唐思炜，侯书勇

（华东理工大学 理学院，上海 2 00237）

雨滴传感器大多应用于汽车自动雨刮.现有的雨滴传感器主要有三种类型：静电容式，以两块极板作为传感器，当有雨进入极板中间时，电容值会随雨量的大小改变，从而判断雨量；压电振子式，以压电元件作为传感器，随着雨量的变化，压电材料会输出不同的振动波形，从而判断雨量；红外线式，利用光的全反射原理，当传感元件接触到雨后，由于介质折射率的不同，光线会发生全反射，根据光线全反射的强度判断雨量大小[1].这些传感器只有在雨量较大时，才能判断雨量的大小，当雨量较小时，很难作出灵敏的反应.因此，本文拟对现有传感器进行改进，以提高传感器的灵敏度.

1 雨滴传感器原理

1.1 平行玻璃结构和理想雨滴模型

一束光线入射到平板玻璃后分为三段：L1为入射光，L2为折射光，L3为出射光.设滴落到平板玻璃上的理想雨滴（形状为半椭圆）只有一滴，如图1所示，在L1处安置激光信号发射器，在L3处安置光敏电阻.根据折射定律，无雨时，入射光L1和出射光L3是平行的.那么光敏电阻将接收到光信号，判断为无雨.

由于玻璃折射率＞雨水折射率＞空气折射率，当理想雨滴滴落在玻璃上，由于理想雨滴为半椭圆形，光线相对于雨滴的入射面和出射面是不平行的，则获得的出射光L3与入射光L1一定不平行，出射光L3发生偏转，光敏电阻无法接收到光信号，判断为有雨.

1.2 传感器改进——V形槽雨滴传感器

在平行玻璃……