CN2691913Y - 多功能智能化车用空气净化器 - Google Patents

Abstract

一种多功能智能化空气净化器，其特征是：进风口处装有综合过滤网3，壳体内安装有无刷直流电动机1及和与其输出轴连接的贯流风扇8、负离子发生器2、污染物传感器9及主控器4；其中负离子发生器的负离子释放板13安装在出风口处内侧；所述主控器包括微处理器、稳压电路、PWM调速电路、电机保护/转速检测电路及通讯界面电路。本实用新型具有多重净化功能，对车内的各种污染物具有良好的净化效果；污染物浓度自动检测功能，电磁发射干扰极低和电磁兼容性良好。不对车内其它电器设备造成干扰，并具有良好的抗干扰特性。

Description

多功能智能化车用空气净化器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车内使用的空气净化装置。

技术背景

随着家用轿车的逐渐普及，人们乘坐空调车辆的实践也不断增加。由于为了保证汽车空调系统的制冷、制热效果，厂家在设计汽车时，对装有空调系统的车辆进行了密封处理，以求降低车体泄露对空调系统效果的不良影响。当人们在空调车内停留的时间稍长，就会因为车内空气的换气不良而感到胸闷、恶心、头晕等，更严重的甚至会得上空调病。究其原因，是密闭的车内空气中充满了人们呼吸所产生的二氧化碳、人体自身散发的各种体味、汗味、汽车泄漏的汽油味、车内装饰材料所发出的异味，空气中漂浮的烟雾、灰尘、细菌等。这些有害的气体、灰尘、细菌的混合物是造成人们得病的根本原因。为此，各种类型的车用空气净化器、汽车氧吧、空气清新宝等净化汽车内空气的产品应运而生。但是，这些汽车空气净化类产品都存在功能单一，实际使用效果差等弊端。往往不能有效的对存在于车内空气中的有害物质进行清除、净化。汽车生产厂家为了保证汽车空调系统的效果和足够的风量，也都没有在汽车空调蒸发器上加装任何综合性的空气净化装置。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服以往空气净化类产品的缺点，提供一种适用于汽车的多功能智能化车用空气净化器，能够有效的清除、净化车内多种有害物质，满足人们对车内空气质量的要求。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的：即一种多功能智能化空气净化器，包括上壳体、下壳体、前盖、位于前盖处的进风口和位于上壳体的出风口；其中进风口处装有综合过滤网，壳体内安装有无刷直流电动机及和与其输出轴连接的贯流风扇，负离子发生器、污染物传感器、植物杀菌素香料盒及主控器；其中负离子发生器的负离子释放板安装在出风口处内侧，壳体上装有控制按钮和工作状态指示灯组及安全保护开关；所述主控器包括微处理器、稳压电路、PWM调速电路、电机保护/转速检测电路及通讯界面电路，其中，稳压电路为微处理器和PWM调速电路提供工作电压，污染物传感器、电机保护/转速检测电路及通讯界面的输出端，工作指示灯、PWM调速电路、负离子发生器的电路输入端接微处理器的I/O口。

当多功能智能化车用空气净化器工作时，空气在贯流风扇的带动下从进风口吸入，首先通过综合过滤网过滤，综合过滤网对空气中的烟雾、灰尘、异味和细菌进行物理吸附和化学分解。然后经过第一次过滤的空气流过负离子释放板，利用负离子释放板产生的高压静电和负离子对空气中的烟雾、灰尘和细菌进行第二次净化，净化后的空气带有高浓度负离子、满足国家一级环境空气质量要求的低浓度臭氧(活性氧)；安装少量的植物杀菌素和香料，经过以上净化过程后空气中的有害物含量大大降低，并带有清香味。

本实用新型的控制部分---主控板采用单一芯片微处理器(MCU)进行智能化控制。微处理器根据污染物传感器探测到的空气污浊程度和使用者的控制命令对整机的净化功能进行综合优化控制。多功能智能车用空气净化器可处于低速、高速和自动三种工作模式。使用者通过控制按钮转换其工作模式并由工作状态指示灯组指示。本实用新型所提供的多功能智能车用空气净化器同普通的车用空气净化器相比，具有下列优点：

1、多重净化功能：对车内的各种污染物具有良好的净化效果；

2、一键操作功能：为方便用户使用，多功能智能车用空气净化器的开关和工作模式转换只需要用户按一个按键即可操作；

3、遥控功能：允许处于汽车不同位置的乘客对多功能智能车用空气净化器的工作进行控制。

4、污染物浓度自动检测功能，污染物浓度检测器具有广谱探测能力，对一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、氨气、烟雾、汽油蒸汽都具有很高的探测灵敏度。

5、采用单一芯片高速微处理器进行智能化控制，使空气净化效果得到优化。并具有完善的保护功能，保护使用者的人身安全和多功能智能化车用空气净化器不易被损坏。

6、极低EMI(电磁发射干扰)和良好的EMC(电磁兼容性)。不对车内其它电器设备造成干扰，并具有良好的抗干扰特性。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下附图给出，

图1是本实用新型所提供的多功能智能化车用空气净化器的俯视图；

图2是本实用新型所提供的多功能智能化车用空气净化器面板示意图；

图3是本实用新型所提供的多功能智能化车用空气净化器电气原理图；

附图4电源滤波部分的电路原理图；

附图5电源保护电路的电路原理图；

附图6稳压电路的电路原理图；

附图7污染物传感器的电路原理图；

附图8电源/模式转换开关的电路原理图；

附图9PWM调速电路的电路原理图；

附图10电机保护/转速检测电路的原理图；

附图11通讯界面的电路图。

如图1所示，多功能智能化车用空气净化器的进风口设置在下壳体6的前部中间，左边装有安全开关7，右侧装有植物杀菌素盒10，植物杀菌素盒通过压板11固定在下壳体上。进风口内侧中央装有污染物传感器9和综合过滤器3。综合过滤器将不同净化功能的过滤网采用模具注塑的方式与塑料外框架形成一个整体，整个综合过滤器在使用一段时间后可以很方便的进行整体更换。在综合过滤器后装有贯流风扇8，贯流风扇的一端通过贯流风扇轴承5与无刷直流电机1连接；另一端与贯流风扇轴承5连接。贯流风扇轴承5由铜轴承和橡胶套组成，可有效的降低贯流风扇转动所引起的噪声。无刷直流电机1由电机压板12固定在下壳体上。贯流风扇8后部是负离子释放板13和高压负离子发生器2。高压负离子发生器2的左边是主控器4。

如图2所示，面板上左边为工作指示灯组15。中间为污染物传感器窗口14。右边为开关/工作模式转换按钮16。

如图3所示，多功能智能车用空气净化器使用额定电压为直流12V。各部分的名称关系及功能介绍如下：

1、电源滤波部分：如图4所示，该部分由电容C1、C2、C3和二极管D2组成。作用一是滤除随电源进入的各种干扰信号，二是滤除多功能智能车用空气净化器主控板自身产生的干扰信号。

2、电源保护电路：如图5所示，该部分包括高速电压瞬变抑制器(TVS)D1和安全开关插座J2。其中D1的功率为1500W的1.5KE36CA能将各种正、负电压尖峰削弱吸收，如发动机点火时产生的高负电压尖峰，雷电产生的高正电压尖峰等。使电压幅值始终处于元器件可承受的范围内。以防止元器件工作出现异常或损坏。J2为安全开关插座用于接收安全开关的信号。

3、稳压电路：如图6所示，稳压电路将输入电压稳定为两路，一路为+12V供直流无刷电动机PWM(脉宽调制)调速电路使用，另一路通过U1三端稳压集成电路将电压稳定为+5V，供微处理器MCU及其外围元器件使用。

4、安全开关：安全开关为一种轻触键微动开关。开关与前盖联动，当前盖扣合好后，该开关被前盖顶杆推入导通位置，允许电源保护电路提供电压给稳压电路，整机可以工作；当前盖被打开后，开关在内部弹簧作用下断开，切断稳压电路的电源供给，整机不能工作，处于运行状态的电机将立即停止运转，以防止高速旋转的贯流风扇将人伤害。

5、污染物传感器：如图7所示，污染物传感器SN1为一种半导体广谱传感器，能检测空气中一氧化碳、二氧化硫、氨气、烟雾、汽油等污染物的浓度，由SN1第1脚提供给微处理器一个随污染物浓度成正比的线性电压信号。R4提供上拉电压。

6、电源/模式转换开关：如图8所示，开关S1采用轻触键微动开关，该开关发送信号给微处理器，以打开/关闭或转换多功能智能车用空气净化器的工作模式。

7、工作指示灯：如图8所示，将当前多功能智能车用空气净化器的工作模式显示出来。

8、PWM调速电路：如图9所示，由三极管Q1、Q2、Q3、Q4组成桥式电流放大器将微处理器发出的PWM(脉宽调速)控制信号进行电流放大后输送给无刷直流电动机，使无刷直流电动机的转速/转矩符合要求。

9、无刷直流电机：是一种无电刷的高效率、低干扰、宽工作电压、长寿命的直流电机。

10、电机保护/转速检测电路：如图10所示，检测电机工作电流/电压由运算放大器U2及其外围元件组成，U2将无刷直流电机的工作电流转换成成比例的电压信号提供给微处理器；无刷直流电机的转速由运算放大器U4组成的差分比较器检测，并将检测数据输入微处理器，使电机始终处于正常工作范围内。U2、U4采用双运算放大集成电路LM258。

11、高压负离子发生器：根据微处理器的控制信号产生预定的负离子浓度。

12、通讯界面：如图11所示，通讯界面的硬件为全双工异步串行通讯接口USART；软件采用19200，8，1，n格式：通讯速率19200bps、8位数据、1位停止位、无奇偶校验位。通讯界面一是为多功能智能车用空气净化器提供遥控功能。二是为整机的检测维修和微处理器的控制软件升级提供通讯软硬件接口。

工作过程：

当多功能智能化车用空气净化器处于低速或高速工作模式时，微处理器将使无刷直流电动机处于一定的转速下运行，该运行模式取空气净化效率、功率消耗和运行噪声三者之间的优化平衡，当空气中的污染物一定时间内处于较高浓度时，微处理器将自动提高无刷直流电机的转速和高压负离子发生器产生的负离子浓度，已尽快将污浊的空气净化；当污染物浓度恢复到正常值以下时，无刷直流电机的转速也随之恢复到设定转速。当多功能智能化车用空气净化器处于自动工作模式时，电机转速和负离子的发生浓度完全随着空气中污染物的浓度的变化而变化，当空气中污染物浓度极低时，微处理器会停止无刷直流电机运转以降低电力消耗和噪声，当污染物浓度变高时，无刷直流电机也会重新开始运转。当多功能智能化车用空气净化器内部出现故障时，微处理器会通过工作指示灯指示故障发生的部位和性质，以方便用户和维修人员判定。

Claims (2)

1、一种多功能智能化空气净化器，包括壳体、前盖、位于前盖处的进风口和位于上壳体的出风口；壳体上装有控制按钮(16)和工作状态指示灯组(15)；其特征是：进风口处装有综合过滤网(3)，壳体内安装有无刷直流电动机(1)及和与其输出轴连接的贯流风扇(8)、负离子发生器(2)、污染物传感器(9)及主控器(4)；其中负离子发生器的负离子释放板(13)安装在出风口处内侧；所述主控器包括微处理器、稳压电路、PWM调速电路、电机保护/转速检测电路及通讯界面电路，其中，稳压电路为微处理器和PWM调速电路提供工作电压，污染物传感器、电机保护/转速检测电路及通讯界面的输出端，工作指示灯、PWM调速电路、负离子发生器的电路输入端接微处理器的I/O口。

2、根据权利要求1所述的多功能智能化空气净化器，其特征是：壳体内安装有植物杀菌素盒(10)。

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