一种埋入式道路结冰传感器的制作方法

本发明涉及传感器领域，具体为一种埋入式道路结冰传感器。

背景技术：

截止到2017年年末，全国公路总里程477.35万公里，其中，四级及以上等级公路里程433.86万公里，二级及以上等级公路里程62.22万公里，高速公路里程13.65万公里，高速公路车道里程60.44万公里，国家高速公路10.23万公里。与此同时，我国汽车保有量逐年增加，截止到2017年年末，我国汽车保有量已经达到3.10亿辆，其中汽车2.17亿辆；机动车驾驶人达3.85亿人，其中汽车驾驶人3.42亿人。

随着道路交通的发展和车辆的激增，交通引发的事故也越来越多，其中由于恶劣天气而引发的交通事故占很大比例。道路气象信息主要包括：路面温度、降水、降雨、积雪、风速风向、能见度等信息。其中，由于恶劣天气导致的道路结冰会造成路面抗滑能力显著降低，增加了汽车制动距离，使车辆发生打滑和侧翻，是影响行车安全的最不利气象条件之一。据统计，在所有的交通安全事故中，路面结冰时发生的事故是干燥路面的10倍。因此，路面结冰自动监测和及时预警对于保障行车安全、减少交通事故具有重要意义。

目前，道路结冰状态监测传感器主要分为非接触式和接触式。非接触式传感器主要采取红外光学的技术方法，造价高昂，主要有vaisala公司的dsc111，lufft公司的dirs31-umb，innovativedynamics公司的icesight等。接触式传感器主要测量道路的结冰点、积水和积雪的厚度等，但检测准确度不高。目前的接触式的道路结冰传感器，一般采取安装在地面上(如专利201621284389.8)和有线传输方式(如vaisala的drs511)，其安装和维护不便，且容易在汽车碾压的情况下损坏。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种埋入式道路结冰传感器，以检测道路是否结冰。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种埋入式道路结冰传感器，包括壳体、电容极板、电路板和电池，所述壳体的内部具有用于容纳所述电池和所述电路板的腔体，所述电路板和电池均与所述腔体的内壁相连接，所述电容极板与所述壳体的上表面相连接，所述电容极板与所述电路板电连接，所述电路板与电池电连接。

本发明的有益效果是：本发明的一种埋入式道路结冰传感器，通过对结构的改进提供一种新型的埋入式传感器，电容极板设置在壳体上表面，所述道路结冰传感器埋在道路内，电容极板的上顶面与路面齐平或略低于路面，通过安装在顶部的电容极板检测道路结冰状况。本发明的结构简单、安装维护简便、对路面破坏小。

具体的，所述壳体的顶面具有用于电线穿过的通孔。所述电容极板与所述电路板电连接。

具体的，所述壳体可以为一体式结构，所述壳体的侧壁或底壁具有用于放入电池的开口，所述开口可拆卸连接有电池盖；或者所述壳体也可以包括至少两个可拆卸连接的子壳体。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述壳体的顶面具有至少一个向上延伸的凸起部，所述电容极板具有至少一个与上所述凸起部相适配的孔，所述孔与所述凸起部一一对应设置，所述凸起部嵌设在所述孔内。

采用上述进一步方案的有益效果是：壳体的顶面具有向上的凸起部，凸起部的上表面与路面平齐或略低于路面，凸起部高于电容极板，避免电容极板在汽车碾压下损坏。同时凸起部还具有用于确定电容极板安装位置的功能，便于传感器的快速组装，提高生产和维修维护的效率。

进一步，所述壳体的顶面具有五个向上延伸的凸起部，其中一个所述凸起部位于所述顶面的中心，其余四个所述凸起部围绕所述顶面的中心沿周向均匀分布，所述电容极板具有五个与上所述凸起部相适配的孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：凸起部在壳体顶面均匀布置，分散凸起部受到的压力，减缓凸起部的损坏，提高传感器的承重能力。

进一步，还包括上盖，所述上盖为环形，所述上盖的底面与所述电容极板的顶面相接触，所述上盖与所述壳体相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：上盖与壳体相连接，电容极板夹设在上盖和壳体上表面之间，上盖用于保护并固定电容极板。

进一步，所述壳体的顶面具有向上凸起的定位环，所述电容极板和所述上盖从下至上依次嵌设在所述定位环内。

采用上述进一步方案的有益效果是：定位环用于确定电容极板和上盖的安装位置，并且定位环从壳体的顶面向上凸起对电容极板具有保护作用，避免车辆的碾压造成电容极板的损坏，避免电容极板的四周被磨损。

进一步，所述上盖具有至少一个沿径向向外延伸的卡接部，所述定位环对应所述卡接部具有至少一个卡接槽，所述卡接部与所述卡接槽一一对应设置并卡接。

采用上述进一步方案的有益效果是：卡接部与卡接槽卡接，上盖与壳体的连接牢靠，方便上盖安装过程中的周向定位。

进一步，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体为顶部封闭的筒状，所述下壳体为底部封闭的筒状，所述上壳体与所述下壳体相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：上壳体与下壳体上下设置，结构简单拆装方便，便于传感器更换电池或维修，拆装方便、便于制造。

进一步，所述上壳体的底部口沿处具有向下延伸的环形凸台，所述下壳体的口沿处具有与所述环形凸台相适配的环形凹槽，所述环形凸台卡接在所述环形凹槽内。

采用上述进一步方案的有益效果是：环形凸台卡接在环形凹槽内，用于上壳体和下壳体安装时定位，同时防止杂质进入传感器影响传感器正常工作，提高传感器的密封性能。

进一步，所述上壳体与所述下壳体均为圆柱形筒状壳体。

采用上述进一步方案的有益效果是：结冰传感器采用圆柱形结构，最大程度的增加电容极板面积。同时，使得内部空间足够大，可以放置多节电池，满足传感器的供电需求。

进一步，所述上壳体与所述下壳体的材质均为铝合金。

采用上述进一步方案的有益效果是：铝合金的上壳体和下壳体易于加工、结构强度高。

附图说明

图1为本发明一种埋入式道路结冰传感器的结构示意图；

图2为本发明一种埋入式道路结冰传感器的侧视图；

图3为本发明一种埋入式道路结冰传感器的a向剖视图；

图4为本发明一种埋入式道路结冰传感器的俯视图；

图5为本发明一种埋入式道路结冰传感器的仰视图；

图6为本发明一种埋入式道路结冰传感器的三维爆炸图；

图7为本发明一种埋入式道路结冰传感器的二维爆炸图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、上盖，2、电容极板，3、上壳体，301、凸起部，302、环形凸台，4、电路板，5、下壳体。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图7所示，一种埋入式道路结冰传感器，包括壳体、电容极板2、电路板4和电池，所述壳体的内部具有用于容纳所述电池和所述电路板4的腔体，所述电路板4和电池均与所述腔体的内壁相连接，所述电容极板2与所述壳体的上表面相连接，所述电容极板2与所述电路板4电连接，所述电路板4与电池电连接。

电池安装在壳体内的腔体内部，电池为电路板4供电，电路板4与安装在壳体顶面的电容极板2电连接，电容极板2在壳体的外侧。由于水与冰的介电常数不同，电容极板2通过检测介质的电容值并传输给电路板4来判断道路是否结冰，电路板4采用无线传输的方式实现检测数据传输。传感器结构在满足电池供电的情况下，采用无线传输，安装维护方便，对路面破坏小，能够有效的满足道路路面情况检测的恶劣条件。

需要说明的是，电容极板检测介质的电容并通过电路板判断道路是否结冰以及电路板无线传输可以通过现有技术实现，并非本发明要求保护的方案，为了表述简洁在此不再赘述。

作为本实施例的进一步方案，所述壳体的顶面具有至少一个向上延伸的凸起部301，所述电容极板2具有至少一个与上所述凸起部301相适配的孔，所述孔与所述凸起部301一一对应设置，所述凸起部301嵌设在所述孔内。

作为本实施例的进一步方案，优选地，如图1和图3所示，所述壳体的顶面具有五个向上延伸的凸起部301，其中一个所述凸起部301位于所述顶面的中心，其余四个所述凸起部301围绕所述顶面的中心沿周向均匀分布，所述电容极板2具有五个与上所述凸起部301相适配的孔，所述孔与所述凸起部301一一对应设置，所述孔套接在所述凸起部301的外侧。

作为本实施例的进一步方案，还包括上盖1，所述上盖1为环形，所述上盖1的底面与所述电容极板2的顶面相接触，所述上盖1与所述壳体相连接。

作为本实施例的进一步方案，所述壳体的顶面具有向上凸起的定位环，所述电容极板2和所述上盖1从下至上依次嵌设在所述定位环内。

作为本实施例的进一步方案，如图1和图6所示，所述上盖1具有至少一个沿径向向外延伸的卡接部，所述定位环对应所述卡接部具有至少一个卡接槽，所述卡接部与所述卡接槽一一对应设置并卡接。

作为本实施例的进一步方案，所述壳体包括上壳体3和下壳体5，所述上壳体3为顶部封闭的筒状，所述下壳体5为底部封闭的筒状，所述上壳体3与所述下壳体5相连接。

作为本实施例的进一步方案，如图4所示，所述上壳体3的底部口沿处具有向下延伸的环形凸台302，所述下壳体5的口沿处具有与所述环形凸台302相适配的环形凹槽，所述环形凸台302卡接在所述环形凹槽内。

作为本实施例的进一步方案，所述上壳体3与所述下壳体5均为为圆柱形筒状壳体。

作为本实施例的进一步方案，所述上壳体3与所述下壳体5的材质均为铝合金。

本发明的一种埋入式道路结冰传感器，上壳体3和下壳体5通过螺栓可拆卸连接，传感器外形为圆柱体。上壳体3和下壳体5组成的壳体内部具有容纳电池的腔体，传感器可选用4节er34615锂亚电池。上壳体3的外部顶面设置有电容极板2，上壳体3的腔体内部上侧通过螺栓连接有电路板4，上壳体3的顶面开设有供电线穿过的通孔，使电容极板2与电路板4电连接。上壳体3还具有凸起部301，电容极板2上具有与凸起部301相适配的孔，电容极板2的孔对应凸起部301套接在凸起部301的外侧。本发明的结冰传感器顶部还包括环形的上盖1，上盖1通过沿径向向外延伸的卡接部与上壳体的卡接槽卡接，实现上盖1安装时的周向定位，固定螺栓穿过上盖1、电容极板2和上壳体3使上盖1与上壳体3相连接，同时固定电容极板2。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。