CN108626158A - 一种电动气泵控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动气泵控制方法及系统，旨在解决现有技术中的气泵是充气过程中容易导致充气过足导致产品无法正常使用的问题，其技术要点在于一种电动气泵控制系统，包括：气泵；气压检测模块，用于检测充气体内的气压并发出压力信号，所述压力信号随着气压的增大而增大；气压增幅检测模块，与气压检测模块连接，用于检测单位时间内充气体内气压的变化量，当该变化量超过预设的数值时，发出报警信号；报警装置，与气压增幅检测模块连接，所述报警装置接收到报警信号后发出警报。本发明具有以下有益效果：能够及时准确地反映气压的变化，并通过显示装置直观地反映出来，同时当充气体内的气压上升速度过大时，能够提前预警并自动降低充气的速率。

Description

一种电动气泵控制方法及系统

技术领域

本发明涉及气泵领域，特别涉及一种电动气泵控制方法及系统。

背景技术

气泵即“空气泵”，从一个封闭空间排除空气或从封闭空间添加空气的一种装置。气泵主要分为电动气泵、手动气泵和脚动气泵。电动气泵以电力为动力的气泵，通过气泵中电机驱动叶片转动，不停压缩空气，产生气压。电机的转速越高，压缩空气的速度越快，充气的速度越快，反之则越慢。

随着户外活动的流行，越来越多的人开始参与户外活动。户外活动中经常用到防水袋、充气睡垫等需要充气的户外用品。户外活动者经常使用便携的电动气泵对这些户外用品进行充气。防水袋和充气睡垫的弹性通常都比较小，在对这类弹性比较小的充气体进行充气的过程中，充气体中的气压会逐渐增大。一开始，充气体内的空气含量比较少，此时充气体内的气压上升比较缓慢，当充气体内的气体含量接近饱和时，气压快速上升。现有的便携式电动气泵一般不具有检测气压变化的功能，因此对于缺乏相关操作经验的使用者而言，难以准确判断充气体内的气体含量是否合适，会导致充气过多或不足，甚至导致充气体因气压过大而损坏，影响使用体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动气泵控制方法，具有便于使用者判断充气体是否被充满的特点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电动气泵控制方法，包括以下步骤：

步骤一、在气泵充气的同时检测充气体内的气压；

步骤二、测量单位时间内充气体内气压增大的幅度；

步骤三、将单位时间内充气体内气压的增幅与预设的数值进行对比；

步骤四、当单位时间内充气体气压的增幅大于预设的数值时，发出警报。

通过采用上述技术方案，充气过程中实时检测充气体内的气压大小，同时检测气压增大的速度，当充气体内被气体充满时，充气体内的气压迅速上升，说明充气体内即将被气体充满，此时发出警报，提示使用者气体即将充满，进而便于使用者判断气体是否充满进而控制充气量。

作为优选，所述步骤四之后还包括以下步骤：

发出警报的同时，降低充气速度。

通过采用上述技术方案，通过降低充气速度，防止充气过多，便于使用者精准地控制空气量。

本发明的另一技术目的是提供一种电动气泵控制系统，具有便于使用者控制空气量的特点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案来实现的：一种电动气泵控制系统，包括：

气泵，用于充气，所述气泵内具有电机和安装在电机上的叶片；

气压检测模块，用于检测充气体内的气压并发出压力信号，所述压力信号随着气压的增大而增大；

气压增幅检测模块，与气压检测模块连接，用于检测单位时间内充气体内气压的变化量，当该变化量超过预设的数值时，发出报警信号；

报警装置，与气压增幅检测模块连接，所述报警装置接收到报警信号后发出警报。

通过采用上述技术方案，利用气泵能够控制利用气泵进行充气时，电机带动叶片转动，进而压缩空气将外界的空气输入充气体中，充气过程中气压检测模块能够一直检测充气体内的气压，同时气压增幅检测模块能够检测气压在单位时间内的变化量，当气压的增大速度大于预设的数值时，报警装置发出警报，提示使用者气体即将充满，进而便于使用者控制充气量。

作为优选，还包括：

控制器，分别与所述气压增幅检测模块和电机连接，所述控制器接收到报警信号后控制电机的转速降低。

通过采用上述技术方案，气压检增幅测模块检测到气压上升速度较快时，将报警信号传输至控制器，此时控制器控制电机降低转速，进而降低充气的速率，防止充气过足。

作为优选，所述气压增幅检测模块包括：

采样保持器，与气压检测模块相连，用于维持前一刻的压力信号；

减法器，与压力检测模块和采样保持器连接，用于将当前的压力信号与前一刻的压力信号相减，进而获得气压变化的幅值信号；

比较器，与减法器相连，用于比较气压变化幅值信号与预设的基准电压的大小，当气压变化幅值信号的大小超过预设的基准电压时，则发出报警信号。

通过采用上述技术方案，采样保持器能够采集前一刻的压力信号，减法器将当前的压力信号与前一刻的压力信号相减，得出压力信号增大的幅值，然后将该幅值与预设的基准电压进行对比，当该幅值的大小超过预设的基准电压时，说明压力信号增大的速度过大，间接说明气压上升的速度过大。

作为优选，所述气压增幅检测模块还包括：

第一控制开关，用于控制压力信号输入采样保持器；

第二控制开关，用于控制压力信号输入减法器，所述第一控制开关和第二控制开关不能同时打开和闭合；

振荡器，分别与第一控制开关和第二控制开关连接，用于控制第一控制开关和第二控制开关的开合。

通过采用上述技术方案，在振荡器的驱动下，第一控制开关闭合、第二控制开关打开，此时采样保持器有输入信号，采样保持器将该输入信号保持，振荡器将第一控制开关打开、第二控制开关闭合后，采样保持器输出前一刻的信号至减法器，同时减法器的输入端输入当前的信号，进而便于减法器将两个信号进行求差。

作为优选，所述报警装置包括：

第三三极管、指示灯，所述第三三极管的基极与比较器的输出端连接，所述第三三极管的发射极与指示灯串联并接地，所述第三三极管接收到报警信号后导通。

通过采用上述技术方案，比较器发出报警信号后，第三三极管导通，使指示灯通电并点亮，对使用者起到警示的作用。

作为优选，还包括：

显示装置，与气压检测模块连接，用于生成充气体内的压力变化曲线并进行显示。

通过采用上述技术方案，显示装置能够将充气体内的气压的大小以曲线的形式体展现出来，让使用者能够直观地了解到气压的变化。

综上所述，本发明具有以下有益效果：能够及时准确地反映气压的变化，并通过显示装置直观地反映出来，同时当充气体内的气压上升速度过大时，能够提前预警并自动降低充气的速率。

附图说明

图1是实施例2中电动气泵控制系统的结构示意图，用于体现个模块的连接关系；

图2是实施例2中气压增幅检测模块的连接关系示意图，用于体现气压增幅检测模块内部个元器件的连接关系。

图中，1、气泵；11、电机；12、叶片；2、气压检测模块；3、气压增幅检测模块；31、采样保持器；32、减法器；33、比较器；34、振荡器；4、报警装置；5、控制器；6、显示装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种电动气泵控制方法，包括以下步骤：

步骤一、在气泵充气的同时检测充气体内的气压。

步骤二、测量单位时间内充气体内气压增大的幅度。

步骤三、将单位时间内充气体内气压的增幅与预设的数值进行对比。

步骤四、当单位时间内充气体气压的增幅大于预设的数值时，发出警报。

步骤五、发出警报的同时，降低充气速度。

实施例2：一种电动气泵1控制系统，如图1所示，主要包括气泵1、气压检测模块2、显示装置6、气压增幅检测模块3、报警装置4和控制器5。气泵1内具有电机11和叶片12，叶片12连接在电机11上，叶片12能够在电机11的驱动下转动，进而压缩空气，对充气体内进行充气。气泵1与气压检测模块2连接，气压检测模块2用于检测充气体内的气压的大小，并生成压力信号。气压检测模块2和与显示装置6连接，显示装置6内置有相关驱动，能够将压力信号转换为图像信息并展示出来，显示装置6将压力信号的变化以曲线的形式展示出来，反应气压随着时间变化而产生的变化。气压检测模块2还与气压增幅检测模块3连接，用于检测充气体内的气压在单位时间内的增加量，并在该增加量超过预设的数值使发出报警信号。气压检增幅测模块3内包括振荡器34、采样保持器31、减法器32和比较器33。振荡器34的输入端与气压检测模块2连接，输出端分别与采样保持器31和减法器32连接。振荡器34用于控制压力信号输入采样保持器31和减法器32，使压力信号交替输入至采样保持器31和减法器32中。采样保持器31用于对输入的信号进行保持，且采样保持器31的输出端与减法器32的输入端连接，用于将保持的前一刻的压力信号传输至减法器32。减法器32能够对当前的压力信号与前一刻的压力信号进行求差，进而将获得压力信号上升的幅值，并将该幅值传输给比较器33。比较器33能够将压力信号的上升幅值与预设的基准电压Vb进行对比，当压力信号上升的幅值大于预设的基准电压Vb时，比较器33发出报警信号至报警装置4。报警装置4接收到报警信号后发出警报，提示使用者。控制器5分别与气泵1和比较器33连接。比较器33能将报警信号发送给控制器5，控制器5接收到报警信号后控制气泵1降低充气的速度，具体为通过控制降低电机11的转速降低充气速度。

如图2所示，振荡器34产生方波，其包括第四放大器OP4，第四放大器OP4的输出端串联有第三电阻R3并与其反相输入端连接，第四放大器OP4的同相输入端连接有第一电容C1并接地。第四放大器OP4的输出端还串联有第二电阻R2、第一电阻R1、第一电源Va。第四放大器OP4的同相输入端连接至第一电阻R1和第二电阻R2之间，然后串联第四电阻R4并接地。第四放大器OP4的输出端连接有第一控制开关和第二控制开关。第一控制开关为第一三极管Q1，第一三极管Q1为PNP型三极管。第一三极管Q1的发射极与压力检测模块连接，用于接收压力信号，集电极与采样保持器31的输入端连接，基极与第四放大器OP4的输出端连接。第二控制开关为第二三极管Q2，第二三极管Q2为NPN型三极管，其集电极与压力检测模块连接，用于接收压力信号，发射极与减法器32连接，基极与第四放大器OP4的输出端连接。

如图2所示，采样保持器31包括第一放大器OP1。第一放大器OP1的输出端与其反相输入端连接，其同向输入端与第一三极管Q1的集电极连接，其同向输入端还连接有第二电容C2并接地。第一放大器OP1的输出端与减法器32连接。减法器32包括第二放大器OP2，第二放大器OP2的输出端连接有第六电阻R6并与其反相输入端连接。第一放大器OP1的输出端连接有第五电阻R5并与第二放大器OP2的反相输入端连接。第二放大器OP2的同相输入端连接有第八电阻R8并接地，同时连接有第七电阻R7并与第二三极管Q2的发射极连接。比较器33包括第三放大器OP3，第三放大器OP3的反相输入端连接有基准电压Vb，其同向输入端与第二放大器OP2的输出端连接，其输出端与报警装置4相连。报警装置4包括第三电源Vc、第三三极管Q3和指示灯L。第三三极管Q3与NPN型三极管，其集电极与第二电源连接，基极与第三三极管Q3的发射极连接，发射极连接与指示灯L并接地。

使用方法：充气时，压力检测模块检测充气体内的电压，并通过显示装置6以曲线的形式显示出来。

工作时振荡器34输出低平信号时，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2截止，压力信号输入采样保持器31，并对第二电容C2充能；振荡器34输出高平信号时，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2导通，此时采样保持器31能保持第一三极管Q1截止之前的压力信号，并将该压力信号输出至减法器32。第二三极管Q2导通后，当前的压力信号输入至减法器32，减法器32对当前的压力信号与前一刻的压力信号求差，得出压力信号变化的幅值，并将该变化的幅值输送至比较器33。比较器33将该变化幅值与基准电压Vb进行比较，当压力信号的上升幅值大于基准电压Vb时，比较器33发出报警信号至报警装置4。第三三极管Q3的基极接收到报警信号后第三三极管Q3导通，指示灯L得电并点亮。同时，控制器5控制电机11降低转速，进而降低充电的速度。

Claims (8)

1.一种电动气泵控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在气泵充气的同时检测充气体内的气压；

步骤二、测量单位时间内充气体内气压增大的幅度；

步骤三、将单位时间内充气体内气压的增幅与预设的数值进行对比；

步骤四、当单位时间内充气体气压的增幅大于预设的数值时，发出警报。

2.根据权利要求1所述的一种电动气泵控制方法，其特征在于，所述步骤四之后还包括以下步骤：

发出警报的同时，降低充气速度。

3.一种电动气泵控制系统，其特征在于，包括：

气泵(1)，用于充气，所述气泵(1)内具有电机(11)和安装在电机(11)上的叶片(12)；

气压检测模块(2)，用于检测充气体内的气压并发出压力信号，所述压力信号随着气压的增大而增大；

气压增幅检测模块(3)，与气压检测模块(2)连接，用于检测单位时间内充气体内气压的变化量，当该变化量超过预设的数值时，发出报警信号；

报警装置(4)，与气压增幅检测模块(3)连接，所述报警装置(4)接收到报警信号后发出警报。

4.根据权利要求3所述的一种电动气泵控制系统，其特征在于，还包括：

控制器(5)，分别与所述气压增幅检测模块(3)和电机(11)连接，所述控制器(5)接收到报警信号后控制电机(11)的转速降低。

5.根据权利要求3所述的一种电动气泵控制系统，其特征在于，所述气压增幅检测模块(3)包括：

采样保持器(31)，与气压检测模块(2)相连，用于维持前一刻的压力信号；减法器(32)，与压力检测模块和采样保持器(31)连接，用于将当前的压力信号与前一刻的压力信号相减，进而获得气压变化的幅值信号；

比较器(33)，与减法器(32)相连，用于比较气压变化幅值信号与预设的基准电压的大小，当气压变化幅值信号的大小超过预设的基准电压时，则发出报警信号。

6.根据权利要求5所述的一种电动气泵控制系统，其特征在于，所述气压增幅检测模块(3)还包括：

第一控制开关，用于控制压力信号输入采样保持器(31)；

第二控制开关，用于控制压力信号输入减法器(32)，所述第一控制开关和第二控制开关不能同时打开和闭合；

振荡器(34)，分别与第一控制开关和第二控制开关连接，用于控制第一控制开关和第二控制开关的开合。

7.根据权利要求6所述的一种电动气泵控制系统，其特征在于，所述报警装置(4)包括：

第三三极管、指示灯，所述第三三极管的基极与比较器(33)的输出端连接，所述第三三极管的发射极与指示灯串联并接地，所述第三三极管接收到报警信号后导通。

8.根据权利要求3所述的一种电动气泵控制系统，其特征在于，还包括：

显示装置(6)，与气压检测模块(2)连接，用于生成充气体内的压力变化曲线并进行显示。