專利名稱：多功能智能化車用空氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車內(nèi)使用的空氣凈化裝置。
技術(shù)背景隨著家用轎車的逐漸普及，人們乘坐空調(diào)車輛的實踐也不斷增加。由于為了保證汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷、制熱效果，廠家在設(shè)計汽車時，對裝有空調(diào)系統(tǒng)的車輛進(jìn)行了密封處理，以求降低車體泄露對空調(diào)系統(tǒng)效果的不良影響。當(dāng)人們在空調(diào)車內(nèi)停留的時間稍長，就會因為車內(nèi)空氣的換氣不良而感到胸悶、惡心、頭暈等，更嚴(yán)重的甚至?xí)蒙峡照{(diào)病。究其原因，是密閉的車內(nèi)空氣中充滿了人們呼吸所產(chǎn)生的二氧化碳、人體自身散發(fā)的各種體味、汗味、汽車泄漏的汽油味、車內(nèi)裝飾材料所發(fā)出的異味，空氣中漂浮的煙霧、灰塵、細(xì)菌等。這些有害的氣體、灰塵、細(xì)菌的混合物是造成人們得病的根本原因。為此，各種類型的車用空氣凈化器、汽車氧吧、空氣清新寶等凈化汽車內(nèi)空氣的產(chǎn)品應(yīng)運而生。但是，這些汽車空氣凈化類產(chǎn)品都存在功能單一，實際使用效果差等弊端。往往不能有效的對存在于車內(nèi)空氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行清除、凈化。汽車生產(chǎn)廠家為了保證汽車空調(diào)系統(tǒng)的效果和足夠的風(fēng)量，也都沒有在汽車空調(diào)蒸發(fā)器上加裝任何綜合性的空氣凈化裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了克服以往空氣凈化類產(chǎn)品的缺點，提供一種適用于汽車的多功能智能化車用空氣凈化器，能夠有效的清除、凈化車內(nèi)多種有害物質(zhì)，滿足人們對車內(nèi)空氣質(zhì)量的要求。
本實用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的即一種多功能智能化空氣凈化器，包括上殼體、下殼體、前蓋、位于前蓋處的進(jìn)風(fēng)口和位于上殼體的出風(fēng)口；其中進(jìn)風(fēng)口處裝有綜合過濾網(wǎng)，殼體內(nèi)安裝有無刷直流電動機及和與其輸出軸連接的貫流風(fēng)扇，負(fù)離子發(fā)生器、污染物傳感器、植物殺菌素香料盒及主控器；其中負(fù)離子發(fā)生器的負(fù)離子釋放板安裝在出風(fēng)口處內(nèi)側(cè)，殼體上裝有控制按鈕和工作狀態(tài)指示燈組及安全保護開關(guān)；所述主控器包括微處理器、穩(wěn)壓電路、PWM調(diào)速電路、電機保護/轉(zhuǎn)速檢測電路及通訊界面電路，其中，穩(wěn)壓電路為微處理器和PWM調(diào)速電路提供工作電壓，污染物傳感器、電機保護/轉(zhuǎn)速檢測電路及通訊界面的輸出端，工作指示燈、PWM調(diào)速電路、負(fù)離子發(fā)生器的電路輸入端接微處理器的I/O口。
當(dāng)多功能智能化車用空氣凈化器工作時，空氣在貫流風(fēng)扇的帶動下從進(jìn)風(fēng)口吸入，首先通過綜合過濾網(wǎng)過濾，綜合過濾網(wǎng)對空氣中的煙霧、灰塵、異味和細(xì)菌進(jìn)行物理吸附和化學(xué)分解。然后經(jīng)過第一次過濾的空氣流過負(fù)離子釋放板，利用負(fù)離子釋放板產(chǎn)生的高壓靜電和負(fù)離子對空氣中的煙霧、灰塵和細(xì)菌進(jìn)行第二次凈化，凈化后的空氣帶有高濃度負(fù)離子、滿足國家一級環(huán)境空氣質(zhì)量要求的低濃度臭氧(活性氧)；安裝少量的植物殺菌素和香料，經(jīng)過以上凈化過程后空氣中的有害物含量大大降低，并帶有清香味。
本實用新型的控制部分---主控板采用單一芯片微處理器(MCU)進(jìn)行智能化控制。微處理器根據(jù)污染物傳感器探測到的空氣污濁程度和使用者的控制命令對整機的凈化功能進(jìn)行綜合優(yōu)化控制。多功能智能車用空氣凈化器可處于低速、高速和自動三種工作模式。使用者通過控制按鈕轉(zhuǎn)換其工作模式并由工作狀態(tài)指示燈組指示。本實用新型所提供的多功能智能車用空氣凈化器同普通的車用空氣凈化器相比，具有下列優(yōu)點1、多重凈化功能對車內(nèi)的各種污染物具有良好的凈化效果；2、一鍵操作功能為方便用戶使用，多功能智能車用空氣凈化器的開關(guān)和工作模式轉(zhuǎn)換只需要用戶按一個按鍵即可操作；3、遙控功能允許處于汽車不同位置的乘客對多功能智能車用空氣凈化器的工作進(jìn)行控制。
4、污染物濃度自動檢測功能，污染物濃度檢測器具有廣譜探測能力，對一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、氨氣、煙霧、汽油蒸汽都具有很高的探測靈敏度。
5、采用單一芯片高速微處理器進(jìn)行智能化控制，使空氣凈化效果得到優(yōu)化。并具有完善的保護功能，保護使用者的人身安全和多功能智能化車用空氣凈化器不易被損壞。
6、極低EMI(電磁發(fā)射干擾)和良好的EMC(電磁兼容性)。不對車內(nèi)其它電器設(shè)備造成干擾，并具有良好的抗干擾特性。


本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖給出，圖1是本實用新型所提供的多功能智能化車用空氣凈化器的俯視圖；圖2是本實用新型所提供的多功能智能化車用空氣凈化器面板示意圖；圖3是本實用新型所提供的多功能智能化車用空氣凈化器電氣原理圖；附圖4電源濾波部分的電路原理圖；附圖5電源保護電路的電路原理圖；
附圖6穩(wěn)壓電路的電路原理圖；附圖7污染物傳感器的電路原理圖；附圖8電源/模式轉(zhuǎn)換開關(guān)的電路原理圖；附圖9PWM調(diào)速電路的電路原理圖；附圖10電機保護/轉(zhuǎn)速檢測電路的原理圖；附圖11通訊界面的電路圖。
如圖1所示，多功能智能化車用空氣凈化器的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在下殼體6的前部中間，左邊裝有安全開關(guān)7，右側(cè)裝有植物殺菌素盒10，植物殺菌素盒通過壓板11固定在下殼體上。進(jìn)風(fēng)口內(nèi)側(cè)中央裝有污染物傳感器9和綜合過濾器3。綜合過濾器將不同凈化功能的過濾網(wǎng)采用模具注塑的方式與塑料外框架形成一個整體，整個綜合過濾器在使用一段時間后可以很方便的進(jìn)行整體更換。在綜合過濾器后裝有貫流風(fēng)扇8，貫流風(fēng)扇的一端通過貫流風(fēng)扇軸承5與無刷直流電機1連接；另一端與貫流風(fēng)扇軸承5連接。貫流風(fēng)扇軸承5由銅軸承和橡膠套組成，可有效的降低貫流風(fēng)扇轉(zhuǎn)動所引起的噪聲。無刷直流電機1由電機壓板12固定在下殼體上。貫流風(fēng)扇8后部是負(fù)離子釋放板13和高壓負(fù)離子發(fā)生器2。高壓負(fù)離子發(fā)生器2的左邊是主控器4。
如圖2所示，面板上左邊為工作指示燈組15。中間為污染物傳感器窗口14。右邊為開關(guān)/工作模式轉(zhuǎn)換按鈕16。
如圖3所示，多功能智能車用空氣凈化器使用額定電壓為直流12V。各部分的名稱關(guān)系及功能介紹如下1、電源濾波部分如圖4所示，該部分由電容C1、C2、C3和二極管D2組成。作用一是濾除隨電源進(jìn)入的各種干擾信號，二是濾除多功能智能車用空氣凈化器主控板自身產(chǎn)生的干擾信號。
2、電源保護電路如圖5所示，該部分包括高速電壓瞬變抑制器(TVS)D1和安全開關(guān)插座J2。其中D1的功率為1500W的1.5KE36CA能將各種正、負(fù)電壓尖峰削弱吸收，如發(fā)動機點火時產(chǎn)生的高負(fù)電壓尖峰，雷電產(chǎn)生的高正電壓尖峰等。使電壓幅值始終處于元器件可承受的范圍內(nèi)。以防止元器件工作出現(xiàn)異常或損壞。J2為安全開關(guān)插座用于接收安全開關(guān)的信號。
3、穩(wěn)壓電路如圖6所示，穩(wěn)壓電路將輸入電壓穩(wěn)定為兩路，一路為+12V供直流無刷電動機PWM(脈寬調(diào)制)調(diào)速電路使用，另一路通過U1三端穩(wěn)壓集成電路將電壓穩(wěn)定為+5V，供微處理器MCU及其外圍元器件使用。
4、安全開關(guān)安全開關(guān)為一種輕觸鍵微動開關(guān)。開關(guān)與前蓋聯(lián)動，當(dāng)前蓋扣合好后，該開關(guān)被前蓋頂桿推入導(dǎo)通位置，允許電源保護電路提供電壓給穩(wěn)壓電路，整機可以工作；當(dāng)前蓋被打開后，開關(guān)在內(nèi)部彈簧作用下斷開，切斷穩(wěn)壓電路的電源供給，整機不能工作，處于運行狀態(tài)的電機將立即停止運轉(zhuǎn)，以防止高速旋轉(zhuǎn)的貫流風(fēng)扇將人傷害。
5、污染物傳感器如圖7所示，污染物傳感器SN1為一種半導(dǎo)體廣譜傳感器，能檢測空氣中一氧化碳、二氧化硫、氨氣、煙霧、汽油等污染物的濃度，由SN1第1腳提供給微處理器一個隨污染物濃度成正比的線性電壓信號。R4提供上拉電壓。
6、電源/模式轉(zhuǎn)換開關(guān)如圖8所示，開關(guān)S1采用輕觸鍵微動開關(guān)，該開關(guān)發(fā)送信號給微處理器，以打開/關(guān)閉或轉(zhuǎn)換多功能智能車用空氣凈化器的工作模式。
7、工作指示燈如圖8所示，將當(dāng)前多功能智能車用空氣凈化器的工作模式顯示出來。
8、PWM調(diào)速電路如圖9所示，由三極管Q1、Q2、Q3、Q4組成橋式電流放大器將微處理器發(fā)出的PWM(脈寬調(diào)速)控制信號進(jìn)行電流放大后輸送給無刷直流電動機，使無刷直流電動機的轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩符合要求。
9、無刷直流電機是一種無電刷的高效率、低干擾、寬工作電壓、長壽命的直流電機。
10、電機保護/轉(zhuǎn)速檢測電路如圖10所示，檢測電機工作電流/電壓由運算放大器U2及其外圍元件組成，U2將無刷直流電機的工作電流轉(zhuǎn)換成成比例的電壓信號提供給微處理器；無刷直流電機的轉(zhuǎn)速由運算放大器U4組成的差分比較器檢測，并將檢測數(shù)據(jù)輸入微處理器，使電機始終處于正常工作范圍內(nèi)。U2、U4采用雙運算放大集成電路LM258。
11、高壓負(fù)離子發(fā)生器根據(jù)微處理器的控制信號產(chǎn)生預(yù)定的負(fù)離子濃度。
12、通訊界面如圖11所示，通訊界面的硬件為全雙工異步串行通訊接口USART；軟件采用19200，8，1，n格式通訊速率19200bps、8位數(shù)據(jù)、1位停止位、無奇偶校驗位。通訊界面一是為多功能智能車用空氣凈化器提供遙控功能。二是為整機的檢測維修和微處理器的控制軟件升級提供通訊軟硬件接口。
工作過程當(dāng)多功能智能化車用空氣凈化器處于低速或高速工作模式時，微處理器將使無刷直流電動機處于一定的轉(zhuǎn)速下運行，該運行模式取空氣凈化效率、功率消耗和運行噪聲三者之間的優(yōu)化平衡，當(dāng)空氣中的污染物一定時間內(nèi)處于較高濃度時，微處理器將自動提高無刷直流電機的轉(zhuǎn)速和高壓負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子濃度，已盡快將污濁的空氣凈化；當(dāng)污染物濃度恢復(fù)到正常值以下時，無刷直流電機的轉(zhuǎn)速也隨之恢復(fù)到設(shè)定轉(zhuǎn)速。當(dāng)多功能智能化車用空氣凈化器處于自動工作模式時，電機轉(zhuǎn)速和負(fù)離子的發(fā)生濃度完全隨著空氣中污染物的濃度的變化而變化，當(dāng)空氣中污染物濃度極低時，微處理器會停止無刷直流電機運轉(zhuǎn)以降低電力消耗和噪聲，當(dāng)污染物濃度變高時，無刷直流電機也會重新開始運轉(zhuǎn)。當(dāng)多功能智能化車用空氣凈化器內(nèi)部出現(xiàn)故障時，微處理器會通過工作指示燈指示故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，以方便用戶和維修人員判定。
權(quán)利要求1.一種多功能智能化空氣凈化器，包括殼體、前蓋、位于前蓋處的進(jìn)風(fēng)口和位于上殼體的出風(fēng)口；殼體上裝有控制按鈕(16)和工作狀態(tài)指示燈組(15)；其特征是進(jìn)風(fēng)口處裝有綜合過濾網(wǎng)(3)，殼體內(nèi)安裝有無刷直流電動機(1)及和與其輸出軸連接的貫流風(fēng)扇(8)、負(fù)離子發(fā)生器(2)、污染物傳感器(9)及主控器(4)；其中負(fù)離子發(fā)生器的負(fù)離子釋放板(13)安裝在出風(fēng)口處內(nèi)側(cè)；所述主控器包括微處理器、穩(wěn)壓電路、PWM調(diào)速電路、電機保護/轉(zhuǎn)速檢測電路及通訊界面電路，其中，穩(wěn)壓電路為微處理器和PWM調(diào)速電路提供工作電壓，污染物傳感器、電機保護/轉(zhuǎn)速檢測電路及通訊界面的輸出端，工作指示燈、PWM調(diào)速電路、負(fù)離子發(fā)生器的電路輸入端接微處理器的I/O口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能化空氣凈化器，其特征是殼體內(nèi)安裝有植物殺菌素盒(10)。
專利摘要一種多功能智能化空氣凈化器，其特征是進(jìn)風(fēng)口處裝有綜合過濾網(wǎng)3，殼體內(nèi)安裝有無刷直流電動機1及和與其輸出軸連接的貫流風(fēng)扇8、負(fù)離子發(fā)生器2、污染物傳感器9及主控器4；其中負(fù)離子發(fā)生器的負(fù)離子釋放板13安裝在出風(fēng)口處內(nèi)側(cè)；所述主控器包括微處理器、穩(wěn)壓電路、PWM調(diào)速電路、電機保護/轉(zhuǎn)速檢測電路及通訊界面電路。本實用新型具有多重凈化功能，對車內(nèi)的各種污染物具有良好的凈化效果；污染物濃度自動檢測功能，電磁發(fā)射干擾極低和電磁兼容性良好。不對車內(nèi)其它電器設(shè)備造成干擾，并具有良好的抗干擾特性。
文檔編號B60H3/00GK2691913SQ20042003449
公開日2005年4月13日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者王鵬, 王安華 申請人:重慶建設(shè)車用空調(diào)器有限責(zé)任公司