一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置，屬除冰工具領(lǐng)域和公路養(yǎng)護裝置領(lǐng)域。其特征在于控制開啟和停止裝置1連接調(diào)節(jié)裝置2、超聲波發(fā)生裝置3、換能裝置4相互連接，共同構(gòu)成成套單元12，溫度傳感器5通過聯(lián)結(jié)裝置11連接成套單元12，濕度傳感器6通過聯(lián)結(jié)裝置11連接成套單元12，結(jié)冰厚度傳感器7通過聯(lián)結(jié)裝置11連接成套單元12，蓄能電池8連接成套單元12，外接電源9連接電源適配器10，電源適配器10連接成套單位和蓄能電池8，控制開啟與停止裝置接收傳感器信號并通過調(diào)節(jié)裝置2、超聲波發(fā)生裝置3、換能裝置4間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置4產(chǎn)生高頻機械振蕩，使路面液體發(fā)生空化作用，產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波，阻止路面結(jié)冰。
【專利說明】一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置，具體涉及超聲波防冰除冰技術(shù)的公路路面配件，屬于除冰工具領(lǐng)域和公路養(yǎng)護裝置領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]道路結(jié)冰已成為世界性難題，路面結(jié)冰對高速公路行駛安全帶來嚴(yán)重的影響，路面結(jié)冰不僅會造成交通通行能力的下降，而且還是交通安全的重要隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計，冬季30%的交通事故與路面結(jié)冰有關(guān)，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟損失，2008年I月，我國南方遭受罕見的低溫雨雪冰凍極端天氣，使得如湖南、貴州、安徽、江蘇、江西等南方數(shù)省的大部分高速公路、機場等道路封閉，所造成的經(jīng)濟損失達(dá)到數(shù)百億元。在寒冷地區(qū)結(jié)冰不僅會經(jīng)常造成高速公路全線封閉或機場關(guān)閉，給國民經(jīng)濟和人民生活造成較大的影響，而且還是交通安全的重要隱患。目前國內(nèi)外解決路面結(jié)冰常采用的方式是撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽；撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽，主要是在路面出現(xiàn)結(jié)冰時撒布工業(yè)鹽或者其他融冰鹽，降低冰點，防止路面結(jié)冰造成交通事故及人員經(jīng)濟損失；撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽是最常用路面除冰方式，但是撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽會嚴(yán)重的腐蝕路面材料及地下鋼筋、管道，同時又給交通基礎(chǔ)設(shè)施和周圍的土壤、植物的生長帶來了嚴(yán)重的危害，增大修復(fù)費用，經(jīng)濟損失巨大。目前尚在研究階段的除冰措施主要是對路面材料進(jìn)行各種方式的加熱使其升溫，防止路面結(jié)冰，但是加熱路面消耗的電能較大，并且在高速公路面層(13)維修洗刨時，路面加熱材料就會被破壞，必須重新布置，造成較大的浪費，為了防止高速公路路面結(jié)冰造成的交通事故，保證交通安全，同時保護環(huán)境和節(jié)約能源，迫切需要研發(fā)一種節(jié)能高效且耐久性好的高速公路路面用防冰除冰裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置。
[0004]本發(fā)明通過下列結(jié)構(gòu)完成:一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置包括:控制開啟和停止裝置(1)，調(diào)節(jié)裝置(2)，超聲波發(fā)生裝置(3)，換能裝置(4)，溫度傳感器
[5]，濕度傳感器(6)，結(jié)冰厚度傳感器(7)，蓄能電池(8)，外接電源(9)，電源適配器(10)，聯(lián)結(jié)裝置(11)和成套單元(12)構(gòu)成，其中:控制開啟和停止裝置(I)連接調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)相互連接，共同構(gòu)成成套單元(12)，溫度傳感器(5)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，濕度傳感器(6)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，結(jié)冰厚度傳感器(7)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，蓄能電池(8)連接成套單元(12)，外接電源(9)連接電源適配器(10)，電源適配器(10)連接成套單位和蓄能電池(8)，控制開啟與停止裝置接收傳感器信號并通過調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機械振蕩，使路面液體發(fā)生空化作用，產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波，阻止路面結(jié)冰。
[0005]所述的成套單元(12)為若干個相互并聯(lián)連接，置于公路面層(13)內(nèi)部下方。
[0006]所述的成套單元(12)之間相互間隔距離L長度為(η+1/4) λ，其中:η為整數(shù)，λ為超聲波波長。
[0007]所述的成套單元(12)安置于公路聯(lián)結(jié)層上方，公路面層(13)內(nèi)部。
[0008]所述的超聲波防除冰成套合成裝置(12)安裝在人工推車或者具有驅(qū)動力的機械設(shè)備上，采用人工和機械的方面來去除路面結(jié)冰。
[0009]工作原理為:高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置包括:控制開啟和停止裝置(1)，調(diào)節(jié)裝置(2)，超聲波發(fā)生裝置(3)，換能裝置(4)，溫度傳感器(5)，濕度傳感器
(6)，結(jié)冰厚度傳感器(7)，蓄能電池(8)，外接電源(9)，電源適配器(10)，聯(lián)結(jié)裝置(11)和成套單元(12)(路面用超聲波防防冰除冰成套合成裝置)構(gòu)成，
其中:控制開啟與停止裝置連接調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)相互連接，共同構(gòu)成成套單元(12)，溫度傳感器(5)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，濕度傳感器(6 )通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，結(jié)冰厚度傳感器(7 )通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，蓄能電池(8)連接成套單元(12)，外接電源(9)連接電源適配器(10)，電源適配器(10)連接成套單位和蓄能電池(8)，控制開啟與停止接收傳感器信號并通過調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機械振蕩，使路面液體發(fā)生空化作用，產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波，阻止路面結(jié)冰；
控制開啟和停止裝置(1)，可以控制超聲波發(fā)生裝置(3)的開啟和停止。調(diào)節(jié)裝置(2)，可以根據(jù)路面結(jié)冰的實際情況調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生裝置(3)的功率大小；超聲波發(fā)生裝置(3)，可以發(fā)射適應(yīng)不同條件的不同頻率超聲波；換能裝置(4)，可以在超聲波的激發(fā)下產(chǎn)生不斷反復(fù)的高頻機械振蕩，將電能轉(zhuǎn)化為機械能；溫度傳感器(5)，可以監(jiān)測路面的溫度，并將信號反饋給控制開啟和停止裝置(I);濕度傳感器(6)，可以監(jiān)測路面的濕度，并將信號反饋給控制開啟和停止裝置(I);結(jié)冰厚度傳感器(7)，可以監(jiān)測路面結(jié)冰的厚度，并將信號傳遞給調(diào)節(jié)裝置(2);蓄能電池(8)，可以在沒有外接電源(9)的條件下，向各裝置供電，由外接電源(9)給蓄能電池(8)充電；外接電源(9)，可以為各裝置供電；電源適配器(10)，可以將外接入的交流電轉(zhuǎn)換為需要的直流電，供應(yīng)各裝置模塊的用電，同時給蓄能電池(8)充電；聯(lián)結(jié)裝置(11)，可以使得各部分銜接起來，協(xié)同作業(yè)；路面用超聲波防除冰成套單元
(12)，是整個超聲波防除冰裝置核心部件的合成，換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機械振蕩，使得路面液體發(fā)生空化作用，產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波，有效地阻止路面結(jié)冰，波頭進(jìn)一步飛散導(dǎo)致液體霧化，一旦路面結(jié)冰，超聲波高頻機械振蕩會使得路面材料發(fā)生微小變形，在路面與冰層界面處瞬間會產(chǎn)生較大的剪切力，加之空化效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊力和熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱能，可以有效的粉碎路面結(jié)冰層(14)。
[0010]所述的成套單元(12)為若干個相互并聯(lián)連接，置于公路面層(13)內(nèi)部，所述的成套單元(12)之間相互間隔距離L為(η+1/4) λ，其中:η為整數(shù)，λ為超聲波波長，目的是為了設(shè)備在工作時，成套單元(12)之間產(chǎn)生的超聲波相遇時產(chǎn)生疊加增強效應(yīng)，有利于加強路面防冰除冰的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2為發(fā)明的平面布局圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的立面布局圖。
[0014]圖中:1 一為控制開啟和停止裝置，2—為調(diào)節(jié)裝置，3—為超聲波發(fā)生裝置，4一為換能裝置，5—為溫度傳感器，6—為濕度傳感器，7—為結(jié)冰厚度傳感器，8—為蓄能電池，
9—為外接電源，10—為電源適配器，11—為聯(lián)結(jié)裝置，12—為成套單元，13—為公路面層，14一為結(jié)冰層，L一為成套單元(12)之間相互間隔距離。

【具體實施方式】
[0015]實施例1，如圖1-3所示，在高速公路路面預(yù)先埋置成套單元12，控制開啟和停止裝置I連接調(diào)節(jié)裝置2、超聲波發(fā)生裝置3、換能裝置4相互連接，共同構(gòu)成成套單元12，所述的成套單元12為若干個相互并聯(lián)連接，置于公路面層13內(nèi)部，成套單元12之間相互間隔距離L長度為(η+1/4) λ，其中:η為整數(shù)，λ為超聲波波長，所述的成套單元12安置于公路聯(lián)結(jié)層上方，成套單元12上方為公路面層13，成套單元12的下方的公路層依次為:聯(lián)接層、基層、底基層、墊層、土基；
接通外接電源9，電源適配器10將外接入的交流電轉(zhuǎn)換為需要的直流電，供應(yīng)各裝置模塊的用電，同時給蓄能電池8充電，在沒有外接電源的情況下可以開啟備用電源使用，各個部分通過聯(lián)結(jié)裝置11銜接起來，協(xié)同作業(yè)。在高速公路路面防冰除冰時，通過溫度傳感器5和濕度傳感器6檢測路表面的溫度和濕度，當(dāng)路面溫度接近于冰點且路面濕度滿足結(jié)冰的條件，溫度、濕度傳感器反饋信號給控制開啟和停止裝置I開啟超聲波發(fā)生裝置3，結(jié)冰厚度傳感器7將監(jiān)測信號傳遞給調(diào)節(jié)裝置2，可以根據(jù)公路面層13上的結(jié)冰層14的實際情況，通過調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)超聲波的功率大小，在超聲波的激勵下，換能裝置4產(chǎn)生高頻機械振蕩，使得路面液體發(fā)生空化作用，產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波，有效地阻止路面結(jié)冰，波頭進(jìn)一步飛散導(dǎo)致液體霧化，一旦路面結(jié)冰，超聲波高頻機械振蕩會使得路面材料發(fā)生微小變形，在路面層13與結(jié)冰層14界面處瞬間會產(chǎn)生較大的剪切力，加之空化效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊力和熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱能，可以有效的粉碎路面結(jié)冰層14，尤其是對路面的薄冰效果更佳，從而達(dá)到防止和除去路面結(jié)冰的目的，保障高速公路行車安全。當(dāng)溫度和濕度傳感器監(jiān)測到外界達(dá)不到路面結(jié)冰條件時，將監(jiān)控信號傳遞給控制開啟和停止裝置，停止超聲波發(fā)生裝置工作，關(guān)閉整個裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置，其特征在于:包括:控制開啟和停止裝置(1)，調(diào)節(jié)裝置(2)，超聲波發(fā)生裝置(3)，換能裝置(4)，溫度傳感器(5)，濕度傳感器(6)，結(jié)冰厚度傳感器(7)，蓄能電池(8)，外接電源(9)，電源適配器(10)，聯(lián)結(jié)裝置(11)和成套單元(12)構(gòu)成， 其中:控制開啟和停止裝置(I)連接調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)相互連接，共同構(gòu)成成套單元(12)，溫度傳感器(5)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，濕度傳感器(6 )通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12 )，結(jié)冰厚度傳感器(7 )通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12)，蓄能電池(8)連接成套單元(12)，外接電源(9)連接電源適配器(10)，電源適配器(10)連接成套單位和蓄能電池(8)，控制開啟與停止裝置接收傳感器信號并通過調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機械振蕩，使路面液體發(fā)生空化作用，產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波，阻止路面結(jié)冰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置，其特征在于所述的成套單元(12)為若干個相互并聯(lián)連接，置于公路面層(13)內(nèi)部下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置，其特征在于所述的成套單元(12)之間相互間隔距離L長度為(η+1/4) λ，其中:η為整數(shù)，λ為超聲波波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置，其特征在于所述的成套單元(12)安置于公路聯(lián)結(jié)層上方，公路面層(13)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置，其特征在于超聲波防除冰成套合成裝置(12)安裝在人工推車或者具有驅(qū)動力的機械設(shè)備上，采用人工和機械的方面來去除路面結(jié)冰。
【文檔編號】E01C11/24GK104153274SQ201410419459
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】劉永才, 鄭少鵬, 房銳, 李亞軍, 田雪梅, 程志豪, 周沛延, 張瑩瑩, 李東蓮, 黎曉 申請人:云南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院