汽車空調一氧化碳檢測防護裝置

馮原 胡勤國 馮玲

摘 要：現在汽車基本上已經成為每家每戶必不可少的交通工具，但由于不恰當的使用汽車空調。每年因車內一氧化碳中毒或中毒死亡的事件時有報道。一氧化碳中毒過后人們意識麻痹沒有辦法采取相應的自救措施，所以設計汽車空調一氧化碳檢測防護裝置尤為重要。汽車空調一氧化碳檢測防護裝置在車內一氧化碳超標的情況下一氧化碳報警器報警并通過GSM短信發送模塊給駕駛人員手機發送警示信息提示駕駛人員開窗通風，如果在車內人員睡著沒人打開車門的情況下，將會通過步進電機控制車窗玻璃升降器下降來防止車內人員一氧化碳中毒昏迷，從而拯救人的生命。

關鍵詞：汽車空調；一氧化碳；GSM；步進電機；車窗玻璃升降器

一氧化碳（carbon monoxide，CO）是一種沒有顏色，沒有氣味的有毒氣體。一氧化碳會破壞人體呼吸系統，競爭結合血紅蛋白，使之失去輸送氧的功能。對全身的組織細胞均有毒性作用，尤其對大腦皮質的影響最為嚴重。人們在夏天開著空調睡覺的時候，應該注意汽車空調一氧化碳排放問題。經實驗證明，將輛車停在密閉車庫，關門點火，打開空調。測量起始的一氧化碳含量為0 PPM，氧氣含量為21%。到達4分鐘的時候，一氧化碳檢測計開始顯示一氧化碳含量為1 PPM，車內的氧氣含量下降到17%。在第10分鐘時，一氧化碳濃度上身到了24 PPM，已經達到了國家規定的一氧化碳濃度安全線，而氧氣濃度下降到了15%。到了19分鐘的時候，一氧化碳濃度檢測計檢測車內一氧化碳的濃度達到101 PPM。可以看到隨著時間的推移，車內氧氣濃度一直在下降，而一氧化碳濃度一直在上升。由于汽車停在密閉車庫發動機空轉，汽油燃燒更加不充分，生成的一氧化碳越來越多。到了第26分鐘的時候到濃度達到400PPM。而到第32分鐘時，一氧化碳濃度竟然達到了800PPM，而這個時候，2-3小時內就會死亡，一場午覺也許就會奪走人的生命。

現在家用轎車門窗的密封性能良好。每當到了夏季就是汽車空調一氧化碳中毒的高發期，夏天有很多司機喜歡在車內開著空調睡覺，車內的空間有限再加上密閉性很好。而且汽車在停止的狀態并沒有產生位移，所以車外的新鮮空氣難以通過汽車的進風口到達車內，發動機長時間運轉排出的一氧化碳便可能逐漸聚集在車內，時間一長，車內的一氧化碳逐漸增多，車內人員便會不知不覺中毒而失去知覺，嚴重時會喪失生命。再加上頻發因汽車空調產生一氧化碳致人死亡的事件，因此，車用一氧化碳報警防護裝置對人們的生命安全來說很重要。

在一氧化碳檢測報警器領域，國內一些知名品牌如：標智、aipu、凌防、新利安、HEIMAN、UNI-T、衛路均做的家用以及工業用一氧化碳檢測報警器。國外一些知名品牌如：美國的霍尼韋爾impulse xp一氧化碳報警器、澳洲EM-20系列、美國Atwood阿特伍德一氧化碳報警器等雖然都有一氧化碳報警功能，但還未開發出來一款汽車空調一氧化碳檢測防護裝置能檢測車內有無人員，并且在一氧化碳超標的情況下給駕駛人員發信息以及自動降下車窗來降低車內一氧化碳濃度的一氧化碳報警器。

本項目的研究可以用紅外檢測人體系統檢測車內有無人，車內有人的時候，汽車空調一氧化碳檢測防護裝置才工作，在車內無人的時候，紅外檢測系統給單片機提供一個信號，單片機控制汽車有害氣體防護裝置處于待機狀態，這是為了車內財產的安全以及節省防護裝置的能耗問題，讓防護裝置更加的節能。在車內一氧化碳超標的情況下通過GSM模塊給駕駛人員手機發送警示信息提示駕駛人員開窗通風，如果在車內人員睡著沒人打開車門的情況下，將會自動降下車窗達到防止車內人員一氧化碳中毒昏迷的情況。

車窗玻璃升降器的控制：在汽車空調一氧化碳檢測防護裝置里面我們裝配有單片機控制系統、一氧化碳報警系統、步進電機、GSM信息發送模塊、紅外檢測人體系統，當汽車內檢測到有人存在時，汽車空調一氧化碳檢測防護裝置才啟動。當一氧化碳濃度值高到威脅人的生命安全濃度值時，單片機控制系統控制所述一氧化碳報警器進行報警，并通過GSM模塊向車內人員的手機發送警示信息，如果車內人員并沒有降下車窗來降低車內一氧化碳的濃度且濃度持續超標將會自動降下車窗來降低車內一氧化碳的濃度，而車窗玻璃升降器我們采用的是繩輪式玻璃升降器，繩輪式玻璃升降器是指由直流電機驅動，通過卷絲筒、繩索等轉動，使車窗玻璃沿滑動導軌上升或下降到需要位置的一種裝置。導軌又分為單軌和雙軌兩種。其中，滑動導軌是控制單軌式繩輪升降器的位移方式，由于它的大小合適、在安裝時方便快捷、制作材料成本低，所以本研究主要實驗用于單軌式繩輪升降器，升降器的導軌通過上下部分的安裝支架分別固定在門內鈑金上，卷絲機構和控制玻璃升降的電機一起固定在車門內鈑金上，車窗玻璃通過自攻螺釘固定在導軌上面的滑塊。我們將報警動作步進電機安裝在控制車窗玻璃升降器直流電機電機齒輪上，形成互咬，當一氧化碳濃度值沒有超標時，報警動作步進電機不工作，當一氧化碳濃度值超標時，單片機控制步進電機旋轉，通過步進電機帶動控制玻璃升降器的電機，再通過電機控制卷絲結構拉動鋼絲，從而達到讓車窗玻璃下降來降低車內一氧化碳的濃度的目的，拯救人的生命。

參考文獻：

[1]楊邦朝，段建華.一氧化碳傳感器的應用與進展[J].傳感器技術，2001（12）.

[2]曹云翔.電動門窗升降器及其控制系統的發展情況[J].汽車與配件， 1995（22）.

[3]崔興龍，徐革，毛勇，李連海，鞠傳勝.電動升降器的有限元分析[J].機械工程師，2014（05）.

作者簡介：馮原（1996-），男，漢族，重慶人，重慶文理學院，研究方向：電子信息科學與技術。