定累房的安装位置，一般为整个系统的中间位置，尽量减少累到高压喷头的距 离，W降低流体阻力。
[0028]然后，防冰系统通过气候感应子系统:包括路面传感器、气象传感器、脉冲多普勒 天气雷达，采集空气溫度、湿度、道路表面溫度、地下溫度、冰点溫度、降雪量及降雨量等参 数，传感器参数反馈给控制子系统，控制子系统综合分析确定路面状态，确定防冰系统的喷 洒类型，详细的喷洒类型如下表：
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[0(
[0031]确定喷洒类型后，控制系统按程序控制自动喷洒子系统开始动作，累及电磁阀工 作，通过高压喷头对路面进行喷洒，根据降雪量、降雨量及路面溫度确定喷洒用量，喷洒用 量通过每个高压喷头喷洒一次的时间来控制，自动喷洒系统完成一次喷洒动作后，控制系 统继续通过传感器反馈信号进行分析，准备下一次动作；（每个高压喷头都可W单独控制， 按照要求排序喷洒，W节省除冰剂的用量）。系统通过运算，自动选择不同的喷洒类型，在起 到良好的融雪效果的同时可W进一步减少除冰剂的用量。
[0032] 当传感器反馈信号显示，各项数据符合要求时，防冰系统结束运行。
[0033] W上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施 例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替 换，运些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 自动除雪防冰系统，其特征在于:包括有气候感应子系统、热映射子系统、控制子系 统以及自动喷洒子系统;其中所述气候感应子系统包括有脉冲多普勒天气雷达。2. 根据权利要求1所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述的气候感应子系统还包 括有空气传感器与路面传感器。3. 根据权利要求1所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述的热映射子系统包括检 测车辆、气候传感器、GPS、距离测量仪、数据集成控制器。4. 根据权利要求1所述的自动除雪防冰系统，其特征在于：所述的控制子系统包括有 PLC、触摸屏、通讯模块。5. 根据权利要求1所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述的自动喷洒子系统包括 喷洒装置、栗站、管道;所述管道上设置了多个喷洒装置，所述栗站与喷洒装置之间通过管 道连接。6. 根据权利要求5所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述的栗站包括存储罐、自 动搅拌装置、清水罐以及栗，所述自动搅拌装置安装在存储罐内，所述栗安装在管道上，所 述清水罐通过管道与存储罐连通。7. 根据权利要求6所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述的栗站还包括有过滤装 置、液位感应装置、球阀、流量计、变频器;所述过滤装置安装在存储罐的输出口上，所述液 位感应装置安装在存储罐以及清水罐中，所述球阀、流量计安装在管道上;所述变频器与栗 电连接。8. 根据权利要求5所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述喷洒装置包括有高压喷 头、增压机构、电磁阀，每个高压喷头均配置一个增压机构和一个电磁阀。9. 根据权利要求8所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述的高压喷头包括有喷嘴 与底座，所述喷嘴安装在底座上，所述喷嘴有多个，所述多个喷嘴按圆弧或波浪状排列底座 上。10. 根据权利要求9所述的自动除雪防冰系统，其特征在于:所述高压喷头的喷洒角度 为径向120~170°，所述喷嘴及底座采用MC尼龙材料铸造成型。
【文档编号】E01C11/26GK105908595SQ201610406846
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】任刚, 崔兴华, 李环, 董丽青, 叶俊凯, 梁志杰
【申请人】佛山市南方丽特克能净科技有限公司