汽车空调一氧化碳检测防护装置

冯原 胡勤国 冯玲

摘 要：现在汽车基本上已经成为每家每户必不可少的交通工具，但由于不恰当的使用汽车空调。每年因车内一氧化碳中毒或中毒死亡的事件时有报道。一氧化碳中毒过后人们意识麻痹没有办法采取相应的自救措施，所以设计汽车空调一氧化碳检测防护装置尤为重要。汽车空调一氧化碳检测防护装置在车内一氧化碳超标的情况下一氧化碳报警器报警并通过GSM短信发送模块给驾驶人员手机发送警示信息提示驾驶人员开窗通风，如果在车内人员睡着没人打开车门的情况下，将会通过步进电机控制车窗玻璃升降器下降来防止车内人员一氧化碳中毒昏迷，从而拯救人的生命。

关键词：汽车空调；一氧化碳；GSM；步进电机；车窗玻璃升降器

一氧化碳（carbon monoxide，CO）是一种没有颜色，没有气味的有毒气体。一氧化碳会破坏人体呼吸系统，竞争结合血红蛋白，使之失去输送氧的功能。对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。人们在夏天开着空调睡觉的时候，应该注意汽车空调一氧化碳排放问题。经实验证明，将辆车停在密闭车库，关门点火，打开空调。测量起始的一氧化碳含量为0 PPM，氧气含量为21%。到达4分钟的时候，一氧化碳检测计开始显示一氧化碳含量为1 PPM，车内的氧气含量下降到17%。在第10分钟时，一氧化碳浓度上身到了24 PPM，已经达到了国家规定的一氧化碳浓度安全线，而氧气浓度下降到了15%。到了19分钟的时候，一氧化碳浓度检测计检测车内一氧化碳的浓度达到101 PPM。可以看到随着时间的推移，车内氧气浓度一直在下降，而一氧化碳浓度一直在上升。由于汽车停在密闭车库发动机空转，汽油燃烧更加不充分，生成的一氧化碳越来越多。到了第26分钟的时候到浓度达到400PPM。而到第32分钟时，一氧化碳浓度竟然达到了800PPM，而这个时候，2-3小时内就会死亡，一场午觉也许就会夺走人的生命。

现在家用轿车门窗的密封性能良好。每当到了夏季就是汽车空调一氧化碳中毒的高发期，夏天有很多司机喜欢在车内开着空调睡觉，车内的空间有限再加上密闭性很好。而且汽车在停止的状态并没有产生位移，所以车外的新鲜空气难以通过汽车的进风口到达车内，发动机长时间运转排出的一氧化碳便可能逐渐聚集在车内，时间一长，车内的一氧化碳逐渐增多，车内人员便会不知不觉中毒而失去知觉，严重时会丧失生命。再加上频发因汽车空调产生一氧化碳致人死亡的事件，因此，车用一氧化碳报警防护装置对人们的生命安全来说很重要。

在一氧化碳检测报警器领域，国内一些知名品牌如：标智、aipu、凌防、新利安、HEIMAN、UNI-T、卫路均做的家用以及工業用一氧化碳检测报警器。国外一些知名品牌如：美国的霍尼韦尔impulse xp一氧化碳报警器、澳洲EM-20系列、美国Atwood阿特伍德一氧化碳报警器等虽然都有一氧化碳报警功能，但还未开发出来一款汽车空调一氧化碳检测防护装置能检测车内有无人员，并且在一氧化碳超标的情况下给驾驶人员发信息以及自动降下车窗来降低车内一氧化碳浓度的一氧化碳报警器。

本项目的研究可以用红外检测人体系统检测车内有无人，车内有人的时候，汽车空调一氧化碳检测防护装置才工作，在车内无人的时候，红外检测系统给单片机提供一个信号，单片机控制汽车有害气体防护装置处于待机状态，这是为了车内财产的安全以及节省防护装置的能耗问题，让防护装置更加的节能。在车内一氧化碳超标的情况下通过GSM模块给驾驶人员手机发送警示信息提示驾驶人员开窗通风，如果在车内人员睡着没人打开车门的情况下，将会自动降下车窗达到防止车内人员一氧化碳中毒昏迷的情况。

车窗玻璃升降器的控制：在汽车空调一氧化碳检测防护装置里面我们装配有单片机控制系统、一氧化碳报警系统、步进电机、GSM信息发送模块、红外检测人体系统，当汽车内检测到有人存在时，汽车空调一氧化碳检测防护装置才启动。当一氧化碳浓度值高到威胁人的生命安全浓度值时，单片机控制系统控制所述一氧化碳报警器进行报警，并通过GSM模块向车内人员的手机发送警示信息，如果车内人员并没有降下车窗来降低车内一氧化碳的浓度且浓度持续超标将会自动降下车窗来降低车内一氧化碳的浓度，而车窗玻璃升降器我们采用的是绳轮式玻璃升降器，绳轮式玻璃升降器是指由直流电机驱动，通过卷丝筒、绳索等转动，使车窗玻璃沿滑动导轨上升或下降到需要位置的一种装置。导轨又分为单轨和双轨两种。其中，滑动导轨是控制单轨式绳轮升降器的位移方式，由于它的大小合适、在安装时方便快捷、制作材料成本低，所以本研究主要实验用于单轨式绳轮升降器，升降器的导轨通过上下部分的安装支架分别固定在门内钣金上，卷丝机构和控制玻璃升降的电机一起固定在车门内钣金上，车窗玻璃通过自攻螺钉固定在导轨上面的滑块。我们将报警动作步进电机安装在控制车窗玻璃升降器直流电机电机齿轮上，形成互咬，当一氧化碳浓度值没有超标时，报警动作步进电机不工作，当一氧化碳浓度值超标时，单片机控制步进电机旋转，通过步进电机带动控制玻璃升降器的电机，再通过电机控制卷丝结构拉动钢丝，从而达到让车窗玻璃下降来降低车内一氧化碳的浓度的目的，拯救人的生命。

参考文献：

[1]杨邦朝，段建华.一氧化碳传感器的应用与进展[J].传感器技术，2001（12）.

[2]曹云翔.电动门窗升降器及其控制系统的发展情况[J].汽车与配件， 1995（22）.

[3]崔兴龙，徐革，毛勇，李连海，鞠传胜.电动升降器的有限元分析[J].机械工程师，2014（05）.

作者简介：冯原（1996-），男，汉族，重庆人，重庆文理学院，研究方向：电子信息科学与技术。