專利名稱：一種雨水感知器及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雨水感知器及其用途。
背景技術(shù)：
在中高檔轎車上，自動雨刮裝置取代傳統(tǒng)手動雨刮裝置已是必然趨勢。近年來，國內(nèi)外轎車上安裝的自動雨刮器基本采用光電式雨量傳感器，該類裝置的不足之處是價(jià)格偏高，且通用性欠佳，裝置的控制軟件需根據(jù)車型、前檔玻璃的材質(zhì)和安裝角度的差異量身定做。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、且能感知雨量大小的雨水感知器及其用途。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種雨水感知器，由附著在絕緣材質(zhì)底板面上的兩組金屬泊條及附著在兩組金屬泊條表面的絕緣防水層構(gòu)成，這兩組金屬泊條構(gòu)成電容器的兩極。
上述絕緣材質(zhì)底板面為平面或曲面。
上述絕緣防水層的表面為曲面。
上述兩組金屬泊條和絕緣防水層上方設(shè)有與絕緣材質(zhì)底板固聯(lián)的金屬罩，金屬罩上設(shè)有若干進(jìn)水孔。
當(dāng)雨水落在金屬泊條上面的絕緣防水層時(shí)，由于絕緣防水層的厚度為定值，雨量的變化可改變電容工作區(qū)域的介電常數(shù)、從而改變了感知器的電容量。
本發(fā)明還提供了上述雨水感知器在制造雨刮控制器中的應(yīng)用。
本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，雨水落在雨水感知器上，雨水感知器將雨量的大小轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，該電信號可通過控制電路實(shí)現(xiàn)對雨量的監(jiān)測，進(jìn)而用于需要對是否有雨或雨量變化而采取控制措施的控制調(diào)節(jié)。尤其能完全滿足汽車雨刮電機(jī)三擋(高、低、間歇)調(diào)速要求。本發(fā)明雨水感知器結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣使用。


圖1是本發(fā)明雨水感知器在自動雨刮控制器中應(yīng)用的示意圖；圖2是本發(fā)明的雨水感知器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明具有金屬罩的雨水感知器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A-A剖視圖；圖5是雨水感知器信號調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖；圖6是看門狗和電源監(jiān)控電路、雨刮電機(jī)調(diào)速電路、雨刮電機(jī)轉(zhuǎn)速微調(diào)電路和存儲電路以及它們分別與微處理器的連接原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述如圖1所示，雨水感知器及其信號調(diào)理電路1中的雨水感知器的輸出信號與信號調(diào)理電路的輸入聯(lián)接，信號調(diào)理電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路2的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路2的輸出端與控制端和微處理器3的I/O口相接，微處理器3的I/O腳與雨刮電機(jī)調(diào)速電路5的輸入端相連。
圖2、圖3、圖4中所示的雨水感知器由附著在絕緣材質(zhì)底板8板面上的兩組金屬泊條9、11及附著在兩組金屬泊條表面的絕緣防水層10構(gòu)成，這兩組金屬泊條9、11構(gòu)成電容器的兩極，兩組金屬泊條9、11通過導(dǎo)線a、b與信號調(diào)理電路輸入端相連。雨水感知器表面緊貼絕緣防水涂層10，可感知打在該涂層上的雨量大小，具有靈敏度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)。兩組金屬泊條9、11和絕緣防水層10上方還可設(shè)置與絕緣材質(zhì)底板8固聯(lián)的金屬罩12，金屬罩上設(shè)有若干進(jìn)水孔13。絕緣防水涂層10的表面最好設(shè)為曲面(如通過將絕緣材質(zhì)底板面8設(shè)為曲面來實(shí)現(xiàn)，或者僅將防水涂層10的表面處理成曲面)，以便于絕緣防水涂層10上的雨水流散，有利于雨水感知器對雨量變化的辨識與測量。固聯(lián)于底板8的金屬罩12應(yīng)接地(搭鐵)，從而組成具有屏蔽作用的保護(hù)極，具有較好的抗電磁干擾功能(對于電磁干擾影響甚微的場合，亦可考慮省略金屬罩)。
圖5中，本發(fā)明的雨水感知器及其信號調(diào)理電路1包括了ICL8038正弦波發(fā)生器電路，雨水感知器JS的測量電路U4，正弦波90度移相器U1A，移相正弦波幅度調(diào)整電路U1B，正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路U2A。如出現(xiàn)降雨，雨量的大小實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)換為JS輸出的電信號的變化，U4輸出的正弦交流電壓幅度正比于JS輸出信號。ICL8038正弦波發(fā)生器電路的輸出信號既是JS的測量電路U4的激勵源，又是正弦波90度移相器的參考信號源，該輸出一路接JS，一路接正弦波90度移相器U1A輸入端。正弦波90度移相器U1A輸出至正弦波幅度調(diào)整電路U1B，再經(jīng)正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路U2A完成波形轉(zhuǎn)換后輸出至模擬開關(guān)4066A的開關(guān)控制端，模擬開關(guān)4066A的輸入端與JS測量電路U4輸出端相連，所以JS測量電路U4輸出的正弦信號與移相90度后的同頻方波通過模擬開關(guān)4066A實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出至有源低通濾波器U6，JS輸出的電信號越大，有源低通濾波器U6輸入信號的幅度越大，把該輸入信號轉(zhuǎn)換成電平信號輸出的電平幅度就越大。有源低通濾波器U6的輸出經(jīng)同相放大器U7接入由運(yùn)放器U8、U9和D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832組成的調(diào)零電路輸入端DAC0832輸入端和相應(yīng)控制端與微處理器AT89C51的P0P2P3I/O口相接，DAC0832輸出端和運(yùn)放器U8輸入端相接，U8輸出端接入U(xiǎn)9輸入端。U9輸出端接入A/D轉(zhuǎn)換器U11(AD574)輸入端，U11的輸出端和相應(yīng)控制端與微處理器AT89C51的P0P2I/O口相接，微處理器可通過I/O口讀入U(xiǎn)11轉(zhuǎn)換結(jié)果以判斷出是否下雨以及雨量的大小。
圖6中，為確保微處理器可靠工作，本發(fā)明還可采用看門狗電路U12，該電路以微處理器監(jiān)控芯片MAX813L為核心搭建，該芯片的控制腳與微處理器AT89C51的P1.7I/O腳相連，該芯片輸出腳與微處理器AT89C51的REST腳相連，如由于各種干擾使微處理器AT89C51控制程序跑飛或發(fā)生掉電情況，微處理器監(jiān)控芯片MAX813L將通過與非門U13A、或門U14A輸出復(fù)位信號以使微處理器AT89C51恢復(fù)正常運(yùn)行。本發(fā)明的雨刮電機(jī)調(diào)速電路(5)由光耦合器OPTO、大功率場效應(yīng)管Q2、保護(hù)二極管D2、雨刮電機(jī)MOTOR和續(xù)流二極管D1組成，光耦合器OPTO輸入端與微處理器AT89C51的P1.2I/O腳相連，光耦合器OPTO輸出端與大功率場效應(yīng)管Q2的柵極相連，保護(hù)二極管D2陰極與Q2的漏極相連，保護(hù)二極管D2陽極與大功率場效應(yīng)管Q2的源極相連，大功率場效應(yīng)管Q2的漏極通過雨刮電機(jī)MOTOR接蓄電池+12伏電源，續(xù)流二極管D1陰極與蓄電池+12伏電源相連，續(xù)流二極管D1陽極與大功率場效應(yīng)管Q2的漏極相連。駕駛員可通過雨刮電機(jī)轉(zhuǎn)速微調(diào)電路(6)的兩個(gè)按鍵改變轉(zhuǎn)速微調(diào)量，轉(zhuǎn)速微調(diào)量越大，同等雨量條件下雨刮電機(jī)的轉(zhuǎn)速越快。雨刮電機(jī)轉(zhuǎn)速微調(diào)電路(6)中的“+1”鍵為轉(zhuǎn)速微調(diào)量遞加1鍵，“-1”鍵為轉(zhuǎn)速微調(diào)量遞減1鍵，兩個(gè)按鍵的輸出信號除連至微處理器AT89C51的P1.0P1.1I/O腳外，還通過與門U15和微處理器AT89C51的外部請求信號輸入腳INT0相連。每按一次鍵，微處理器AT89C51執(zhí)行中斷服務(wù)程序微處理器AT89C51的P2.0I/O腳通過晶體管Q1驅(qū)動喇叭SPEAKER1響一聲，在完成微調(diào)量遞加或遞減后將其寫入存儲電路保存起來。存儲電路主要采用串行EEPRROM芯片24WC01，它的SDA、SCL腳分別與微處理器AT89C51的P2.1P2.2I/O腳構(gòu)成I2C總線連接關(guān)系。微處理器AT89C51根據(jù)讀入的A/D轉(zhuǎn)換器U11的雨量轉(zhuǎn)換結(jié)果，并參考轉(zhuǎn)速微調(diào)量的大小，相應(yīng)改變P1.2I/O腳向雨刮電機(jī)調(diào)速電路(5)輸出的PWM(脈寬調(diào)制)驅(qū)動信號的占空比大小，從而實(shí)現(xiàn)對雨刮電機(jī)MOTOR的PWM調(diào)速。
本發(fā)明雨水感知器可直接辨識雪花、凍雨，毋須加溫融雪措施，冬季使用時(shí)、不僅可節(jié)約能源，且具有工藝簡單，結(jié)構(gòu)精巧，便于安裝諸優(yōu)點(diǎn)；雨量(雪花、凍雨)大小的變化經(jīng)雨水感知器信號調(diào)理電路輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路，采樣量化后接入嵌入式微處理器，嵌入式微處理器運(yùn)算后控制雨刮電機(jī)工作在最佳轉(zhuǎn)速擋上(高、低、間歇三擋調(diào)速)。本發(fā)明雨水感知器用于雨刮控制器，具有工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)時(shí)性好，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各類汽車，內(nèi)燃機(jī)車等雨刮電機(jī)分檔調(diào)速的工作場合。
另外，將本發(fā)明雨水感知器可用于其他通過雨量信號采取控制措施的控制裝置。
權(quán)利要求
1.一種雨水感知器，由附著在絕緣材質(zhì)底板面上的兩組金屬泊條及附著在兩組金屬泊條表面的絕緣防水層構(gòu)成，這兩組金屬泊條構(gòu)成電容器的兩極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水感知器，其特征在于所述絕緣防水層的表面為曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雨水感知器，其特征在于所述絕緣材質(zhì)底板面為平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雨水感知器，其特征在于所述絕緣材質(zhì)底板面為曲面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雨水感知器，其特征在于兩組金屬泊條和絕緣防水層上方設(shè)有與絕緣材質(zhì)底板固聯(lián)的金屬罩，金屬罩上設(shè)有若干進(jìn)水孔。
6.權(quán)利要求1或2所述的雨水感知器在制造自動雨刮控制器中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雨水感知器，由附著在絕緣材質(zhì)底板面上的兩組金屬泊條及附著在兩組金屬泊條表面的絕緣防水層構(gòu)成，這兩組金屬泊條構(gòu)成電容器的兩極。本發(fā)明還提供了上述雨水感知器在制備自動雨刮控制器中的應(yīng)用。本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，雨水落在雨水感知器上，雨水感知器將雨量的大小轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，該電信號可通過控制電路實(shí)現(xiàn)對雨量的監(jiān)測，進(jìn)而用于需要對是否有雨或雨量變化而采取控制措施的控制調(diào)節(jié)。尤其能完全滿足汽車雨刮電機(jī)三擋(高、低、間歇)調(diào)速要求。
文檔編號G01N27/22GK1719242SQ20051001911
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者熊昌侖, 鄧華, 高建新 申請人:武漢大學(xué)