一種新型車載CO報警器的研究

白凈 許毅

摘要：我國每年的CO中毒事件頻發，其中冬、夏季是空調車內一氧化碳（CO）中毒死亡的事故高發期。當汽車停止不動而車內還使用空調冷氣或暖氣時，發動機所排出的一氧化碳很容易泄漏到車廂內。本報警器的設計根據CO深度探測來發出相應的控制信號，并發出相應報警求助信號的報警器能有效的避免因CO氣體泄漏而引起的火災、爆炸、中毒等人身傷亡事故和財產損失。

Abstract： In China， CO poisoning accidents happen frequently， especially in winter and summer， when death caused by CO poisoning in air-conditioned vehicles is frequent. When the car stops but the air conditioning or heating system still works， the engine exhausted CO is easy to leak to the compartment. The design of the alarm issues the appropriate control signal according to the depth of CO detection， and issues a corresponding alarm signal， which can effectively avoid fire， explosion， poisoning and other personal injury and property damage caused by CO leakage.

關鍵詞：CO中毒；CO報警器；設計

Key words： CO poisoning；CO alarm；design

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）03-0144-02

0 引言

一氧化碳（CO）中毒，又稱為煤氣中毒，是指是指一氧化碳經過呼吸道進入人體產生的中毒現象。凡是碳或含碳物質在燃燒不充分之時，都會產生一氧化碳氣體。燃氣泄露始終不易被人發覺，當泄露濃度不高（200ppm）的時候，人們會感覺到頭痛、頭暈，眼花、惡心、呼吸困難等；若濃度急劇升高，人會立即因腦缺氧在10至15分鐘窒息死亡。空調車內一氧化碳（CO）中毒死亡的事故，是有車一族必須警惕的另類“車禍”。CO濃度報警器已經在家居日用方面得到了大面積普及，但目前車內的CO濃度報警器還未普及，而且存在較多缺陷：

首先，報警功能不完善，目前的報警系統只局限于車內，如果報警裝置能與汽車的報警裝置相連，可方便他人在車外進行施救；其次，目前的設備僅局限于報警，并沒有有效的保護措施避免車內人員的中毒現象；此外CO濃度報警器的集成化度太低，浪費空間。

針對上述CO報警器存在的問題，本文涉及一種車載功能實用、操作方便的CO報警保護裝置，CO濃度探測器檢測到氣體濃度超標，會傳遞信號給聲光報警裝置，以便采取措施，防止事故發生。同時本裝置采用的控制裝置可判斷停車、行車的狀態，并在CO濃度嚴重超標時對車內的燃具及供氣系統進行及時、有效的控制。

1 基于濃度控制的CO報警器的設計思路

CO濃度的不同，對人體的危害程度也不盡相同。當人體連續吸入濃度為1000PPM的CO氣體2-3分鐘后，即會出現意識不清、嘔吐的生理反應；當連續吸入10000PPM濃度的CO氣體后2-10分鐘后，會直接導致死亡。能做到CO氣體濃度的有效探測、有效設定報警值是非常必要的。表1為不同濃度下的CO對人體的危害程度。

根據CO濃度對人體的危害不同，選用50ppm濃度開關、150ppm濃度開關、200ppm作為CO報警器的報警閾值。基于濃度探測的報警器的濃度探測報警原理如下：

①設定有效的濃度報警值，即在接近但對人體尚未造成危害的濃度下即發出報警；

②發出的報警信號包括不同濃度下的視覺報警、聽覺報警；

③接收報警信號的不局限于駕駛室內的人員，車外的人員也可做為報警信號的接收者，以方便車外施救；

④在濃度超過人體危害值時，及時做出相應的保護措施；

⑤濃度低于設定報警值時，警報自動解除。

2 車載CO報警器技術解決方案

本實用新型所述的車載CO報警保護裝置，由獨立電源模塊、CO傳感器模塊、聲光報警裝置、控制連接裝置組成；其特征在于所述的電源模塊可獨立為報警裝置供電；所述的CO傳感器模塊可完成不同濃度的探測，并針對不同濃度發出不同的控制信號；所述的聲光報警裝置完成濃度超標時的視覺及聲覺報警；所述的控制連接裝置與汽車車窗相連，根據CO濃度是否超標實現車窗的自動打開與關閉，同時所述的控制連接裝置與行車控制裝置相連，可在停車狀態時車內的燃具及供氣系統進行控制。本實用新型的優點：功能實用、操作方便、集成度高、體積小巧等，能有效的避免因CO氣體泄漏而引起的火災、爆炸、中毒等人身傷亡事故和財產損失。所述的車載CO報警保護裝置，由獨立電源模塊、CO傳感器模塊、聲光報警裝置、控制連接裝置通過整體配合實現濃度探測、發出警報及警報解除等相應措施。

如圖1所示。

1 獨立電源模塊；2 CO傳感器模塊；3 LED報警燈；4 蜂鳴器；5 汽車自帶報警裝置控制器；6 車窗控制開關；7 燃具及供氣系統控制開關；8 50ppm濃度開關；9 150ppm濃度開關；10 200ppm濃度開關；11 停車開關

技術解決方案實施步驟如下：

①CO傳感器模塊可完成CO不同濃度的探測，并發出不同濃度的控制信號，控制50ppm濃度開關、150ppm濃度開關、200ppm濃度開關、停車開關的開閉狀態。

②聲光報警裝置由LED報警燈、蜂鳴器構成，可在CO濃度超過50ppm時完成視覺報警，在CO濃度超過150ppm時完成聽覺報警。

③控制連接裝置與汽車車窗相連，可在濃度超過200 ppm時自動打開車窗。所述的控制連接裝置與實現停車時的燃具及供氣系統開關、汽車報警裝置相連，在濃度大于200ppm時，自動關閉燃具及供氣系統開關，同時汽車報警器發出報警。

3 小結

本實用新型結合了CO濃度超標時的車內、外報警及車窗自動控制、燃具及供氣系統自動控制等功能于一身，各裝置通過整體配合達到避免因CO氣體泄漏而引起的火災、爆炸、中毒等人身傷亡事故的目的。

本實用新型的優點是顯而易見的，主要表現在：集成化度高，節省空間；其次，報警裝置完善，分為車內報警及車外報警，可方便他人在車外進行施救；此外，保護措施全面，包括自動開關車窗及自動開關燃具及供氣系統等保護功能。

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