一种新型车载CO报警器的研究

白净 许毅

摘要：我国每年的CO中毒事件频发，其中冬、夏季是空调车内一氧化碳（CO）中毒死亡的事故高发期。当汽车停止不动而车内还使用空调冷气或暖气时，发动机所排出的一氧化碳很容易泄漏到车厢内。本报警器的设计根据CO深度探测来发出相应的控制信号，并发出相应报警求助信号的报警器能有效的避免因CO气体泄漏而引起的火灾、爆炸、中毒等人身伤亡事故和财产损失。

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.

关键词：CO中毒；CO报警器；设计

Key words： CO poisoning；CO alarm；design

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）03-0144-02

0 引言

一氧化碳（CO）中毒，又称为煤气中毒，是指是指一氧化碳经过呼吸道进入人体产生的中毒现象。凡是碳或含碳物质在燃烧不充分之时，都会产生一氧化碳气体。燃气泄露始终不易被人发觉，当泄露浓度不高（200ppm）的时候，人们会感觉到头痛、头晕，眼花、恶心、呼吸困难等；若浓度急剧升高，人会立即因脑缺氧在10至15分钟窒息死亡。空调车内一氧化碳（CO）中毒死亡的事故，是有车一族必须警惕的另类“车祸”。CO浓度报警器已经在家居日用方面得到了大面积普及，但目前车内的CO浓度报警器还未普及，而且存在较多缺陷：

首先，报警功能不完善，目前的报警系统只局限于车内，如果报警装置能与汽车的报警装置相连，可方便他人在车外进行施救；其次，目前的设备仅局限于报警，并没有有效的保护措施避免车内人员的中毒现象；此外CO浓度报警器的集成化度太低，浪费空间。

针对上述CO报警器存在的问题，本文涉及一种车载功能实用、操作方便的CO报警保护装置，CO浓度探测器检测到气体浓度超标，会传递信号给声光报警装置，以便采取措施，防止事故发生。同时本装置采用的控制装置可判断停车、行车的状态，并在CO浓度严重超标时对车内的燃具及供气系统进行及时、有效的控制。

1 基于浓度控制的CO报警器的设计思路

CO浓度的不同，对人体的危害程度也不尽相同。当人体连续吸入浓度为1000PPM的CO气体2-3分钟后，即会出现意识不清、呕吐的生理反应；当连续吸入10000PPM浓度的CO气体后2-10分钟后，会直接导致死亡。能做到CO气体浓度的有效探测、有效设定报警值是非常必要的。表1为不同浓度下的CO对人体的危害程度。

根据CO浓度对人体的危害不同，选用50ppm浓度开关、150ppm浓度开关、200ppm作为CO报警器的报警阈值。基于浓度探测的报警器的浓度探测报警原理如下：

①设定有效的浓度报警值，即在接近但对人体尚未造成危害的浓度下即发出报警；

②发出的报警信号包括不同浓度下的视觉报警、听觉报警；

③接收报警信号的不局限于驾驶室内的人员，车外的人员也可做为报警信号的接收者，以方便车外施救；

④在浓度超过人体危害值时，及时做出相应的保护措施；

⑤浓度低于设定报警值时，警报自动解除。

2 车载CO报警器技术解决方案

本实用新型所述的车载CO报警保护装置，由独立电源模块、CO传感器模块、声光报警装置、控制连接装置组成；其特征在于所述的电源模块可独立为报警装置供电；所述的CO传感器模块可完成不同浓度的探测，并针对不同浓度发出不同的控制信号；所述的声光报警装置完成浓度超标时的视觉及声觉报警；所述的控制连接装置与汽车车窗相连，根据CO浓度是否超标实现车窗的自动打开与关闭，同时所述的控制连接装置与行车控制装置相连，可在停车状态时车内的燃具及供气系统进行控制。本实用新型的优点：功能实用、操作方便、集成度高、体积小巧等，能有效的避免因CO气体泄漏而引起的火灾、爆炸、中毒等人身伤亡事故和财产损失。所述的车载CO报警保护装置，由独立电源模块、CO传感器模块、声光报警装置、控制连接装置通过整体配合实现浓度探测、发出警报及警报解除等相应措施。

如图1所示。

1 独立电源模块；2 CO传感器模块；3 LED报警灯；4 蜂鸣器；5 汽车自带报警装置控制器；6 车窗控制开关；7 燃具及供气系统控制开关；8 50ppm浓度开关；9 150ppm浓度开关；10 200ppm浓度开关；11 停车开关

技术解决方案实施步骤如下：

①CO传感器模块可完成CO不同浓度的探测，并发出不同浓度的控制信号，控制50ppm浓度开关、150ppm浓度开关、200ppm浓度开关、停车开关的开闭状态。

②声光报警装置由LED报警灯、蜂鸣器构成，可在CO浓度超过50ppm时完成视觉报警，在CO浓度超过150ppm时完成听觉报警。

③控制连接装置与汽车车窗相连，可在浓度超过200 ppm时自动打开车窗。所述的控制连接装置与实现停车时的燃具及供气系统开关、汽车报警装置相连，在浓度大于200ppm时，自动关闭燃具及供气系统开关，同时汽车报警器发出报警。

3 小结

本实用新型结合了CO浓度超标时的车内、外报警及车窗自动控制、燃具及供气系统自动控制等功能于一身，各装置通过整体配合达到避免因CO气体泄漏而引起的火灾、爆炸、中毒等人身伤亡事故的目的。

本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在：集成化度高，节省空间；其次，报警装置完善，分为车内报警及车外报警，可方便他人在车外进行施救；此外，保护措施全面，包括自动开关车窗及自动开关燃具及供气系统等保护功能。

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