一種新型車載CO報(bào)警器的研究

白凈 許毅

摘要：我國(guó)每年的CO中毒事件頻發(fā)，其中冬、夏季是空調(diào)車內(nèi)一氧化碳（CO）中毒死亡的事故高發(fā)期。當(dāng)汽車停止不動(dòng)而車內(nèi)還使用空調(diào)冷氣或暖氣時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的一氧化碳很容易泄漏到車廂內(nèi)。本報(bào)警器的設(shè)計(jì)根據(jù)CO深度探測(cè)來發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，并發(fā)出相應(yīng)報(bào)警求助信號(hào)的報(bào)警器能有效的避免因CO氣體泄漏而引起的火災(zāi)、爆炸、中毒等人身傷亡事故和財(cái)產(chǎn)損失。

Abstract： In China， CO poisoning accidents happen frequently， especially in winter and summer， when death caused by CO poisoning in air-conditioned vehicles is frequent. When the car stops but the air conditioning or heating system still works， the engine exhausted CO is easy to leak to the compartment. The design of the alarm issues the appropriate control signal according to the depth of CO detection， and issues a corresponding alarm signal， which can effectively avoid fire， explosion， poisoning and other personal injury and property damage caused by CO leakage.

關(guān)鍵詞：CO中毒；CO報(bào)警器；設(shè)計(jì)

Key words： CO poisoning；CO alarm；design

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）03-0144-02

0 引言

一氧化碳（CO）中毒，又稱為煤氣中毒，是指是指一氧化碳經(jīng)過呼吸道進(jìn)入人體產(chǎn)生的中毒現(xiàn)象。凡是碳或含碳物質(zhì)在燃燒不充分之時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w。燃?xì)庑孤妒冀K不易被人發(fā)覺，當(dāng)泄露濃度不高（200ppm）的時(shí)候，人們會(huì)感覺到頭痛、頭暈，眼花、惡心、呼吸困難等；若濃度急劇升高，人會(huì)立即因腦缺氧在10至15分鐘窒息死亡?？照{(diào)車內(nèi)一氧化碳（CO）中毒死亡的事故，是有車一族必須警惕的另類“車禍”。CO濃度報(bào)警器已經(jīng)在家居日用方面得到了大面積普及，但目前車內(nèi)的CO濃度報(bào)警器還未普及，而且存在較多缺陷：

首先，報(bào)警功能不完善，目前的報(bào)警系統(tǒng)只局限于車內(nèi)，如果報(bào)警裝置能與汽車的報(bào)警裝置相連，可方便他人在車外進(jìn)行施救；其次，目前的設(shè)備僅局限于報(bào)警，并沒有有效的保護(hù)措施避免車內(nèi)人員的中毒現(xiàn)象；此外CO濃度報(bào)警器的集成化度太低，浪費(fèi)空間。

針對(duì)上述CO報(bào)警器存在的問題，本文涉及一種車載功能實(shí)用、操作方便的CO報(bào)警保護(hù)裝置，CO濃度探測(cè)器檢測(cè)到氣體濃度超標(biāo)，會(huì)傳遞信號(hào)給聲光報(bào)警裝置，以便采取措施，防止事故發(fā)生。同時(shí)本裝置采用的控制裝置可判斷停車、行車的狀態(tài)，并在CO濃度嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)對(duì)車內(nèi)的燃具及供氣系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)、有效的控制。

1 基于濃度控制的CO報(bào)警器的設(shè)計(jì)思路

CO濃度的不同，對(duì)人體的危害程度也不盡相同。當(dāng)人體連續(xù)吸入濃度為1000PPM的CO氣體2-3分鐘后，即會(huì)出現(xiàn)意識(shí)不清、嘔吐的生理反應(yīng)；當(dāng)連續(xù)吸入10000PPM濃度的CO氣體后2-10分鐘后，會(huì)直接導(dǎo)致死亡。能做到CO氣體濃度的有效探測(cè)、有效設(shè)定報(bào)警值是非常必要的。表1為不同濃度下的CO對(duì)人體的危害程度。

根據(jù)CO濃度對(duì)人體的危害不同，選用50ppm濃度開關(guān)、150ppm濃度開關(guān)、200ppm作為CO報(bào)警器的報(bào)警閾值?；跐舛忍綔y(cè)的報(bào)警器的濃度探測(cè)報(bào)警原理如下：

①設(shè)定有效的濃度報(bào)警值，即在接近但對(duì)人體尚未造成危害的濃度下即發(fā)出報(bào)警；

②發(fā)出的報(bào)警信號(hào)包括不同濃度下的視覺報(bào)警、聽覺報(bào)警；

③接收?qǐng)?bào)警信號(hào)的不局限于駕駛室內(nèi)的人員，車外的人員也可做為報(bào)警信號(hào)的接收者，以方便車外施救；

④在濃度超過人體危害值時(shí)，及時(shí)做出相應(yīng)的保護(hù)措施；

⑤濃度低于設(shè)定報(bào)警值時(shí)，警報(bào)自動(dòng)解除。

2 車載CO報(bào)警器技術(shù)解決方案

本實(shí)用新型所述的車載CO報(bào)警保護(hù)裝置，由獨(dú)立電源模塊、CO傳感器模塊、聲光報(bào)警裝置、控制連接裝置組成；其特征在于所述的電源模塊可獨(dú)立為報(bào)警裝置供電；所述的CO傳感器模塊可完成不同濃度的探測(cè)，并針對(duì)不同濃度發(fā)出不同的控制信號(hào)；所述的聲光報(bào)警裝置完成濃度超標(biāo)時(shí)的視覺及聲覺報(bào)警；所述的控制連接裝置與汽車車窗相連，根據(jù)CO濃度是否超標(biāo)實(shí)現(xiàn)車窗的自動(dòng)打開與關(guān)閉，同時(shí)所述的控制連接裝置與行車控制裝置相連，可在停車狀態(tài)時(shí)車內(nèi)的燃具及供氣系統(tǒng)進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：功能實(shí)用、操作方便、集成度高、體積小巧等，能有效的避免因CO氣體泄漏而引起的火災(zāi)、爆炸、中毒等人身傷亡事故和財(cái)產(chǎn)損失。所述的車載CO報(bào)警保護(hù)裝置，由獨(dú)立電源模塊、CO傳感器模塊、聲光報(bào)警裝置、控制連接裝置通過整體配合實(shí)現(xiàn)濃度探測(cè)、發(fā)出警報(bào)及警報(bào)解除等相應(yīng)措施。

如圖1所示。

1 獨(dú)立電源模塊；2 CO傳感器模塊；3 LED報(bào)警燈；4 蜂鳴器；5 汽車自帶報(bào)警裝置控制器；6 車窗控制開關(guān)；7 燃具及供氣系統(tǒng)控制開關(guān)；8 50ppm濃度開關(guān)；9 150ppm濃度開關(guān)；10 200ppm濃度開關(guān)；11 停車開關(guān)

技術(shù)解決方案實(shí)施步驟如下：

①CO傳感器模塊可完成CO不同濃度的探測(cè)，并發(fā)出不同濃度的控制信號(hào)，控制50ppm濃度開關(guān)、150ppm濃度開關(guān)、200ppm濃度開關(guān)、停車開關(guān)的開閉狀態(tài)。

②聲光報(bào)警裝置由LED報(bào)警燈、蜂鳴器構(gòu)成，可在CO濃度超過50ppm時(shí)完成視覺報(bào)警，在CO濃度超過150ppm時(shí)完成聽覺報(bào)警。

③控制連接裝置與汽車車窗相連，可在濃度超過200 ppm時(shí)自動(dòng)打開車窗。所述的控制連接裝置與實(shí)現(xiàn)停車時(shí)的燃具及供氣系統(tǒng)開關(guān)、汽車報(bào)警裝置相連，在濃度大于200ppm時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉燃具及供氣系統(tǒng)開關(guān)，同時(shí)汽車報(bào)警器發(fā)出報(bào)警。

3 小結(jié)

本實(shí)用新型結(jié)合了CO濃度超標(biāo)時(shí)的車內(nèi)、外報(bào)警及車窗自動(dòng)控制、燃具及供氣系統(tǒng)自動(dòng)控制等功能于一身，各裝置通過整體配合達(dá)到避免因CO氣體泄漏而引起的火災(zāi)、爆炸、中毒等人身傷亡事故的目的。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在：集成化度高，節(jié)省空間；其次，報(bào)警裝置完善，分為車內(nèi)報(bào)警及車外報(bào)警，可方便他人在車外進(jìn)行施救；此外，保護(hù)措施全面，包括自動(dòng)開關(guān)車窗及自動(dòng)開關(guān)燃具及供氣系統(tǒng)等保護(hù)功能。

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