非接触式红外测温系统：精准测量道面温度的新方案

本文主要研究了一种非接触式道面温度测量系统的设计与开发，针对道面气象要素的重要性以及其对道路交通安全的潜在影响展开。道面温度是评估道路表面状况的关键指标，尤其是在极端气候条件下，如冬季低温可能导致冰雪形成，影响车辆制动性能，夏季高温则可能引发轮胎爆裂。 传统的接触式测量方法，如使用热电偶和热电阻，虽然精度高，但需要将传感器埋入路面，对道路结构造成破坏且维护不便。相比之下，非接触式红外测温技术通过接收道面的红外辐射，提供了一种更为便捷和环保的解决方案。本文采用的全辐射测温法利用热释电探测器接收宽光谱范围内的辐射，有效解决了低温环境下信号微弱的问题，提高了测量精度和经济性。 系统设计的核心部分包括光学系统，它负责聚焦并收集路面的红外辐射；斩波器用于调节红外辐射的接收强度；红外探测器负责将接收到的辐射转化为电信号；信号放大和处理部分则负责处理这些信号，去除噪声并提取有用信息；最后是显示输出部分，将处理后的数据以直观的形式呈现出来。 研究者们采用了最小二乘法和BP神经网络算法对系统进行标定，结果显示，三层BP神经网络的拟合效果优于其他方法，其测量误差控制在1%以内，这表明系统的精度得到了保障。通过实际外场试验，并与传统的PT100传感器进行对比，系统的相关系数高达0.999，证明了其在实际应用中的精准测量能力。 总结来说，本文提出了一种非接触式道面温度测量系统，通过全辐射测温技术和智能算法优化，实现了对道路表面温度的快速、精确测量，对于提升道路交通安全、减少因道面温度异常引发的事故具有重要意义。在未来，随着交通设施的发展和智能监控需求的增长，这种非接触式技术有着广阔的应用前景。