感雨传感器 智能雨量传感器概述

智能雨量传感器概述

智能雨量传感器使用PVDF压电薄膜作为感雨器件。当雨滴撞击到传感器的表面时，会产生机械应力，导致压电材料内部的电荷分布发生变化，从而产生电压信号。这个电压信号的大小与雨滴的大小、形状以及下落速度等因素相关，因此可以通过测量电压信号来间接推算出降雨量。

智能雨量传感器具有快速响应、高灵敏度和稳定性好等特点，它被广泛应用于防洪、电站水库水情管理等多种场景下，用于实时监测降雨量，为水文信息的安全提供重要保障。

智能雨量传感器

汽车自动雨刷系统雨水感应的原理是什么？

在上世纪五六十年代，敞篷汽车在欧美是非常流行的。不过开这种车型的司机都有这样的一个痛点：那就是一遇上下雨，就需要手忙脚乱的关顶棚、关车窗。如果汽车露天停放，车里又没人，那就惨透了，敞篷车就变成泡水车了。为了解决这个问题，聪明的汽车工程师研制出了一种能够自动感应雨水的装置，安装在汽车的前风挡玻璃上。如果它感觉到了下雨，会立即启动相关的电路，将汽车顶棚和玻璃都升起来，避免汽车受到雨水的侵袭。

后来，人们把这套装置移植到了普通的乘用车上。因为很多车主都有这样的烦恼：每逢下雨天或下雪天，雨刷器转动太慢刷不干净雨水，转动太快又影响视线，因此需要频繁调整雨刮器速度，十分影响驾驶体验感和安全。工程师把这套装置和汽车的雨刷器联动，能感应雨量而自动调整速度的雨水感应式自动雨刷系统就诞生了。

什么是雨水感应式自动雨刷系统？

雨水感应式自动雨刷系统是一种智能自动化的汽车配置，在下雨的时候，雨水滴在前挡风玻璃上，它的传感器会感应到玻璃上有雨水。根据感应出的数据，自动调节雨刷来进行清洗，还能计算出雨量的大小来调节雨刷的速度。当没雨的时候，感应雨刷就会自动停止工作，为驾驶员提供了极大的方便，让驾驶员注意力更加集中在驾驶上，提高了行车的安全性。

那么自动雨刷是如何能知道外面下雨了呢？这就是雨水感应式自动雨刷系统刷的核心技术了——雨量传感器。当传感器检测到有雨水落到了挡风玻璃上，就对雨刷发出指令使其开始工作，保证了驾驶员视线的清晰。高级一些的传感器还要发出让车辆的电动车窗和电动天窗自动关闭的指令，以避免车辆内部被雨水淋湿。

雨量传感器是如何工作的呢？它的结构和原理是怎样的呢？下面我们就简单来说说。

早期的雨量传感器是传导性传感器、压电式传感器和声音传感器。这种传感器对雨水的检测很不精确，很容易误报，使用寿命也短，故障率很高。随着科技的进步，工程师研制出了更先进的光学式和电容式传感器，获得了很大的成功，在汽车上开始普遍使用。

光学式传感器是根据光的折射原理工作的。在光学式传感器中有一个发光二极管，它发出一束锥形光线，这束光穿过前挡风玻璃。当挡风玻璃上没有雨水、处于干燥状态的时候，几乎所有的光都会反射到一个光学传感器上；当下雨的时候，挡风玻璃上会存有雨水，一部分光线就会偏离，这就造成了传感器接收到光的总量的变化，从而检测到了雨水的存在。光学式传感器能够接收反射光的面积越大，得到的信息就越详尽。光学式传感器十分精确，甚至有可能准确地判断出落在被感应区域上的雨点数目。

电容式传感器主要是利用水和玻璃的介电常数的巨大差异设计的，其中水的介电常数为80，玻璃的介电常数为2。通常的做法是，把两条呈平行状态的指状金属极板放入挡风玻璃的内、外层之间，一组指状金属极板相交错，但是并不触及其他的指状金属极板。当挡风玻璃处于干燥状态的时候，挡风玻璃外表面和每组指状金属极板之间就形成了电介质。当挡风玻璃变湿的时候，根据与挡风玻璃接触的水量的不同，挡风玻璃的介电常数发生不同的变化。如果把传感器安装在挡风玻璃的表面上或者紧贴在挡风玻璃的下表面，这对传感器的工作是有利的，因为这样的安装能使传感器发挥其最佳灵敏度。不利的是，把电容式传感器安装在挡风玻璃的外表面上会产生与阻力传感器同样的问题，其金属镀层在雨刷的长期工作下会很快被从挡风玻璃上刮掉。

雨量传感器一般都安装在风挡玻璃的顶部中间位置，它其实是非常复杂的。最重要的是如何准确的判断是雨水落到了玻璃上，而不是灰尘、脏物或雾气；如何判断雨水的强度也是一个很大的问题，下雨的强度是在增大还是在减小，下雨和下雪如何分辨，等等。还有就是它的感应范围是有限的，超出一定的范围，就无能为力了。也就是说，要是雨都落到了这一圈的外面，这个自动感应是不起作用的。因此现在的雨量传感器并不完美，误报是常有的事。

现在一些新的雨水探测技术正在探索中，例如超短波雷达技术和改进的超声波振动系统。这样可以更精准的探测雨量的大小，更及时的控制雨刷器的启动及转动速度，并尽可能的减少误报。

现在大多数的辆高端汽车已经将雨水感应式自动雨刷系统作为标准配置，在中低端汽车上也正在推广使用。但现在的自动雨刷系统并不令人满意，很多车型雨刷器的开启时间和刮水速度经常出现错误，很多人甚至直接关闭这个系统而使用手动。未来随着技术的进步，这套系统会越来越完善，未来很可能取代传统的间歇式雨刷器。

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