CN2887653Y - 根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，包括一氧化碳传感器与检测电路的输入端点连接，检测电路的输出端与发光二极管、扬声器和输出控制电路电连接；一用于检测汽车是否处于怠速空转状态，以及怠速空转状态的时间是否达到预定时间5－30分钟，当达到预定时间时启动检测电路的延时开关门电路，该延时开关门电路与检测电路电连接；电源与延时开关门电路和检测电路连接并给其供电。本装置通过采用自动打开检测电路的方式，大大延长了传感器的使用时间，同时克服了原有技术中只能报警不能切断毒气产生源的问题，增加了安全性。本实用新型结构简单、实用性强，可广泛应用于各类汽车内。

Description

根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置

技术领域

本实用新型涉及一种有毒气体报警装置，特别是涉及一种检测汽车内有毒气体的报警装置。

背景技术

近年来，在电视上、报纸和网络等媒体常见有关于密闭车厢里因睡觉或其它原因长时间开空调而导致中毒甚至死亡的报道，事件多发于夏、冬两个季节，主要是车主或者乘客在车内打开空调(取暖或降温)休息时，由此产生的一氧化碳在车厢内这一狭小并且相对密封的空间内无法排出，从而引起一氧化碳中毒，由于中毒者会失去知觉，因而通常会导致死亡。我国每年都发生大量在车内一氧化碳中毒导致死亡的事故。

据测试，汽车正常运行时，发动机转速一般在每分钟1500-3000转，此时所排出的废气中一般不会有过量的一氧化碳。但是，当汽车停驶并打开空调时，发动机处于怠速空转状态，此时因为燃烧不充分，往往会产生含大量一氧化碳的废气；同时在运行中，油门过大，转速超过每分钟3000转时，油与空气之比超过了正常的1∶12.5，油多空气少，也会出现含一氧化碳浓度很高的废气，而且此时车内外的空气因关闭车窗难以对流，同时由于汽车停驶，空气也不能通过空调设备产生对流。汽车发动机排出的一氧化碳逐渐聚集在车内，加上车内人员呼吸耗氧，时间一长，就会因为吸入这种无色无味的剧毒气体而失去知觉，在不知不觉中中毒身亡。

汽车空调成夏、冬两季杀手已经引起高度重视，为防止一氧化碳中毒，医生呼吁切不可在汽车停驶状态下长时间开启空调，即使在汽车行驶时也要经常摇下玻璃窗，使车内外空气产生对流。然而，在酷暑或寒冬的车厢内的驾驶者或乘客往往忽视这一点，或为了图一时之快而对此置若罔闻，导致了悲剧频频发生。

一氧化碳的毒性主要是作用于人体的血液系统和神经系统，人长期接触低浓度的一氧化碳，可引起头晕、头痛；当空气中浓度达到0.1％时，人就会出现反射消失、大小便失禁、面部颜色潮红、口唇出现樱桃红色、皮肤出现紫斑等症状；当浓度达0.32％时，在其中停留2～3小时，就会导致死亡。

现有的一氧化碳报警装置(申请号：89220885.6)由传感器，报警电路和报警系统组成，当传感器探测到一氧化碳浓度超过设定值时即开始报警。还有延时一氧化碳报警装置(专利号：CN87209935U)，提供了一种包含传感器、电源、延时比较电路、记忆电路和报警系统，该报警装置的传感器将接收到的信号输入报警电路，当一氧化碳浓度超过设定值时即开始报警，该报警装置还提供了一种延时功能以避免干扰，即只有一氧化碳浓度超过设定值达到一定时间才报警，避免了偶尔有烟尘经过等的误报警。

常用的一氧化碳传感器均采用电化学工作原理，即加上电源后电解里面的化学物质，该电解的化学物质对一氧化碳非常敏感，能将空气中不同浓度的一氧化碳气体转换成电信号，提供给气体检测报警装置。该传感器功耗小、体积小、测量准确、反应灵敏、线性范围宽，并具有抗干扰性强、密封性好、工作可靠等优点，因而被广泛采用。

上述一氧化碳报警装置均将传感器采集的信号输入报警电路，超过浓度后即发出声光报警，虽有一定的报警作用，然而对汽车用户而言尚存在一些问题：1、报警系统未有针对车内情况关闭发动机，导致了虽然有报警声音却没有切断毒气的来源，而此时通常车内乘员通常已经中毒失去知觉或昏迷，很难对报警声音有反应。2、报警系统未能打开车窗，由于空气仍不流通，因而车内一氧化碳浓度仍然很高，会继续危害到乘员的健康。3、传感器的使用时间较短，由于传感器需要一直打开，因而在传感器的寿命内(一般为900个小时)使用时间会比较短，一般在半年左右，由于传感器比较贵重，因此明显增加成本。由于汽车是正常行驶过程中因为汽油燃烧充分，基本不产生一氧化碳，而且此时由于汽车的行驶空气还能通过空调设备产生对流，因此此时车内几乎没有一氧化碳产生，不用打开开启报警电路。4、报警电路一般采用9V电池，需要频繁更换电池，给用户造成麻烦。广东省的周伟中于2003年发明的车内一氧化碳报警装置(专利号：CN2707566Y)，提供了打开车窗和关闭发动机的功能，但仍没有解决传感器使用时间较短和频繁更换电池等问题，因而成本相当地高，而且需要频繁更换电池和传感器，应用范围有限。

发明内容

本实用新型的目的在于克服已有一氧化碳报警装置的缺点，从而提供一种使用汽车的12V直流电源，避免了频繁打开报警装置机壳更换电池的问题；并能根据汽车运行状况自动开启报警系统的一氧化碳报警装置，只有在汽车停驶而且发动机正常运转，即汽车处于发动机在怠速空转且超过一定时间时才开启检测电路，这样就避免了临时性停车(等红绿灯、出租车上下乘客等)情况下打开检测电路的检测汽车内有毒气体，同时进行报警的方法，以及提供一种使用方便，体积小的能检测汽车内有毒气体，同时进行报警的装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型提供的一种根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，包括一氧化碳传感器2、检测电路3、输出控制电路4、电源5、发光二极管11、扬声器12，其中一氧化碳传感器2与检测电路3的输入端点连接，检测电路的输出端与发光二极管11、扬声器12和输出控制电路4电连接；其特征在于：还包括一用于检测汽车是否处于怠速空转状态，以及怠速空转状态的时间是否达到预定时间5-30分钟，当达到预定时间时启动检测电路3的延时开关门电路1，所述的延时开关门电路1与检测电路3电连接；电源5与延时开关门电路1和检测电路3连接并给其供电。

在上述的技术方案中，所述的一氧化碳传感器2选用型号KGA5de的传感器。一氧化碳传感器2采集的一氧化碳气体浓度的信号输出作为检测电路3的信号输入，通过检测电路3的运算放大器转换成电压信号后，经过运算放大，并与一氧化碳浓度报警阈值进行比较，当放大后的电压信号达到阈值时，发光二极管11开始闪烁，扬声器12开始鸣叫，同时所述的检测电路3输出三路信号。

在上述的技术方案中，所述的输出控制电路4由三路高电平信号分别控制的3个电开关组成；其中一路电开关信号输出用于控制车窗8打开，一路电开关信号输出用于控制发动机9关闭，一路电开关信号输出用于打开防盗报警装置10。

在上述的技术方案中，所述的延时开关门电路1为市场上购买的与门、与非门，或者由通用的与门、与非门组成的门电路，例如：74F3037、74F3038、74F3137、74F379A等。

在上述的技术方案中，所述的检测电路3为型号为74F3037的集成芯片，其一氧化碳报警浓度设置在50～500ppmm之间。

在上述的技术方案中，所述的电源5是车内通用12V直流电源。

本实用新型的优越性：

由于传统的一氧化碳报警装置中，由于传感器需要一直打开，因而在传感器的寿命内(一般为900个小时)使用时间会比较短，一般在半年左右，由于传感器比较贵重，因此经常更换会明显增加成本，而且不方便，本实用新型采用提供的报警装置能自动根据行驶状况开启和关闭检测电路，在汽车正常行驶中和停车关闭发动机后均能自动关闭检测电路，仅在汽车怠速空转(汽车停驶且发动机运转)一定时间后的情况下打开，这样就避免了临时性停车(等红绿灯、出租车上下乘客等)情况下打开检测电路，由于关闭检测电路后传感器上没有电源，不影响传感器寿命，因而大大增加了传感器的寿命，一般能长达三年以上，最高可达8-10年。

传统的报警电路里，由于芯片工作的需要，一般采用9V的通用电池，由于没有采用自动开关电路，因而处于在常开状态下，由于在大多数情况下(汽车行驶中、汽车发动机关闭后等)均无必要打开报警电路，因此传统的报警电路不仅增加了耗电量，浪费了能源，而且需要频繁拆开报警器更换电池，给用户造成不便；而本实用新型提供的报警装置使用汽车内通用12V直流电源，所以避免了频繁打开报警装置机壳更换电池的问题，而且本实用新型能自动根据实际情况判断是否打开报警电路，仅在汽车处于怠速空转一定时间后打开，耗电量极小，一般仅为十毫瓦量级，比汽车车灯(约数十瓦甚至百瓦)耗电量小约万倍，因而完全不影响汽车用电，而且使用方便，体积小，能广泛应用于各类汽车中。

附图说明

图1是本实用新型的根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置组成示意图

图2是本实用新型的装置中的延时开关门电路结构示意图

图3是本实用新型的装置中延时开关门电路另一种结构示意图

图面说明：

1-延时开关门电路；      2-一氧化碳传感器；    3-检测电路；

4-输出控制电路；        5-电源；              6-汽车停驶信号；

7-发动机正常运转信号；                        8-打开车窗信号；

9-关闭发动机信号                              10-打开防盗报警器信号；

11-发光二极管(LED)；                          12-扬声器；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细地说明：

实施例1

本实施例按照图1，制作一本实用新型的根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，其中延时开关门电路1选用图2所示的电路，其中电阻为10MΩ，电容为60μF，则延时时间为10分钟。

一氧化碳传感器2选用型号KGA5de的传感器；输出控制电路4为三路高电平型号，电压为5V的。

电源5为汽车内12V直流电源、LED 11为市售的蓝光半导体发光二极管、扬声器12为市售扬声器。

该装置的一氧化碳传感器2与检测电路3的输入端点连接，检测电路的输出端与发光二极管11、扬声器12和输出控制电路4电连接；一用于检测汽车是否处于怠速空转状态，以及怠速空转状态的时间是否达到预定时间5-30分钟，当达到预定时间时启动检测电路3的延时开关门电路1，所述的延时开关门电路1与检测电路3电连接；电源5与延时开关门电路1和检测电路3连接并给其供电。

本实施例的延时开关门电路1用于检测汽车是否处于怠速空转状态，以及怠速空转状态的时间是否达到预定时间5-30分钟，当达到预定时间时发出启动检测电路3的信号，并开启检测电路3；电源5给延时开关门电路1和检测电路3供电。

本实施例的检测电路3为型号为74F3037的集成芯片，其一氧化碳报警浓度设置在50～500ppmm之间。所述的一氧化碳传感器2作为检测电路3的信号源，即一氧化碳传感器2的输出端与检测电路3的输入端电连接；所述的检测电路3中还包括发光二极管11和扬声器12，即检测电路3的输出端分别通过电阻与发光二极管11和扬声器12电连接，当该集成芯片被延时开关门电路1打开后，此时一氧化碳传感器2将接收到的由一氧化碳浓度转换的微弱的电流信号，通过检测电路3中的运算放大器AD711(U2)放大并转换成电压信号，经过运算放大器AD711(U3)进行放大后，不断与预先设定的报警阈值电压4V(通过检测电路33中的可变电阻R3进行调节电压到4V，此时相应的一氧化碳报警浓度为100ppmm)进行比较，当放大后的电压超过4V阈值时，运放U3输出一路高电平，使发光二极管11开始闪烁(通过R8分压)，扬声器12开始鸣叫(通过R9分压)。同时还输出三路高电平信号到输出控制电路4。输出控制电路4包括3路输出高电平信号和其分别电连接的3个电开关，由高电平信号控制电开关的打开，当输出控制电路4接收到检测电路3输出的三路信号后，分别经过输出控制电路4的3个电开关，一路打开控制车窗信号8输出用于控制车窗打开，即使连接车窗的常开电开关闭合，使车窗开关通电后打开，一路关闭发动机信号9输出用于控制发动机的关闭，即使连接发动机电火花塞上的常闭电开关断开，使电火花塞上因断电而停止，从而关闭了发动机，一路打开防盗报警器信号10输出用于打开防盗报警装置，即使连接防盗报警装置的常开电开关闭合，使防盗报警装置因通电而开始报警。

如图1所示，当汽车停驶时(速度为零时)，汽车停驶信号6为高电平信号；当发动机正常运转时，发动机正常运转信号7为高电平信号；当延时开关门电路1检测到汽车停驶信号6、发动机正常运转信号7均为高电平信号时开始计时，当计时达到20分钟时发出信号开启检测电路3，此时一氧化碳传感器2开始工作，将采集的信号(一氧化碳气体浓度)转换成电压信号后进行放大，采集到的信号(一氧化碳气体浓度)越强，放大后的电压信号越高，在放大电压信号的同时不断与一氧化碳报警阈值进行比较，当放大后的电压信号达到报警阈值时，LED 11开始闪烁，扬声器12开始鸣叫，同时输出三路信号即打开车窗信号8、关闭发动机信号9、打开防盗报警器信号10，分别用于打开车窗、关闭发动机和打开防盗报警信号。

延时开关门电路1、检测电路3和LED 11、扬声器12和输出控制信号均使用电源5进行供电驱动。

实施例2

本实施例选用图3所示的另一种延时开关门电路1，其中电阻为30MΩ，电容为30μF，则延时时间为15分钟；传感器2选用市售的一氧化碳传感器(型号KGA5)；输出控制电路4为三路低电平型号，电压为-5V；检测电路3中一氧化碳报警浓度设置为150ppmm；电源5为汽车内12V直流电源；LED 11为市售的红光半导体发光二极管；扬声器12为市售扬声器，其它结构同实施例1一样。

当汽车停驶而且发动机正常运转(怠速空转)超过15分钟时，延时开关门电路1发出信号打开检测电路3，此时传感器2和检测电路3开始工作，如果车内一氧化碳气体浓度超过150ppmm时电路的LED 11开始闪烁、扬声器12开始鸣叫，同时输出三路控制信号，分别打开车窗、关闭发动机并打开防盗报警器。

一个延时开关门电路1与检测电路3电连接，检测电路3的输出端输出三路信号，用于打开输出控制电路4里面的3个开关，分别用于打开汽车的电动车窗、关闭发动机和打开防盗报警装置，检测电路3上的信号源输入端还与一个一氧化碳传感器2电连接，其输出端和报警指示灯LED 11和扬声器12连接；电源5为汽车内12V直流电源，给延时开关门电路1和检测电路3供电；所述的延时开关门电路1用于检测汽车是否处于怠速空转状态以及怠速空转状态的时间是否达到10分钟，当达到10分钟时即发出信号，开启检测电路3，检测电路3包括将传感器2采集的一氧化碳气体浓度的信号，在检测电路3里面的三极管转换成电压信号后，经过运算放大，并与设定的一氧化碳报警阈值(100ppmm)进行比较，当放大后的电压信号达到报警阈值时，LED 11开始闪烁，扬声器12开始鸣叫，同时所述的检测电路3输出三路信号；输出控制电路4的一路输出用于控制车窗8打开，即输出控制电路4的输出信号8的输出端通过导线与汽车内门把手处或者挂档处的控制车窗开关的电开关连接，通过输出信号打开电开关使该车窗打开；一路信号输出用于控制发动机9关闭，通过连接汽车发动机钥匙下面的电开关，使电开关断开，从而关闭发动机；一路信号输出用于打开防盗报警装置10，通过连接到汽车离合处的防盗报警装置的电开关，使该电开关合上，从而打开防盗报警装置。

Claims (6)

1.一种根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，包括一氧化碳传感器(2)、检测电路(3)、输出控制电路(4)、电源(5)、发光二极管(11)、扬声器(12)，其中一氧化碳传感器(2)与检测电路(3)的输入端电连接，检测电路的输出端与发光二极管(11)、扬声器(12)和输出控制电路(4)电连接；其特征在于：还包括一用于检测汽车是否处于怠速空转状态，以及怠速空转状态的时间是否达到预定时间5-30分钟，当达到预定时间时启动检测电路(3)的延时开关门电路(1)，所述的延时开关门电路(1)与检测电路(3)电连接；电源(5)与延时开关门电路(1)和检测电路(3)连接并给其供电。

2.按照权利要求1所述的根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，其特征在于：所述的一氧化碳传感器(2)选用型号KGA5de的传感器。

3.按照权利要求1所述的根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，其特征在于：所述的输出控制电路(4)由三路高电平信号控制的电开关组成。

4.按照权利要求1所述的根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，其特征在于：所述的延时开关门电路(1)为“与门”或为“与非门”，或者由“与门”和“与非门”组成的门电路。

5.按照权利要求1所述的根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，其特征在于：所述的检测电路(3)为型号为74F3037的集成芯片，其一氧化碳报警浓度设置在50～500ppmm之间。

6.按照权利要求1所述的根据汽车行驶或怠速状态进行多功能操作的汽车安全装置，其特征在于：所述的电源(5)是车内通用12V直流电源。

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