CN205743959U - 公路隧道通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公路隧道通风系统，解决了风机长期运行非常耗电的问题，其技术方案要点是，包括风机，包括依次连接的CO浓度传感器、控制模块和变频器，变频器的输出端与风机连接，本实用新型的公路隧道通风系统，CO浓度传感器能够测量隧道内CO的浓度，再将测得的数据传送给控制模块，控制模块根据CO的不同浓度控制变频器输出不同频率的电压作用于风机，以调节风机的转速，当隧道内的CO浓度较高时，变频器输出高频率电压，使风机获得较高的转速，提高通风效率，当隧道内的CO浓度较低时，变频器输出低频率电压，使风机的转速变小，起到节省电能的作用。

Description

公路隧道通风系统

技术领域

本实用新型涉及一种交通系统，更具体地说，它涉及一种公路隧道通风系统。

背景技术

近几年来，随着我国经济水平的不断增长以及人民需求的日益增加，公路交通事业得以高速发展，公路隧道以能够缩短行车里程数、节省土地资源、减少生态环境污染等优点，被广泛应用于公路建设中。

汽车在行驶的过程中，会排放出一氧化碳等有害气体，而隧道是一个相对比较密封的环境，使气体不能够及时地排放出去，严重影响驾驶者的身体健康，为了解决上述问题，通常会在隧道的顶部安装风机来排放隧道内的有害气体，为了保证通风效果，会使风机始终保持运行状态，但是在车流量比较少的时段，比如晚上九点至第二天早上六点，隧道内的有害气体浓度较低，这时让风机继续保持全速运行状态，会造成电能的浪费，因此还存在一定的改进空间。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够根据隧道内的CO浓度调节风机转速的公路隧道通风系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种公路隧道通风系统，包括风机，包括依次连接的CO浓度传感器、控制模块和变频器，所述变频器的输出端与风机连接。

较佳的，还包括车辆检测器、烟雾浓度传感器和风速风向检测器，所述车辆检测器、烟雾浓度传感器和风速风向检测器分别与控制模块连接。

较佳的，还包括切换开关K-1，所述风机包括第一风机与第二风机，所述切换开关K-1的c端与变频器的输出端连接，a端与第一风机连接，b端与第二风机连接。

较佳的，还包括用于控制切换开关K-1的切换开关电路，所述切换开关电路与切换开关K-1连接。

较佳的，还包括第一温度保护装置、第一开关电路、第二温度保护装置与第二开关电路，所述第一开关电路的一端与切换开关K-1的a端连接，另一端与第一风机连接，所述第一温度保护装置用于检测第一风机的温度并控制第一开关电路导通或者关断，所述第二开关电路的一端与切换开关K-1的b端连接，另一端与第二风机连接，所述第二温度保护装置用于检测第二风机的温度并控制第二开关电路导通或者关断。

较佳的，所述切换开关电路包括三极管Q3、继电器K、二极管VD4和开关SB，继电器K的线圈的一端耦接于电压V1，另一端耦接于三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，二极管VD4与继电器K的线圈反并联，开关SB的一端耦接于电压V1，另一端耦接于三极管Q3的基极，切换开关K-1为继电器K的线圈对应的触点。

较佳的，所述第一温度保护装置包括：

用于检测第一风机的温度是否超过最高允许温度并输出相应检测信号的温度检测单元；

响应于所述检测信号通过与设定值比较后输出相应控制信号的控制单元；

响应于所述控制信号以切断或导通第一风机供电回路的执行单元。

较佳的，所述温度检测单元包括：

电阻R1，其一端耦接于电源E的正极，另一端耦接于电源E的负极；

串联连接的热敏电阻Rt和电阻R2，热敏电阻Rt的另一端耦接于电源E的正极，电阻R2的另一端耦接于电源E的负极；

所述热敏电阻Rt为负温度系数热敏电阻。

较佳的，所述控制单元包括：

电阻R3与三极管Q1，电阻R3的一端耦接于热敏电阻Rt和电阻R2的连接点，另一端耦接于三极管Q1的基极；

电阻R4与电位器RP，电阻R4的一端耦接于电源E的正极，另一端耦接于三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极耦接于电位器RP的a端；

二极管VD1、VD2，二极管VD1的阳极耦接于电源E的负极，阴极耦接于电位器RP的c端，二极管VD2的阳极耦接于电源E的正极，阴极耦接于电位器RP的b端；

电阻R5与三极管Q2，电阻R5的一端耦接于三极管Q1的集电极与电阻R4的连接点，另一端耦接于三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极耦接于电源E的正极；

继电器KA与电阻R6，继电器KA的线圈的一端耦接于三极管Q2的集电极，另一端耦接于电阻R6的一端，电阻R6的另一端耦接于二极管VD1的阴极；

二极管VD3，其与继电器KA的线圈反并联。

较佳的，所述执行单元为继电器KA的常闭触点S，其串联于第一风机的供电回路中，所述第二温度保护装置的电路结构与第一温度保护装置一致。

本实用新型相对现有技术相比具有：CO浓度传感器能够测量隧道内CO的浓度，再将测得的数据传送给控制模块，控制模块根据CO的不同浓度控制变频器输出不同频率的电压作用于风机，以调节风机的转速，当隧道内的CO浓度较高时，变频器输出高频率电压，使风机获得较高的转速，提高通风效率，当隧道内的CO浓度较低时，变频器输出低频率电压，使风机的转速变小，起到节省电能的作用，车辆检测器能够测量隧道内车流量的大小，当车流量较高时，通过控制模块控制变频器输出高频率电压，从而使风机高速运转，烟雾浓度传感器能够检测隧道内烟雾浓度的高低，当检测到烟雾浓度较高时，通过控制模块控制风机高速运转，从而提高排除烟雾的效率，风速风向检测器能够检测隧道内空气的流速和流向，通过控制风机来调整流速和流向，便于车辆的行驶，第一风机与第二风机可以通过切换开关K-1来进行切换，当其中一台风机发生故障时，可以将变频器的输出端切换到另一台风机上继续使用，避免影响通风工作，切换开关电路能够控制切换开关K-1的运行，从而实现通过低压控制风机供电回路的通断，更加安全，第一温度保护装置和第二温度保护装置能够分别检测第一风机和第二风机的温度，当温度超过风机的最高允许温度时，通过第一开关电路和第二开关电路可以分别将第一风机或第二风机切断，使风机的运行更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路示意图一；

图3为本实用新型的电路示意图二。

图中：1、CO浓度传感器；2、控制模块；3、变频器；4、车辆检测器；5、烟雾浓度传感器；6、风速风向检测器；8、第一风机；9、第二风机；10、切换开关电路；11、第一温度保护装置；12、第一开关电路；13、第二温度保护装置；14、第二开关电路；15、温度检测单元；16、控制单元；17、执行单元。

具体实施方式

参照图1至图3所示，实施例做进一步说明。

如图1所示，本实用新型公开的一种公路隧道通风系统，包括风机，风机优选为隧道射流风机，包括依次连接的CO浓度传感器1、控制模块2和变频器3，变频器3的输出端与风机连接，CO浓度传感器1能够测量隧道内CO的浓度，再将测得的数据传送给控制模块2，控制模块2根据CO的不同浓度控制变频器3输出不同频率的电压作用于风机，以调节风机的转速，根据电机的转速公式n=60f/p可得，当电压频率f越高时，电机的转速n也就越高，当隧道内的CO浓度较高时，变频器3输出高频率电压，使风机获得较高的转速，提高通风效率，当隧道内的CO浓度较低时，变频器3输出低频率电压，使风机的转速变小，起到节省电能的作用。

还包括车辆检测器4、烟雾浓度传感器5和风速风向检测器6，车辆检测器4、烟雾浓度传感器5和风速风向检测器6分别与控制模块2连接，车辆检测器4能够测量隧道内车流量的大小，当车流量较高时，通过控制模块2控制变频器3输出高频率电压，从而使风机高速运转，烟雾浓度传感器5能够检测隧道内烟雾浓度的高低，当检测到烟雾浓度较高时，通过控制模块2控制风机高速运转，从而提高排除烟雾的效率，风速风向检测器6能够检测隧道内空气的流速和流向，经过控制模块2的计算后，通过风机来平衡流速和流向，便于车辆的行驶。

还包括切换开关K-1，风机包括第一风机8与第二风机9，切换开关K-1的c端与变频器3的输出端连接，a端与第一风机8连接，b端与第二风机9连接，当切换开关K-1切换到a端时，变频器3的输出端与第一风机8相连，当切换开关K-1切换到b端时，变频器3的输出端与第二风机9相连，还包括用于控制切换开关K-1的切换开关电路10，切换开关电路10与切换开关K-1连接，切换开关电路10能够控制切换开关K-1的运行，当其中一台风机发生故障时，可以通过切换开关电路10将变频器3的输出端切换到另一台风机上，使另一台风机能够继续使用，避免影响风机的通风工作。

如图2所示，切换开关电路10包括三极管Q3、继电器K、二极管VD4和开关SB，继电器K的线圈的一端耦接于电压V1，另一端耦接于三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，二极管VD4与继电器K的线圈反并联，二极管VD4起到续流的作用，当继电器K的线圈断电时，残留在线圈内的电流能够通过二极管VD4释放掉，防止对三极管Q3的集电极造成冲击，开关SB的一端耦接于电压V1，另一端耦接于三极管Q3的基极，切换开关K-1为继电器K的线圈对应的触点，当开关SB处于断开状态时，三极管Q3不导通，继电器K的线圈不得电，其所对应的切换开关K-1切换到a端，与第一风机8相连，相反地，当开关SB闭合时，三极管Q3被导通，继电器K的线圈得电吸合，切换开关K-1被切换到b端，与第二风机9相连。

还包括第一温度保护装置11、第一开关电路12、第二温度保护装置13与第二开关电路14，第一开关电路12的一端与切换开关K-1的a端连接，另一端与第一风机8连接，第一温度保护装置11用于检测第一风机8的温度并控制第一开关电路12导通或者关断，当第一风机8的温度过高时，第一温度保护装置11能够通过第一开关电路12将第一风机8的供电回路断开，使第一风机8停止运行，从而起到过热保护的作用，第二开关电路14的一端与切换开关K-1的b端连接，另一端与第二风机9连接，第二温度保护装置13用于检测第二风机9的温度并控制第二开关电路14导通或者关断，当第二风机9的温度过高时，第二温度保护装置13能够通过第二开关电路14将第二风机9的供电回路断开，使第二风机9停止运行。

如图3所示，第一温度保护装置11包括：用于检测第一风机8的温度是否超过最高允许温度并输出相应检测信号的温度检测单元15；温度检测单元15包括：电阻R1，其一端耦接于电源E的正极，另一端耦接于电源E的负极；串联连接的热敏电阻Rt和电阻R2，热敏电阻Rt的另一端耦接于电源E的正极，电阻R2的另一端耦接于电源E的负极；热敏电阻Rt为负温度系数热敏电阻。

电阻R1能够将电源E的电流转变为电压，使其更加稳定，热敏电阻Rt与电阻R2构成一个分压电路，根据分压原理，作用在每个电阻上的电压与各自的阻值成正比，由于热敏电阻Rt为负温度系数热敏电阻，因此当检测到的温度越高时，其阻值就越低，作用在电阻R2上的电压就越高，相反地，当检测到的温度越低时，热敏电阻Rt的阻值就越高，作用在电阻R2上的电压就越低。

响应于检测信号通过与设定值比较后输出相应控制信号的控制单元16；控制单元16包括：电阻R3与三极管Q1，电阻R3的一端耦接于热敏电阻Rt和电阻R2的连接点，另一端耦接于三极管Q1的基极；电阻R4与电位器RP，电阻R4的一端耦接于电源E的正极，另一端耦接于三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极耦接于电位器RP的a端；二极管VD1、VD2，二极管VD1的阳极耦接于电源E的负极，阴极耦接于电位器RP的c端，二极管VD2的阳极耦接于电源E的正极，阴极耦接于电位器RP的b端；电阻R5与三极管Q2，电阻R5的一端耦接于三极管Q1的集电极与电阻R4的连接点，另一端耦接于三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极耦接于电源E的正极；继电器KA与电阻R6，继电器KA的线圈的一端耦接于三极管Q2的集电极，另一端耦接于电阻R6的一端，电阻R6的另一端耦接于二极管VD1的阴极；二极管VD3，其与继电器KA的线圈反并联，二极管VD3起到续流的作用，当继电器KA的线圈断电时，残留在线圈内的电流能够通过二极管VD3释放掉，防止对三极管Q2的集电极造成冲击，响应于控制信号以切断或导通第一风机8供电回路的执行单元17，执行单元17为继电器KA的常闭触点S，其串联于第一风机8的供电回路中，当继电器KA的常闭触点S处于闭合状态时，风机的供电回路被接通，当变频器3输出电压时，对应的风机开始运行，当继电器KA的常闭触点S断开时，风机的供电回路被切断，风机停止运行，其中最高允许温度的设定值由三极管Q1的发射极的电压值决定，因此可以通过电位器RP来调节三极管Q1的发射极上的电压，从而调节最高允许温度的设定值，二极管VD1和VD2能够减小电源E的电压变动所引起的漂移。

当风机开始运行后，其上面的温度开始上升，使设置于风机上的热敏电阻Rt的阻值减小，根据分压原理，电阻R2上的电压逐渐增加，当温度超过设定的最高允许温度时，电阻R2上的电压上升到大于三极管Q1的发射极的电压，使三极管Q1导通，这时三极管Q2的发射极的电压大于其基极的电压，三极管Q2也导通，使串联于三极管Q2的集电极的继电器KA的线圈得电吸合，其常闭触点S断开，切断风机所在的供电回路，使风机停止运行，从而起到保护的作用。

当风机停止运行后，温度下降，使热敏电阻Rt的电阻值增加，电阻R2上的电压逐渐减小，当电阻R2上的电压值降低到小于三极管Q1的发射极的电压值时，三极管Q1截止，三极管Q2也截止，使串联于三极管Q2的集电极的继电器KA的线圈失电复位，其常闭触点S重新闭合。

第二温度保护装置13的电路结构与第一温度保护装置11一致。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种公路隧道通风系统，包括风机，其特征是：包括依次连接的CO浓度传感器、控制模块和变频器，所述变频器的输出端与风机连接。

2.根据权利要求1所述的公路隧道通风系统，其特征是：还包括车辆检测器、烟雾浓度传感器和风速风向检测器，所述车辆检测器、烟雾浓度传感器和风速风向检测器分别与控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的公路隧道通风系统，其特征是：还包括切换开关K-1，所述风机包括第一风机与第二风机，所述切换开关K-1的c端与变频器的输出端连接，a端与第一风机连接，b端与第二风机连接。

4.根据权利要求3所述的公路隧道通风系统，其特征是：还包括用于控制切换开关K-1的切换开关电路，所述切换开关电路与切换开关K-1连接。

5.根据权利要求4所述的公路隧道通风系统，其特征是：还包括第一温度保护装置、第一开关电路、第二温度保护装置与第二开关电路，所述第一开关电路的一端与切换开关K-1的a端连接，另一端与第一风机连接，所述第一温度保护装置用于检测第一风机的温度并控制第一开关电路导通或者关断，所述第二开关电路的一端与切换开关K-1的b端连接，另一端与第二风机连接，所述第二温度保护装置用于检测第二风机的温度并控制第二开关电路导通或者关断。

6.根据权利要求5所述的公路隧道通风系统，其特征是：所述切换开关电路包括三极管Q3、继电器K、二极管VD4和开关SB，继电器K的线圈的一端耦接于电压V1，另一端耦接于三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，二极管VD4与继电器K的线圈反并联，开关SB的一端耦接于电压V1，另一端耦接于三极管Q3的基极，切换开关K-1为继电器K的线圈对应的触点。

7.根据权利要求6所述的公路隧道通风系统，其特征是：所述第一温度保护装置包括：

用于检测第一风机的温度是否超过最高允许温度并输出相应检测信号的温度检测单元；

响应于所述检测信号通过与设定值比较后输出相应控制信号的控制单元；

响应于所述控制信号以切断或导通第一风机供电回路的执行单元。

8.根据权利要求7所述的公路隧道通风系统，其特征是：所述温度检测单元包括：

电阻R1，其一端耦接于电源E的正极，另一端耦接于电源E的负极；

串联连接的热敏电阻Rt和电阻R2，热敏电阻Rt的另一端耦接于电源E的正极，电阻R2的另一端耦接于电源E的负极；

所述热敏电阻Rt为负温度系数热敏电阻。

9.根据权利要求8所述的公路隧道通风系统，其特征是：所述控制单元包括：

电阻R3与三极管Q1，电阻R3的一端耦接于热敏电阻Rt和电阻R2的连接点，另一端耦接于三极管Q1的基极；

电阻R4与电位器RP，电阻R4的一端耦接于电源E的正极，另一端耦接于三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极耦接于电位器RP的a端；

二极管VD1、VD2，二极管VD1的阳极耦接于电源E的负极，阴极耦接于电位器RP的c端，二极管VD2的阳极耦接于电源E的正极，阴极耦接于电位器RP的b端；

电阻R5与三极管Q2，电阻R5的一端耦接于三极管Q1的集电极与电阻R4的连接点，另一端耦接于三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极耦接于电源E的正极；

继电器KA与电阻R6，继电器KA的线圈的一端耦接于三极管Q2的集电极，另一端耦接于电阻R6的一端，电阻R6的另一端耦接于二极管VD1的阴极；

二极管VD3，其与继电器KA的线圈反并联。

10.根据权利要求9所述的公路隧道通风系统，其特征是：所述执行单元为继电器KA的常闭触点S，其串联于第一风机的供电回路中，所述第二温度保护装置的电路结构与第一温度保护装置一致。