专利摘要:
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis und zur Quantifizierung von Wasser, Matsch, Schnee, Reif und Eis auf Straßen und Schienen oder ähnlichen Oberflächen vorgestellt, bei denen Halbleiterstrahlungsquellen unterschiedlicher Emissionswellenlängen der Reihe nach ein- und wieder ausgeschaltet werden, deren Licht auf die zu vermessende Oberfläche gelenkt wird und das zurückgestreute Licht eingesammelt und auf ein Empfangselement geleitet wird, dessen Photostrom verstärkt und von einer Auswerteeinheit mit dem Ein- und Ausschalten der Quellen korreliert registriert wird.
公开号:DE102004001046A1
申请号:DE200410001046
申请日:2004-01-03
公开日:2005-08-04
发明作者:Thomas Huth-Fehre
申请人:Huth-Fehre Thomas Drrernat;
IPC主号:G01N21-31
专利说明:
[0001] DieErfindung richtet sich auf ein Verfahren zur schnellen, berührungslosenAnzeige von Wasser, Matsch, Schnee, Reif und Eis auf Straßen undSchienen oder ähnlichenOberflächen,die durch charakteristische spektral aufgelöste Veränderungen reflektierten Infrarotlichtssicher und zuverlässigertaßt wird.
[0002] Dieeinfachste aber auch unzuverlässigste Artder Eiswarnung im Straßenverkehrbesteht in der Aufstellung entsprechender Verkehrswarnschilder mitden betreffenden bekannten Warn-Symbolen an besonders gefährdetenStrecken. Diese werden jedoch, wie die allgemeine Ertahrung lehrt,nicht immer beachtet, da die Gefahr nicht stets gegeben ist. Bessersind hier schon modernere Verkehrszeichen, die gesteuert durch eineaktuelle Temperaturmessung der betreffenden Straßenoberfläche oder Niederschlagsmengen-Messung,nur bei aktueller Eis-Gefahr oder starkem Regen die Warnanzeigeaktivieren. Dies ist jedoch auch unzuverlässig und verführt den Autofahrerzur Nichtbeachtung, weil es entweder bei trockenen Straßen zu keinerEisbildung kommen kann oder weil eine durch Salz und andere VerunreinigungenausgelösteGefrierpunktserniedrigung des Wassers noch tiefere Temperaturenzur Erstarrung notwendig macht.
[0003] DerStand der Technik bezüglichder Eisbildung ist weiterhin auch noch beschreibbar mit dem Versuch über einkurz überdie Straßenoberfläche gleitendes,am Wagen befestigtes Thermometer die Außentemperatur zu erfassen.Diese äußere Temperaturanzeigearbeitet jedoch bezüglicheiner Eiswarnung auch ähnlichunzuverlässig.Einmal wird es durch die Strahlungswärme des Motors und/oder der Auspuffanlagebeeinflußtoder es ertaßtnicht die Temperatur in der Näheder Straßenoberfläche. BekanntesterNachteil dieser Außenthermometerist aber ihre trägeAnzeige und das Nichterfassen von Brückenabschnitten bei der dieStraßenoberfläche rascheine andere Temperatur einnehmen kann als die Lufttemperatur über befestigtenStraßenmit größerer Wärmekapazität. Auchführt dieInterpretation der gemessenen Außentemperatur bezüglich einer Eisbildung,die der Fahrer allein zu treffen hat, zu großen Unsicherheiten. In derRegel weiß derDurchschnitts-Autofahrernichts von den physikalisch-chemischen Vorgängen, die zu einer Gefrierpunktserniedrigungdurch Streusalz und anderen Stoffen führen. Auch hängt letzterestark von den Konzentrationen dieser Wasserinhaltsstoffe ab, dieunbekannt sind. Bei scheinbar trockener Straße, wird auch mit einem eingebautenAußenthermometerdie Eisgefahr unterschätzt.Reifbildungen auf bestimmten Streckenabschnitten bleiben so häufig unerkannt.
[0004] Ausdiesen Gründenist eine direkte berührungsfreieund schnelle Messung von Wasser-, Matsch-, Eis- oder Reifschichtenauf der Oberfläche wünschenswert.
[0005] Einfrühertechnischer Ansatz hierzu ( DE 2912645 ,Spinner) schlägtdie Erfassung wellenlängenspezifischerMikrowellenabsorption vor. Hierdurch kann allerdings nur die Anwesenheitvon flüssigemWasser zweifelsfrei nachgewiesen werden, da die Dielektrizitätskonstantevon Eis derer von trockenem Asphalt zu ähnlich ist. Um diesen Mangelzu beheben, wurde von verschiedenen Autoren ( DE 4040846 , Schmitt; DE 19608535 , Kippenberg et al.; DE 19932094 ) vorgeschlagen,zusätzlichein Wellenlängenintervalldes nahen Infrarotlichts hinzuzuziehen, um auch die Anwesenheitvon gefrorenem Wasser detektieren zu können. Diese Methode reagiert empfindlichauf Fahrzeugbewegungen und kann das detektierte Eis/Wasser nichtquantifizieren. Ähnlich Einschränkungengelten fürdie Idee, einen breitbandigen IR-Kanal mit einer Helligkeitsermittlungim sichtbaren Spektralbereich und einer Lufttemperaturmessung zuverbinden ( DE 3023444 ,Fukamizu et al.)
[0006] Dasspektrale Streuvermögender zu vermessenden Oberflächebei mehreren verschiedenen Wellenlängen im infraroten Spektralgebietzu erfassen und entsprechend auszuwerten, wird erstmalig in derPatentanmeldung des Herrn Decker ( DE 2712199 )im Jahre 1977 vorgeschlagen: Das Meßlicht durchdringt hierbeidie zu vermessende Eis/Wasserschicht, wird an der Fahrbahnoberfläche diffusgestreut, durchdringt die Schicht nochmals und wird spektral selektivnachgewiesen. Aus der Stärke derAbsorption wird auf die Schichtdicke geschlossen und aus ihrer spektralenLage auf den Gefriergrad.
[0007] DieseGrundidee wird dann aber mehr als zehn Jahre lang nicht weiter verfolgt,bis sie in den 90-ger Jahren von fünf verschiedenen Gruppen aufgegriffenwird: 1. In DE4205629 (Stork et al.wird eine spektrometrische Anordnungbeschrieben, mit deren Hilfe das spektrale Reflektionsvermögen einerFahrbahnoberflächeim mittleren Infrarot beschrieben wird. Dort wird die Fundamentaleder H2O-Streckschwingung angeregt, die sehr übergangsstark ist,wodurch das Messlicht in der Schicht bereits nach wenigen Mikrometernvollständigabsorbiert wird. Hierdurch ist eine Schichtdickenmessung und somiteine Warnung vor Aquaplaninggefahr unmöglich. 2. In der Schrift DE 4133359 (Holzwarthet al.) werden die Ergebnisse eines Forschungsverbundes der Automobilindustriedargelegt: Eine breitbandige Lichtquelle bestrahlt die Fahrbahnund das zurückgestreuteLicht wird nach drei Wellenlängenbereichenselektiert nachgewiesen und aus den unterschiedlichen Absorptionen dieDicke einer eventuell auf der Fahrbahn befindlichen Wasserschichtbestimmt. In diesem Ansatz wird schon der Gedanke benutzt, zweiunterschiedlich intensive Resonanzen (1. die zweite Harmonischeder Streckschwingung des Wassermoleküls bei ca. 1450 nm und 2. dieKombinationsschwingung bei ca. 1190 nm dieser Oberwelle mit einerGrundbiegeschwingung) zu benutzen. Selbst im unempfindlicheren derhier benutzten Spektralbereiche ist die Eindringtiefe des Lichts nochimmer zu gering, um Glatteis unter Wasserpfützen zu detektieren. WeitereNachteile dieses Ansatzes waren die Bewegungsempfindlichkeit desAufbaus, sowie die Unmöglichkeit,die thermische Drift der parallel benutzten Verstärkerkanäle langfristigzu beherrschen. 3. In der Schrift WO 96/26430 (Huth-Fehre et al.) wird erstmaligdie 3. Harmonische der Streckschwingung bei ca. 980 nm Wellenlänge benutzt, mitderen Hilfe man auf Grund der viele Zentimeter betragenden Eindringtiefeauch Unterfrierungen in Pfützenfeststellen kann. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass diese Resonanzkomplett im durch preiswerte Siliziumdetektoren messbaren Wellenlängenbereichunter 1050 nm liegt. Der in dieser Schrift vorgestellte Ansatz hatallerdings zwei andere Probleme: 1. Die parallel benutzten Verstärkerkanäle driftenzu stark und 2. Der Einfluß desSonnenlichts, das alle Wasserabsorbtionen der Atmosphäre "mitbringt", wird dort nicht kompensiert. 4. Diese beiden Nachteile werden in der Schrift DE 19736138 (Griesinger), die eineParallelentwicklung zu 3. darstellt, teilweise umgangen, da hieranstatt diskreter Filter und Einzelverstärker ein Gitterspektrometermit integriertem Zeilendetektor zum Einsatz kommt. Durch die frühe Serialisierungdes Signalwegs werden die Driftprobleme beherrschbar, aber der optischeDurchsatz eines Gitterspektrometers ist prinzipiell kleiner als dereiner Filtereinheit. Dies hat zur Folge, dass mit dieser Technologiedünne Eis-und Wasserschichten bei kurzen Meßzeiten nicht genügend genau erfasstwerden können.Zur Kompensation der Sonnenlichteinflüße wird ein Softwarealgorithmus vorgeschlagen,der allerdings nur bei einer genormten Wetterlage funktioniert. 5. Zur Verbesserung der Systeme in 3. und 4. wird in der Schrift DE 19747017 (Diebold etal.) die Vennrendung einer Xenonblitzlampe als Lichtquelle vorgeschlagen.Durch die hierdurch möglichesehr kurzfristige Beleuchtung ist eine gute Diskriminierung gegenUmgebungslicht erreichbar, aber Blitzlampen haben im Wellenlängengebietzwischen 800 und 1100 nm eine sehr schlechte Effizienz, was dieRauschprobleme an dünnen Schichtenverstärkt.
[0008] istes, ein Messvertahren darzustellen, mit dem Wasser-, Matsch-, Schnee-und Eis-Schichten auf Fahrbahnoberflächen von Stärken zwischen 50 Mikrometernund 50 Millimetern mit hoher Genauigkeit innerhalb weniger Millisekundenberührungsfrei vermessenwerden können,ohne dass das Meßergebnisvon der spektralen Beschaffenheit des Untergrundes oder Fremdlichtbeeinflußtwird.
[0009] Hebtsich im Wesentlichen dadurch vom oben genannten Stand der Technik ( DE0019927015A1 )ab, dass: 1. ähnlich wie in der Anmeldung DE 10315676.3 (Huth-Fehre)beschrieben, Halbleiterstrahlungsquellen unterschiedlicher Emissionswellenlängen – vorzugsweisepreiswerte Leuchtdioden – soder Reihe nach ein- und wieder ausgeschaltet werden, dass jeweilsmaximal eine zur Zeit eingeschaltet ist, 2. deren Licht auf die zu vermessende Oberfläche gelenkt wird und das zurückgestreuteLicht außerhalbdes Glanzreflexes eingesammelt und Empfangselement – vorzugsweiseeine Photodiode – geleitetwird. 3. Der Photostrom verstärktund von einer Auswerteeinheit – vorzugsweiseeinem Mikrocontroler – mitdem Ein- und Ausschalten der Quellen korreliert registriert wird. 4. Mindestens fünfverschiedene Resonanzen/Wellenlängenbereichebenutzt werden: a) Die zweite Harmonische der Streckschwingung inEis bei ca. 1520 nm, b) die zweite Harmonische der Streckschwingung inflüssigemWasser bei ca. 1450 nm, c) ein Referenzpunkt für a) undb) bei ca. 1100 nm, d) die dritte Harmonische der Streckschwingung inflüssigemWasser bei ca. 980 nm, e) ein Referenzpunkt für d) beica. 890 nm. 5. Die Quellen so hochfrequent umgeschaltet werden, dass ein "komplettes Spektrum" aller Wellenlängenbereichein weniger Zeit aufgenommen wird, als die mittlere Schwankungsperiodeder Reflektivitätder Oberflächebeträgt.Dies ist bei Meßratenvon mehreren Kiloherz sichergestellt. 6. Ein Teil des Meßlichtsdirekt aus den Quellen einem separaten Empfänger zugeleitet wird, um als "Referenzspektrum" langfristige Veränderungen derQuellintensitätenkompensieren zu können. 7. Entweder nach jedem Durchlauf der verschiedenen Quellen (einem "kompletten Spektrum") oder nach jedemEinschalten einer Quelle eine Pause gemacht wird, in der keine Quelleleuchtet und somit Fehlerströmedes Empfängersund eventuell vorhandenes Fremdlicht erfasst und abgezogen werdenkönnen.
[0010] Einebevorzugte Ausführungsformdieser Erfindungsgedanken ist in 1 schematischdargestellt und soll im folgenden erläutert werden: Eine elektronischeKontroll- und Auswerteeinheit 1, vorzugsweise ein Mikrocontrolleroder Pc, schaltet mittels einer Ausgabeeinheit 2 und einerTreiberelektronik 3 lichtemittierende Halbleiter (Leuchtdioden oderLaser) 4 so der Reihe nach ein und aus, dass immer nurein Emitter zur Zeit eingeschaltet ist. Die verschiedenen Leuchtdiodenemittieren bei unterschiedlichen Wellenlängen ausserhalb und innerhalb derWasser-Absorptionsbanden. Vorzugsweise werden die oben genanntenWellenlängenim Bereich der zweiten und dritten Harmonischen der O-H-Streckschwingungzwischen 800 und 1500 nm benutzt. Das Licht der mindestens fünf Emitterwird mittels Abbildungsoptiken 5, die mindestens eine Linseenthalten, auf einen Meßfleckauf der zu überwachendenOberfläche 6 gebündelt. Dasvon der OberflächezurückgestreuteMesslicht wird von einer Empfangskoppeloptik 7, die mindestenseine Linse enthält,eingefangen und direkt zu einem Fotoempfänger 9, vorzugsweiseeiner Fotodiode geleitet. Dessen Fotostrom wird durch einen Verstärker 10 in eineSpannung umgewandelt, die durch einen Analog/Digitalwander 11 derAuswerteeinheit 1 zur Kenntnis gebracht wird. So können dieWerte des Reflektionsvermögensder Oberflächefür dieverschiedenen Wellenlängenin rascher Abfolge nacheinander ermittelt werden. Fügt man nunzwischen den Anschaltperioden der Emitter Pausen ein, so lassen sichin diesen Pausen die Intensitätaller Empfängerblindströme sowiedie des eventuell vorhandenen Umgebungs- (hauptsächlich Sonnen-Lichts) vermessen.Subtrahiert man nun von dem Messwert einer Messperiode mit eingeschaltetemEmitter den Mittelwert der Messwerte der zwei die Periode einfassendenPausen, so ist der Einfluß dieserStörgrößen auf dieMessergebnisse eliminiert. Wenn alle Emitter einmal angeschaltetwaren und die jeweiligen Signale des Empfängers 9 gespeichertwurden, ist im Speicher der Auswerteeinheit 1 ein "Mini-Rohspektrum" vorhanden. Da zurAufnahme eines solchen Minispektrums nur viel weniger als eine Millisekundebenötigtwird, könnenzur Rauschminderung mehrere solcher Rohspektren aufsummiert odergemittelt werden, ohne dass die Gesamtmessrate zu gering wird.
[0011] EinTeil des Meßlichtswird als Referenz direkt aus den Halbleiterstrahlungsquellen einemseparaten identisch gebauten Empfänger zugeleitet und jedes vonder Fahrbahnoberflächeaufgenommene Rohspektrum wird durch dieses Referenzspektrum geteilt,wodurch die so erhaltenen Reflektivitätsspektren nur noch Spektralinformationder Oberfläche,aber nicht mehr der Quellen und des Detektors enthalten.
[0012] Diegemittelten Reflektivitätsspektrenkönnendann von der Auswerteeinheit 1 durch Logarithmierung inExtinktionswerte umgerechnet werden. Subtrahiert man dann den bei890 nm ermittelten Wert von dem bei 980 nm ermittelten, und denbei 1100 nm gemessenen von den beiden bei 1450 nm und 1520 nm, soerhältman drei untergrundkompensierte stoffabhängige Extinktionswerte, diedirekt proportional zu den vorhandenen Schichtdicken sind: bei 980lässt sichso flüssigesWasser in Schichtdicken zwischen 0,5 und 50 mm quantifizieren, waszur Warnung vor Aquaplaninggefahr nützlich ist, bei 1450 nm flüssiges Wasserin Schichtdicken zwischen 10 und 1000 μm, deren Kenntnis für die Einschätzung vonzu erwartenden Reibwerten wichtig ist, da diese schon von Wasserfilmenab 50 μmStärke messbarvermindert werden, und bei 1520 nm werden selbst dünnste Glatteisschichtenab 20 μmStärkeangezeigt.
[0013] Diesesso ermittelte Ergebnis kann nun in regelmäßigen kurzen Abständen vonder Auswerteeinheit 1 per Datenübertagung an das Steuersystemdes Fahrzeugs, oder bei stationäremEinsatz z.B. an ein Verkehrsleitsystem übermittelt werden.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen:
1. Werden die Emitter 4 nicht nurabwechselnd geschaltet, sondern noch zusätzlich höherfrequent getaktet, und imEmpfängerverstärker 10 dieseTaktfrequenz bevorzugt verstärkt,verbessert sich das Signal/Rauschverhalten der Gesamtanlage unddie Unempfindlichkeit gegen Sonnenlicht wird weiter verbessert.2. Wird als sechster Wellenlängenkanaldie dritte Harmonische der Streckschwingung in Eis bei ca. 1020nm mit benutzt, lassen sich sowohl Eisschichtdicken über einemMillimeter besser quantifizieren, als auch durch einen Vergleichmit der Extinktion bei 980 nm der Gefriergrad und die Menge vonSchneematsch näherermitteln.3. Die molaren Absorptionen der 3. Harmonischen sind so gering,dass bei Schichtdicken unter einem Millimeter die Extinktionswertenoch stark von der Wellenlängenabhängigkeitder Lichtstreuung an der festen Meßoberfläche verfälscht werden. Daher ist esratsam, zum Untergrundabzug nicht nur eine Referenzwellenlänge (890nm) zu verwenden, sondern die bei 1100 nm gemessenen Werte als zweitenStützpunkteiner Untergrundgeraden, wie z.B. in der Schrift US 5,962,853 empfohlen, zu benutzen.4. Benutzt man statt einfacher Leuchtdioden superluminiszente,gewinnt die gesammte Vorrichtung dreifach an Signalintensität: a)weil die spektralen Halbwertsbreiten der emittierten Bündel schmalerwerden als die zu vermessenden Resonanzen, wird redundanter Überlappvermindert, b) durch die Einbindung stimulierter Emission lässt sichder elektro-optische Wirkungsgrad verbessern, was zu höheren Gesamtstahlungsleistungenführt und c)verlässtdas Licht die Diode in einem kleineren Raumwinkel, so dass es verlustfreierauf die Meßoberfläche geleitetwerden kann.5. Durch die Verwendung von Halbleiterlasern lassen sich dievorgenannten Vorteile noch steigern; sie müssen aber mit höheren Bauteilpreisenund einem höherenEigenrauschen erkauft werden.6. Werden die Beleuchtungsstrahlen durch Fahrzeugbewegungennicht auf perfekt den selben Fleck gebündelt, so können sie auf direkt nebeneinanderliegende, unterschiedlich stark reflektierende Teile der Oberfläche fallen,was starke Signalverfälschungenmit sich führt.Um diesen Effekt zu minimieren, ist es ratsam, alle Halbleiterstrahlungsquellenschon in ihrer Form als nackte Waferstückchen, den so genannten "chips", räumlich dichtnebeneinander in das selbe Gehäusezu montieren und durch eine gemeinsame Koppeloptik auf die Meßoberfläche scheinenzu lassen.7. Eine weitere Möglichkeit,den eben genannten Störeffektder räumlichenInhomogenitätder Beleuchtung zu vermindern, besteht darin, jede Quelle an eineseparate kurze Lichtleitfaser anzukoppeln, diese Fasern an ihrenfreien Enden zu einem Faserbündelzusammen zu fassen und das dort austretende Licht durch eine gemeinsame Koppeloptikauf die Messoberflächezu bündeln.8. Die Wirksamkeit der Maßnahmenin 6. Und 7. lässtsich noch steigern, indem der Koppeloptik ein Mischglied, z.B. einBündeldünnerLichtleitfasern wie in US 4150287 beschrieben,oder in Form einer gemeinsamen dickeren Glasfaser oder einer Streuscheibevorgeschaltet wird.9. Die in 8. beschriebene Strahlhomogenisierung lässt sichauch, wie in DE 4220705 beschrieben, durchden Einsatz von Segmentlinsen als Bestandteil der Koppeloptik erreichen.
权利要求:
Claims (17)
[1] Verfahren zur Feststellung und Quantifizierung vonWasser, Schnee, Matsch, Eis und Rauhreif auf Verkehrswegsoberflächen, dadurchgekennzeichnet, dass Halbleiterstrahlungsquellen unterschiedlicher Emissionswellenlängen soder Reihe nach ein- und wieder ausgeschaltet werden, dass jeweilsmaximal eine zur Zeit eingeschaltet ist, deren Licht auf diezu vermessende Oberflächegelenkt wird und das zurückgestreuteLicht außerhalb desGlanzreflexes eingesammelt und auf ein Empfangselement geleitetwird, dessen Photostrom verstärktund von einer Auswerteeinheit mit dem Ein- und Ausschalten der Quellenkorreliert registriert wird.
[2] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass mindestens fünfverschiedene Resonanzen/Wellenlängenbereichebenutzt werden: a) Die zweite Harmonische der Streckschwingungin Eis bei ca. 1520 nm, b) die zweite Harmonische der Streckschwingungin flüssigemWasser bei ca. 1450 nm, c) ein Referenzpunkt für a) undb) bei ca. 1100 nm, d) die dritte Harmonische der Streckschwingungin flüssigemWasser bei ca. 980 nm, e) ein Referenzpunkt für d) beica. 890 nm.
[3] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass die Halbleiterstrahlungsquellen so hochfrequent umgeschaltetwerden, dass ein "komplettesSpektrum" allerWellenlängenbereichein weniger Zeit aufgenommen wird, als die mittlere Schwankungsperiodeder Reflektivitätder Oberflächebeträgt.
[4] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass entweder nach jedem Durchlauf der verschiedenen Quellen (einem "kompletten Spektrum") oder nach jedemEinschalten einer Quelle eine Pause gemacht wird, in der keine Quelleleuchtet und somit Fehlerströmedes Empfängersund eventuell vorhandenes Fremdlicht erfasst und von allen Photostömen in den "Hellintervallen", in denen eine Halbleiterquelleeingeschaltet ist, abgezogen werden können.
[5] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass ein Teil des Meßlichtsals Referenz direkt aus den Halbleiterstrahlungsquellen einem separatenEmpfängerzugeleitet wird und jedes von der Fahrbahnoberfläche aufgenommene Spektrum durchdieses Referenzspektrum geteilt wird.
[6] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass die Halbleiterstrahlungsquellen einfache Leuchtdioden sind.
[7] Verfahren nach Anspnrch 1., dadurch gekennzeichnet,dass die Halbleiterstrahlungsquellen superluminiszente Leuchtdiodensind.
[8] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass die Halbleiterstrahlungsquellen kantenemittierende Halbleiterlasersind.
[9] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass die Halbleiterstrahlungsquellen flächenemittierende Halbleiterlasersind.
[10] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass die Halbleiterstrahlungsquellen nicht nur abwechselnd geschaltet,sondern noch zusätzlichhöhertrequentgetaktet werden und im Empfängerverstärker dieseTaktfrequenz bevorzugt verstärktwird.
[11] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass als sechster Wellenlängenkanal diedritte Harmonische der Streckschwingung in Eis bei ca. 1020 nm mitbenutzt wird.
[12] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass zum Untergrundabzug fürdie Resonanzen der 3. Harmonischen nicht nur eine Referenzwellenlänge (890nm) verwenden wird, sondern die bei ca. 1100 nm gemessenen Werteals zweiter Stützpunktzur Berechnung einer Untergrundgeraden herangezogen wird.
[13] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass alle Halbleiterstrahlungsquellen schon in ihrer Form als nackteWaferstückchen,den so genannten "chips", räumlich dichtnebeneinander in das selbe Gehäusemontiert werden und ihr Licht durch eine gemeinsame Koppeloptikauf die Meßoberfläche gebündelt wird.
[14] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass jede Halbleiterstrahlungsquelle an eine separate kurze Lichtleitfaserangekoppelt wird, diese Fasern an ihren freien Enden zu einem Faserbündel zusammengefasst werden und das dort austretende Licht durch eine gemeinsameKoppeloptik auf die Messoberflächegebündeltwird.
[15] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass der Koppeloptik ein Mischglied, z.B. als ein separates Bündel dünner Lichtleitfasern, oderin Form einer gemeinsamen dickeren Glasfaser oder einer Streuscheibevorgeschaltet wird.
[16] Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,dass das in Anspruch 15 beschriebene Mischglied durch den Einsatzvon Segmentlinsen als Bestandteil der Koppeloptik ausgeformt wird.
[17] Vorrichtung zur Feststellung und Quantifizierungvon Wasser, Schnee, Matsch, Eis und Rauhreif auf Verkehrswegsoberflächen, dadurchgekennzeichnet, dass Halbleiterstrahlungsquellen unterschiedlicherEmissionswellenlängender Reihe nach ein- und wieder ausgeschaltet werden, deren Licht aufdie zu vermessende Oberflächegelenkt wird und das zurückgestreuteLicht außerhalbdes Glanzreflexes eingesammelt und auf ein Empfangselement geleitetwird, dessen Photostrom verstärktund von einer Auswerteeinheit mit dem Ein- und Ausschalten der Quellenkorreliert registriert wird.
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同族专利:
公开号 | 公开日
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引用文献:
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优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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