CN200967422Y

CN200967422Y - 天然气汽车安全预警保障装置

Info

Publication number: CN200967422Y
Application number: CN 200620136128
Authority: CN
Inventors: 赵伉; 王岚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2016-11-10

Abstract

一种天然气汽车安全预警保障装置。由天然气监测器、中央控制器、声光报警器、显示器、天然气管路切断装置、压力监测器、烟雾监测器、电路切断装置组成；天然气监测器连接在中央控制器上，烟雾监测器连接在中央控制器上，中央控制器与声光报警器相连，中央控制器与压力监测器相连，中央控制器与电路切断装置相连，中央控制器与天然气管路切断装置相连。本实用新型可以在线监测天然气汽车漏气浓度、漏气速度、储气瓶压力、储气瓶检验时间、储气瓶充气次数、燃烧烟雾，对汽车进行安全保护，可以有效的防止火灾爆炸事故发生。

Description

天然气汽车安全预警保障装置

技术领域

本实用新型涉及一种在线检测装置，特别涉及一种汽车天然气漏气、天然气储气瓶压力、储气瓶检验时间、储气瓶充气次数、燃烧烟雾的在线监测、报警以及安全保护装置。

背景资料

天然气汽车是以压缩天然气和液化天然气作为燃料的汽车。目前，全世界天然气汽车共有700多万辆，有40多个国家推广应用天然气汽车。以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。目前我国已经数十多个城市使用了天然气汽车，以节约用油和减少城市汽车尾气污染。发展天然气汽车取得了良好的环保效益，天然气、液化气等气体燃料，不仅资源丰富，价格仅为汽柴油的50％-60％；更主要是天然气是一种清洁燃料，其排放污染物比汽油、柴油等石油燃料低得多；与燃油车相比，其排放污染物中CO₂可降低24.0％，CO可降低90％-97％，NOx可降低30％-40％，HC可降低70％-80％，SO可降低70％-80％，SO₂可降低99.9％，微粒排放可减少40％；无Pb及铅化物的微粒污染。可以极大地改善大气环境质量，提高人民生活环境质量。此外，我国是世界第二大能源消耗大国，石油供应存在巨大缺口，与此同时，我国天然气总资源约为38万亿立方米，已探明的储量达1.53万亿立方米，大力发展天然气汽车还可以缓解能源压力，促进我国汽车工业超越式的发展，具有重要的现实意义。

天然气的主要成份是甲烷(CH₄)，一般含量在95％以上，热值高，燃爆浓度范围为5％，最小点火能量仅为0.28毫焦耳，对空气的比重为0.5～0.6，扩散系数为0.196，极易燃烧、爆炸并且扩散能力强，火势蔓延快，属一级可燃气体，甲类火灾危险性。天然气汽车存储的是高压气体，稍有不慎，导致泄漏或管道破裂，天然气就会散到空气中，遇到火源就可能发生火灾爆炸事故，甚至造成重大伤亡。天然气汽车是对安全性要求极高的汽车，尤其在行驶过程中，由于道路状况和汽车发动机引起的振动容易引起车内天然气管道连接处松动，导致天然气泄漏，如果泄漏量大，就容易导致爆炸事故。

国内对天然气汽车安全保护有两个专利：液化天然气汽车安全装置(申请号00223646.X)和天然气汽车发动机供气安全保护装置(申请号01228833.0)，均没有对天然气汽车供气系统进行全面的安全监测，无法对天然气汽车供气系统进行安全预防、报警和进行安全保障。

实用新型内容

本实用新型提供了一种天然气汽车安全预警保障装置，可以在线监测天然气汽车漏气浓度、漏气速度、储气压力、储气瓶检验时间、储气瓶充气次数、燃烧烟雾，对汽车进行安全保护，可以有效的防止火灾爆炸事故发生。

本实用新型的技术方案是这样实现的：天然气汽车安全预警保障装置，由天然气监测器、中央控制器、声光报警器、显示器、天然气管路切断装置、压力监测器、烟雾监测器、电路切断装置组成；天然气监测器连接在中央控制器上，烟雾监测器连接在中央控制器上，中央控制器与声光报警器相连，中央控制器与压力监测器相连，中央控制器与电路切断装置相连，中央控制器与天然气管路切断装置相连。

天然气监测器由天然气监测探头、变送器、A/D转换器组成，天然气监测探头连接变送器，变送器连接A/D转换器，A/D转换器的输出端连接在单片机的控制线上。

烟雾监测器由烟雾监测探头、变送器、A/D转换器组成，烟雾监测探头连接变送器、变送器连接A/D转换器，A/D转换器的输出端连接在单片机的控制线上。

中央控制器由电源模块、单片机、时钟电路、查询开关、年检开关、校时开关组成，单片机分别连接在时钟电路、年检开关、查询开关、校时开关，电源模块输入端连接汽车蓄电池电路上，电源模块输出端连接在单片机的电源线上。

压力监测器由压力监测探头、变送器、A/D转换器组成，压力监测探头连接变送器，变送器连接A/D转换器，A/D转换器的输出端连接在单片机的控制线上。

显示器由数码管和驱动电路组成，数码管连接驱动电路的输出端，驱动电路的输入端连接在单片机的控制线上。

声光报警器由报警指示灯、扬声器和三极管放大控制电路组成，三极管放大控制电路的输入电压连接电源模块的输出电源线上，输入信号连接在单片机的控制线上，输出信号分别连接在报警指示灯、扬声器上。

电路切断装置由电路控制器和电路开关组成，电路控制器的输入端连接单片机的控制线上，电路控制器的输出端连接在电路开关上，电路开关串接在电路电源线上。

天然气管路切断装置由电磁阀和控制开关组成，控制开关连接在单片机的控制线上，控制开关连接在电磁阀的电源线上，电磁阀串连在供气管路上。

本实用新型安装在天然气汽车上后，打开汽车电源后，自动检测储气瓶的年检日期、充气次数，超期进行显示声光报警。

本实用新型可以实时的监测储气瓶压力，当压力值超出规定时，进行声光报警。

本实用新型可以实时监测关键点的天然气浓度，天然气发生泄漏时，在线监测装置可测量泄漏浓度，当泄漏浓度达到规定预警值时，显示浓度值并发出不同颜色的声光报警；当天然气浓度达到其爆炸极限的1/5～1/2，自动切断天然气汽车供气管路，防止浓度上升引起的火灾或者爆炸。

本实用新型可以连续的检测天然气泄漏速度，为发生泄漏速度较快的汽车提供预警信号，在可能发生爆炸的情况下采取安全保护措施，防止事故发生。

本实用新型可以连续的检测燃烧烟雾，为发生燃烧的汽车提供报警信号，在可能发生爆炸的情况下采取安全保护措施，防止事故发生。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图

图2是本实用新型的天然气监测器结构示意图

图3是本实用新型的压力监测器结构示意图

图4是本实用新型的声光报警器结构示意图

图5是本实用新型的显示器结构示意图

图6是本实用新型的天然气管路切断置结构示意图

图7是本实用新型的中央控制器结构示意图

图8是本实用新型的烟雾监测器结构示意图

图9是本实用新型的电路切断装置结构示意图

具体实施方式

附图是本实用新型的具体实施例；

下面结合附图对本实用新型的内容作进一步详细说明：

在图1中，天然气监测器(1)用控制线连接在中央控制器(2)上，中央控制器(2)用控制线与显示器(3)相连，中央控制器(2)用控制线与声光报警器(4)相连，中央控制器(2)用控制线与压力监测器(5)相连，中央控制器(2)用控制线与烟雾监测器(7)相连，中央控制器(2)用控制线与天然气管路切断装置(6)相连，中央控制器(2)用控制线与电路切断装置(8)相连，中央控制器(2)并联接在汽车蓄电池电源上，天然气管路切断装置(6)串连接在供气管路上，压力监测器(5)连接在供气管路上。

在图2所示实施例中，天然气监测器(1)由天然气监测探头(9)、变送器(10)、A/D转换器(11)组成，天然气监测探头(9)连接在变送器(10)输入端、变送器(10)输出端与A/D转换器(11)输入端相连，A/D转换器(11)输出端与中央控制器(2)的单片机控制线相连。通常情况下天然气监测探头(9)监测值经过变送器(10)调整后，再经过A/D转换器(11)转化成数字信号，通过控制线向中央控制器(2)传输数据。

在图3所示的另一实施例中，压力监测器(5)由压力监测探头(12)、变送器(13)、A/D转换器(14)组成，压力监测探头(12)连接在变送器(13)输入端，变送器(13)输出端与A/D转换器(14)输入端相连，A/D转换器(14)输出端与中央控制器(2)的单片机控制线相连。通常情况下压力监测探头(12)监测储气瓶压力值经过变送器(13)调整后，再经过A/D转换器(14)转化成数字信号，通过单片机控制线向中央控制器(2)传输数据。

在图4所示的另一实施例中，声光报警器(4)由报警指示灯(15)、扬声器(16)、三极管放大控制电路(17)组成，三极管放大控制电路(17)由一组NPN型三极管和电阻组成，采用共射极放大电路，其基极连接在中央控制器(2)的单片机对应的控制线上，发射极分别连接在中央控制器(2)输出电源的负极上，集电极分别连接在对应的报警指示灯(15)、扬声器(16)上，由中央控制器(2)发出的控制信号经过三极管放大电路(17)后，再控制报警指示灯(15)、扬声器(16)向驾驶员发出各种信号，报警指示灯(15)可以发出红、黄、绿三种不同意义灯光，其中红色灯光表示浓度到高度预警，黄色表示有气体泄漏，中度预警；绿色表示提示预告；扬声器同时发出不同报警声。

在图5所示的另一实施例中，显示器(3)由数码管(18)和驱动电路(19)组成，数码管(18)由一组四位LED组成，驱动电路(19)由一组限流电阻、一组驱动三极管PNP组成，数码管的段码线连接限流电阻一端，限流电阻另一端连接单片机的控制线上，数码管的位码线连接驱动三极管PNP集电极上，三极管PNP发射极在中央控制器(2)输出电源的正极上，其基极连接在中央控制器(2)的单片机对应的控制线上。

在图6所示的另一实施例中，天然气管路切断装置(6)由电磁阀(21)、控制开关(20)组成，电磁阀(21)串连在供气管路上，电磁阀(21)的电源线与控制开关(20)相连，控制开关(20)与中央控制器(2)的单片机相连。正常情况下，控制开关(20)是常闭合的，电磁阀(21)也是开通的，天然气管路可以正常供气。当中央控制器(2)的单片机向控制开关(20)发出故障信号，使控制开关断开，则电磁阀(21)电路断开，电磁阀(21)关闭，使供气管路断开。当控制开关(20)接收到复位信号，则使控制开关开通，闭合电磁阀电路，使电磁阀打开，恢复管路供气。

在图7所示的另一实施例中，中央控制器(2)由电源模块(22)、单片机(23)、时钟电路(24)、查询开关(25)、年检开关(26)、校时开关(27)组成，电源模块(22)输入端连接在蓄电池上，电源模块(22)输出端与单片机(23)的电源线相连，单片机(23)的I/O端口分别与时钟电路(24)、查询开关(25)、年检开关(26)、校时开关(27)相连。单片机(23)检测多个天然气监测器的数据、压力监测器、烟雾监测器、时钟信号、查询信号、年检信号、校时信号，经过分析后，通过单片机(23)的控制线分别向显示器(3)、声光报警器(4)、天然气管路切断装置(6)、电路切断装置(8)发出控制信号，信号包括正常压力显示值、故障信号(包括提示、预警告和危险信号)和复位信号。电源模块可以采用成品，参数为：DC-DC(直流转换成直流)、输入电压12V、输出电压3～5v。时钟电路(24)可采用万年历时钟芯片，自带充电电池或外加充电电池的类似芯片。单片机可采用AT89S52或类似单片机，可以满足本系统的要求。

在图8所示的另一实施例中，烟雾监测器(7)由烟雾监测探头(28)、变送器(29)、A/D转换器(30)组成，烟雾监测探头(28)连接在变送器(29)输入端，变送器(29)输出端与A/D转换器(30)输入端相连，A/D转换器(30)输出端与中央控制器(2)的单片机控制线相连。通常情况下烟雾监测探头(28)监测值经过变送器(29)调整后，再经过A/D转换器(30)转化成数字信号，通过控制线向中央控制器(2)传输数据。

在图9所示的另一实施例中，电路切断装置(8)由电路控制器(31)和电路开关(32)组成，电路开关(32)串接在电路电源线上，电路开关(32)输入端连接在电路控制器(31)的输出端上，电路控制器(31)的输入端连接中央控制器(2)的单片机控制线上。

在天然气汽车上安装本装置，天然气监测器(1)应该安装在天然气易泄漏的地方，如气路阀门附近，发动机附近，烟雾监测器(7)应该安装在电线集中的上方，声光报警器(4)、中央控制器(2)可以安装在驾驶室，其他部件按图串接在管路、电源线路中。当系统开始工作时，中央控制器(2)中单片机(23)首先采集时钟信号、充气次数，判断分析储气瓶年检时间向显示器(3)和声光报警器(4)发出相应信号，当距年检时间小于规定提示值(如15天)、充气次数小于规定提示值(如30次)，显示器(3)显示到年检时间的天数或次数，声光报警器(4)发出绿色灯光，相反，显示正常储气瓶压力值。当距年检时间、充气次数超出范围时，显示器(3)显示CHAO，声光报警器(4)发出橙色灯光。同时各天然气监测器(1)测量各关键点天然气浓度，烟雾监测器(7)测量烟雾浓度，压力监测器(5)测量储气瓶压力值分别转换成数字信号，进行判断分析；当压力监测器(5)测量储气瓶压力值超过规定值时向声光报警器(4)发出橙色灯光及声音；同时各天然气监测器(1)进行在线检测，当没有泄漏或者泄漏浓度可以忽略时，则显示器(3)显示正常储气瓶压力值、声光报警器(4)指示灯熄示，表示系统处在安全状态，向天然气管路切断保护装置发出复位信号，保证天然气供气管路畅通；当泄漏浓度比较高或泄漏速度快，则显示器(3)显示浓度值及相应探头通道，声光报警器(4)指示灯发出橙色灯光(故障信号之一)，扬声器(16)不报警，表示系统处在不安全状态，有气体泄漏；当泄漏浓度达到较高时，则显示器(3)显示浓度值及相应探头通道，则向声光报警器(4)发出危险信号(故障信号之二)，声光报警器(4)发出红色灯光，同时扬声器(16)发出持续的警报声，提示情况有危机，要马上停车处理；当泄漏浓度达到很高时(爆炸极限浓度的1/5～1/2)，则显示器(3)显示浓度值及相应探头通道，则向声光报警器(4)发出危险信号(故障信号之三)，声光报警器(4)发出红色灯光，同时扬声器(16)发出持续的警报声，也向天然气管路切断装置(6)发出故障信号，使其控制开关打开，断开电磁阀供电，切断供气管路；汽车停泊断电后，天然气管路切断装置(6)自动切断供气管路从而保证汽车安全。

本实用新型可以应用在所有的天然气汽车上，特别是那些改造后易泄漏的汽车。可以监控泄漏浓度，发生泄漏，就会产生声光报警信号。

本实用新型可以预防汽车在行驶中发生储气瓶压力值过大而产生爆炸事故，也可以防止汽车储气瓶超期使用。

本实用新型可以防止汽车在行驶中发生严重泄漏而引起火灾爆炸事故，也可以防止汽车电线短路而引起火灾，由于是实时在线监测，可以实现自动对汽车安全进行监控。

Claims

1、天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：智能天然气监测仪器(1)连接在中央控制器(2)上，中央控制器(2)与显示器(3)相连，中央控制器(2)与声光报警器(4)相连，中央控制器(2)与压力监测仪器(5)相连，中央控制器(2)与烟雾监测器(7)相连，中央控制器(2)与电路切断装置(8)相连，中央控制器(2)与天然气管路切断装置(6)相连。

2、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：天然气监测仪器(1)由天然气监测探头(9)、变送器(10)、A/D转换器(11)组成，天然气浓度监测探头(9)的输出端连接变送器(10)输入端，变送器(10)的输出端连接A/D转换器(11)输入端，A/D转换器(11)输出端连接在单片机(23)的控制线上。

3、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：压力监测仪器(5)由压力监测探头(12)、变送器(13)、A/D转换器(14)组成，压力监测探头(12)的输出端连接变送器(13)输入端，变送器(13)的输出端连接A/D转换器(14)输入端，A/D转换器(14)输出端连接在单片机(23)的控制线上，压力监测探头(12)连接在供气管路上。

4、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：声光报警器(4)由报警指示灯(15)、扬声器(16)、三极管放大控制电路(17)组成，三极管放大控制电路(17)一个输出端连接在报警指示灯(15)，三极管放大控制电路(17)另一个输出端连接在扬声器(16)，三极管放大控制电路(17)输入端连接单片机(23)的控制线上。

5、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：显示器(3)由数码管(18)、驱动电路(19)组成，驱动电路(19)输出端连接在数码管(18)，驱动电路(19)输入端连接在单片机(23)的控制线上。

6、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于，天然气管路切断装置(6)由控制开关(20)、电磁阀(21)组成，控制开关(20)输出端连接在电磁阀(21)，控制开关(20)输入端连接在单片机(23)的控制线上，电磁阀(21)串接在供气管路上。

7、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：中央控制器(2)由电源模块(22)、单片机(23)、时钟电路(24)、查询开关(25)、年检开关(26)、校时开关(27)组成，电源模块(22)输入端连接汽车蓄电池电源上，输出端连接在单片机(23)的电源线上，时钟电路(24)输出端连接在单片机(23)的控制线上，查询开关(25)输出端连接在单片机(23)的控制线上，查询开关(25)输出端连接在单片机(23)的控制线上，年检开关(26)输出端连接在单片机(23)的控制线上，校时开关(27)输出端连接在单片机(23)的控制线上。

8、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：烟雾监测仪器(7)由烟雾监测探头(28)、变送器(29)、A/D转换器(29)组成，烟雾监测探头(28)的输出端连接变送器(29)输入端，变送器(29)的输出端连接A/D转换器(30)输入端，A/D转换器(30)输出端连接在单片机(23)的控制线上。

9、根据权利要求1天然气汽车安全预警保障装置，其特征在于：电路切断装置(8)由电路控制器(31)和电路开关(32)组成，电路开关(32)串接在电路电源线上，电路开关(32)输入端连接在电路控制器(31)的输出端上，电路控制器(31)的输入端连接单片机(23)的控制线上。