【摘要】：每年因雨雪等惡劣天氣的原因,導致大量的人員傷亡,因此及時獲得路面的氣象信息顯得尤為重要。水膜傳感器作為路面?zhèn)鞲邢到y(tǒng)的重要部分,起著關鍵作用,但目前國內市場基本被歐美國家壟斷,檢測技術也同樣受制于人,所以本文的主要工作是研究一種廉價實用的水膜厚度測量裝置。本文研究了一種接觸式的路面水膜厚度測量傳感器,利用水的導電特性和微電極的伏安特性,建立了水膜檢測工作模型。結合微電子制作工藝,將微電極間距加工至0.5mm,單個檢測電極面積為0.2mm2。傳感器將水膜厚度信息變化以電壓信號的形式輸出,通過硬件電路將交流電壓信號整流成直流信號,然后濾波校準放大進入A/D采集。對驅動信號進行改進,在公共電極部分輸入靜態(tài)直流電位為零的正負交替1MHz的脈沖信號。對電極腐蝕現(xiàn)象做出了改進,通過降低電極之間的腐蝕電勢差和在檢測電極端匹配較高的阻抗來降低電流。分析水膜傳感器測量數據不穩(wěn)定的問題,通過電極材料的比對實驗,選定更為穩(wěn)定的鉑金作為電極材料。對采集的數據通過插值算法進行插值處理,然后使用最小二乘法檢索結果,輸出誤差最小的水膜厚度值。水膜傳感器的誤差控制在0.6%以內,傳感器的測量量程為0-80mm,測量精度為0.5mm。最終將檢測水膜厚度的數據通過上位機的頁面進行顯示,實現(xiàn)了對液膜厚度的有效監(jiān)測與統(tǒng)計記錄功能。
[Abstract]:Because of the bad weather such as rain and snow every year, a large number of casualties are caused, so it is very important to get the weather information of road surface in time. As an important part of road surface sensing system, water film sensor plays a key role, but at present the domestic market is basically monopolized by European and American countries, and the detection technology is also controlled by people. Therefore, the main work of this paper is to study a cheap and practical device for measuring the thickness of water film. In this paper, a contact sensor for measuring the thickness of pavement water film is studied. Based on the conductivity of water and the volt-ampere characteristic of microelectrode, the working model of water film detection is established. In combination with the microelectronic fabrication process, the distance between the microelectrodes was processed to 0.5 mm, and the area of a single detection electrode was 0.2 mm 2 mm. The sensor outputs the water film thickness information in the form of voltage signal, rectifies the AC voltage signal into DC signal through hardware circuit, and then filters and calibrates and amplifies it into A / D acquisition. The driving signal is improved to input the pulse signal of positive and negative alternating 1MHz with zero static DC potential in the common electrode. The corrosion phenomenon of the electrode is improved by reducing the corrosion potential difference between the electrodes and matching the high impedance in the detection of electric extremes to reduce the current. This paper analyzes the instability of measurement data of water film sensor and selects more stable platinum as electrode material through the comparison experiment of electrode material. The collected data are interpolated by interpolation algorithm, and the results are retrieved by the least square method, and the water film thickness with the smallest error is outputted. The error of the water film sensor is controlled within 0.6%, the measuring range of the sensor is 0-80 mm, and the measuring precision is 0.5 mm. Finally, the data of measuring the thickness of water film is displayed through the page of the upper computer, which realizes the effective monitoring and statistical recording of the thickness of liquid film.
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212

【參考文獻】

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本文編號：2411414