CN104707727A - 一种高速公路隧道智能除雾霾装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路隧道智能除雾霾装置，包括可拆卸的封装盒、锥形高分子绝缘管、负离子发生器、碳纤维离子发射头、风扇、驱动电路盒。驱动电路盒中有驱动电路板，驱动电路板上安装有驱动电路，驱动电路中有雾霾传感器，雾霾传感器位于封装盒外顶端，驱动电路包括5V稳压源电路、雾霾检测驱动电路、负离子发生电路。本发明能够利用负离子除高速公路隧道内的雾霾，但却不会加重高速公路隧道的能见度低的情况，可以很有效的将隧道内雾霾离子沉降而改善高速公路隧道内的能见度情况，从而给雾霾天气下的高速公路隧道的行车带来了安全保障。

Description

一种高速公路隧道智能除雾霾装置

技术领域

   本发明涉及一种智能检测除雾霾设备，尤其涉及一种高速公路隧道智能除雾霾装置。

背景技术

由于高速公路的快速发展，高速公路需要截弯取直，将漫长的盘山公路改成直接穿越山体的隧道，这样不但节省行车时间，降低油耗，而且安全性也大为提高，所以修建的隧道越来越多。然而隧道的存在又面临着很多潜在的灾害，高速公路隧道内的雾霾是一种经常造成交通事故的灾害。近几年气候反常，时常会出现雾霾天气，雾霾进入隧道会使隧道内能见度变低，且隧道内外存在一定的光差，即使在高速公路隧道中存在照明装置，但也不如隧道外面明亮，而且雾霾天气会造成隧道内照明光线的折射、散射，导致高速公路隧道内外光差更大，高速公路隧道内外的光差，会导致车辆进入隧道口的瞬间，人眼无法一下适应而造成黑洞效应，出隧道时则会造成白洞效应，再加上雾霾使得隧道内的能见度大大降低，给高速公路隧道内行车造成极大的安全隐患。

现有技术有道路除雾霾装置，但是道路暴露在外面，空间太大，除掉部分雾霾后，也会因为在开放空间中雾霾扩散的迅速，使得除雾霾工作的效益极其的低，然而把高速公路隧道内的雾霾除去，外面的雾霾要再进入属于大部分封闭式空间形体的隧道需要一段时间，所以，在高速公路隧道有雾霾时进行除霾对改善隧道内能见度是有很大作用的，对隧道内雾霾天气下行车安全是起很大作用的。

现有的喷雾除雾霾技术，在高速公路未封路的情况下喷出的雾会大大降低能见度，使得发生交通事故的可能性更大，而且现有技术不存在高速公路隧道内的除雾霾情况，然而高速公路在我国国民经济中的地位日趋重要，所以急需引入一种合适的具有除霾功能的高速公路隧道，所以急需引入一种合适的高速公路隧道除雾霾的装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种既不突然加重隧道内的能见度低的问题又不影响高速公路隧道路面湿度的高速公路隧道智能除雾霾装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种高速公路隧道智能除雾霾装置，包括封装盒、锥形高分子绝缘管、负离子发生器、碳纤维离子发射头、风扇和驱动电路盒，可拆卸的封装盒固定在高速公路隧道内两个侧壁的顶端，在每个封装盒内安装有若干个并排的锥形高分子绝缘管，在锥形高分子绝缘管内后面的大口端安装有风扇，在锥形高分子绝缘管内的中间安装有负离子发射器，在负离子发生器上安装有若干个碳纤维离子发射头，在锥形高分子绝缘管内的后面、风扇的前面安装有驱动电路盒，在驱动电路盒中安装有驱动电路板，在驱动电路板上安装有驱动电路，驱动电路中有雾霾传感器，雾霾传感器安装在封装盒外前端的顶部，雾霾传感器通过导线与驱动电路板连接。

本发明工作时，5V稳压源将市电220VAC转为稳定的5伏直流电源给雾霾检测驱动电路供电，雾霾检测驱动电路驱动雾霾传感器的检测工作，当检测到隧道内的雾霾浓度较低时，则不开启负离子发生器的工作，不进行负离子除雾霾的工作；当检测到隧道内的雾霾到一定的浓度时，则启动负离子发生器的工作，从而产生负离子并通过碳纤维离子发射头发射，并通过风扇将负离子从锥形高分子绝缘管小口端吹出，负离子被吹到高速公路隧道的空气中，并在空气中进行长距离的扩散，使空气中雾霾粒子通过正负离子吸引、碰撞形成分子团下沉落地，达到除高速公路隧道内雾霾的目的，从而保障了雾霾天气下，高速公路隧道内的行车安全。

本发明用于高速公路隧道的除雾霾工作，本发明利用负离子除高速公路隧道内的雾霾，但却不会加重高速公路隧道的能见度低的情况，可以很有效的将隧道内雾霾离子沉降而改善高速公路隧道内的能见度情况，从而给雾霾天气下的高速公路隧道的行车带来了安全保障。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

一种高速公路隧道智能除雾霾装置，包括封装盒1、锥形高分子绝缘管2、负离子发生器3、碳纤维离子发射头4、风扇5和驱动电路盒6，可拆卸的封装盒1固定在高速公路隧道内两个侧壁的顶端，在每个封装盒1内安装有若干个并排的锥形高分子绝缘管2，在锥形高分子绝缘管2内后面的大口端安装有风扇5，在锥形高分子绝缘管2内的中间安装有负离子发射器3，在负离子发生器3上安装有若干个碳纤维离子发射头4，在锥形高分子绝缘管2内的后面、风扇5的前面安装有驱动电路盒6，在驱动电路盒6中安装有驱动电路板，在驱动电路板上安装有驱动电路，驱动电路中有雾霾传感器7，雾霾传感器7安装在封装盒1外前端的顶部，雾霾传感器7通过导线与驱动电路板连接。

驱动电路包括5伏稳压源电路、雾霾检测驱动电路和负离子发生器电路，其中：

5伏稳压源电路由降压变压器T、整流桥VD1-VD4、集成稳压电路IC1、第1-4电容C1-C4组成，第1电容C1、第3电容C3为极性电容，第2电容C2、第4电容C4为偏置电容。220V市电经降压变压器T降压、整流桥VD1-VD4整流、集成稳压电路IC1稳压、第1电容C1、第3电容C3滤波后输出电源Vcc：+5V给雾霾检测驱动电路供电，第1电容C1与第2电容C2并联，第3电容C3与第4电容C4并联。

雾霾检测驱动电路由雾霾传感器7、第5电容C5、第1运算放大器U1、第1三极管Q1、第1继电器J1、第2继电器J2、第1电阻R1、第2电阻R2、第1可调电阻RW1组成，雾霾传感器7的电源端连接电源Vcc，雾霾传感器7的接地端接地，雾霾传感器7的VLED端连接第5电容C5的正极，第5电容C5的负极接地，以驱动雾霾传感器7内部红外的工作，雾霾传感器7的输出端接第1运算放大器U1的正输入端，第1电阻R1的一端接电源Vcc，第1电阻R1的另一端与第1可调电阻RW1串联后接地构成分压电路，通过第1可调电阻RW1可调节第1可调电阻RW1所分的电压，第1可调电阻RW1的高电位端接第1运算放大器U1的负输入端，第1运算放大器U1的正输入端、负输入端的电位比较决定第1运算放大器U1的输出端电平的高低，第一运算放大器U1的输出端接第1三极管Q1的基极，第1三极管Q1的集电极与第1继电器J1、第2继电器J2串联后接电源Vcc，第1三极管Q1的发射极与第2电阻R2串联后接地；

负离子发生器电路由负离子发生驱动电路、第1继电器J1的常开触点JK1组成；负离子发生驱动电路由第1-4整流二极管:VD1、VD2、VD3、VD4，第6-9电容:C6、C7、C8、C9，第2三级管Q2，升压变压器T2，第3电阻R3，第4电阻R4，第2可调电阻RW2，放电装置HV组成，第6电容C6、第7电容C7为极性电容，第8电容C8、第9电容C9为偏置电容。220VAC的一端经过第1继电器的常开触点JK1与第1整流二极管VD1阳极、第2整流二极管VD2阴极的公共端连接，第1整流二极管VD1的阴极与极性电容C6的正极连接，第2整流二极管VD2的阳极与第7电容C7的负极连接，第6电容C6负极和第7电容C7正极的公共端与220VAC的另一端连接，第3电阻R3的一端与第1整流二极管VD1阳极连接，第3电阻R3的另一端与第2三极管Q2的集电极连接，第2三极管Q2的基级与第2可调电阻RW2的一端连接，第2可调电阻RW2另一端、第2三极管Q2发射极、第3整流二极管VD3负极的公共端与第2整流二极管VD2阴极、第7电容C7负极的公共端连接，第8电容C8的一端与第2三极管Q2的集电极连接，第8电容C8的另一端与第3整流二极管VD3的阳极连接，升压变压器T2的初级线圈联并联在第3整流二极管VD3的两端，升压变压器T2的副边线圈的一端与第4整流二极管VD4的阳极连接，升压变压器T2的副边线圈的另一端依次与第4电阻R4、第9电容C9串联后与第4整流二极管VD4阴极和放电装置HV的输入端的公共端。

本发明将高分子绝缘管2设计成锥形，高分子绝缘管2的小口端输出负离子，原因是小口端的出气面积小、压力大、流速快，负离子发生器3产生的负离子被风扇5迅速吹到高速公路隧道的空气中，并能够在空气中进行长距离的扩散，使得隧道除雾霾的工作能够更加充分；雾霾传感器7安装在封装盒1前端的顶部，原因是安装在前端顶部，更接近于隧道行车处的环境，检测出来的雾霾浓度更真实、可靠；

高速公路供电利用的是市电220V供电，本发明利用高速公路所提供的市电220VAC驱动负离子发生器电路的工作，并通过把220VAC稳压为5V稳压电源Vcc给雾霾检测驱动电路供电。

工作原理：

1、雾霾传感器7检测高速公路隧道内的雾霾浓度，当无雾霾或雾霾浓度时较低时，导致雾霾传感器7检测到的雾霾浓度低于所设置的雾霾浓度阈值，雾霾传感器7的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位比负输入端的电位低，从而第1运算放大器U1的输出端输出低电平，第1三极管Q1截止，导致第1继电器J1的常开触点JK1断开，不启动负离子发生器3产生负离子，即不做隧道内除雾霾的工作；

2、当检测到一定的雾霾浓度值时，并导致雾霾传感器7检测到的雾霾浓度高于所设置的雾霾浓度阈值，雾霾传感器7的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位比负输入端的电位高，从而第1运算放大器U1的输出端输出高电平，第1三极管Q1导通，导致第1继电器J1的常开触点JK1导通，负离子发生器3产生负离子。产生的负离子通过碳纤维离子发射头4发射，并通过风扇5将负离子从锥形高分子绝缘管2的小口端吹出，负离子被吹到高速公路隧道的空气中，并在隧道内空气中进行长距离的扩散，使空气中雾霾粒子通过正负离子吸引、碰撞形成分子团下沉落地，达到除高速公路隧道内雾霾的目的，从而保障了雾霾天气下高速公路隧道内行车的安全。

3、当高速公路隧道雾内霾被沉降到其浓度低于所设定的阈值时，雾霾传感器7的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位比负输入端的电位低，从而第1运算放大器U1的输出端输出低电平，第1三极管Q1截止，导致第1继电器J1的常开触点JK1断开，负离子发生器3停止产生负离子，隧道内的除雾霾工作停止；

4、一定时间后，隧道外进入隧道内的雾霾又达到一定的浓度时，且高于所设定的阈值时，雾霾传感器7的输出端输出高电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位比负输入端的电位高，从而第1运算放大器U1的输出端输出高电平，第1三极管Q1导通，导致第1继电器J1的常开触点JK1闭合，隧道内的除雾霾工作又开始进行。

雾霾传感器7采用的是夏普二代雾霾传感器，它通过5V直流电源供电，要通过它的VLED引脚接220uF的极性电容的正极，极性电容的负极接地后驱动此传感器内的红外的工作，且它具有模拟电压输出模式，输出的电压大小与雾霾浓度成正比例关系。

Claims (3)

1.一种高速公路隧道智能除雾霾装置，其特征在于：包括封装盒、锥形高分子绝缘管、负离子发生器、碳纤维离子发射头、风扇和驱动电路盒，可拆卸的封装盒1固定在高速公路隧道内两个侧壁的顶端，在每个封装盒内安装有若干个并排的锥形高分子绝缘管，在锥形高分子绝缘管内后面的大口端安装有风扇，在锥形高分子绝缘管内的中间安装有负离子发射器，在负离子发生器上安装有若干个碳纤维离子发射头，在锥形高分子绝缘管内的后面、风扇的前面安装有驱动电路盒，在驱动电路盒中安装有驱动电路板，在驱动电路板上安装有驱动电路，驱动电路中有雾霾传感器，雾霾传感器安装在封装盒外前端的顶部，雾霾传感器通过导线与驱动电路板连接。

2.根据权利要求1所述的高速公路隧道智能除雾霾装置，其特征在于：驱动电路包括5伏稳压源电路、雾霾检测驱动电路和负离子发生器电路，其中：

5伏稳压源电路由降压变压器T、整流桥VD1-VD4、集成稳压电路IC1、第1-4电容C1-C4组成， 220V市电经降压变压器T降压、整流桥VD1-VD4整流、集成稳压电路IC1稳压、第1电容C1、第3电容C3滤波后输出电源Vcc：+5V给雾霾检测驱动电路供电，第1电容C1与第2电容C2并联，第3电容C3与第4电容C4并联；

雾霾检测驱动电路由雾霾传感器7、第5电容C5、第1运算放大器U1、第1三极管Q1、第1继电器J1、第2继电器J2、第1电阻R1、第2电阻R2、第1可调电阻RW1组成，雾霾传感器7的电源端连接电源Vcc，雾霾传感器7的接地端接地，雾霾传感器7的VLED端连接第5电容C5的正极，第5电容C5的负极接地，以驱动雾霾传感器7内部红外的工作，雾霾传感器7的输出端接第1运算放大器U1的正输入端，第1电阻R1的一端接电源Vcc，第1电阻R1的另一端与第1可调电阻RW1串联后接地构成分压电路，通过第1可调电阻RW1可调节第1可调电阻RW1所分的电压，第1可调电阻RW1的高电位端接第1运算放大器U1的负输入端，第1运算放大器U1的正输入端、负输入端的电位比较决定第1运算放大器U1的输出端电平的高低，第一运算放大器U1的输出端接第1三极管Q1的基极，第1三极管Q1的集电极与第1继电器J1、第2继电器J2串联后接电源Vcc，第1三极管Q1的发射极与第2电阻R2串联后接地；

负离子发生器电路由负离子发生驱动电路、第1继电器J1的常开触点JK1组成；负离子发生驱动电路由第1-4整流二极管:VD1、VD2、VD3、VD4，第6-9电容:C6、C7、C8、C9，第2三级管Q2，升压变压器T2，第3电阻R3，第4电阻R4，第2可调电阻RW2，放电装置HV组成，（第6电容C6、第7电容C7为极性电容，第8电容C8、第9电容C9为偏置电容。

3.220VAC的一端经过第1继电器的常开触点JK1与第1整流二极管VD1阳极、第2整流二极管VD2阴极的公共端连接，第1整流二极管VD1的阴极与极性电容C6的正极连接，第2整流二极管VD2的阳极与第7电容C7的负极连接，第6电容C6负极和第7电容C7正极的公共端与220VAC的另一端连接，第3电阻R3的一端与第1整流二极管VD1阳极连接，第3电阻R3的另一端与第2三极管Q2的集电极连接，第2三极管Q2的基级与第2可调电阻RW2的一端连接，第2可调电阻RW2另一端、第2三极管Q2发射极、第3整流二极管VD3负极的公共端与第2整流二极管VD2阴极、第7电容C7负极的公共端连接，第8电容C8的一端与第2三极管Q2的集电极连接，第8电容C8的另一端与第3整流二极管VD3的阳极连接，升压变压器T2的初级线圈联并联在第3整流二极管VD3的两端，升压变压器T2的副边线圈的一端与第4整流二极管VD4的阳极连接，升压变压器T2的副边线圈的另一端依次与第4电阻R4、第9电容C9串联后与第4整流二极管VD4阴极和放电装置HV的输入端的公共端。