CN104984974B - 一种新型移动式汽车尾气自动抽排系统 - Google Patents

一种新型移动式汽车尾气自动抽排系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车尾气自动抽排系统，包括：控制单元，与该控制单元相连的气体浓度传感器，以及与所述控制单元的控制端相连的适于抽排汽车尾气的鼓风机；所述控制单元适于根据气体浓度传感器检测汽车尾气浓度以调节所述鼓风机转速；本发明汽车尾气自动抽排系统能够根据汽车发动机运行状况自动控制尾气抽排装置工作，便于开操作，还能起动监控室内有害气体浓度的功能，减少了有害气体对人体的危害，集成度高，控制能力强；并且还具有移动便捷性。

Description

一种新型移动式汽车尾气自动抽排系统
技术领域
本发明属于汽保设备，具体为用于汽车维修企业、汽车培训机构及汽车检测站，主要目的是根据汽车尾气排放情况自动控制尾气抽排装置工作。
背景技术
汽车排放的尾气中有害气体多为CO、HC、NO化合物等，对人体呼吸系统及中枢神经系统等有毒性作用；特别是在汽车维修厂房或者汽车检测站内，因为通风不畅，对人体危害程度更大。目前，汽车维修企业或者汽车检测站主要采用滑轨式尾气抽排、地藏式尾气抽排尾气和抽排小车等，这些系统虽然应用普遍，但是均为手动控制模式。有时汽车发动机并没运行，可是尾气抽排系统却没有及时关闭，不仅产生抽排噪音还造成能源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车尾气自动抽排系统，其能够根据汽车发动机的尾气状况自动控制本汽车尾气自动抽排系统工作。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车尾气自动抽排系统，包括：控制单元，与该控制单元相连的气体浓度传感器，以及与所述控制单元的控制端相连的适于抽排汽车尾气的鼓风机；所述控制单元适于根据气体浓度传感器检测汽车尾气浓度以调节鼓风机转速。
进一步，所述汽车尾气自动抽排系统还包括：高度伺服调节机构；所述高度伺服调节机构包括：双柱式齿条，与该双柱式齿条配合升降的升降台，所述鼓风机安装在该升降台上，该升降台通过驱动电机控制升降，所述驱动电机由控制单元控制；和/或所述升降台的一侧安装有适于调节升降台高度的升降调节手柄。
进一步，所述控制单元包括：粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路、多路基准电压模块和第一处理器模块；其中所述多路基准电压模块适于向粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路分别提供粗测基准电压和精测基准电压；所述粗测信号差分放大电路适于将气体浓度传感器采集的气体浓度信号发送至第一处理器模块进行粗测；所述第一处理器模块适于根据粗测气体浓度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压，以使第一处理器模块获得精测气体浓度值。
进一步，所述多路基准电压模块包括：第一通道模拟开关，该第一通道模拟开关的输出端与精测信号差分放大电路的基准电压端相连；所述第一处理器模块的多路PWM信号输出端分别通过相应的滤波整定电路与第一通道模拟开关的多路输入端相连。
进一步，所述控制单元还包括位于信号输入端的第二通道模拟开关，该第二通道模拟开关的输出端与粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的输入端相连；所述第二通道模拟开关由所述第一处理器模块控制切换。
进一步，任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连。
进一步，所述第一处理器模块通过第二处理器模块与鼓风机的转速控制端相连，所述第二处理器模块通过获得的气体浓度控制鼓风机的转速。
进一步，所述第二处理器模块还连接有触摸屏。
进一步，所述汽车尾气自动抽排系统还包括与第二通道模拟开关输入端相连的外部气体浓度传感器，该外部气体浓度传感器用于检测在室内的汽车尾气浓度；所述第二处理器模块适于当室内的汽车尾气浓度超标时，启动报警装置报警。
本发明的有益效果是：(1)本发明汽车尾气自动抽排系统能够根据汽车发动机运行状况自动控制尾气抽排装置工作，便于开操作，还能起动监控室内有害气体浓度的功能，减少了有害气体对人体的危害，集成度高，控制能力强；并且还具有移动便捷性；(2)气体浓度传感器先通过粗测信号差分放大电路对气体浓度值进行粗测，然后根据粗测气体浓度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压，以使第一处理器模块获得的精测气体浓度值，以达到精确测量气体浓度的目的，以进一步实现对鼓风机转速的精确控制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的汽车尾气自动抽排系统的结构示意图；
图2是本发明的汽车尾气自动抽排系统的原理框图；
图3是本发明的控制单元的原理框图；
图4本发明的滤波整定电路的电路图；
图5是本发明的粗测信号差分放大电路的电路原理图；
图6是本发明的精测信号差分放大电路的电路原理图。
图中：鼓风机1、高度伺服调节机构2、升降调节手柄3、鼓风机的进气口4、排气口5、双柱式齿条6、驱动电机7、底座8。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示，本发明的一种汽车尾气自动抽排系统，包括：控制单元，与该控制单元相连的气体浓度传感器，以及与所述控制单元的控制端相连的适于抽排汽车尾气的鼓风机1；所述控制单元适于根据气体浓度传感器检测汽车尾气浓度以调节鼓风机转速。
优选的，为了使鼓风机的进气口与汽车排气管口的高度一致，所述汽车尾气自动抽排系统还包括：高度伺服调节机构2；所述高度伺服调节机构2包括：双柱式齿条6，与该双柱式齿条6配合升降的升降台，所述鼓风机1安装在该升降台上，该升降台通过驱动电机7控制升降，所述驱动电机7由控制单元控制；具体的，由所述控制单元中的第二处理器模块控制；和/或所述升降台的一侧安装有适于调节升降台高度的升降调节手柄3。当驱动电机7无法工作时，可以通过升降调节手柄3应急操作，调节鼓风机1的工作高度。
可选的，所述鼓风机1采用220V交流1.1KW电机，鼓风机的进气口4为喇叭状橡胶吸气口，外口口径为150mm，鼓风机的排气口5为直接75mm、长度3米的耐高温橡胶软管
所述气体浓度传感器例如但不限于采用CO2传感器、CO传感器、NO传感器，且位于所述鼓风机的进气口。
如图3所示，进一步，所述控制单元包括：粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路、多路基准电压模块和第一处理器模块；其中所述多路基准电压模块适于向粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路分别提供粗测基准电压和精测基准电压；所述粗测信号差分放大电路适于将气体浓度传感器采集的气体浓度信号发送至第一处理器模块进行粗测；所述第一处理器模块适于根据粗测气体浓度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压(ADREF)，以使第一处理器模块获得精测气体浓度值。
由于粗测信号差分放大电路采用固定的基准电压值进行比较，因此，在不同的气体浓度情况下，气体浓度测量是不精确的，无法满足高精度的鼓风机调速要求，因此，为了达到精确调速的目的，需要对气体浓度进行精确采集，本发明是通过先对气体浓度进行一个初步采集(粗测)获得气体浓度的粗测值，然后根据该值选择相应的精测基准电压，再次测量以使第一处理器模块获得的精测气体浓度值。
具体的，若第一处理器模块不带AD子模块，则所述粗测信号差分放大电路通过第一AD转换模块与第一处理器模块相连，所述精测信号差分放大电路通过第二AD转换模块与第一处理器模块相连。
其中，关于粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的可选的实施方式在后续实施例中进行说明。
进一步，如图4所示，所述多路基准电压模块包括：第一通道模拟开关，该第一通道模拟开关的输出端与精测信号差分放大电路的基准电压端相连；所述第一处理器模块的多路PWM信号输出端分别通过相应的滤波整定电路与第一通道模拟开关的多路输入端相连。具体的，所述滤波整定电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，所述电阻R1和电阻R2串联，以及在电阻R1与电阻R2相连的一端连接电容C1，电阻R2的另一端连接电容C2，通过PWM信号经过滤波整定电路产生相应恒定的电压值，同时也可以根据PWM信号的占空比调节该电压值的大小。
进一步，为了满足多种气体浓度传感器进行测量，例如CO2传感器、CO传感器、NO传感器，所述控制单元还包括位于信号输入端的第二通道模拟开关，该第二通道模拟开关的输出端与粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的输入端相连；所述第二通道模拟开关由所述第一处理器模块控制切换。
可选的，任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连(基准电压ADREF0)；或者单独有一串联分压电路提供。
任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连。
所述第一处理器模块通过第二处理器模块与鼓风机的转速控制端相连，所述第二处理器模块通过获得的气体浓度控制鼓风机的转速。具体的可以通过输出PWM控制信号以调节鼓风机的转速。
所述第二处理器模块还连接有触摸屏；具体的，所述触摸屏的界面上显示的信息包括但不限于CO2浓度值、CO浓度值、鼓风机转速、高度伺服调节机构调节开关等信息。
所述汽车尾气自动抽排系统还包括与第二通道模拟开关输入端相连的外部气体浓度传感器，该外部气体浓度传感器用于检测在室内的汽车尾气浓度；所述第二处理器模块适于当室内的汽车尾气浓度超标时，启动报警装置报警；进一步保障操作人员的安全。
具体的，作为粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的一种可选的实施方式。
如图5和图6分别示出了粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路的电路图。
如图5所示，具体的，所述粗测基准电压电路采用串联分压电路，电阻R11和电阻R22构成粗测基准电压电路，该粗测基准电压电路通过一跟随器U1A与差分比较器U1B相连，端口ADIN与所述第一多通道模拟开关的输出端相连，端口AD_1与第一AD转换模块相连。
如图6，所述精测信号差分放大电路通过端口ADIN接入第一多通道模拟开关的输出端相连，以及通过端口ADREF与第二多通道模拟开关的输出端相连，以获取精测档位基准电压；所述端口ADIN和端口ADREF分别通过相应的跟随器U2A、U2B与差分比较器U2C的两输入端相连，该差分比较器U2C的输出端通过同相比较器U2D与第二AD转换模块相连。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，包括：控制单元，与该控制单元相连的气体浓度传感器，以及与所述控制单元的控制端相连的适于抽排汽车尾气的鼓风机；
所述控制单元适于根据气体浓度传感器检测汽车尾气浓度以调节鼓风机转速；
所述控制单元包括：
粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路、多路基准电压模块和第一处理器模块；其中
所述多路基准电压模块适于向粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路分别提供粗测基准电压和精测基准电压；
所述粗测信号差分放大电路适于将气体浓度传感器采集的气体浓度信号发送至第一处理器模块进行粗测；
所述第一处理器模块适于根据粗测气体浓度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压，以使第一处理器模块获得精测气体浓度值。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，所述汽车尾气自动抽排系统还包括：高度伺服调节机构；
所述高度伺服调节机构包括：双柱式齿条，与该双柱式齿条配合升降的升降台，所述鼓风机安装在该升降台上，该升降台通过驱动电机控制升降，所述驱动电机由控制单元控制；和/或
所述升降台的一侧安装有适于调节升降台高度的升降调节手柄。
3.根据权利要求1所述的汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，所述多路基准电压模块包括：第一通道模拟开关，该第一通道模拟开关的输出端与精测信号差分放大电路的基准电压端相连；
所述第一处理器模块的多路PWM信号输出端分别通过相应的滤波整定电路与第一通道模拟开关的多路输入端相连。
4.根据权利要求3所述的汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，所述控制单元还包括位于信号输入端的第二通道模拟开关，该第二通道模拟开关的输出端与粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的输入端相连；
所述第二通道模拟开关由所述第一处理器模块控制切换。
5.根据权利要求4所述的汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连。
6.根据权利要求5所述的汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，所述第一处理器模块通过第二处理器模块与鼓风机的转速控制端相连，所述第二处理器模块通过获得的气体浓度控制鼓风机的转速。
7.根据权利要求6所述的汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，所述第二处理器模块还连接有触摸屏。
8.根据权利要求7所述的汽车尾气自动抽排系统，其特征在于，所述汽车尾气自动抽排系统还包括与第二通道模拟开关输入端相连的外部气体浓度传感器，该外部气体浓度传感器用于检测在室内的汽车尾气浓度；
所述第二处理器模块适于当室内的汽车尾气浓度超标时，启动报警装置报警。
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