Датчик дождя

Устройство для обнаружения воды от дождя

Датчик дождя на лобовом стекле автомобиля

Датчик дождя или переключатель дождя — это переключающее устройство, активируемое осадками. Датчики дождя имеют два основных применения. Первое — это устройство экономии воды , подключенное к автоматической системе орошения , которое приводит к отключению системы в случае дождя. Второе — устройство, предназначенное для защиты салона автомобиля от дождя и поддержки автоматического режима работы стеклоочистителей .

Как работает датчик дождя?

Операция

Датчик дождя работает по принципу полного внутреннего отражения. Лучи инфракрасного света под углом 45 градусов на свободной части лобового стекла отражаются и фиксируются датчиком внутри автомобиля . Когда идет дождь, мокрое стекло приводит к рассеиванию света, и меньшее количество света отражается обратно на датчик.

Дополнительным применением в профессиональных антеннах спутниковой связи является срабатывание дождеприемника на апертуре облучателя антенны для удаления капель воды с майларового покрытия , которое удерживает сжатый и сухой воздух внутри волноводов.

Датчики орошения

Датчики дождя для ирригационных систем доступны как в беспроводной, так и в проводной версии, в большинстве из них используются гигроскопические диски, которые набухают в присутствии дождя и снова сжимаются по мере высыхания — электрический переключатель, в свою очередь, нажимается или отпускается гигроскопическим диском. штабель, а скорость сушки обычно регулируется путем управления вентиляцией, достигающей штабеля. Однако на рынке также продаются некоторые датчики электрического типа, в которых для измерения количества осадков используются датчики опрокидывающегося ведра или датчики проводимости. В беспроводной и проводной версиях используются аналогичные механизмы для временной приостановки полива контроллером полива, в частности, они подключаются к клеммам датчика контроллера полива или устанавливаются последовательно с общей цепью электромагнитного клапана, чтобы предотвратить открытие любых клапанов во время дождя. было ощущено.

Некоторые датчики дождя для орошения также содержат датчик замерзания, предотвращающий работу системы при отрицательных температурах, особенно там, где ирригационные системы все еще используются зимой.

Определенный тип датчика требуется на новых спринклерных системах для газонов во Флориде , Нью-Джерси , Миннесоте , Коннектикуте и большей части Техаса .

Автомобильные датчики

Автоматический датчик дождя General Motors, установленный на кабриолете Chevrolet Bel Air 1955 года.

В 1958 году подразделение Cadillac Motor Car компании General Motors экспериментировало с чувствительным к воде переключателем, который запускал различные электродвигатели, закрывающие складной верх и поднимающие открытые окна специально построенной модели Eldorado Biarritz в случае дождя. Первое такое устройство, судя по всему, использовалось с той же целью в концептуальном автомобиле Le Sabre , построенном примерно в 1950–51 годах.

Автоматический датчик дождя General Motors для складных крыш был доступен в качестве опции, устанавливаемой дилером в 1950-х годах для таких автомобилей, как Chevrolet Bel Air. ^[1]

В 1996 модельном году Cadillac снова оснастил автомобили автоматическим датчиком дождя; на этот раз, чтобы автоматически активировать дворники и при необходимости отрегулировать их скорость в зависимости от условий. ^[2]

В декабре 2017 года Tesla начала выпуск OTA-обновления (2017.52.3), позволяющего автомобилям AP2.x использовать бортовые камеры для пассивного обнаружения дождя без использования специального датчика.

Большинство автомобилей с этой функцией имеют положение «АВТО» на колонке управления. ^[3]

Физика датчика дождя

Схема, показывающая работу оптического датчика дождя

Наиболее распространенные современные датчики дождя основаны на принципе полного внутреннего отражения . В любое время инфракрасный свет излучается под углом 45 градусов на лобовое стекло изнутри. Если стекло сухое, критический угол полной внутренней рефракции составляет около 42°. Это значение получается по формуле полной внутренней рефракции

${\displaystyle \sin(\theta _{\text{c}})={\frac {n_{1}}{n_{2}}}}$

где – приблизительное значение показателя преломления воздуха для инфракрасного излучения ^[4] и – приблизительное значение показателя преломления стекла, также для инфракрасного излучения. ^[5] В этом случае, поскольку угол падения света составляет 45°, весь свет отражается, и детектор получает максимальную интенсивность. ${\displaystyle n_{1}=1}$ ${\displaystyle n_{2}=1.5}$

Если стекло мокрое, критический угол изменяется примерно до 60°, поскольку показатель преломления воды выше, чем у воздуха ( ). ^[6] В этом случае, поскольку угол падения составляет 45°, полное внутреннее отражение не достигается. Часть светового луча проходит через стекло, и измеренная интенсивность отражения ниже: система обнаруживает воду, и дворники включаются. ${\displaystyle n_{1}=1.3}$

Смотрите также

• Список датчиков
• Дождемер

Рекомендации

1. "КАБРИОЛЕТ CHEVROLET BEL AIR 1957 ГОДА" . Проверено 30 июня 2019 г.
2. «Все, что вам нужно знать о дворниках с датчиками дождя — %sitename%» . carorbis.com . 22 ноября 2022 г. Проверено 26 июня 2023 г.
3. «Как использовать сиденья с памятью | Поддержка автомобилей | Buick» . www.buick.com . Проверено 19 октября 2023 г.
4. "Показатель преломления Воздуха - Сиддора".
5. Смит, ДЮ; Карстенс, В. (2010). «Показатель преломления стекла и его дисперсия для видимого света». Физический журнал: серия конференций . 249 (1): 012034. Бибкод : 2010JPhCS.249a2034S. дои : 10.1088/1742-6596/249/1/012034 .
6. «Показатель преломления».