Regensensor
 
Een regensensor is een technisch onderdeel dat kan bepalen of en hoeveel het regent om een ​​passende actie te ondernemen. Hiertoe wordt de bevochtiging van een oppervlak geregistreerd en wordt een schakelsignaal of een kwantitatief signaal gegenereerd. Het verschil met de regenmeter is dat niet de exacte hoeveelheid neerslag wordt gemeten, maar alleen secundaire effecten zoals bevochtiging of belemmering van het zicht op een verregende ruit. In een voertuig bevindt de regensensor zich meestal op de spiegel op de voorruit.
 

Automatische regensensor van General Motors geïnstalleerd op een Chevrolet Bel Air-cabriolet uit 1955.
 

Regen- / schemersensor achter de voorruit, geïntegreerd in
het oppervlak van de binnenspiegel van een personenauto
 

Opengewerkt model van een regensensor
 
toepassingsgebieden
 
Toepassingsgebieden van regensensoren zijn het automatisch aansturen van diverse processen, waaronder het aansturen van irrigatiesystemen.

Controle van ruitenwissers op voertuigen of schepen: in 1994 bood de autofabrikant Peugeot voor het eerst een regensensor aan als standaard in een van zijn modellen. Sindsdien is deze ontwikkeling door verschillende autofabrikanten in voertuigen verwerkt. De sensor is achter de voorruit bevestigd, meestal geïntegreerd in de basis van de achteruitkijkspiegel in het bovenste gedeelte van de voorruit, althans aan de rand buiten het gezichtsveld. De regensensor meet de bevochtiging van een klein meetgebied en stelt de regelelektronica in staat de bevochtiging van
de voorruit te beoordelen en de wisser te activeren wanneer een geschikte bevochtiging is bereikt. Het meetveld heeft meestal een afmeting van 2 cm² (ter grootte van een centstukje).
Om de bevochtiging na een wisproces te kunnen bepalen, is het meetveld in het wisbereik van de ruitenwisser aangebracht. Andere toepassingsgebieden zijn dakluiken en luifels op huizen,
die bij regen automatisch worden gesloten of ingeschoven.
 
Bouw en werking
 
Regensensoren werken
 
- opto-elektronisch- reflectiemeting achter een ruit
- Verandering in capaciteit tussen elektroden met isolerende bescherming
 - Verandering in geleidbaarheid tussen open elektroden als gevolg van de geleidbaarheid van het bevochtigende water
- Materialen die onder invloed van vocht opzwellen, worden gebruikt om een ​​schakelcontact of een klep te bedienen
 
Schema van een optische regensensor   1 - LED, 2 - fotodiode
 
Evaluatie-elektronica van een licht- / regensensor (zonder optiek)
 
Opto-elektronisch proces

De ruit wordt verlicht door middel van een light emitting diode (LED) en registratie van de reflectie door middel van een lichtontvanger (fototransistor). De fysische wet van reflectie op de grens tussen het optisch dichtere en het optisch dunnere materiaal (brekingsindex) wordt gebruikt. De hoek van de lichtbundel, die helt naar het oppervlak van de glasplaat, is zo gekozen dat wanneer het buitenste glasoppervlak droog is, de volledige hoeveelheid licht zal worden gereflecteerd. Waterdruppels bij regen aan de buitenkant van de ruit veranderen het reflectiegedrag. Dit betekent
dat het minder wordt gereflecteerd en een deel ervan wordt verstrooid door het oneffen oppervlak van het water en kan ontsnappen.

Om licht volledig te reflecteren op de grens tussen glas, moet de invalshoek groter zijn dan 41 °. Als er water op het glasoppervlak zit, dat qua optische dichtheid een tussenpositie heeft,
is het relevante verschil in brekingsindex (glas met water) beduidend lager en is er slechts gedeeltelijke reflectie, dus minder licht is bereikt de detector. Totale reflectie treedt alleen op (van glas naar water) vanuit een hogere kritische hoek van 61 °. De kritische hoek voor totale reflectie (dichter naar dunner) wordt exact berekend uit de brekingsindexverhouding (n1⁄n2).

Hetzelfde geldt ook voor de nieuw toegevoegde grenslaag tussen water en lucht aan de buitenkant: kleiner brekingsindexverschil - grotere kritische hoek. De lichtbundel wordt gebroken naar
een grotere hoek en zou nu door de watergrenslaag naar de lucht kunnen worden gereflecteerd. Het wateroppervlak is echter niet vlak, waardoor een groot deel van het licht ontsnapt: het water ligt als min of meer gespreide, gebogen druppels of als een oneffen laag op het glas door de wind en waterstromingen. Hoe meer het glasoppervlak ongelijkmatig wordt bevochtigd door het water, hoe meer de totale reflectie wordt verstoord, wat op zijn beurt wordt geregistreerd door de sensor.
 
De meetgrootheid is de afnemende lichtintensiteit op de foto-ontvanger bij bevochtiging.
Een enkele kleine druppel in het meetveld zou de wisser nog niet moeten triggeren, maar een grotere of meer wel. Op deze manier moet de sensor reageren op de beginnende visuele
beperking die wordt veroorzaakt door waterdruppels op het glas. Het aandeel van de hoeveelheid gereflecteerd licht kan ook dienen als regelgrootheid voor de intervaltijd van een ruitenwisser zodat de regensensor ook de snelheid van de ruitenwisser kan regelen afhankelijk van de hoeveelheid regen.

Meestal wordt infrarood gebruikt. De IR-straal wordt verbreed door diffunderende lenzen en onder de gewenste hoek in de voorruit geleid door middel van een opgelijmd optisch prisma.
Het prisma is nodig om de straling onder de gewenste hoek in de ruit te kunnen koppelen - zonder prisma zou door de breking geen enkele straal, die dan volledig wordt gereflecteerd,
in de vlakparallelle ruit kunnen komen. De lichtstraal wordt nu in de voorruit gereflecteerd en bereikt een ontkoppelingsprisma op een ander punt, dat totale reflectie op het binnenoppervlak vermijdt, de voorruit verlaat en door middel van convergerende lenzen op de fotoontvanger wordt gericht.

Bij zware regenval kan een sensorsysteem automatisch overschakelen van onderbroken naar continu wissen. Bij een plotselinge regenbui of in de spray van een vrachtwagen schakelt het systeem direct over naar het hoogste snelheidsniveau. Als er maar een paar regendruppels vallen, regelt de elektronica de wissersnelheid zodat de bestuurder altijd vrij zicht heeft.
Droog wrijven van de wisserbladen over de voorruit en daarmee zware slijtage van het wisserblad wordt vermeden. Om verkeerde interpretaties door condensatie te voorkomen, kan een geïntegreerde verwarming het meetgebied van binnenuit droog houden.

In vergelijking met de infrarode straling van de zon- of tunnelverlichting is de intensiteit van de IR-diode extreem laag, de te meten grootheid (strooilicht) is zelfs verwaarloosbaar klein.
Om nauwkeurige meetwaarden te verkrijgen, wordt het signaal gepulst bedreven en met behulp van een digitale lock-in versterker geëvalueerd.
 
Elektrische procedure
Elektrische regensensoren, zoals die worden gebruikt in de gebouwentechniek of de tuinbouw, hebben een elektrodenopstelling. Ze gebruiken de verandering in de capaciteit van de geïrrigeerde opstelling, of ze registreren de veranderde elektrische weerstand als gevolg van de geleidbaarheid van het regenwater. Afhankelijk van het proces zijn de elektroden bedekt of beschermd met een isolatielaag of metallic-open. Open opstellingen moeten corrosiebestendige metalen oppervlakken hebben; men kiest vaak voor vergulde geleiderbanen die als printplaat zijn gemaakt.
 
Andere functies in voertuigen
De regensensoren van vandaag (2012) die zijn aangesloten op het voertuignetwerk (bijvoorbeeld CAN- of LIN-bus) bieden vaak extra besturingsopties. B. gebruikt om automatisch ramen en schuifdak te sluiten. Geïntegreerde omgevingslichtsensoren kunnen de rijverlichting aansturen om ze automatisch in te schakelen als het donker is of bij het binnenrijden van een tunnel. Het automatische koplampreinigingssysteem werkt ook volgens het principe van de opto-elektronische meting die in de regensensor wordt gebruikt.
 
Bronnen: Wikipedia-de, Wikipedia-en 
  Categorieën: Meteorologische instrumenten I Weer A tot Z
 
web design florida