CN214499213U

CN214499213U - 一种用于发动机组的一氧化碳控制系统

Info

Publication number: CN214499213U
Application number: CN202120690762.4U
Authority: CN
Inventors: 冯存; 裴俊杰; 陈亮
Original assignee: Chongqing Zongshen General Power Machine Co Ltd
Current assignee: Chongqing Zongshen General Power Machine Co Ltd
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2031-04-06

Abstract

本实用新型提供一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，包括一氧化碳控制模块（200）、供电电源（100）以及点火系统（300）；其中，所述一氧化碳控制模块（200）包括一氧化碳传感器（201）、一氧化碳浓度检测模块（202）、电压检测模块（203）、转速检测模块（204）、关断供电模块（205）、MCU（206）、超级电容（207）、整流电路模块（208）、稳压电路模块（209）、故障指示模块（210）以及报警指示模块（211）；点火系统（300）正极与所述一氧化碳控制模块（200）串联，供电电源（100）与所述超级电容（207）电性连接。该系统有效对一氧化碳气体进行检测、从而实现发电机或发动机停机，避免危害用户身体健康。

Description

一种用于发动机组的一氧化碳控制系统

技术领域

本实用新型涉及电器控制技术领域，具体涉及一种用于发动机组的一氧化碳控制系统。

背景技术

随着社会的发展以及科技的进步，小型汽油发动机在人们生活中的运用越来越广泛，而发动机的使用场景也随着用户使用需求而变化。小型汽油发动机在燃烧运行过程中，不可避免会产生一氧化碳气体；众所周知，一氧化碳是一种无色且无味的有毒气体，经常被称为“沉默杀手”；一氧化碳是由含碳材料的不完全燃烧产生的，例如，当发动机中燃烧汽油或柴油等会产生一氧化碳，同时由于该气体无味且无色，因此人们经常对其后知后觉，从而经常会导致一氧化碳中毒事件的发生。因此，使用一氧化碳检测器来警惕地监控一氧化碳气体的存在是非常重要且非常有必要的。

实用新型内容

针对以上现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，该系统能有效对一氧化碳气体进行检测、从而实现发电机或发动机停机，避免发电机或发动机继续工作从而产生大量一氧化碳气体、危害用户的身体健康。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：包括一氧化碳控制模块、供电电源以及点火系统，所述一氧化碳控制模块包括一氧化碳传感器、一氧化碳浓度检测模块、关断供电模块、MCU（单片机）以及超级电容；所述供电电源与所述超级电容电性连接，用于对超级电容进行充电；所述超级电容分别与所述一氧化碳浓度检测模块、所述MCU电性连接，用于对各个模块进行供电；所述MCU分别与所述一氧化碳浓度检测模块、所述关断供电模块电性连接，用于与各模块之间实现信号传输；所述一氧化碳传感器与所述一氧化碳浓度检测模块电性连接；所述点火系统正极与所述一氧化碳控制模块的关断供电模块进行串联，所述点火系统的负极与所述一氧化碳控制模块共地，用于通过关断供电模块实现点火系统的通断电。

作进一步优化，所述一氧化碳控制模块还包括电压检测模块、转速检测模块，所述电压检测模块与转速检测模块分别与所述超级电容、所述MCU电性连接；所述点火系统与所述转速检测模块电性连接，实现转速检测模块分析检测转速的目的。

作进一步优化，所述点火系统采用CDI点火方案的点火线圈或感应式点火方案的高压包中的任一种。

作进一步优化，所述一氧化碳控制模块还包括整流电路模块与稳压电路模块，所述整流电路模块与稳压电路模块设置在所述供电电源与所述超级电容之间；所述整流电路模块用于电路整流，所述稳压电路模块用于电路稳压并给超级电容充电。

作进一步优化，所述供电电源采用发动机组的低压绕组交流或整流后的直流中的任一种进行供电。

作进一步优化，所述一氧化碳浓度检测模块包括分析单元、比较单元、预设阈值单元以及计时单元；所述分析单元用于通过接收到一氧化碳传感器的电流或电压值、推导出一氧化碳浓度值；所述预设阈值单元用于设定一氧化碳浓度的预设值；所述比较单元用于比较分析单元推导出的一氧化碳浓度值与预设阈值单元的预设值；所述计时单元用于计时。

作进一步优化，所述一氧化碳控制模块还包括报警指示模块，所述报警指示模块与所述MCU电性连接，所述报警指示模块与外部红色报警灯电性连接，用于对一氧化碳浓度超标进行报警。

作进一步优化，所述一氧化碳控制模块还包括故障指示模块，所述故障指示模块与所述MCU电性连接，所述故障指示模块与外部黄色故障灯电性连接，用于提示整个系统电路出现故障。

作进一步优化，所述一氧化碳传感器采用NAP-508传感器，通过NAP-508传感器电化学反应来识别一氧化碳浓度。

作进一步优化，所述一氧化碳控制模块安装在发动机组的进风口周围处且安装在远离消音器排气口方向，所述一氧化碳控制系统安装在油箱下侧；该安装位置可利用发动机组运转吸风形成空气流通循环，保障检测到一氧化碳浓度的准确性。

本实用新型具有如下技术效果：

（1）该系统在正常工作状态，接入系统的两根点火控制线路从内部导通，从而保证发动机组（或发电机组）的正常运行；当检测到一氧化碳浓度高于某个预设值时，该系统自动将接入系统的点火线路接地或断开，从而实现一氧化碳浓度高时的断电保护、避免继续点火提高一氧化碳的浓度；该系统通过关断高压包初级绕组供电的方式，实现点火器终止点火，从而实现发动机组（或发电机组）停机的功能；

（2）该系统既适用于CDI方式点火的变频发动机组（或发电机组）、又适用于感应式点火的普通工频发动机组（或发电机组），可同时兼容两种点火方式的发动机组（或发电机组）；适用范围广、应用领域广。

（3）该系统通过将点火系统串联入一氧化碳控制模块的方案实现，满足法规要求的防篡改功能，即用户拆除一氧化碳控制模块插盒后，发动机组（或发电机组）无法继续点火，保证一氧化碳控制模块监测的有效性。

（4）该系统通过采用超级电容的充放电实现断电延时功能，从而保障在机组完全停转前一直不供电；并且，通过采用超级电容储能的方式，实现停机后给报警指示灯持续供电，供电时间大于10分钟，进而实现持续对用户进行提示的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一氧化碳控制系统安装位置的结构示意图；其中，图1中（a）为静音变频发动机组安装位置示意图；图1中（b）为普通开架发动机组安装位置示意图。

图2为本实用新型实施例中一氧化碳控制系统的原理图。

图3为本实用新型实施例中一氧化碳控制系统工作流程图。

图4为本实用新型实施例中点火系统接入一氧化碳控制模块的示意图。

图5为本实用新型实施例中关断供电模块的结构示意图。

其中，10、机架或外壳；1、一氧化碳控制系统；2、油箱；3、发动机组；4、消音器排气口；5、启动拉盘进风口；100、供电电源；200、一氧化碳控制模块；201、一氧化碳传感器；202、一氧化碳浓度检测模块；203、电压检测模块；204、转速检测模块；205、关断供电模块；206、MCU；207、超级电容；208、整流电路模块；209、稳压电路模块；210、故障指示模块；2101、黄色故障灯；211、报警指示模块；2111、红色报警灯；300、点火系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～5所示，一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：包括一氧化碳控制模块200、供电电源100以及点火系统300，一氧化碳控制模块200包括一氧化碳传感器201、一氧化碳浓度检测模块202、电压检测模块203、转速检测模块204、关断供电模块205、MCU 206（单片机）以及超级电容207；供电电源100与超级电容207电性连接，用于对超级电容207进行充电；超级电容207分别与一氧化碳浓度检测模块202、电压检测模块203、转速检测模块204以及MCU 206电性连接，用于对各个模块以及单片机进行供电；MCU 206分别与一氧化碳浓度检测模块202、电压检测模块203、转速检测模块204以及关断供电模块205电性连接，用于与各模块之间实现信号传输；一氧化碳传感器201与一氧化碳浓度检测模块202输入端电性连接。一氧化碳浓度检测模块202包括分析单元、比较单元、预设阈值单元以及计时单元；分析单元用于通过接收到一氧化碳传感器201的电流或电压值、推导出一氧化碳浓度值；预设阈值单元用于设定一氧化碳浓度的预设值；比较单元用于比较分析单元推导出的一氧化碳浓度值与预设阈值单元的预设值；计时单元用于计时。所述点火系统300正极与所述一氧化碳控制模块200的关断供电模块205进行串联，所述点火系统300的负极与所述一氧化碳控制模块200共地，用于通过关断供电模块205实现点火系统300的通断电；点火系统300正极与转速检测模块204电性连接、形成回路，实现转速检测模块204分析检测转速的目的。优选的，点火系统300采用CDI点火方案的点火线圈或感应式点火方案的高压包中的任一种。

一氧化碳控制模块200还包括整流电路模块208与稳压电路模块209，整流电路模块208与稳压电路模块209设置在供电电源100与超级电容207之间；整流电路模块208用于电路整流，稳压电路模块209用于电路稳压并给超级电容207充电。供电电源100采用发动机组3的低压绕组交流或整流后的直流中的任一种进行供电。

一氧化碳传感器201采用NAP-508传感器，通过NAP-508传感器电化学反应来识别一氧化碳浓度；MCU 206可采用51系列单片机、AVR系列单片机或STM32系列单片机中的任一种。

一氧化碳控制模块200还包括报警指示模块211，报警指示模块211与MCU 206电性连接，报警指示模块211与外部红色报警灯2111电性连接，用于对一氧化碳浓度超标进行报警；一氧化碳控制模块200还包括故障指示模块210，故障指示模块210与MCU 206电性连接，故障指示模块210与外部黄色故障灯2101电性连接，用于提示整个系统电路出现故障。

如图1所示，一氧化碳控制模块200安装在发动机组3的进风口周围处且安装在远离消音器排气口4方向，一氧化碳控制系统1安装在油箱2下侧；该安装位置可利用发动机组3运转吸风形成空气流通循环，保障检测到一氧化碳浓度的准确性。

工作原理：

该系统首先通过整流电路模块208与稳压电路模块209对供电电源100进行整流与稳压，从而对超级电容207进行充电，超级电容207对一氧化碳浓度检测模块202、MCU 206、电压检测模块203以及转速检测模块204进行供电；一氧化碳传感器201通过传感器内部的电化学反应将电流或电压信号传送给一氧化碳浓度检测模块202，一氧化碳浓度检测模块202通过分析单元对信号进行处理分析，然后通过比较单元同其预设阈值单元内的阈值进行比较，到达设定阈值时通过计时单元进行计时，若达到关断的计时要求，计时单元发送信号到MCU 206，MCU 206控制关断供电模块205的电路，将与一氧化碳控制模块200串联的点火系统300的供电线（即点火系统300正极）接地，从而实现断电功能，同时利用超级电容207的储能点亮报警指示灯；若未达到关断要求，则重新、实时进行检测与计时。点火系统300未断电时，串联入一氧化碳控制模块200的点火系统300供电绕组正极负责提供转速波形信号，通过转速检测模块204将发动机组3的转速反馈给MCU 206；同时，电压检测模块203将整个系统的电压信号反馈给MCU 206，用于监测各模块之间是否出现故障。

一氧化碳浓度检测模块202控制的具体步骤为：一氧化碳浓度检测模块202内通过预设阈值单元设置多个不同浓度的预设值，例如a、b、c，其中a＞b＞c，一氧化碳浓度超过a值后触发关闭的供电的持续时间为t₁，一氧化碳浓度超过b值后触发关闭的供电的持续时间为t₂，一氧化碳浓度超过c值后触发关闭的供电的持续时间为t₃，且t₁＜t₂＜t₃；即若比较单元检测到分析单元内的浓度达到c值时，触发计时单元，计时单元累计计时达到t₃触发MCU 206、产生断电保护；若比较单元检测到分析单元内的浓度达到b值，触发计时单元，计时单元累计计时达到t₂触发MCU 206、产生断电保护；若比较单元检测到分析单元内的浓度达到a值，触发计时单元，计时单元累计计时达到t₁触发MCU 206、产生断电保护。

关断供电模块205的工作原理：可采用如图5所示的关断供电模快的电路，图5中所示LO-STOP端口与本申请的点火系统300正端串联（点火系统300的负端接地、与本申请一氧化碳控制模块200的接地共地），图5中所示的O-Stop端口与MCU 206连接；当需要关断点火系统300供电时（即一氧化碳浓度检测模块202检测到浓度高于其预设值且达到计时要求后、向MCU 206发送信号），MCU 206接受信号后进行控制O-Stop端口，从而触发QE1与QE2导通，从而将点火系统300的正端供电线与地导通，达到断开点火系统300供电的目的；CE3与CE4两个电容则起延时接地的作用。

需要注意的是，以上的关断电路模块仅为本实施例为了准确说明本申请的工作原理而进行的一个示例说明，对于本领域普通技术人员而言，任何能实现本申请功能的关断电路模块（即MCU发出信号后、关断电路模块实现断电功能），都视为是本申请的保护范围。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：包括一氧化碳控制模块（200）、供电电源（100）以及点火系统（300）；所述一氧化碳控制模块（200）包括一氧化碳传感器（201）、一氧化碳浓度检测模块（202）、关断供电模块（205）、MCU（206）以及超级电容（207）；

所述供电电源（100）与所述超级电容（207）电性连接；所述超级电容（207）分别与所述一氧化碳浓度检测模块（202）、所述MCU（206）电性连接；所述MCU（206）分别与所述一氧化碳浓度检测模块（202）、所述关断供电模块（205）电性连接；所述一氧化碳传感器（201）与所述一氧化碳浓度检测模块（202）电性连接；所述点火系统（300）正极与所述一氧化碳控制模块（200）的关断供电模块（205）进行串联，所述点火系统（300）的负极与所述一氧化碳控制模块（200）共地。

2.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述一氧化碳控制模块（200）还包括电压检测模块（203）、转速检测模块（204），所述电压检测模块（203）与转速检测模块（204）分别与所述超级电容（207）、所述MCU（206）电性连接；所述点火系统（300）与所述转速检测模块（204）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述一氧化碳控制模块（200）还包括整流电路模块（208）与稳压电路模块（209），所述整流电路模块（208）与稳压电路模块（209）设置在所述供电电源（100）与所述超级电容（207）之间。

4.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述供电电源（100）采用发动机组的低压绕组交流或整流后的直流中的任一种进行供电。

5.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述一氧化碳浓度检测模块（202）包括分析单元、比较单元、预设阈值单元以及计时单元；所述分析单元用于通过接收到一氧化碳传感器（201）的电流或电压值、推导出一氧化碳浓度值；所述预设阈值单元用于设定一氧化碳浓度的预设值；所述比较单元用于比较分析单元推导出的一氧化碳浓度值与预设阈值单元的预设值；所述计时单元用于计时。

6.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述一氧化碳控制模块（200）还包括报警指示模块（211），所述报警指示模块（211）与所述MCU（206）电性连接，所述报警指示模块（211）与外部红色报警灯（2111）电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述一氧化碳控制模块（200）还包括故障指示模块（210），所述故障指示模块（210）与所述MCU（206）电性连接，所述故障指示模块（210）与外部黄色故障灯（2101）电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述一氧化碳传感器（201）采用NAP-508传感器。

9.根据权利要求1所述的一种用于发动机组的一氧化碳控制系统，其特征在于：所述一氧化碳控制模块（200）安装在发动机组（3）的进风口周围处且安装在远离消音器排气口（4）方向，所述一氧化碳控制系统（1）安装在油箱（2）下侧。