DE102004001046A1

DE102004001046A1 - Sensor für Verkehrswegsoberflächen

Info

Publication number: DE102004001046A1
Application number: DE200410001046
Authority: DE
Inventors: Thomas Huth-Fehre
Original assignee: Huth-Fehre Thomas Drrernat
Current assignee: Huth-Fehre Thomas Drrernat
Priority date: 2004-01-03
Filing date: 2004-01-03
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2024-01-04
Also published as: DE102004001046B4

Abstract

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.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur schnellen, berührungslosen Anzeige von Wasser, Matsch, Schnee, Reif und Eis auf Straßen und Schienen oder ähnlichen Oberflächen, die durch charakteristische spektral aufgelöste Veränderungen reflektierten Infrarotlichts sicher und zuverlässig ertaßt wird.

Problembeschreibung und Stand der Technik

Die einfachste aber auch unzuverlässigste Art der Eiswarnung im Straßenverkehr besteht in der Aufstellung entsprechender Verkehrswarnschilder mit den betreffenden bekannten Warn-Symbolen an besonders gefährdeten Strecken. Diese werden jedoch, wie die allgemeine Ertahrung lehrt, nicht immer beachtet, da die Gefahr nicht stets gegeben ist. Besser sind hier schon modernere Verkehrszeichen, die gesteuert durch eine aktuelle Temperaturmessung der betreffenden Straßenoberfläche oder Niederschlagsmengen-Messung, nur bei aktueller Eis-Gefahr oder starkem Regen die Warnanzeige aktivieren. Dies ist jedoch auch unzuverlässig und verführt den Autofahrer zur Nichtbeachtung, weil es entweder bei trockenen Straßen zu keiner Eisbildung kommen kann oder weil eine durch Salz und andere Verunreinigungen ausgelöste Gefrierpunktserniedrigung des Wassers noch tiefere Temperaturen zur Erstarrung notwendig macht.

Der Stand der Technik bezüglich der Eisbildung ist weiterhin auch noch beschreibbar mit dem Versuch über ein kurz über die Straßenoberfläche gleitendes, am Wagen befestigtes Thermometer die Außentemperatur zu erfassen. Diese äußere Temperaturanzeige arbeitet jedoch bezüglich einer Eiswarnung auch ähnlich unzuverlässig. Einmal wird es durch die Strahlungswärme des Motors und/oder der Auspuffanlage beeinflußt oder es ertaßt nicht die Temperatur in der Nähe der Straßenoberfläche. Bekanntester Nachteil dieser Außenthermometer ist aber ihre träge Anzeige und das Nichterfassen von Brückenabschnitten bei der die Straßenoberfläche rasch eine andere Temperatur einnehmen kann als die Lufttemperatur über befestigten Straßen mit größerer Wärmekapazität. Auch führt die Interpretation der gemessenen Außentemperatur bezüglich einer Eisbildung, die der Fahrer allein zu treffen hat, zu großen Unsicherheiten. In der Regel weiß der Durchschnitts-Autofahrer nichts von den physikalisch-chemischen Vorgängen, die zu einer Gefrierpunktserniedrigung durch Streusalz und anderen Stoffen führen. Auch hängt letztere stark von den Konzentrationen dieser Wasserinhaltsstoffe ab, die unbekannt sind. Bei scheinbar trockener Straße, wird auch mit einem eingebauten Außenthermometer die Eisgefahr unterschätzt. Reifbildungen auf bestimmten Streckenabschnitten bleiben so häufig unerkannt.

Aus diesen Gründen ist eine direkte berührungsfreie und schnelle Messung von Wasser-, Matsch-, Eis- oder Reifschichten auf der Oberfläche wünschenswert.

Ein früher technischer Ansatz hierzu ( DE 2912645 , Spinner) schlägt die Erfassung wellenlängenspezifischer Mikrowellenabsorption vor. Hierdurch kann allerdings nur die Anwesenheit von flüssigem Wasser zweifelsfrei nachgewiesen werden, da die Dielektrizitätskonstante von Eis derer von trockenem Asphalt zu ähnlich ist. Um diesen Mangel zu beheben, wurde von verschiedenen Autoren ( DE 4040846 , Schmitt; DE 19608535 , Kippenberg et al.; DE 19932094 ) vorgeschlagen, zusätzlich ein Wellenlängenintervall des nahen Infrarotlichts hinzuzuziehen, um auch die Anwesenheit von gefrorenem Wasser detektieren zu können. Diese Methode reagiert empfindlich auf Fahrzeugbewegungen und kann das detektierte Eis/Wasser nicht quantifizieren. Ähnlich Einschränkungen gelten für die Idee, einen breitbandigen IR-Kanal mit einer Helligkeitsermittlung im sichtbaren Spektralbereich und einer Lufttemperaturmessung zu verbinden ( DE 3023444 , Fukamizu et al.)

Das spektrale Streuvermögen der zu vermessenden Oberfläche bei mehreren verschiedenen Wellenlängen im infraroten Spektralgebiet zu erfassen und entsprechend auszuwerten, wird erstmalig in der Patentanmeldung des Herrn Decker ( DE 2712199 ) im Jahre 1977 vorgeschlagen: Das Meßlicht durchdringt hierbei die zu vermessende Eis/Wasserschicht, wird an der Fahrbahnoberfläche diffus gestreut, durchdringt die Schicht nochmals und wird spektral selektiv nachgewiesen. Aus der Stärke der Absorption wird auf die Schichtdicke geschlossen und aus ihrer spektralen Lage auf den Gefriergrad.

Diese Grundidee wird dann aber mehr als zehn Jahre lang nicht weiter verfolgt, bis sie in den 90-ger Jahren von fünf verschiedenen Gruppen aufgegriffen wird:

1. In DE 4205629 (Stork et al.wird eine spektrometrische Anordnung beschrieben, mit deren Hilfe das spektrale Reflektionsvermögen einer Fahrbahnoberfläche im mittleren Infrarot beschrieben wird. Dort wird die Fundamentale der H₂O-Streckschwingung angeregt, die sehr übergangsstark ist, wodurch das Messlicht in der Schicht bereits nach wenigen Mikrometern vollständig absorbiert wird. Hierdurch ist eine Schichtdickenmessung und somit eine Warnung vor Aquaplaninggefahr unmöglich.
2. In der Schrift DE 4133359 (Holzwarth et al.) werden die Ergebnisse eines Forschungsverbundes der Automobilindustrie dargelegt: Eine breitbandige Lichtquelle bestrahlt die Fahrbahn und das zurückgestreute Licht wird nach drei Wellenlängenbereichen selektiert nachgewiesen und aus den unterschiedlichen Absorptionen die Dicke einer eventuell auf der Fahrbahn befindlichen Wasserschicht bestimmt. In diesem Ansatz wird schon der Gedanke benutzt, zwei unterschiedlich intensive Resonanzen (1. die zweite Harmonische der Streckschwingung des Wassermoleküls bei ca. 1450 nm und 2. die Kombinationsschwingung bei ca. 1190 nm dieser Oberwelle mit einer Grundbiegeschwingung) zu benutzen. Selbst im unempfindlicheren der hier benutzten Spektralbereiche ist die Eindringtiefe des Lichts noch immer zu gering, um Glatteis unter Wasserpfützen zu detektieren. Weitere Nachteile dieses Ansatzes waren die Bewegungsempfindlichkeit des Aufbaus, sowie die Unmöglichkeit, die thermische Drift der parallel benutzten Verstärkerkanäle langfristig zu beherrschen.
3. In der Schrift WO 96/26430 (Huth-Fehre et al.) wird erstmalig die 3. Harmonische der Streckschwingung bei ca. 980 nm Wellenlänge benutzt, mit deren Hilfe man auf Grund der viele Zentimeter betragenden Eindringtiefe auch Unterfrierungen in Pfützen feststellen kann. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass diese Resonanz komplett im durch preiswerte Siliziumdetektoren messbaren Wellenlängenbereich unter 1050 nm liegt. Der in dieser Schrift vorgestellte Ansatz hat allerdings zwei andere Probleme: 1. Die parallel benutzten Verstärkerkanäle driften zu stark und 2. Der Einfluß des Sonnenlichts, das alle Wasserabsorbtionen der Atmosphäre "mitbringt", wird dort nicht kompensiert.
4. Diese beiden Nachteile werden in der Schrift DE 19736138 (Griesinger), die eine Parallelentwicklung zu 3. darstellt, teilweise umgangen, da hier anstatt diskreter Filter und Einzelverstärker ein Gitterspektrometer mit integriertem Zeilendetektor zum Einsatz kommt. Durch die frühe Serialisierung des Signalwegs werden die Driftprobleme beherrschbar, aber der optische Durchsatz eines Gitterspektrometers ist prinzipiell kleiner als der einer Filtereinheit. Dies hat zur Folge, dass mit dieser Technologie dünne Eis- und Wasserschichten bei kurzen Meßzeiten nicht genügend genau erfasst werden 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 et al.) die Vennrendung einer Xenonblitzlampe als Lichtquelle vorgeschlagen. Durch die hierdurch mögliche sehr kurzfristige Beleuchtung ist eine gute Diskriminierung gegen Umgebungslicht erreichbar, aber Blitzlampen haben im Wellenlängengebiet zwischen 800 und 1100 nm eine sehr schlechte Effizienz, was die Rauschprobleme an dünnen Schichten verstärkt.

Aufgabe der hier beschriebenen Erfindung

ist es, ein Messvertahren darzustellen, mit dem Wasser-, Matsch-, Schnee- und Eis-Schichten auf Fahrbahnoberflächen von Stärken zwischen 50 Mikrometern und 50 Millimetern mit hoher Genauigkeit innerhalb weniger Millisekunden berührungsfrei vermessen werden können, ohne dass das Meßergebnis von der spektralen Beschaffenheit des Untergrundes oder Fremdlicht beeinflußt wird.

Das erfindungsmäßige System

Hebt sich 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 – vorzugsweise preiswerte Leuchtdioden – so der Reihe nach ein- und wieder ausgeschaltet werden, dass jeweils maximal eine zur Zeit eingeschaltet ist,
2. deren Licht auf die zu vermessende Oberfläche gelenkt wird und das zurückgestreute Licht außerhalb des Glanzreflexes eingesammelt und Empfangselement – vorzugsweise eine Photodiode – geleitet wird.
3. Der Photostrom verstärkt und von einer Auswerteeinheit – vorzugsweise einem Mikrocontroler – mit dem Ein- und Ausschalten der Quellen korreliert registriert wird.
4. Mindestens fünf verschiedene Resonanzen/Wellenlängenbereiche benutzt werden: a) Die zweite Harmonische der Streckschwingung in Eis bei ca. 1520 nm, b) die zweite Harmonische der Streckschwingung in flüssigem Wasser bei ca. 1450 nm, c) ein Referenzpunkt für a) und b) bei ca. 1100 nm, d) die dritte Harmonische der Streckschwingung in flüssigem Wasser bei ca. 980 nm, e) ein Referenzpunkt für d) bei ca. 890 nm.
5. Die Quellen so hochfrequent umgeschaltet werden, dass ein "komplettes Spektrum" aller Wellenlängenbereiche in weniger Zeit aufgenommen wird, als die mittlere Schwankungsperiode der Reflektivität der Oberfläche beträgt. Dies ist bei Meßraten von mehreren Kiloherz sichergestellt.
6. Ein Teil des Meßlichts direkt aus den Quellen einem separaten Empfänger zugeleitet wird, um als "Referenzspektrum" langfristige Veränderungen der Quellintensitäten kompensieren zu können.
7. Entweder nach jedem Durchlauf der verschiedenen Quellen (einem "kompletten Spektrum") oder nach jedem Einschalten einer Quelle eine Pause gemacht wird, in der keine Quelle leuchtet und somit Fehlerströme des Empfängers und eventuell vorhandenes Fremdlicht erfasst und abgezogen werden können.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindungsgedanken ist in 1 schematisch dargestellt und soll im folgenden erläutert werden:
Eine elektronische Kontroll- und Auswerteeinheit 1, vorzugsweise ein Mikrocontroller oder Pc, schaltet mittels einer Ausgabeeinheit 2 und einer Treiberelektronik 3 lichtemittierende Halbleiter (Leuchtdioden oder Laser) 4 so der Reihe nach ein und aus, dass immer nur ein Emitter zur Zeit eingeschaltet ist. Die verschiedenen Leuchtdioden emittieren bei unterschiedlichen Wellenlängen ausserhalb und innerhalb der Wasser-Absorptionsbanden. Vorzugsweise werden die oben genannten Wellenlängen im Bereich der zweiten und dritten Harmonischen der O-H-Streckschwingung zwischen 800 und 1500 nm benutzt. Das Licht der mindestens fünf Emitter wird mittels Abbildungsoptiken 5, die mindestens eine Linse enthalten, auf einen Meßfleck auf der zu überwachenden Oberfläche 6 gebündelt. Das von der Oberfläche zurückgestreute Messlicht wird von einer Empfangskoppeloptik 7, die mindestens eine Linse enthält, eingefangen und direkt zu einem Fotoempfänger 9, vorzugsweise einer Fotodiode geleitet. Dessen Fotostrom wird durch einen Verstärker 10 in eine Spannung umgewandelt, die durch einen Analog/Digitalwander 11 der Auswerteeinheit 1 zur Kenntnis gebracht wird. So können die Werte des Reflektionsvermögens der Oberfläche für die verschiedenen Wellenlängen in rascher Abfolge nacheinander ermittelt werden. Fügt man nun zwischen den Anschaltperioden der Emitter Pausen ein, so lassen sich in diesen Pausen die Intensität aller Empfängerblindströme sowie die des eventuell vorhandenen Umgebungs- (hauptsächlich Sonnen-Lichts) vermessen. Subtrahiert man nun von dem Messwert einer Messperiode mit eingeschaltetem Emitter den Mittelwert der Messwerte der zwei die Periode einfassenden Pausen, so ist der Einfluß dieser Störgrößen auf die Messergebnisse eliminiert. Wenn alle Emitter einmal angeschaltet waren und die jeweiligen Signale des Empfängers 9 gespeichert wurden, ist im Speicher der Auswerteeinheit 1 ein "Mini-Rohspektrum" vorhanden. Da zur Aufnahme eines solchen Minispektrums nur viel weniger als eine Millisekunde benötigt wird, können zur Rauschminderung mehrere solcher Rohspektren aufsummiert oder gemittelt werden, ohne dass die Gesamtmessrate zu gering wird.
Ein Teil des Meßlichts wird als Referenz direkt aus den Halbleiterstrahlungsquellen einem separaten identisch gebauten Empfänger zugeleitet und jedes von der Fahrbahnoberfläche aufgenommene Rohspektrum wird durch dieses Referenzspektrum geteilt, wodurch die so erhaltenen Reflektivitätsspektren nur noch Spektralinformation der Oberfläche, aber nicht mehr der Quellen und des Detektors enthalten.
Die gemittelten Reflektivitätsspektren können dann von der Auswerteeinheit 1 durch Logarithmierung in Extinktionswerte umgerechnet werden. Subtrahiert man dann den bei 890 nm ermittelten Wert von dem bei 980 nm ermittelten, und den bei 1100 nm gemessenen von den beiden bei 1450 nm und 1520 nm, so erhält man drei untergrundkompensierte stoffabhängige Extinktionswerte, die direkt proportional zu den vorhandenen Schichtdicken sind: bei 980 lässt sich so flüssiges Wasser in Schichtdicken zwischen 0,5 und 50 mm quantifizieren, was zur Warnung vor Aquaplaninggefahr nützlich ist, bei 1450 nm flüssiges Wasser in Schichtdicken zwischen 10 und 1000 μm, deren Kenntnis für die Einschätzung von zu erwartenden Reibwerten wichtig ist, da diese schon von Wasserfilmen ab 50 μm Stärke messbar vermindert werden, und bei 1520 nm werden selbst dünnste Glatteisschichten ab 20 μm Stärke angezeigt.
Dieses so ermittelte Ergebnis kann nun in regelmäßigen kurzen Abständen von der Auswerteeinheit 1 per Datenübertagung an das Steuersystem des Fahrzeugs, oder bei stationärem Einsatz z.B. an ein Verkehrsleitsystem übermittelt werden.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen:

1. Werden die Emitter 4 nicht nur abwechselnd geschaltet, sondern noch zusätzlich höherfrequent getaktet, und im Empfängerverstärker 10 diese Taktfrequenz bevorzugt verstärkt, verbessert sich das Signal/Rauschverhalten der Gesamtanlage und die Unempfindlichkeit gegen Sonnenlicht wird weiter verbessert.
2. Wird als sechster Wellenlängenkanal die dritte Harmonische der Streckschwingung in Eis bei ca. 1020 nm mit benutzt, lassen sich sowohl Eisschichtdicken über einem Millimeter besser quantifizieren, als auch durch einen Vergleich mit der Extinktion bei 980 nm der Gefriergrad und die Menge von Schneematsch näher ermitteln.
3. Die molaren Absorptionen der 3. Harmonischen sind so gering, dass bei Schichtdicken unter einem Millimeter die Extinktionswerte noch stark von der Wellenlängenabhängigkeit der Lichtstreuung an der festen Meßoberfläche verfälscht werden. Daher ist es ratsam, zum Untergrundabzug nicht nur eine Referenzwellenlänge (890 nm) zu verwenden, sondern die bei 1100 nm gemessenen Werte als zweiten Stützpunkt einer 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 schmaler werden als die zu vermessenden Resonanzen, wird redundanter Überlapp vermindert, b) durch die Einbindung stimulierter Emission lässt sich der elektro-optische Wirkungsgrad verbessern, was zu höheren Gesamtstahlungsleistungen führt und c) verlässt das Licht die Diode in einem kleineren Raumwinkel, so dass es verlustfreier auf die Meßoberfläche geleitet werden kann.
5. Durch die Verwendung von Halbleiterlasern lassen sich die vorgenannten Vorteile noch steigern; sie müssen aber mit höheren Bauteilpreisen und einem höheren Eigenrauschen erkauft werden.
6. Werden die Beleuchtungsstrahlen durch Fahrzeugbewegungen nicht auf perfekt den selben Fleck gebündelt, so können sie auf direkt nebeneinander liegende, unterschiedlich stark reflektierende Teile der Oberfläche fallen, was starke Signalverfälschungen mit sich führt. Um diesen Effekt zu minimieren, ist es ratsam, alle Halbleiterstrahlungsquellen schon in ihrer Form als nackte Waferstückchen, den so genannten "chips", räumlich dicht nebeneinander in das selbe Gehäuse zu montieren und durch eine gemeinsame Koppeloptik auf die Meßoberfläche scheinen zu lassen.
7. Eine weitere Möglichkeit, den eben genannten Störeffekt der räumlichen Inhomogenität der Beleuchtung zu vermindern, besteht darin, jede Quelle an eine separate kurze Lichtleitfaser anzukoppeln, diese Fasern an ihren freien Enden zu einem Faserbündel zusammen zu fassen und das dort austretende Licht durch eine gemeinsame Koppeloptik auf die Messoberfläche zu bündeln.
8. Die Wirksamkeit der Maßnahmen in 6. Und 7. lässt sich noch steigern, indem der Koppeloptik ein Mischglied, z.B. ein Bündel dünner Lichtleitfasern wie in US 4150287 beschrieben, oder in Form einer gemeinsamen dickeren Glasfaser oder einer Streuscheibe vorgeschaltet wird.
9. Die in 8. beschriebene Strahlhomogenisierung lässt sich auch, wie in DE 4220705 beschrieben, durch den Einsatz von Segmentlinsen als Bestandteil der Koppeloptik erreichen.

Claims

Verfahren zur Feststellung und Quantifizierung von Wasser, Schnee, Matsch, Eis und Rauhreif auf Verkehrswegsoberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleiterstrahlungsquellen unterschiedlicher Emissionswellenlängen so der Reihe nach ein- und wieder ausgeschaltet werden, dass jeweils maximal eine zur Zeit eingeschaltet ist, deren Licht auf die zu vermessende Oberfläche gelenkt wird und das zurückgestreute Licht außerhalb des Glanzreflexes eingesammelt und auf ein Empfangselement geleitet wird, dessen Photostrom verstärkt und von einer Auswerteeinheit mit dem Ein- und Ausschalten der Quellen korreliert registriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass mindestens fünf verschiedene Resonanzen/Wellenlängenbereiche benutzt werden: a) Die zweite Harmonische der Streckschwingung in Eis bei ca. 1520 nm, b) die zweite Harmonische der Streckschwingung in flüssigem Wasser bei ca. 1450 nm, c) ein Referenzpunkt für a) und b) bei ca. 1100 nm, d) die dritte Harmonische der Streckschwingung in flüssigem Wasser bei ca. 980 nm, e) ein Referenzpunkt für d) bei ca. 890 nm.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstrahlungsquellen so hochfrequent umgeschaltet werden, dass ein "komplettes Spektrum" aller Wellenlängenbereiche in weniger Zeit aufgenommen wird, als die mittlere Schwankungsperiode der Reflektivität der Oberfläche beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass entweder nach jedem Durchlauf der verschiedenen Quellen (einem "kompletten Spektrum") oder nach jedem Einschalten einer Quelle eine Pause gemacht wird, in der keine Quelle leuchtet und somit Fehlerströme des Empfängers und eventuell vorhandenes Fremdlicht erfasst und von allen Photostömen in den "Hellintervallen", in denen eine Halbleiterquelle eingeschaltet ist, abgezogen werden können.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Meßlichts als Referenz direkt aus den Halbleiterstrahlungsquellen einem separaten Empfänger zugeleitet wird und jedes von der Fahrbahnoberfläche aufgenommene Spektrum durch dieses Referenzspektrum geteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstrahlungsquellen einfache Leuchtdioden sind.
Verfahren nach Anspnrch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstrahlungsquellen superluminiszente Leuchtdioden sind.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstrahlungsquellen kantenemittierende Halbleiterlaser sind.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstrahlungsquellen flächenemittierende Halbleiterlaser sind.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstrahlungsquellen nicht nur abwechselnd geschaltet, sondern noch zusätzlich höhertrequent getaktet werden und im Empfängerverstärker diese Taktfrequenz bevorzugt verstärkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass als sechster Wellenlängenkanal die dritte Harmonische der Streckschwingung in Eis bei ca. 1020 nm mit benutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass zum Untergrundabzug für die Resonanzen der 3. Harmonischen nicht nur eine Referenzwellenlänge (890 nm) verwenden wird, sondern die bei ca. 1100 nm gemessenen Werte als zweiter Stützpunkt zur Berechnung einer Untergrundgeraden herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass alle Halbleiterstrahlungsquellen schon in ihrer Form als nackte Waferstückchen, den so genannten "chips", räumlich dicht nebeneinander in das selbe Gehäuse montiert werden und ihr Licht durch eine gemeinsame Koppeloptik auf die Meßoberfläche gebündelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass jede Halbleiterstrahlungsquelle an eine separate kurze Lichtleitfaser angekoppelt wird, diese Fasern an ihren freien Enden zu einem Faserbündel zusammen gefasst werden und das dort austretende Licht durch eine gemeinsame Koppeloptik auf die Messoberfläche gebündelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass der Koppeloptik ein Mischglied, z.B. als ein separates Bündel dünner Lichtleitfasern, oder in Form einer gemeinsamen dickeren Glasfaser oder einer Streuscheibe vorgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass das in Anspruch 15 beschriebene Mischglied durch den Einsatz von Segmentlinsen als Bestandteil der Koppeloptik ausgeformt wird.
Vorrichtung zur Feststellung und Quantifizierung von Wasser, Schnee, Matsch, Eis und Rauhreif auf Verkehrswegsoberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleiterstrahlungsquellen unterschiedlicher Emissionswellenlängen der Reihe nach ein- und wieder ausgeschaltet werden, deren Licht auf die zu vermessende Oberfläche gelenkt wird und das zurückgestreute Licht außerhalb des Glanzreflexes eingesammelt und auf ein Empfangselement geleitet wird, dessen Photostrom verstärkt und von einer Auswerteeinheit mit dem Ein- und Ausschalten der Quellen korreliert registriert wird.