Кіріспе

Жаңбырдан суды анықтау құрылғысы

Жаңбыр сенсоры немесе жаңбыр ажыратқышы – жаңбыр жауған кезде іске қосылатын ажырату құрылғысы. Жаңбыр сенсорларының екі негізгі қолданылу саласы бар. Біріншісі – суды сақтауға арналған құрылғы, ол автоматты суару жүйесіне қосылып, жаңбыр жауғанда жүйені тоқтатып тұрады. Екіншісі – автомобильдің ішін жаңбырдан қорғауға және алдыңғы әйнекті сүргіштердің автоматты режимін қолдауға пайдаланылатын құрылғы.

Жұмыс істеу принципі

Жаңбыр сенсоры толық ішкі шағылысу принципі бойынша жұмыс істейді. 45 градус бұрышпен бағытталған инфрақызыл сәуле таза жел әйнегінен шағылысып, көліктің ішіндегі сенсорға жетіп, сезіледі. Жаңбыр жауғанда, сулы шыны жарықты шашыратады, нәтижесінде сенсорға аз жарық кері шағылысады. Кәсіби спутниктік байланыс антенналарындағы қосымша қолданысы – антеннаның апертурасына жаңбырды ұрып, толқын жетектегіштеріндегі қысымды және құрғақ ауаны сақтайтын милар қаптамасынан су тамшыларын жою.

Суару сенсорлары

Суару жүйелеріне арналған жаңбыр сенсорлары сымсыз және сымды нұсқаларда қол жетімді, көпшілігі жаңбыр болғанда ісіп, кепкенде қысқаратын гигроскопиялық дискілерді пайдаланады. Гигроскопиялық дискілер жиынтығы электрлік қосқышты басады немесе босатады, ал кептіру жылдамдығы көбінесе жиынтыққа жететін желдетуді реттеу арқылы таңдалады. Дегенмен, жауын-шашынды өлшеу үшін көлденең тостаған немесе өткізгіштік зондтарын пайдаланатын кейбір электрлік типтегі сенсорлар да сатылады. Сымсыз және сымды нұсқалардың екеуі де суару контроллерінің суаруын уақытша тоқтату үшін ұқсас механизмдерді қолданады – олар суару контроллерінің сенсорлық терминалдарына қосылады немесе жаңбыр сезілген кезде кез келген клапанның ашылуын болдырмайтын, солэноидты клапанның ортақ тізбегіне тізбектей орнатылады. Кейбір суару жаңбыр сенсорлары, әсіресе суару жүйелері қыста да қолданылатын жерлерде, жүйенің қатып қалған температурада жұмыс істемеуі үшін тоңдыру сенсорын қамтиды. Флорида, Нью-Джерси, Миннесота, Коннектикут және Техастың көп бөлігіндегі жаңа газонға су шашу жүйелеріне сенсор орнату міндетті.

Автомобильдік сенсорлар

1958 жылы General Motors компаниясының Cadillac Motor Car Division бөлімшесі жаңбырға сезімтал коммутатормен тәжірибе жүргізді, ол түрлі электр моторларын арнайы салынған Eldorado Biarritz моделінің кабриолет шатырын жабу және ашық терезелерін көтеру үшін қосатын болды. Осындай алғашқы құрылғы 1950-1951 жылдары жасалған Le Sabre деп аталған концепт-көлікте де сол мақсатта қолданылған. General Motors компаниясының кабриолет шатырлары үшін автоматты жаңбыр сенсоры 1950 жылдары Chevrolet Bel Air сияқты көліктерге дилерлер орнататын опция ретінде қолжетімді болды. 1996 жылғы модельге келгенде, Cadillac қайтадан автомобильдерді автоматты жаңбыр сенсорымен жабдықтап, осы жолы ол алдыңғы әйнекті тазартатын щеткаларды автоматты түрде іске қосып, жағдайға қарай жылдамдығын реттеді. 2017 жылдың желтоқсанында Tesla AP2.x автомобильдерінің бортындағы камераларды арнайы сенсорларды қолданбай жаңбырды пассивті түрде анықтау мүмкіндігін қосатын (2017.52.3) OTA жаңартуын шығаруды бастады. Бұл мүмкіндікке ие көліктердің көпшілігі басқару бағанасында автоматты режимде орналасқан.

Жаңбыр сезімталының физикасы

Қазіргі кездегі ең көп таралған жаңбыр сенсорлары жалпы ішкі шағылысу принципіне негізделген. Үнемі 45 градус бұрышта инфрақызыл сәуле жел әйнегіне ішкі жағынан бағытталады. Егер шыны құрғақ болса, жалпы ішкі сынудың критикалық бұрышы шамамен 42° құрайды. Бұл мән жалпы ішкі сыну формуласымен есептеледі, мұнда ауаның инфрақызыл сәулелерге қатысты сыну көрсеткішінің шамамен алынған мәні және шынының сыну көрсеткішінің шамамен алынған мәні қолданылады, екеуі де инфрақызыл үшін. Осы жағдайда, жарық түсу бұрышы 45° болғандықтан, барлық жарық шағылысады және детектор максималды интенсивтілікті алады. Егер шыны ылғал болса, судың сыну көрсеткіші ауадан жоғары болғандықтан, критикалық бұрыш шамамен 60°-қа өзгереді. Осы жағдайда, түсу бұрышы 45° болғандықтан, толық ішкі шағылысу пайда болмайды. Жарық сәулесінің бір бөлігі шыны арқылы өтеді және шағылысқа байланысты өлшенген интенсивтілік төмендейді: жүйе суды анықтайды және сүргілер (жапқыштар) қосылады.