DE2254351C3 - Device for determining the risk of black ice on roads - Google Patents
Device for determining the risk of black ice on roadsInfo
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- DE2254351C3 DE2254351C3 DE19722254351 DE2254351A DE2254351C3 DE 2254351 C3 DE2254351 C3 DE 2254351C3 DE 19722254351 DE19722254351 DE 19722254351 DE 2254351 A DE2254351 A DE 2254351A DE 2254351 C3 DE2254351 C3 DE 2254351C3
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Description
!7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Anzeigeor gan (35) einen Sender betätigt, dessen Signal Weckeinrichmngen auslöst.! 7. Device according to one of Claims 1 to 16, characterized in that the first indicator (35) actuates a transmitter whose signal Alarm device triggers.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung /ur Feststellung von Glatteisgefahr auf Straßen, mit einer in die Straßenoberfläche integrierbaren oder an dieser ansetzbaren Fühlereinheit, die einen Bodentemperaturfühler und einen Salzgehaltsiühlcr zur Ermittlung des Salzgehalts einer auf der Straßenoberfläche befindlichen Lösung von Streusalz in Wasser enthält, sowie mit einer Anzeigeeinheit.The invention relates to a device for detection of black ice on roads, with one that can be integrated into the road surface or attached to it Sensor unit, which has a floor temperature sensor and a salinity sensor to determine the salinity contains a solution of road salt in water located on the road surface, as well as with a Display unit.
Bekanntlich gehört das sich auf Straßen bildende Glatteis mit zu den häufigsten Unfallursachen im winterlichen Straßenverkehr. Aus diesem Grunde werden die Straßen im Winter mit Streugut gestreut, das Kochsalz enthält, so daß sich aus der auf den Straßen vorhandenen Feuchtigkeit eine Salzlösung bildet, deren Gefrierpunkt unter der jeweils herrschenden Temperatur liegen sollte. Die Absenkung des Gefrierpunktes der Salzlösung ist abhängig von der Salzkonzentration in der Lösung. Neuer Niederschlag verdünnt die Salzlösung, so daß schließlich der Punkt erreicht wird, an dem wieder eine Glatteisgefahr auftritt. Vor Erreichen dieses Punktes muß also eine neue Streuung erfolgen.As is well known, the black ice that forms on roads is one of the most common causes of accidents in winter road traffic. For this reason the roads are strewn with grit in winter, which contains table salt, so that a salt solution is formed from the moisture present on the roads forms whose freezing point should be below the prevailing temperature. The lowering of the The freezing point of the salt solution depends on the salt concentration in the solution. New rainfall dilutes the salt solution, so that finally the point is reached at which there is again a risk of black ice occurs. Before this point is reached, a new spread must take place.
Bisher mußten sich die für die Streuung zuständigen Stellen, beispielsweise die Straßenmeistereien, auf Schätzungen verlassen. Um sicher zu gehen, wurde dann meist zu viel gestreut, so daß einerseits das nicht gerade billige Streugut vergeudet wurde und andererseits die unangenehmen Folgen der Salzstreuung (erhöhte Korrosion an Kraftfahrzeugen und Verkehrseinrichtungen, Umweltschäden) vergrößert wurden. Es ist dabei auch zu bedenken, daß eine zu starke Salzstreuung meist nicht eine Reserve bis zum Zeitpunkt neu fallenden Niederschlags bilden kann, da sie abgeschwemmt wird. Andererseits konnte es bei zu schwacher Streuung demSo far, the authorities responsible for the spreading, for example the road maintenance depots, had to act Leave estimates. To be on the safe side, too much was then usually spread, so that on the one hand it wasn't exactly cheap grit was wasted and, on the other hand, the unpleasant consequences of salt spreading (increased Corrosion on motor vehicles and traffic facilities, environmental damage) were increased. It is there It should also be borne in mind that too much salt spreading is usually not a reserve until the point in time when the salt falls again Precipitation can form as it is washed away. On the other hand, if the scatter was too weak, it could
Kraftfahrer geschehen, daß er plötzlich auf GlatteisMotorists happen to be suddenly on black ice
Aus der GB-PS 12 28 889 ist eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, bei der ein Salzdetektor ein Signal liefert, das vom Vorhandensein von Salz abhängig ist Diese Einrichtung gibt ein Signal ab, wenn Feuchtigkeit vorliegt und die Temperatur nahe dem Nullpunkt ist. Beim Vorhandensein einer bestimmten festen Salzkonzentration wird es jedoch um eine Stufe zurückgeschaltet und schaltet dann das Signal erst co wieder ein, wenn die Temperatur einen bestimmten festen Wert unterhalb des Gefrierpunkts unterschritten hat. From GB-PS 12 28 889 a device of the type mentioned has become known in which a salt detector supplies a signal which is dependent on the presence of salt. This device emits a signal when there is moisture and the temperature is close to zero. If a certain fixed salt concentration is present , however, it is switched back one level and then only switches the signal co on again when the temperature has fallen below a certain fixed value below freezing point .
Mit einem solchen Gerät ist es nicht möglich, eine Anzeige zu schaffen, die den Forderungen der Praxis voll gerecht wird, weil beispielsweise bei einer Temperatur unterhalb des erwähnten, um eine Stufe heruntergeschalteten Werts stets eine Warnung gegeben würde, auch wenn der Salzvorrat auf der Straße ein Gefrieren nicht befürchten läßt. Der Nachteil des notwendigen »Ubersai/ens« der Straßen ist also durch das bekannte Gerät nicht zu beseitigen.With such a device, it is not possible to create a display that fully meets the requirements of practice, because, for example , a warning would always be given at a temperature below the value mentioned, down by one level, even if the salt supply on the road there is no fear of freezing. The disadvantage of the necessary "oversize" of the streets cannot be eliminated with the known device.
Aufgabe der Erfindung ist es. eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art /u schaffen, die es ermöglicht, alle auftretenden Gegebenheiten zu erlassen und ein Ausgangssignal nur dann abzugeben, wenn tatsächlich die Gefahr von Glatteis gegeben ist.It is the object of the invention. a facility of Type / u mentioned at the beginning, which makes it possible to enact all conditions and a Output signal only to be given when there is actually a risk of black ice.
Diese ^ifgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, duU eine ausgangsseitig mit einem ersten An/eigeorgan der Anzeigeeinheit verbundene Koniparatorschaltung /um Vergleich der Ausgangssignale des Bodenteniperaturfühlers und des Sal/gehaltfühlers vorgesehen ist. die derart ausgebildet ist. daß sie dem Anzeigeorgan nur dann ein Ausgangssignal zuführt, wenn die Bodentemperatur ungefähr gleich dein Gefrierpunkt der Lösung ist oder diesen unterschreitet.This achievement is thereby achieved according to the invention solved, you have an output side with a first Koniparator circuit connected to / own organ of the display unit / to compare the output signals of the floor temperature sensor and the salary sensor is provided. which is designed in such a way. that it only supplies an output signal to the display unit, when the floor temperature is roughly equal to yours Is or is below the freezing point of the solution.
Mit der Hinrichtung nach der Erfindung kann also die Annäherung der Bodentemperatur an den jeweiligen Gefrierpunkt der Sal/./Wasscr-Lösung festgestellt werden. Die Einrichtung zeigt also an. daß noch keine Gefahr von Glatteis vorhanden ist, wenn die Temperatur relativ weit unter 0"C liegt, jedoch die Salzkonzentration auf der Straße entsprechend hoch ist. Vorteilhaft kann die An/eigecinheit zwei weitere Anzeigeorgane zur getrennten Alizeige der Bodrntemneratur sowie der Temperatur des Gefrierpunktes der Lösung aufweisen. Dadurch kann besonders einfach die Annäherung an den Gefahrenpunkt festgestellt werden, so daß rechtzeitig eine Nachstreuung vorgenommen werden kann. Wenn derartige Messungen an verschiedenen rep'asentativen Stellen des jeweiligen Straßenbezirks vorgenommen werden, so können nicht nur Gefahrenzustünde vermieden, Streumaterial gespart und eine Umweltbeeinträchtigung auf einem Minimum gehalten weiden, sondern auch die zur Streuung benötigten Arbeitskräfte und Maschinen am rationellsten eingesetzt werden. Insbesondere bei in der Straße eingebauten Fühlern können die Anzeigeorgane in der Straßenmeisterei angebracht sein. Es ist dabei auch vorteilhaft möglich, eine Einrichtung mit nur einem Satz, von Anzeigeorganen für mehrere Fühlcrsätzc umschaltbar zu gestalten.With the execution according to the invention, the approach of the ground temperature to the respective freezing point of the sal /./ water solution can be determined. So the facility shows. that there is still no danger of black ice when the temperature is relatively far below 0 "C, but the salt concentration on the road is correspondingly high have solution. This is particularly easy the approach be found to the danger point, so that a Nachstreuung can be made on time. If such measurements are made at different rep'asentativen points of each road district, so not only Gefahrenzustünde can avoid spreading material savings and a Environmental impact is kept to a minimum, but also the workers and machines required for spreading are used in the most rational way. In particular, in the case of sensors built into the road, the display elements can be installed in the road maintenance depot. to design a device with only one set of display elements for several Fühlcrätzec switchable.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further refinements of the invention are the subject of the subclaims.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Anzeigeorgan eine optische Warnanlage für Kraft fall- hs rer enthalten. Diese Warnanlage kann allein oder zusätzlich zu einem optischen oder akustischen Signal sein, das die für eine Streuung zuständige Stelle warntIn a preferred embodiment, the display element can be an optical warning system for force cases rer included. This warning system can be used alone or in addition to an optical or acoustic signal that warns the agency responsible for a spread
Eine solche Anlage kann beispielsweise an besonders glatteisgefährdeten Streckenstücken, wie auf Brücken, in Waldstücken od. dgl. vorgesehen sein, um die Kraftfahrer bei Annäherung schon auf eine eventuelle Glatteisgefahr hinzuweisen und sie zu entsprechender Vorsicht zu veranlassen. Da sich hierbei ganz besonders das Problem der zuverlässigen Funkt'on ergibt, ist es von besonderem Vorteil, daß die Einrichtung nach der Erfindung besonders einfach und betriebssicher isi.Such a system can, for example, be provided on sections of road that are particularly prone to black ice, such as on bridges, in wooded areas or the like, in order to warn drivers of a possible black ice hazard when approaching them and to prompt them to exercise appropriate caution. Since the problem of the reliable function arises in particular, it is of particular advantage that the device according to the invention is particularly simple and operationally reliable.
Es ist ferner bevorzugt, daß die Einrichtung einen an der Straßenoberfläche anbringbaren Feuchtigkeiisfühler enthält, der an die Vergleichseinrichiung angeschlossen ist und bei Vorhandensein von Feuchtigkeit die Vergleichereinrichtung zur Abgabe des Ausgangssignals an die Anzeigeeinrichtung betriebsbereit macht. Hierdurch wird verhindert, daß die Warn- bzw. Anzeigeeinrichtung in Betrieb gesetzt wird, wenn bei Frost die Straße trocken ist. In diesem Tall ist ja kein Glatteis vorhanden.It is further preferred that the device contains a moisture sensor which can be attached to the road surface and which is connected to the comparison device and, in the presence of moisture, makes the comparison device ready for operation for outputting the output signal to the display device. This prevents the warning or display device from being put into operation when the road is dry in frosty conditions. There is no black ice in this tall valley.
Vorteilhaft besitzen der Salzgehalt-Fühler und/oder der Feuchtigkeitsfühler eine Heizung. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die Fühler, die normalerweise keine Anzeige von gefrorenen Flüssigkeiten liefern, auch dann betriebsbereit bleiben, wenn der Gefrierpunkt bereits in der Einsalzstelle der Streufahrzeuge befinden kann. Fs ist möglich, daß die Einrichtung zu einem transportablen Gerät zusammengefaßt ist. Ein solches Gerät kann von dem Straßendienst dazu eingesetzt werden, bei einer Kontrollfahrt zu überprüfen, ob eine Streuung schon notwendig ist. ohne daß erst darauf gev\, artet werden muß. daß Glatteis tatsächlich auftritt. Ein solches transportables Gerat kann also sowohl allein als auch zusätzlich zu fest eingebauten Einrichtungen verwendet werden.The salt content sensor and / or the humidity sensor advantageously have a heater. This measure ensures that the sensors, which normally do not provide any indication of frozen liquids, remain ready for operation even if the freezing point can already be in the salting-in point of the gritting vehicles. It is possible that the device is combined into a transportable device. Such a device can be used by the road service to check during a control drive whether a spread is already necessary. without having to wait for it first. that black ice actually occurs. Such a portable device can therefore be used both alone and in addition to permanently installed devices.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung 1111 Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.Further advantages and features of the invention emerge from the description 1111 in connection with FIG Drawing.
Em Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtEm embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It indicates
Fig. 1 ein sehemalisches Schaltbild einer Ausführungsform der Einrichtung zur Feststellung von Glatieisgefahraul Straßen,Fig. 1 is a schematic circuit diagram of an embodiment the device for the determination of Glatieisgefahraul streets,
F i g. 2 ein schematisches Schaltbild eines Details aus Fig. 1.F i g. 2 shows a schematic circuit diagram of a detail from FIG. 1.
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Feuchtigkeitsfühler,3 is a schematic plan view of a moisture sensor,
Fig.4 eine schematische Darstellung eines Fühlers für den Salzgehalt und seines Einbaus undFig. 4 is a schematic representation of a sensor for the salinity and its incorporation and
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Elektrodenclemcnt des Salzgehaltsfühlers.5 shows a longitudinal section through an electrode clamp of the salt content sensor.
Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Einrichtung besteht aus zwei Teilen, nämlich aus dem Fühlerteil 11 und dem Anzeigeteil 12. Beim dargestellten Beispiel isi der Fühlerteil 11 fesi im Bereich einer Straßenoberflä ehe 13 eingebaut. Der Anzeigeteil 12 ist mit den Fuhlerteil 11 durch elektrische Leitungen verbunder und kann beispielsweise in einer StralJenmeistere angeordnet sein. Wie bereits erwähnt, können dii elektrischen Leitungen auch durch drahtlose Verbin düngen ersetzt werden, und der Fühlerieil kann auch unter Umständen mit dem Anzeigeteil 12. beweglicl sein, so daß er zur Anzeige der jeweiligen Straßenbc schaffenheil von Hand auf die Siraßenoberflach aufgesetzt werden kann.The in F i g. The device shown schematically in 1 consists of two parts, namely the sensor part 11 and the display part 12. In the example shown, the sensor part 11 is fixed in the area of a road surface built before 13. The display part 12 is connected to the sensor part 11 by electrical lines and can for example in a StralJenmeistere be arranged. As already mentioned, the electrical lines can also be connected wirelessly fertilizer can be replaced, and the Fühlerieil can also may be movable with the display part 12, so that it can be used to display the respective street Bc create by hand on the surface of the road can be put on.
Der Fuhlerteil enthalt zwei Bvdentemperauii lühle 14, 15, einen Feuchtigkeiisfühler 16 und eineThe feeler part contains two veneer temperauii 14, 15, a humidity sensor 16 and one
Salzgehaltfühler 17. Die Bodcntcmpcraturfühler 14 15 können temperaluranhängige elektrische Wider stände, beispielsweise NTC-Widerstände sein, während die später noch näher erläuterten Feuchtigkeit1;- und Salzgehaltsfühler 16, 17, die bei Vorlegen von Feuchtigkeit bzw. in der Leitfähigkeit durch den Salzgehalt gesteigertem Wasser den zwiscun Elektroden fließenden Strom messen.Salinity sensor 17. The Bodcntcmpcraturfühler 14 15 can temperaluranhängige electrical resisting stands, for example, be NTC resistors, while the moisture nor explained in more detail later, 1, - and salinity sensors 16, 17 which on presentation of moisture or in the conductivity enhanced by the salt content of water measure the current flowing between electrodes.
Der Anzeigeteil 12 besitzt einen Nctzan >chluB 58, von dem über ein Netzgerät 19 die gesamt Errichtung vo gespeist wird. Die Speisung der einzelnen Einrichtungsteile ist jedoch nur für die Teile dargestellt, für die es besonders interessiert.The display part 12 has a connector 58 of which via a network device 19 the entire establishment of vo is fed. The supply of the individual parts of the facility is only shown for the parts for which it particularly interested.
Der Bodentcmpcralurfühlcr 14 steuert über seinen Verstärker 20 ein Steuer- und Reitelgerät 21. Dieses besitzt Schalter 22, 23. Über den -ichaller 22 können Heizungen 24, 25 eingeschaltet werden, die an dem Feuchtigkeitsfühler 16 und dem Salzgehaltsfühler 17 derart angeordnet sind, daß sie den Fühlerbereich so weit erwärmen können, daß Eis oder Schnee in ihrer unmittelbaren Umgebung auftaut. Das Steuer- und Regelgerät 21 steuert außerdem einen Regler 2b für die Heizungen 24, 25 in Abhängigkeit von der vom Fühler 14 angezeigten Temperatur an der Straßcnoberflächc. Die Regelung ist so vorgenommen, daß sie von den Heizungen 24. 25 aufgebrachte Wärme gerade mit Sicherheit ausreicht um eventuelle Feuchtigkeit an den Fühlern 16. 17 über dem Gefrierpunkt zu halten. Höher wird die Temperatur nicht gewählt, um die Verdunstung nicht zu fördern.The Bodentcmpcralurfühlcr 14 controls a control and Reitel device 21 via its amplifier 20 has switches 22, 23. Via the -ichaller 22, heaters 24, 25 can be switched on, which are connected to the Moisture sensor 16 and the salt content sensor 17 are arranged in such a way that they cover the sensor area can heat up far that ice or snow thaws in their immediate vicinity. The tax and Control device 21 also controls a controller 2b for the Heaters 24, 25 as a function of the temperature indicated by the sensor 14 on the road surface. The regulation is made in such a way that it is just with the heat applied by the heaters 24. 25 Security is sufficient to keep any moisture on the sensors 16. 17 above freezing point. Higher the temperature is not chosen to prevent evaporation not to promote.
Über den Schalter 23 wird der Verstärker 27 des Fcuchtigkeitsfühlcrs 16 betriebsbereit gemacht. Beide Schalter 22. 23 werden erst bei Annäherung an den Gefrierpunkt von reinem Wasser, beispielsweise bei + 2 C eingeschaltet, so daß erst dann die Heizung wirksam wird und der Feuchtigkeitsfühler betriebsbereit wird.The amplifier 27 of the moisture sensor 16 is made ready for operation via the switch 23. Both switches 22, 23 are only switched on when pure water approaches the freezing point, for example at + 2 C, so that only then does the heating become effective and the moisture sensor ready for operation.
Der Bodenu-mperalurfühlcr 15 ist über einen Verstärker 28 einerseits an ein Anzeigegerät 29.. beispielsweise ein in entsprechenden Temperaturwerten geeichtes elektrisches Meßgerät und andererseits an einen Vcrgleichcr 30 angeschlossen, der im folgenden noch beschrieben wird. Der Salzgehaltsfühler 17 wird im Gesu-nsat/ zum Fcuchtigkeitsfühlcr 16 mit Wechselstrom gespeist, damit nicht die tvicßergebnisse durch Polarisatinnscrschcinungcn verfälscht werden. Deswegen wird der Salzgehaltsfühler 17 von einem Oszillator 31 mit Wechselstrom gespeist. Der das Ausgangssignal bildende, durch den Salzgehaltsfühler 17 gehende Strom wird in einem Gleichrichter 32 gleichgerichtet und in einem Verstärker 33 verstärkt. Der Ausgang des Versiärkers 33 ist einerseits an ein Anzeigegerät 34 und andererseits an den Vergleicher 30 angeschlossen. Das Anzeigegerät 34 kann ebenfalls ein elektrisches Meßgerät sein, das in Temperaturwerten geeicht ist und somit die vom Salzgehalt abhängigen Gefrierpunkte in einer Weise anzeigt, die ohne weiteres, d.h. ohne Umrechnung od dgl, mit der jeweiligen vom Anzeige gerät 29 angezeigten Straßenoberflächentemperatur vergleichbar sind. Die Anzeigegeräte 29. 34 bilden zusammen mit ?iner später noch näher erläuterten Anzeigeeinrichtung 35 «'as Anzeigeorgan der Einrichtung. The floor diameter sensor 15 is connected via an amplifier 28 on the one hand to a display device 29 ... for example an electrical measuring device calibrated in corresponding temperature values and on the other hand to a comparator 30, which will be described in the following. The salt content sensor 17 is fed with alternating current in the health / to the moisture sensor 16 so that the results are not falsified by polarization. Therefore, the salt content sensor 17 is fed by an oscillator 31 with alternating current. The current which forms the output signal and passes through the salt content sensor 17 is rectified in a rectifier 32 and amplified in an amplifier 33. The output of the amplifier 33 is connected on the one hand to a display device 34 and on the other hand to the comparator 30. The display device 34 can also be an electrical measuring device that is calibrated in temperature values and thus displays the freezing points dependent on the salt content in a way that is easily comparable, ie without conversion or the like, with the respective road surface temperature displayed by the display device 29. The display devices 29, 34 together with a display device 35, which will be explained in more detail later, form a display element of the device.
Der Vergieicher 30, der in F i g. 2 etwas deutlichegezeigi ist. beinhaltet einen Operationsverstärker 36. dem über einen Widerstand 37 die Ausgangssignale des Verstärkers 33 und über einen Widerstand 38 die Ain.t»ant'swcrte des Verstärkers 28 zugeführt werden. The comparator 30 shown in FIG. 2 is shown somewhat clearly. contains an operational amplifier 36, to which the output signals of the amplifier 33 are fed via a resistor 37 and the input signals of the amplifier 28 are fed via a resistor 38.
Dieser Eingang des Operationsverstärkers 36 ist über einen weiteren Widerstand 39 an Masse gelegt. Durch diese Maßnahmen wird der Ausgangswert des Vergleichers 30 größer, wenn der Salzgehalt sich erhöht und somit ein größerer Strom durch den Salzgehaltfühler 17 fließt, jedoch kleiner, wenn bei Erhöhung der Temperatur an der Slraßenoberfläche der Widerstand des Fühlers 15 abnimmt. Bei entsprechender Justierung ist der Ausgangswert des Vergleichen 30 ein Maß für die Differenz zwischen tatsächlich herrschender Temperatur an der Straßenoberfläche und dem Gefrierpunkt. Dieser Ausgangswert wild einem Schwellenwertschalter 40 zugeführt, beispielsweise einem Schmitt-Trigger, der bei einem bestimmten voreingestellten Wert durchschallet. Die Schaltung ist so eingestellt, daß die Durchschaltung dann erfolgt, wenn die tatsächiicnc Bodentemperatur nur noch wenige Grade Ober dem Gefrierpunkt oder unterhalb dieses Wertes lieft.This input of operational amplifier 36 is over another resistor 39 is connected to ground. These measures become the starting value of the comparator 30 larger when the salt content increases and thus a larger current through the salt content sensor 17 flows, but less if, as the temperature on the road surface increases, the resistance of the Sensor 15 decreases. With a corresponding adjustment, the output value of the comparison 30 is a measure for the Difference between the actual temperature at the road surface and the freezing point. This output value is fed to a threshold value switch 40, for example a Schmitt trigger, which sound through at a certain preset value. The circuit is set so that the Connection takes place when the actual floor temperature is only a few degrees above Freezing point or below this value.
Der Schwellenwertschalter 40 ist an einen Eingang eines N AN D-Gatters 41 angeschlossen. Anden anderen Eingang ist der Ausgang des Verstärkers 27 des Feuchtigkeitsfühlcrs 16 angeschlossen. Der Ausgang des NAND-Gatters 41 speist die bereits erwähnte Anzeigeeinrichtung 35, die ein optischer oder akustischer Signalgeber sein kann, beispielsweise eine Anzeigelampe. Wie bereits erwähnt wurde, ist es auch möglich, die Anzeigeeinrichtung 35 als eine optische Warnanlage für Kraftfahrer auszubilden beispielsweise in Form eines am Straßenrand aufgestellten im Gefahrenfall beleuchteten oder blinkenden Warnschilds. The threshold value switch 40 is connected to an input of an N AN D gate 41. Andes other The output of the amplifier 27 of the moisture sensor 16 is connected to the input. The exit of the NAND gate 41 feeds the aforementioned display device 35, which is an optical or acoustic Can be signal transmitter, for example an indicator lamp. As mentioned earlier, it is too possible to train the display device 35 as a visual warning system for drivers, for example in the form of a warning sign that is illuminated or flashing in the event of danger and is set up on the side of the road.
Die Einrichtung arbeitet wie ioigt: Wenn die Temperatur an der Slraßenoberfläche 13 absinkt und unter den am Steuer- und Regelgerät 21 eingestellten Wert sinkt, beispielsweise wenn über den Bodentemperaturfühler 14 eine Temperatur unter +2"C angezeigt wird, werden die Schalter 22 un-j 23 geschlossen, so daß die I icizungen 24,25, vorerst in der kleinsten Heizstufe, in Betrieb sind und der Fcuchtigkcitsfühler 16 durch Einschaltung seines Verstärkers 27 betriebsbereit gemacht wird. Es sei bemerkt, daß die Anzeige der Bodentemperatur über den Fühler 15 und das Anzeigegerät 29 ständig in Betrieb sein kann, um diese Temperaturen anzuzeigen. Die Ansprechtemperatur des Steuer- und Regelgeräts 21 kann zur Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten einstellbar sein.The facility works as ioigt: If the The temperature on the street surface 13 drops and is below that set on the control and regulating device 21 The value drops, for example if a temperature below +2 "C is displayed via the floor temperature sensor 14 is, the switches 22 un-j 23 are closed, so that the I icizations 24.25, initially in the lowest heating level, are in operation and the humidity sensor 16 is ready for operation by switching on its amplifier 27 is made. It should be noted that the display of the floor temperature via the sensor 15 and the Display device 29 can be constantly in operation to display these temperatures. The response temperature of the control and regulating device 21 can be adjustable to adapt to different circumstances.
Wenn jetzt die Temperatur weiter absinkt, so wird diese am Anzeigegerät 29 angezeigt, jedoch können weder der Feuchtigkcitsfühler noch der Salzgehaltfühler eine Anzeige liefern. Das NAND-Gatter und der Schwellenwertschalter 40 sind derart angeschlossen daß sowohl bei Fehlen von Feuchtigkeit im Feuchtigkeitsfühler 16 als auch bei höherer Bodentemperatur als der Gefrierpunkt der Salz/Wasserlösung, d.h. im ungefährlichen Bereich, Signale am Eingang des Gatten vorliegen, so daß dieses gesperrt ist. Bei derr beschriebenen Zustand (keine Feuchtigkeit, jedoch Temperaturen unter Null) ist daher am Gatter det Zustand Null, plus, der eine Sperrung herbeiführt. Be diesem Zustand ist nämlich die Bodentemperatur untei dem Gefrierpunkt, der mangels einer möglicher Anzeige des Salzgehaltfühlers bei 0"C liegt If the temperature now drops further, it is displayed on the display device 29, but neither the moisture sensor nor the salt content sensor can provide a display. The NAND gate and the threshold value switch 40 are connected in such a way that signals are present at the entrance of the gate both in the absence of moisture in the moisture sensor 16 and in the case of a higher ground temperature than the freezing point of the salt / water solution, ie in the non-hazardous area, so that the gate is blocked . In the described condition (no humidity, but temperatures below zero), the gate is therefore zero, plus, which causes a blocking. In this state, the floor temperature is below freezing point, which is 0 "C in the absence of a possible display of the salt content sensor
Es sei angenommen, daß die Straße noch nicht mi Salz gestreut gewesen sei Wenn nun Feuchtigkei auftritt, sei es in Form von Reif, Schnee od. dgl, dam wird die Feuchtigkeit im Bereich der Fühler 16 und f durch die Heizung aufgetaut und der Fühler 16 zeig nunmehr das Vorliegen von Feuchtigkeit an. DemnaclLet it be assumed that the road had not yet been strewn with salt. If now there was moisture occurs, be it in the form of frost, snow or the like, dam the humidity in the area of the sensor 16 and f thawed by the heater and the sensor 16 now shows the presence of moisture. Demnacl
wird das Gatter 41 auf der Feuchtigkeitsseite auf den Zustand Null geschaltet. DerSalzgehaltsftihler 17 liefert dagegen, da kein Salz vorhanden ist, lediglich die Anzeige »Gefrierpunkt O0C", während die Bodentemperaturanzeige 29 die unter 00C liegende Anzeige liefert. Über den Vergleicher und den Schmitt-Trigger wird ebenfalls eine Null-Beschaltung des NAND-Gatters 41 vorgenommen, so daß das Gatter nunmehr durchschaltet und die Anzeigeeinrichtung 35 das Vorliegen einer Glatteisgefahr anzeigt. Die Glatteisgefahr kann natürlich auch durch Vergleich der beiden Anzeigegeräte 29 und 34 leicht abgelesen werden. Dort kann vor allem zusätzlich noch abgelesen werden, wie stark die Annäherung bzw. Unterschreitung des Gefrierpunktes durch die vorliegende Außentemperatür ist. Es können also die geeigneten Maßnahmen ergriffen werden und es kann vor allem auch festgelegt werden, wie stark die Salzbeimischung oder die Streumenge gewählt werden soll.the gate 41 on the humidity side is switched to the state zero. The salt content filter 17, on the other hand, only supplies the display "freezing point O 0 C" since there is no salt, while the floor temperature display 29 supplies the display lying below 0 ° C. The comparator and the Schmitt trigger also set the NAND to zero Gate 41, so that the gate now switches through and the display device 35 indicates the presence of a black ice risk The outside temperature is approaching or falling below the freezing point, so the appropriate measures can be taken and, above all, it can also be determined how strongly the salt admixture or the spread rate should be selected.
Wenn ein Streufahrzeug Salz auf die Straßenoberfläehe 13 gestreut hat, so zeigt bei im übrigen unveränderten Anzeigen der Salzgehaltsfühler 17 einen Salzgehalt an. Es sei angenommen, daß die damit im Verhältnis stehende Gefrierpunkterniedrigung größer ist als die Unterschreitung des Nullpunktes durch die Bodentemperatur. In diesem Fall schaltet der Schwellenwertschalter wieder und gibt ein Signal an den Eingang des N \ND-Gatters, so daß dort der Zustand »Null-plus« vorliegt und die Anzeigeeinrichtung 35 ausgeschaltet wird. Die Anzeigegeräte 29 und 34 zeigen an. daß die Bodentemperatur nunmehr über dem Gefrierpunkt liegt. In der Straßenmeisterei kann man sich jetzt laufend davon überzeugen, ob die durch die Salzstreuung bewirkte Gefrierpunkterniedrigung noch ausreicht. So kann beispielsweise abdens geprüft werden, ob der Unterschied zwischen Außentemperatur und Gefrierpunkterniedrigung noch so groß ist, daß bei den zu erwartenden Wetterverhältnissen die Nacht noch ohne Notwendigkeit einer weiteren Streuung überstanden wird. Dementsprechend können personelle Planungen usw. vorgenommen werden.When a gritter gets salt on the road surface 13 has scattered, the salt content sensor 17 shows an otherwise unchanged display Salinity. It is assumed that the related lowering of the freezing point is greater is when the ground temperature falls below the zero point. In this case the threshold switch switches again and sends a signal to the input of the N \ ND gate, so that there is the state "Zero-plus" is present and the display device 35 is switched off. The display devices 29 and 34 show on. that the soil temperature is now above freezing point. In the road maintenance department you can Now convince yourself continuously whether the lowering of the freezing point caused by the salt spread is still sufficient. For example, you can check whether there is a difference between the outside temperature and the lowering of the freezing point is so great that the night under the expected weather conditions is still withstood without the need for further scattering. Accordingly, personnel Planning etc. are made.
Wenn beispielsweise durch weiteren Schneefall die Salzlösung so weit verdünnt wird, daß der Gefrierpunkt wieder aufwärts wandert, so kommt das Gerät wieder in den Bereich, in dem eine Glatteiswarnung ausgegeben wird.If, for example, the salt solution is diluted to such an extent that the freezing point is reached by further snowfall moves upwards again, the device comes back to the area in which a black ice warning was issued will.
Es ist zu erkennen, daß die Einrichtung eine sichere Erfassung von Gefahrenzuständen und eine große Erleichterung für die für die Straßenstreuung zuständigen Behörden darstellt, die vor allem zu erheblichen Einsparungen an Streugut und Erleichterungen für das Personal führen kann. It can be seen that the device represents a reliable detection of dangerous conditions and a great relief for the authorities responsible for road spreading, which can lead, above all, to considerable savings in grit and relief for the staff.
!n F i g. 3 ist ein Feuchtigkeitsfühler 16 dargestellt, der bei der beschriebenen Einrichtung zur Feststellung von Glatteisgefahr Verwendung finden kann. Es handelt sich um einen in der Straßenoberfläche 13 eingelassenen Isolierkörper 43, an dessen Oberfläche zwei ringförmige Elektroden 44,45 konzentrisch zueinander angeordnet sind. Diese sind, wie schematisch angedeutet ist jeweils an eine Meßspannung gelegt. Beim Vorliegen von &o Feuchtigkeit auf der Oberfläche des Isolierkörpers 43 fließt ein Strom zwischen den beiden Elektroden 44.45 und zeigt das Vorliegen von Feuchtigkeit an. ! n F i g. 3 shows a moisture sensor 16 which can be used in the described device for determining the risk of black ice. It is an insulating body 43 embedded in the road surface 13 , on the surface of which two ring-shaped electrodes 44, 45 are arranged concentrically to one another. As indicated schematically, these are each applied to a measuring voltage. When moisture is present on the surface of the insulating body 43, a current flows between the two electrodes 44.45 and indicates the presence of moisture.
In den F i g. 4 und 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Salzgehaltsfuhlers 17 und semes 6* Einbaus in einem Ablauf 50 dargestellt Bei dem Ablauf 50 handelt es sich um einen üblichen, sogenannten Brückenablauf, d. h. einen in der Straße bündig mit der Straßenoberfläche 13 anzuordnenden gullyartigen Ablauf, der dazu ausgebildet und angeordnet ist. Wasser von der Straßenoberfläche in eine Kanalisation od. dgl. abzuführen. In the F i g. 4 and 5 a particularly advantageous embodiment of a salt content sensor 17 and semes 6 * installation in a drain 50 is shown is designed and arranged for this purpose . Drain water from the road surface into a sewer or the like.
Der in F i g. 4 schemaiiisch dargestellte Ablauf besitzt ein Gußgehäuse, das in dem Bereich der Straßenoberfläche 13 trichterförmig erweitert ist und dort ein sehr kräftiges und relativ grobes Gitter 51 besitzt, das den hohen Belastungen des darüberrollenden Verkehrs gewachsen ist. In dem Einlauftrichter 52 ist die bereits vorstehend in ihrer Funktion beschriebene Heizung 25 des Salzgehaltsfühlers angeordnet. An dieser Stelle sorgt sie dafür, daß der Einlauftrichter stets von Eis frei ist, fördert aber nicht die Verdunstung und damit mögliche Eindickung der Salzlösung. Die Heizung besteht aus einem in einer Einbettung liegenden Heizkörper nach Art eines elektrischen Rohrheizkör pers.The in F i g. 4 has the sequence shown schematically a cast housing, which is widened funnel-shaped in the area of the road surface 13 and there a very has strong and relatively coarse grid 51, which can withstand the high loads of the traffic rolling over it has grown. The function of the heater 25, which has already been described above, is located in the inlet funnel 52 of the salt content sensor. At this point it ensures that the inlet funnel is always free of ice is, but does not promote evaporation and thus possible thickening of the salt solution. The heating system consists of an embedded heating element in the manner of an electric tubular heating element pers.
Am Ende des Einlauftrichters 52 ist ein zweites Gitter oder Sieb 53 angeordnet, das in einem in F i g. 4 linken Bereich relativ fein ist und größere Schmutzpartikel zurückhält. Dagegen ist die in Fig.4 rechte Seite mit relativ großen öffnungen versehen, so daß dort größere Partikeln hindurchfallen können, ohne den Salzgehaltsfühler in seiner Wirkung zu beeinträchtigen. At the end of the inlet funnel 52 is a second grid or sieve 53 arranged in a in F i g. 4 left area is relatively fine and has larger dirt particles holding back. In contrast, the right side in Fig. 4 is with provided relatively large openings so that larger particles can fall through there without affecting the effectiveness of the salt content sensor.
In den Ablaufstutzen 54 unterhalb des Siebes 54 ist ein Einsatz eingehängt, der einen trichterförmigen Einlaufteil 56 und an seinem unteren Teil einen Raum 57 in Form einer Auffangwanne mit einem Überlauf 58 besitzt, in dem sich die Salzlösung sammeln kann. Durch das Sieb 53 und eine Abdeckung für den Überlauf ist der Raum 57 gegen eindringenden Schmutz geschützt. Außerdem kann der Raum durch eine entsprechende Gestaltung so ausgebildet werden, daß Verschmutzungen leicht weggespült werden.In the drainage connection 54 below the screen 54 is a Insert hung, which has a funnel-shaped inlet part 56 and a space 57 in its lower part Has the form of a drip pan with an overflow 58 in which the saline solution can collect. Through the sieve 53 and a cover for the overflow, the space 57 is protected against ingress of dirt. In addition, the space can be designed so that dirt easily washed away.
In dem Raum bzw. an dessen Außenwänden ist der Salzgehaltsfühler 17 in Form von zwei F.lektrodeneinheiten 59 angeordnet. Die Elektrodeneinheiten sind am oberen und unteren Wandabschnitt des Raumes 57 derart angeordnet, dalß ihre Elektrodenflächen 60 gerade noch unterhalb des vom Überlauf 58 bestimmten Spiegels der Salzlösung befinden.In the room or on its outer walls, the salt content sensor 17 is in the form of two electrode units 59 arranged. The electrode units are on the upper and lower wall portions of the room 57 so arranged that their electrode surfaces 60 are just below the level of the saline solution determined by the overflow 58.
Im Raum 57 kann ferner ein Temperaturfühler 61 angeordnet sein, der beispielsweise als NTC-Widerstand ausgebildet sein kann. Der Ablaufstutzen 54 ist an eine Rohrleitung angeschlossen, die in Kanalisationskanäle führt oder das Wasser unterhalb der Straßenoberfläche abführt.A temperature sensor 61, for example as an NTC resistor, can also be arranged in space 57 can be formed. The drain connection 54 is connected to a pipeline which leads into sewer channels or drains the water below the road surface.
!n F i g. 5 ist eine der Elektrodeneinheiten 59 des Salzgehaltsfühlers 17 dargestellt. In einem Metallrohr 62, das in die Wandung des Einsatzes 55 eingeschweißt ist, sind, in Kunststoff 63 eingebettet konzentrisch eine Ringelektrode 64 und eine Mittelelektrode 65 angeord net Die Ringelektrode ist in Form eines Rohres und die Mittelelektrode in Form eines Stabes angeordnet von denen lediglich die Stirnflächen 60 freiliegea Sie sind an getrennte Leitungen angeschlossen, die in Vergußmasse 66 eingebettet sind und aus der Elektrodeneinheit hinausführen. ! n F i g. 5 shows one of the electrode units 59 of the salt content sensor 17. In a metal pipe 62 which is welded into the wall of the insert 55 are embedded in plastic 63 concentric with a ring electrode 64 and a center electrode 65 angeord net The ring electrode is arranged in the form of a tube and the center electrode in the form of a rod of which only the End faces 60 exposed a They are connected to separate lines which are embedded in potting compound 66 and lead out of the electrode unit.
Es ist zu erkennen, daß der Salzgehaltsfühler 17 zwei in dem Raum 57 einander gegenüberliegende Elektrodeneinheiten 59 enthält die wiederum jeweils zwei Elektroden enthalten. Von den insgesamt vier Elektroden sind zwei an den Oszillator 31 angeschlossen, während die beiden anderen Elektroden unter Umgehung des Oszillators unmittelbar dem Gleichrichter und Verstärker zugeordnet sind Es kann damit eine noch bessere Meßgenauigkeit erreicht werden.It can be seen that the salt content sensor 17 has two in the space 57 opposing electrode units 59 which in turn contain two each Electrodes included. Of the total of four electrodes, two are connected to the oscillator 31, while the other two electrodes, bypassing the oscillator directly to the rectifier and Amplifiers are assigned. An even better measurement accuracy can thus be achieved.
Auch zur Erhöhung der Meßgenauigkeit trägt der Temperaturfühler 61 bei, über den durch eine entsprechende Kompensationsschaltung eine Temperaturabhängigkeit der Meßgenauigkeit der Salzgehaltsmessung ausgeglichen werden kann.The temperature sensor 61 also contributes to increasing the measurement accuracy, via the Corresponding compensation circuit shows a temperature dependency of the measurement accuracy of the salt content measurement can be compensated.
Die beiden Elektrodeneinheiten 59 können auch in horizontaler Anordnung einander gegenüber oder nebeneinander liegen. Auf die beschriebene Weise wird jedoch eine eventuelle Schichtung am besten erfußt. Es sollte in jedem Fall darauf geachtet werden, daß nicht, wie es beim Feuchtigkeitsfühler vollständig ausreicht, die Elektroden lediglich von einem dünnen Film überdeckt werden, sondern daß eine definierte Flüssigkeitsmenge zwischen beiden Elektroden steht. Wenn zu wenig Flüssigkeit da ist, dann schaltet sicli der Salzgehaltsfühler von allein aus, da dann die obere Elektrode 56 überhaupt nicht mehr von der Flüssigkeit erreicht wird. Das ist insofern nicht schlimm, als dieser Ausfall die Anzeige zur sicheren Seite hin beeinflußt. Es kann also allenfalls passieren, daß die Anzeige etwas früh anspricht, da sie einen Salzgehalt Null meldet.The two electrode units 59 can also be arranged horizontally opposite one another or lying next to each other. However, any stratification is best detected in the manner described. It In any case, care should be taken that not, as is completely sufficient with the humidity sensor, the electrodes are only covered by a thin film, but that a defined amount of liquid between the two electrodes. If there is not enough liquid, it switches The salt content sensor works by itself, since the upper electrode 56 is no longer exposed to the liquid at all is achieved. This is not a problem insofar as this failure affects the display on the safe side. It so it can at best happen that the display responds a little early because it reports a salt content of zero.
Es war bereits vorstehend erwähnt worden, daß eine Funkübertragung von Meßwerten erfolgen kann, wenn Kabelwege eingespart werden sollen. Es ist jedoch auch möglich und sehr vorteilhaft, daß das in der Einrichtung ausgewertete Signal der Anzeigeeinrichtung 35 einem Sender zugeführt wird, der zu einer sogenannten Funkweckeranlage gehört. Die zugehörigen EmpfängerIt has already been mentioned above that measured values can be transmitted by radio if Cable runs are to be saved. However, it is also possible and very advantageous that this is done in the facility evaluated signal of the display device 35 is fed to a transmitter which is connected to a so-called Radio alarm system heard. The associated recipients
ίο können, wenn der Sender beispielsweise in der Straßenmeisterei steht, bei den zuständigen Polizeidienststellen und bei den für die Streuung zuständigen Beamten in der Wohnung oder ihren Kraftfahrzeugen angeordnet sein. Bei Anlagen, die die Anzeigen mehrerer Straßenabschnilte auswerten, kann den Signalen eine Kennung beigegeben werden, so daß Straßendienstfahrzeuge an die richtige Stelle geleitet werden können.ίο can, for example, if the station is in the Road maintenance department is available at the responsible police stations and at those responsible for scattering Officials in the apartment or their vehicles. In the case of plants that display the evaluate several road sections, an identifier can be added to the signals so that Road service vehicles can be directed to the right place.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (16)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722254351 DE2254351C3 (en) | 1972-11-07 | Device for determining the risk of black ice on roads | |
US408377A US3891979A (en) | 1972-11-07 | 1973-10-23 | Road condition monitoring devices |
CA185,113A CA997446A (en) | 1972-11-07 | 1973-11-06 | Road condition monitoring devices |
GB5146373A GB1454177A (en) | 1972-11-07 | 1973-11-06 | Road condition monitoring devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722254351 DE2254351C3 (en) | 1972-11-07 | Device for determining the risk of black ice on roads |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2254351A1 DE2254351A1 (en) | 1974-05-30 |
DE2254351B2 DE2254351B2 (en) | 1976-10-21 |
DE2254351C3 true DE2254351C3 (en) | 1977-06-02 |
Family
ID=
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