CN101446541A - 一种汽车发动机舱烟雾探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车发动机舱烟雾探测系统，属于汽车运行安全状态综合监控预警技术领域。其目的是满足汽车在运行环境下检测发动机舱中烟雾浓度的需要，克服了现有烟雾探测器不能在高温、振动多、灰尘大的环境条件下使用的缺陷。解决方案是：该系统包括烟雾探测装置、ADAM模块、控制处理单元、稳压电源和报警装置，所述的烟雾探测装置主要由固定箱和其内的减振箱组成，减振箱内腔为一烟雾探测室，室内装有烟雾浓度和温度传感器，固定箱壁上设有与烟雾探测室连通的烟雾采集管和排气管；所述的ADAM模块输出端连接控制处理单元的输入端，控制处理单元的输出信号连接到报警装置。

Description

一种汽车发动机舱烟雾探测系统

技术领域：

本发明涉及一种汽车运行安全状态综合监控预警技术领域，即特殊设计的烟雾探测装置与信息采集和处理设备集成后形成汽车发动机舱烟雾探测系统，实现发动机运行安全状况监控，并提供预警功能。

背景技术：

所有的烟雾探测器都由两个基本的部分组成：一个传感器感应烟雾，以及一个非常响的电子喇叭用于唤醒人们。根据工作原理不同常用的烟雾探测器可分为两种：光电探测器和电离探测器。其技术和工作环境特征可概括如下：环境温度-10°～50°左右，多采用吸顶式结构，设备安装位置离烟雾源大约3～4m，安装位置通常能够保证清洁、常温、无振动，设备工作环境条件较好。因此在高温、振动较多、常有各种灰尘侵扰的环境条件下，现有的烟雾探测器无法满足技术和使用要求。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种汽车发动机舱烟雾探测系统，以满足汽车在运行环境下检测发动机舱中烟雾浓度的需要，克服了现有烟雾探测器不能在高温、振动多、灰尘大的环境条件下使用的缺陷。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

一种汽车发动机舱烟雾探测系统，包括烟雾探测装置、ADAM模块、控制处理单元、稳压电源和报警装置，所述的烟雾探测装置30主要由固定箱9和其内的减振箱12组成，减振箱12内腔为烟雾探测室1，室内装有烟雾浓度和温度传感器，固定箱9壁上设有与烟雾探测室1连通的烟雾采集管6和排气管2；所述的ADAM模块25输出端连接控制处理单元的输入端，控制处理单元的输出信号连接到报警装置。

所述的控制处理单元采用嵌入式工控机26，工控机26对来自ADAM模块25传来的数据信号经过处理后识别出烟雾的特征，视情况决定是否发送相关信号给报警控制装置。

所述的烟雾浓度和温度传感器包括烟雾浓度传感器4和热敏传感器13，烟雾浓度传感器4和热敏传感器13安装在电路板14上，电路板14安装在减振箱底座15上，电路板14上装有直流电源19。

所述的报警装置包括报警控制器28、报警设备29两部分，报警控制器28接收工控机26发出的信号，确定报警信号后发出指令控制报警设备29响应。

所述的减振箱12与固定箱9之间的顶部装有吊式减振器或阻尼器8，侧面装有减振弹簧5，.减振箱底座15下装有多个弹簧垫圈或橡胶垫17。

所述的烟雾采集管6和排气管2与减震箱12之间采用活动连接，与固定箱9之间采用固定密封连接；烟雾采集管6的端部装有档尘端盖7，排气管2的外侧端口装有抽气泵3。

所述的排气管2位于减震箱12外壁与固定箱9内壁之间部分的管体上，开有排除泄露到两箱体之间烟雾的适量小孔。

所述的烟雾采集管6或与多头歧管连接，或与加长管连接。采用多头歧管形式连接时，以实现发动机表面多点采集烟雾；当设备安装于发动机舱外时，烟雾采集管可以连接加长管。

所述的固定箱9可以采用两种形式，既由单一箱体或双层箱体构成，双层箱体的夹层内充填隔热材料11。其中一种适用于非高温环境，如驾驶室等，由单一箱体构成，将起到安装固定烟雾探测装置、作为减振箱有关减振设备基座等作用；另一种适用于高温环境，如发动机舱内，由两层箱体和隔热层构成隔热箱，不仅起到安装固定作用、减振设备基座作用，最重要的是还将起到隔热、保证探测设备在高温环境下能够正常工作。

本发明开发属于一种主动安全技术，一种能够在高温、易振动、多尘环境下使用的烟雾探测系统，利用信号识别方法准确判断汽车发动机舱内空间烟雾浓度，实现发动机存在潜在自燃危险时提前预警的功能，为汽车安全运营提供保障。

附图说明：

图1是本发明的系统构成原理示意图。

图2是安装于高温环境下的烟雾探测装置示意图。

图3是安装于非高温环境下的烟雾探测装置示意图。

图4是预警信息处理流程图。

图中：1.烟雾探测室 2.排气管 3.抽气泵 4.烟雾浓度传感器 5.减振弹簧 6.烟雾采集管 7.档尘端盖 8.吊式减振器或阻尼器 9.固定箱 10.隔热内箱 11.隔热材料 12.减振箱 13.热敏传感器 14.电路板 15.减振箱底座 16.隔热内箱底座 17.弹簧垫圈或橡胶垫 18.隔热外箱底座 19.直流电源 20.在减振箱上用于安装烟雾采集管的小孔 21.在减振箱上用于安装排气管的小孔22、23、24.分别为减振箱底座、隔热内箱底座、隔热外箱底座上的走线小孔 25.ADAM模块 26.工控机 27.稳压电源 28.报警控制器 29.报警设备 30.烟雾探测装置

具体实施方式：

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步详细描述：

烟雾浓度传感器4、热敏传感器13安装于电路板14上，从而固定于减振箱底座15上；烟雾探测装置30将通过数据传输线从减振箱12和固定箱底座18的小孔使电路板与ADAM模块25相连，ADAM模块25输出端将连接工控机26的输入端，工控机26的输出信号连接到报警控制器28的输入端，档尘端盖7安装在烟雾采集管6的起始端，抽气泵3安装在排气管2外侧端口。

其中烟雾探测装置安装于发动机舱或者驾驶室等地方，通过其内部的传感器检测发动机表面空间的烟雾特征；ADAM卡输入端与烟雾探测装置30中的烟雾浓度传感器4和热敏传感器13相连，输出端与工控机26相连，将传感器检测所得数据传输给工控机26；工控机26安装在车辆上，采用嵌入式系统进行开发，用于完成系统中信息的识别、数据处理、向报警控制器发出指令；报警控制器接收工控机发出的信号，确定报警信号后发出指令控制报警设备响应。

使用时，烟雾在抽气泵的作用下，从汽车发动机舱通过档尘端盖过滤处理后吸入到烟雾探测室；烟雾浓度传感器4检测烟雾浓度、热敏传感器13检测烟雾温度变化率，传感器信号通过数据线传输给ADAM模块25；ADAM模块25输出信号传送给工控机26，经过工控机26内部程序处理后，与事先设定好的阈值进行比较，判断所检测到的烟雾指标参数是否达到或超过阈值范围；一旦指标超过阈值范围，报警控制器28获得指令后触发报警设备29报警。

本发明采用多层箱体结构构成烟雾探测装置，保证设备在高温、振动频繁、灰尘较多的环境下能够正常使用。采用两层箱体中间填充隔热材料，形成隔热体，可以避免在较高温度下使用时传感器、电路系统失效；通过减震箱外加装各种减振装置，使箱体得到充分的减振，可以保护其内部的传感器及电路系统，从而保证设备在振动多、颠簸大的环境下正常发挥其功效；在烟雾采集管口设置档尘端盖，充分过滤掉灰尘等粒度较大的杂质，使较纯洁的烟雾进入烟雾探测室，保证传感器所检测到的有关烟雾信号的准确性，使得设备能够在灰尘较多的环境下正常使用。

参阅图1～4，烟雾探测室1由减振箱12及减振箱底座15所形成的内部空间构成；烟雾探测传感器4、热敏传感器13安装于电路板14上，由12V直流电源19供电；减振箱底座四角对称安装四个橡胶垫或弹簧垫圈17，顶面中心处安装一个吊式减振器或阻尼器8，侧壁外侧每一个表面中心处安装柱式减振弹簧5，该弹簧以固定箱9箱体内壁为底座；固定箱分为两种，如果该装置安装于发动机舱内部，则固定箱由隔热外箱代替，如果该装置安装于其他环境温度较低的场所，固定箱由一个独立的单层箱体构成；隔热箱由内外两层箱体构成，在隔热外箱9和隔热内箱10中间填充隔热材料11，箱体的底座也同样由两层且填充隔热材料构成，使放置于隔热箱内部的传感器得到充分的隔热；前面所述传感器、隔热箱(或固定箱)、减振箱、烟雾采集管6、排烟管2、抽气泵3一起构成烟雾探测装置30；数据处理和报警控制部分包括ADAM模块25、工控机26、稳压电源27、报警控制器28、报警设备29(如显示器、警报铃、警示灯等)和数据线构成。

烟雾浓度传感器4采用烟雾气体浓度检测传感器MS5100，用于检测所采集气体样本的烟雾浓度；热敏传感器13采用半导体二极管或三极管，用于检测所采集气体样本的温度变化率；ADAM模块25采用ADAM4017模块，通过数据线接收前述传感器所传来的模拟信号。

烟雾探测装置30采集到发动机表面空间的烟雾后，烟雾浓度传感器4、热敏传感器13采集相关信息传输给ADAM模块25，经转化后送入嵌入式工控机26进行处理。工控机26内置的程序将根据烟雾浓度、温度变化率两种参数的具体特征值，与事先设定好的相关阈值进行比较，分析判断烟雾指标的具体状态，从而决定是否发送信号给报警控制器28。

本发明对汽车发动机具体的安全状态监测，实现了温度高、振动多、灰尘大等恶劣环境下烟雾状态探测，为汽车安全状态监测提供了一种有效的手段。

Claims (9)

1、一种汽车发动机舱烟雾探测系统，包括烟雾探测装置、ADAM模块、控制处理单元、稳压电源和报警装置，其特征在于所述的烟雾探测装置(30)主要由固定箱(9)和其内的减振箱(12)组成，减振箱(12)内腔为烟雾探测室(1)，室内装有烟雾浓度和温度传感器，固定箱(9)壁上设有与烟雾探测室(1)连通的烟雾采集管(6)和排气管(2)；所述的ADAM模块(25)输出端连接控制处理单元的输入端，控制处理单元(26)的输出信号连接到报警装置。

2、根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的控制处理单元采用嵌入式工控机(26)，工控机(26)对来自ADAM模块(25)传来的数据信号经过处理后识别出烟雾的特征，视情况决定是否发送相关信号给报警控制装置。

3、根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的烟雾浓度和温度传感器包括烟雾浓度传感器(4)和热敏传感器(13)，烟雾浓度传感器(4)和热敏传感器(13)安装在电路板(14)上，电路板(14)安装在减振箱底座(15)上，电路板(14)上装有直流电源(19)。

4、根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的报警装置包括报警控制器(28)、报警设备(29)两部分，报警控制器(28)接收工控机(26)发出的信号，确定报警信号后发出指令控制报警设备(29)响应。

5、根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的减振箱(12)与固定箱(9)之间的顶部装有吊式减振器或阻尼器(8)，侧面装有减振弹簧(5)，.减振箱底座(15)下装有多个弹簧垫圈或橡胶垫(17)。

6、根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的烟雾采集管(6)和排气管(2)与减震箱(12)之间采用活动连接，与固定箱(9)之间采用固定密封连接；烟雾采集管(6)的端部装有档尘端盖(7)，排气管(2)的外侧端口装有抽气泵(3)。

7、根据权利要求1或6所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的排气管(2)位于减震箱(12)外壁与固定箱(9)内壁之间部分的管体上，开有排除泄露到两箱体之间烟雾的适量小孔。

8、根据权利要求1或6所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的烟雾采集管(6)或与多头歧管连接，或与加长管连接。

9、根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱烟雾探测系统，其特征在于所述的固定箱(9)由单一箱体或双层箱体构成，双层箱体的夹层内充填隔热材料(11)。

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