CN107655798B - 一种检测汽车内外空气质量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测汽车内外空气质量的装置。其包括可相互扣合成一盒体的粉尘盒底座和粉尘盒盖,粉尘盒底座内部设置有一I I型风道腔组件、外部设置有两条可分别连接车内和车外的塑胶软管，塑胶软管另一端安装有采集头组件，粉尘传感器与I I型风道腔组件紧贴设置，空气经采集头组件和塑胶软件进入I I型风道腔组件，后再经粉尘传感器进行检测。本发明结构简单，设计巧妙，不但可使PM2.5、PM10值反应灵敏性好、准确度高，检测的精准度更高。
Description
技术领域
本发明涉及空气检测技术领域，尤其涉及一种检测汽车内外空气质量的装置。
背景技术
近年来，世界上很多地区大力发展重工业，导致空气质量直线下降，对人类健康造成严重威胁，国内民众对生活环境质量的关注越来越高，特别是空气中的PM2.5，已经受到各行各业的重视，各行业纷纷提供PM2.5相关的检测、净化类产品。
汽车生产企业也不例外，投入大量资源研发车内空气质量管理相关的产品。现在市场上常见实用的粉尘传感器具有如下缺陷：1.粉尘传感器使用温度范围为-10～60度；2.粉尘传感器的检测精度只能在50ug±50％以上；3.一个传感器只能检测一处的空气浓度；4.现有产品在汽车行驶中检测时，数据反差大、不稳定或无法检测；5.无防水、防尘保护功能；6.无防止大颗粒、泥土、毛织物等的初步过滤系统，传感器内部镜头容易积尘，寿命短，1000小时就需要更换传感器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测汽车内外空气质量的装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种检测汽车内外空气质量的装置，其包括可相互扣合成一盒体的粉尘盒底座和粉尘盒盖，所述粉尘盒底座内设置PCB组件，所述粉尘盒底座内部设置有一II型风道腔组件，所述粉尘盒底座的外部设置有两条可分别连接车内和车外的塑胶软管，所述塑胶软管的一端与II型风道腔组件贯通连接、另一端安装有采集头组件；所述粉尘盒底座内部还设置有与所述II型风道腔组件贯通连接的粉尘传感器，所述粉尘传感器与所述PCB组件电连接。
在优选的实施例中，所述II型风道腔组件包括风机接头和两个抽风风扇、以及可相互扣合为一盒体的密封腔底座和密封腔盖；所述风机接头上并列且分离形成有两个呈倒扣漏斗状的风道接头，所述风道接头经所述粉尘盒底座的前端侧壁伸出至外部；两个所述抽风风扇分别对应设置在所述风道接头的呈漏斗形开口的位置处；所述密封腔底座的前端包合在所述风机接头尾端且朝向所述粉尘盒底座一侧的外侧壁上，所述密封腔盖的前端包合在所述风机接头尾端且朝向所述粉尘盒盖一侧的外侧壁上；所述密封腔底座的尾端侧壁上形成有一与所述粉尘传感器贯通连接的出风口。
在优选的实施例中，所述采集头组件包括内管套、采集头帽和软管外锁扣；所述内管套的一端可插入所述塑胶软管并与其呈密闭插接、另一端可内嵌安装在所述采集头帽内，所述软管外锁扣可分离箍设在所述塑胶软管与内管套的插接处的外壁上。
在优选的实施例中，两个所述塑胶软管分别与两个所述风道接头对应密闭插接，所述软管外锁扣可分离箍设在所述塑胶软管与风道接头的插接处的外壁上。
在优选的实施例中，所述内管套为一前端密闭尾端开放的管状，靠近其前端的外侧壁上形成有多个空气过滤孔；所述采集头帽呈倒扣的桶状；空气从所述采集头帽的底部进入、经由所述内管套上的空气过滤孔进入所述内管套内、后从所述内管套的尾端进入所述塑胶软管内。
在优选的实施例中，所述PCB组件上设置有两个分别与两个所述抽风风扇电连接的风机连接器，还设置有用于与车体控制单元电连接的整机输出连接器；两个所述抽风风扇可分时并相互切换启动。
在优选的实施例中，所述内管套、塑胶软管、风道接头、抽风风扇和密封腔底座间贯通连接；所述粉尘盒底座的尾端侧壁上对应所述粉尘传感器的位置处形成有排风口。
本发明检测汽车内外空气质量的装置的有益效果在于：通过在粉尘盒底座内部设置有一II型风道腔组件、外部设置有两条可分别连接车内和车外的塑胶软管，塑胶软管另一端安装有采集头组件，粉尘传感器与II型风道腔组件紧贴设置，空气经采集头组件和塑胶软件进入II型风道腔组件，后再经粉尘传感器进行检测。本发明检测汽车内外空气质量的装置，其具有以下有益效果：
1.解决了汽车行驶过程中气流急速穿过传感器，导致传感器内部响应不及时的问题，使通过传感器的气流稳定，检测精准；
2、该装置最前段的采集头组件将汽车行车的急速气流通过采集头帽分流(类似船只前端、高铁车头原理)，只由内部两个分时风扇抽风，空气从采集内管套的侧面小孔进入，利用风扇的稳定性获取稳定恒压的空气浓度、并将该空气传入到粉尘传感器内以供检测，如此可使PM2.5、PM10值反应灵敏性好、准确度更高，检测误差可以达到±10％以内。
3、构成部件、生产组装工序简单，生产效率和产品结构的稳定性好；
4、自身结构体积小，结构适用性强，安装结构简单；
5、使用塑胶软管连接，塑胶软管柔软性可以随意弯曲接入车内相应的测试点上，改善了本体在汽车内的安装困难的问题，而且可以让检测点布置灵活；
6.采集帽的倒“U”型结构，可以通过防尘防水等级IP52，采集内套件的网状孔可以起初步过滤作用，能将大颗粒、泥土、毛织物等异物阻档在外，并且用户可以拨下采集帽进行清理，然后再扣回即可；产品可达到3年10万公里的寿命要求。
附图说明
图1为一实施例中检测汽车内外空气质量的装置的结构示意图。
图2为图1中内管套的放大视图。
图3为一实施例中检测汽车内外空气质量的装置对车内空气检测时风道流向示意图。
图4为一实施例中检测汽车内外空气质量的装置对车外空气检测时风道流向示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本发明的检测汽车内外空气质量的装置作进一步详细描述。
请参见图1，一种检测汽车内外空气质量的装置，其包括可相互扣合成一盒体的粉尘盒底座60和粉尘盒盖61，粉尘盒底座60内设置有PCB组件70。
优选的，粉尘盒底座60内部设置有一II型风道腔组件90，粉尘盒底座60的外部设置有两条可分别连接车内和车外的塑胶软管20，塑胶软管20的一端与II型风道腔组件90贯通连接、另一端安装有采集头组件10；因塑胶软管可随意弯曲布置，灵活性高，可以避开很多车内其它阻碍器件。
粉尘盒底座60内部还设置有与II型风道腔组件90贯通连接的粉尘传感器50，粉尘传感器50与PCB组件70电连接。
II型风道腔组件90包括风机接头40和两个抽风风扇30、以及可相互扣合为一盒体的密封腔底座81和密封腔盖82；风机接头40上并列且分离形成有两个呈倒扣漏斗状的风道接头41，风道接头41经粉尘盒底座60的前端侧壁伸出至外部；两个抽风风扇30分别对应设置在风道接头41的呈漏斗形开口的位置处；密封腔底座81的前端包合在风机接头40尾端且朝向粉尘盒底座60一侧的外侧壁上，密封腔盖82的前端包合在风机接头40尾端且朝向粉尘盒盖61一侧的外侧壁上，密封腔底座81和密封腔盖82相互扣合后，其前端可完全包裹在风机接头40尾端的外侧壁上；并且，在密封腔底座81的尾端侧壁上还形成有一与粉尘传感器50贯通连接的出风口811。需说明的是，为确保密封腔的密闭性，在密封腔底座81和密封腔盖82的闭合处，还设置有高密度海绵(图中未示出)，抽风风扇30抽入的空气可直接输入至密封腔，避免空气从密封腔底座81和密封腔盖82的闭合处的缝隙处外泄，又可以将两个风道接头41的空气分开进入粉尘传感器50，配合密封效果好。
采集头组件10包括内管套12、采集头帽11和软管外锁扣13；内管套12的一端可插入塑胶软管20并与其呈密闭插接，另一端可内嵌安装在采集头帽11内，软管外锁扣13可分离箍设在塑胶软管20与内管套12的插接处的外壁上；两个塑胶软管20分别与两个风道接头41对应密闭插接，再利用软管外锁扣13箍设在塑胶软管20与风道接头41的插接处的外壁上，使其能够达到承受100N以上拨出力不脱落，且接头处密封性得到二次保护，起双保险功能。
请同时参见图2，内管套12为一前端密闭尾端开放的管状，靠近其前端的外侧壁上形成有多个空气过滤孔121，可以起到初步过滤作用，能将大颗粒、泥土、毛织物等异物阻档在外，用户可以拨下采集头帽11进行清理，然后再扣回采集头帽11；采集头帽11呈倒扣的桶状，其具备防尘防水防泥功能，采集头帽11的内壁与内管套12之间可通过限位槽、扣位筋或螺纹方式连接；空气从采集头帽11的底部进入、经由内管套12上的空气过滤孔121进入内管套12内、后再从内管套12的尾端进入塑胶软管20内。实际检测时，可将采集头组件10置于车外和车内的某高处，如此可使PM2.5、PM10值的检测更精准。
PCB组件70上设置有两个分别与两个抽风风扇30电连接的风机连接器72，还设置有用于与车体控制单元电连接的整机输出连接器71；本方案中，两个抽风风扇30分别抽取汽车车内和车外的空气，因此两个抽风风扇30可分时并相互切换启动。PCB组件70上的芯片可对粉尘传感器50检测到的PM2.5浓度值进行处理，且预留软件烧录测试点，产品粉尘盒盖预留程序烧录孔，可以在不拆机的情况下更新软件，实现在线升级功能。
内管套12、塑胶软管20、风道接头41、抽风风扇30和密封腔底座81间贯通连接，空气可从内管套12开始被吸入，后经密封腔底座81上的出风口811传输至粉尘传感器50，粉尘盒底座60的尾端侧壁上对应粉尘传感器50的位置处形成有排风口601。粉尘传感器50紧贴着出风口811，其检测口直接通过双面胶与风道结构进行对配，被抽入的空气直接穿过检测镜头，然后将处理过的检测值通过车载总线(如CAN/LIN/UART等)信号输出到仪表盘，让用户以非常直观的形式知悉车内和车外的PM2.5、PM10空气质量，被检测后的空气可直接从排风口601排出，不会影响后面的空气浓度值，使其检测更精准确；且防止外界干扰(如手机、大电流注入等)影响粉尘浓度值，在粉尘盒的五个面上设置有金属屏蔽罩(图中未示出)，如同一个“∏”字，屏蔽罩的安装脚焊在PCB组件上固定，使EMC等级可达到CISPRE25 LEVEL3要求。
粉尘盒底座60和粉尘盒盖61的扣合结构，可作为所有器件的承载体，且包括与客户安装支架的对配体，以螺钉方式将风机接头40、PCB组件70、II型风道腔组件90、粉尘传感器50锁紧，形状简单，装配容易且牢靠，可满足车载各项可靠实验要求等级，比如跌落实验：跌落高度1m，跌落地面混凝土或钢板，±X、±Y和±Z各一次；振动实验：频率11.5Hz～60Hz平滑过渡，加速度1G，循环时间1min，振动方向Z轴，振动时间：24h等要求。
本方案的检测汽车内外空气质量的装置的组装分为粉尘盒装配和采集头组件的两部分装配，具体如下：
1.采集头组件分预装配和车上装配过程：
a.预装配(为匹配车厂的安装数据做准备工作)：首先观察采集内管套12的侧面过滤孔121是否有被堵住，有无飞边、异物，检查完后将内管套12的限位筋对准采集头帽11的限位槽，直接插进，当确认内管套12已经被采集头帽11扣紧后，表示预装配完成；
b.车上装配：客户只需要拿到预装好的采集头组件10，插入车上采集处的板孔上，然后在背面插入塑胶软管20的一头，将软管外锁扣13扣紧完成采集头组件10的所有安装。
2.粉尘本体组装是指将：抽风风扇30、风机接头40、软管外锁扣13、密封腔底座81、密封腔盖82、粉尘传感器50、PCB组件70、粉尘盒底座60、粉尘盒盖61整体组装在一起的装配过程：
a.首先用螺钉将抽风风扇30装入风机接头40内固定，并将风机接头40与两根塑胶软管20的另一头插入进行串接，将已插入塑胶软管20的风道接头41的外径进行360度全包笼，完成第二次固定，在风机接头40的出风扣811外边缘贴上一圈高密度海绵(贴海绵时注意先将风机的线束放入预留的开口槽内再盖上海绵密封好)，风机接头40再通过两侧耳朵孔锁在粉尘盒底座60前端；
b.将特制的密封腔底座81与风机接头40紧密贴合，盖上密封腔盖82，形成封闭的风道腔体，再用螺钉锁紧II型风道腔组件90在粉尘盒底座60上；
c.将贴有泡棉胶的粉尘传感器50本体装入粉尘盒底座60，贴有带泡棉胶粉尘盒进风口周围与风道对配贴合，环环紧密，保证不会让粉尘浓度值流失，再用螺钉锁紧二次锁紧；
d.将封装好的PCB组件70装入粉尘盒底座60，并用相应的螺钉锁紧，分别插好两个抽风风扇30的输入连接器，再接上粉尘传感器50的信号输出连接器，PCB组件70上的芯片将分别驱动两个抽风风扇30分时工作，粉尘传感器50检测通过CAN/LIN/UART总线输出粉尘浓度相关信息，并能接收多媒体/空调控制器/仪表的控制信号；
e.最后盖上粉尘盒盖61，并用螺钉锁紧在粉尘盒底座60上，完成了粉尘检测单元的本体安装。
最后，再将粉尘盒总件本体放置于汽车内中控台下面管梁或手套箱后某入安装固定，便可开机使用。
实际检测时，为便于说明，本方案将位于图示左侧的抽风风扇定义为抽风风扇1、用于抽取车内的空气，右侧的抽风风扇定义为抽风风扇2、用于抽取车外的空气。
检测过程中，当产品开机后，抽风风扇开启工作，使车内的空气以均匀的速度通过软管通道流向粉尘传感器的检测口处，粉尘传感器检测粉尘浓度值，并判断其粉尘浓度等级，然后，将所检测到的粉尘浓度值和粉尘浓度等级数通过CAN/LIN/UART信号总线发送出去。
本方案的检测汽车内外空气质量的装置，使用两个抽风风扇分时工作，制造空气流动，当产品开机时，抽风风扇1(车内)先开启工作，抽风风扇2(车外)不工作，分时工作切换逻辑：每个抽风风扇工作30秒后，会自动切换到另一个风扇工作。
请同时参见图3，当抽风风扇1(车内)工作，抽风风扇2(车外)不工作时，使车内的空气以均匀的速度通过软管通道流向粉尘传感器的检测口处，粉尘传感器检测粉尘浓度值，并判断其粉尘浓度等级数，然后，将所检测到的粉尘浓度值和粉尘浓度等级数通过CAN/LIN/UART信号总线发送出去。
请同时参见图4，当抽风风扇2(车外)工作，抽风风扇1(车内)不工作时，使车外的空气以均匀的速度通过软管通道流向粉尘传感器的检测口处，粉尘传感器检测粉尘浓度值，并判断其粉尘浓度等级数，然后，将所检测到的粉尘浓度值和粉尘浓度等级数通过CAN/LIN/UART总线发送出去。
综上，本发明检测汽车内外空气质量的装置，通过在粉尘盒底座内部设置有一II型风道腔组件、外部设置有两条可分别连接车内和车外的塑胶软管，塑胶软管另一端安装有采集头组件，粉尘传感器与II型风道腔组件紧贴设置，空气经采集头组件和塑胶软件进入II型风道腔组件，后再经粉尘传感器进行检测。本发明检测汽车内外空气质量的装置，其具有以下有益效果：
1.解决了汽车行驶过程中气流急速穿过传感器，导致传感器内部响应不及时的问题，使通过传感器的气流稳定，检测精准；
2、该装置最前段的采集头组件将汽车行车的急速气流通过采集头帽分流(类似船只前端、高铁车头原理)，只由内部两个分时风扇抽风，空气从采集内管套的侧面小孔进入，利用风扇的稳定性获取稳定恒压的空气浓度、并将该空气传入到粉尘传感器内以供检测，如此可使PM2.5、PM10值反应灵敏性好、准确度更高，检测误差可以达到±10％以内。
3、构成部件、生产组装工序简单，生产效率和产品结构的稳定性好；
4、自身结构体积小，结构适用性强，安装结构简单；
5、使用塑胶软管连接，塑胶软管柔软性可以随意弯曲接入车内相应的测试点上，改善了本体在汽车内的安装困难的问题，而且可以让检测点布置灵活；
6.采集帽的倒“U”型结构，可以通过防尘防水等级IP52，采集内套件的网状孔可以起初步过滤作用，能将大颗粒、泥土、毛织物等异物阻档在外，并且用户可以拨下采集帽进行清理，然后再扣回即可；产品可达到3年10万公里的寿命要求。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
Claims (3)
1.一种检测汽车内外空气质量的装置，其包括可相互扣合成一盒体的粉尘盒底座和粉尘盒盖，所述粉尘盒底座内设置PCB组件，其特征在于，所述粉尘盒底座内部设置有一I I型风道腔组件，所述粉尘盒底座的外部设置有两条可分别连接车内和车外的塑胶软管，所述塑胶软管的一端与II型风道腔组件贯通连接、另一端安装有采集头组件；所述粉尘盒底座内部还设置有与所述II型风道腔组件贯通连接的粉尘传感器，所述粉尘传感器与所述PCB组件电连接；
所述I I型风道腔组件包括风机接头和两个抽风风扇、以及可相互扣合为一盒体的密封腔底座和密封腔盖；所述风机接头上并列且分离形成有两个呈倒扣漏斗状的风道接头，所述风道接头经所述粉尘盒底座的前端侧壁伸出至外部；两个所述抽风风扇分别对应设置在所述风道接头的呈漏斗形开口的位置处；所述密封腔底座的前端包合在所述风机接头尾端且朝向所述粉尘盒底座一侧的外侧壁上，所述密封腔盖的前端包合在所述风机接头尾端且朝向所述粉尘盒盖一侧的外侧壁上；所述密封腔底座的尾端侧壁上形成有一与所述粉尘传感器贯通连接的出风口；
所述采集头组件包括内管套、采集头帽和软管外锁扣；所述内管套的一端可插入所述塑胶软管并与其呈密闭插接、另一端可内嵌安装在所述采集头帽内，所述软管外锁扣可分离箍设在所述塑胶软管与内管套的插接处的外壁上；
两个所述塑胶软管分别与两个所述风道接头对应密闭插接，所述软管外锁扣可分离箍设在所述塑胶软管与风道接头的插接处的外壁上；
所述内管套为一前端密闭尾端开放的管状，靠近其前端的外侧壁上形成有多个空气过滤孔；所述采集头帽呈倒扣的桶状；空气从所述采集头帽的底部进入、经由所述内管套上的空气过滤孔进入所述内管套内、后从所述内管套的尾端进入所述塑胶软管内。
2.根据权利要求1所述的检测汽车内外空气质量的装置，其特征在于，所述PCB组件上设置有两个分别与两个所述抽风风扇电连接的风机连接器，还设置有用于与车体控制单元电连接的整机输出连接器；两个所述抽风风扇可分时并相互切换启动。
3.根据权利要求2所述的检测汽车内外空气质量的装置，其特征在于，所述内管套、塑胶软管、风道接头、抽风风扇和密封腔底座间贯通连接；所述粉尘盒底座的尾端侧壁上对应所述粉尘传感器的位置处形成有排风口。
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