具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機的製作方法

2023-05-29 17:39:21 2

專利名稱：具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於空氣調節領域，是一種具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機，更具體地說，是一種用於易燃易爆和有毒氣體場所對超設定濃度的易燃易爆和有毒氣體實施報警，確保安全的空調機。
背景技術：
現有的空調機只能調節空氣的溫度和溼度，不具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能，因此現有的空調機不適於在易燃易爆和有毒氣體場所使用。

發明內容
本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種適於在易燃易爆和有毒氣體場所使用，能夠對超設定濃度的易燃易爆和有毒氣體實施報警，確保安全的空調機。
解決其技術問題採用的技術方案是一種具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機，它包括空調機20和空調機控制系統，所述的空調機控制系統由手操器22、主機控制器23a和主機控制器24b組成，其特殊之處是主機控制器23a的傳感器信號採集電路2還包括氣體傳感器信號採集整形電路，氣體傳感器信號採集整形電路與在空調機20蒸發器的風機出風口處設置氣體傳感器21連接，氣體傳感器信號採集整形電路與主機控制器23a的CPU電路5a連接，主機控制器23a的CPU電路5a分別與主機控制器23a的蜂嗚器驅動電路4、主機控制器a通訊電路7、繼電器驅動電路8和繼電器執行電路9a連接，主機控制器23a的CPU電路5a通過連接插件3a和連接插件16b與主機控制器24b的繼電器執行電路19b連接，主機控制23a的主機控制器a通訊電路7與手操器通訊電路12連接，手操器通訊電路12與手操22的CPU電路13b連接，手操器22的CPU電路13b與手操器22的顯示驅動電路15連接；主機控制器23a的繼電器驅動電路8通過連接插件16b與主機控制器24b的繼電器執行電路19b和電流檢測電路18連接。所述的氣體傳感器信號採集整形電路由電感L1、L2，電阻R100，電容E10和電容C100連接組成。
本實用新型的具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機，在保留現有空調機對空氣的溫度和溼度進行調節外，由於在空調機蒸發器的風機出風口處設置了氣體傳感器和在空調機的控制系統中設置了與氣體傳感器連接的具有氣體傳感器信號採集、顯示、目標關閉及聲光報警功能的相關電路，能夠對超設定濃度的易燃易爆和有毒氣體實施報警，防止和避免意外事故發生，確保安裝空調機的場所、人員和財產安全。


圖1為具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機結構立體示意圖。
圖2為具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機控制系統方框圖。
圖3-1為具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機控制系統的手操器原理圖。
圖3-2具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機控制系統的主機控制器23a原理圖。
圖3-3具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機控制系統的主機控制器24b原理圖。
圖中1電源穩壓電路，2傳感器信號採集電路，3a連接插件，4蜂嗚器驅動電路，5a CPU電路，6自檢、縮時選擇電路，7主機控制器a通訊電路，8繼電器驅動電路，9a繼電器執行電路，10數據儲存電路，11手操器類型選擇電路，12手操器通訊電路，13b CPU電路，14按鍵掃描電路，15顯示驅動電路，16b連接插件，17相序檢測電路，18電流檢測電路，19b繼電器執行電路，20空調機，21氣體傳感器，22手操器，23a主機控制器，24b主機控制器。
具體實施方式
下面利用附圖所示的實施例對本實用新型作進一步說明。
參照圖1，具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機具有空調機20，在空調機20蒸發器的風機出風口處設置氣體傳感器21。氣體傳感器21為市售產品。
參照圖2和3-1，具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機的控制系統由手操器22、主機控制器23a和主機控制器24b組成。控制系統是在現有空調機控制系統的基礎上首次增設氣體傳感信號採集、顯示、目標關閉及聲光報警功能的相關電路而組成的具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機的控制系統。控制系統的所有元器件均為市售產品。其軟體編程依據電控和計算機技術，是技術人員所熟悉的技術。手操器22由CPU電路13b和與其連接的數據儲存電路10，手操器類型選擇電路11，手操器通訊電路12，按鍵掃描電路14和顯示驅動電路15組成。按鍵掃描電路14有五個按鍵K1-K5實現對空調自動、製冷、除溼、通風、換新風、加溼、制熱等功能的控制，以及對空調檢測的易燃易爆氣體、有毒氣體範圍、自動模式下製冷制熱轉換和除溼加溼模式下的轉換溫度點等參數的設定。顯示驅動電路15中的彩屏LED1實現對功能控制和參數設定的顯示，顯示驅動電路15的集成塊IC3負責對彩屏LED1的驅動。數據儲存電路10中的集成塊IC1是一個EEPROM，具有掉電記憶功能，它將人工設定的各種參數記載下來，供整個空調運行時調用。手操器類型選擇電路11通過電阻R23、R24分壓得到不同的分壓值選擇單冷空調、冷暖空調。手操器通訊電路12通過三極體Q6、電阻R30、R25驅動，將手操器.的命令通過手操器通訊電路12的連接插件CN1和主機控制器a通訊電路7的連接插件CON6傳送給主機控制器23a的主機控制器a通訊電路7，通過三極體Q4、Q 5的二級驅動，將主機控制器23a的主機控制器a通訊電路7的反饋命令及參數傳送給手操器通訊電路12，通過以上發送和接收實現手操器22與主機控制器23a的通訊。CPU電路13b是整個手操器的核心，由單片機IC2及其外圍電路組成，陶瓷濾波器CR1為單片機提供振蕩源，電容E2、電阻R31、二極體D5構成單片機初次上電復位電路。
參照圖1、2和3-2，主機控制器23a由CPU電路5a和與其連接的電源穩壓電路1，傳感器信號採集電路2，連接插件3a，蜂嗚器驅動電路4，自檢、縮時選擇電路6，主機控制器a通訊電路7，繼電器驅動電路8和繼電器執行電路9a組成。電源穩壓電路1將AC220V經變壓器T1降壓成AC11V，二極體D1-D4全波整流，電容C1、C2濾波，得到DC12V提供給繼電器執行電路9a中繼電器線包、繼電器驅動電路8中驅動晶片IC3、IC4，主機控制器24b、手操器22以及蜂嗚器驅動電路4蜂鳴器BU1的電源，DC12V經過穩壓器IC1穩壓為DC5V。傳感器信號採集電路2中連接插件CON2接氣體傳感器21，連接插件CON3接壓縮機室內盤管溫度傳感器和室內溫度傳感器，連接插件CON4接溼度傳感器，以上傳感器檢測到的信號分別經過電阻R1、R4、R3、R2分壓，得到的信號送CPU電路5a的單片機IC2的A/D口引腳23、24、25、26，由單片機IC2採樣處理。連接插件3a的CON5與連接插件16b連接，負責主機控制23a與主機控制器24b的信號連接，分別有壓縮機室外盤管溫度傳感器、壓縮機高壓保護開關、壓縮機低壓保護開關、U相方波、V相方波、U相電流、V相電流。蜂嗚器驅動電路4由三極體Q4、電阻R7、R5、R6驅動蜂鳴器BU1，當有按鍵按下時或有故障時鳴叫。自檢、縮時選擇電路6由電阻R13、R14和短接塊F2、F3組成，正常情況下，由於電阻R13、R14上拉，CPU電路5a的單片機IC2引腳5、7為高電平，生產過程中，將F2的短接帽插上，單片機IC2引腳7變成低電平，此時，單片機IC2將使主機控制器23a各目標依次工作，以達到檢測各目標電路的目的，如果將F3的短接帽插上，單片機IC2引腳5變成低電平，此時，所有時間將自動變為正常狀態的1/10，以使產品開發和產品檢測時節約時間，達到加快速度的目的，以上功能僅限產品開發和產品生產過程中使用。主機控制器a通訊電路7與手操器通訊電路12原理相同，構成與手操器的數據通訊。繼電器驅動電路8由集成塊IC3和IC4組成，用於驅動繼電器執行電路9a和繼電器執行電路19b的繼電器，連接插件CON7實現主機控制器23a和主機控制器24b的目的連接。繼電器執行電路9a由繼電器J1-J6組成，分別控制室內風速、電加熱、換新風、加溼器，繼電器觸點上的電阻和電容用於去除火花。CPU電路5a是主機控制器23a的核心，由單片機IC2及其外圍電路組成，晶振CRY為單片機IC2提供振蕩源，電容E10和電阻R8提供單片機IC2初次上電復位信號。電容C5、C6直接連接單片機IC2的電源引腳42的附近，用於去除DC5V的雜波，起到抗幹擾作用。
參照圖2和3-3，主機控制器24b由連接插件16b，相序檢測電路17，電流檢測電路18和繼電器執行電路19b連接組成。連接插件16b的CON34實現主機控制器23a與主機控制器24b電源及信號的連接，接插件CON31、CON32、CON33依次接壓縮機室外盤管溫度傳感器、壓縮機高壓保護開關、壓縮機低壓保護開關。相序檢測電路17實現對連接壓縮機三相電源的相序檢測，接壓縮機的電源線U相和V相分別穿過電流互感器CT1、CT2，感應電壓分別經過二極體V307、V309半波整流，送給電壓比較器IC301，電壓比較器IC301是一個雙路比較器，電阻R308、R309和電阻R310、R311分壓分別構成雙路的基準電壓和輸出電路，最終分別在電壓比較器IC301引腳7和引腳1輸出與U相、V相一致的方波送主機控制器23a處理。處理時，如果發現U相、V相正確，那麼W相也正確，否則一相錯誤或缺相均報警。電流檢測電路18實現對連接壓縮機三相電源的電流檢測，接壓縮機的電源線U相和V相分別穿過電流互感器CT1、CT2，感應電壓分別經過二極體V308、V310半波整流，電解電容C310、C312穩壓，電阻R314、R315及電阻R318、R319分壓，將此信號分別送室內控制板處理。處理時，如果發現U相、V相電流在允許範圍內，那麼W相也在允許範圍內，否則一相過高或過低均報警。繼電器執行電路19b由繼電器J10-J12組成，分別控制壓縮機、四通閥、冷凝器風機，如當需要壓縮機工作時，繼電器J10線包得電，常開觸點閉合，連接插件COMP得電，壓縮機工作，電容C313和電阻R305連接繼電器觸點上，用於去除繼電器閉合和釋放瞬間的火花，其它繼電器上的電阻和電容作用與此相同。
參照圖2、3-1、3-2和3-3，對具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機的氣體傳感器信號採集、顯示、目標關閉及聲光報警有關的電路作詳細說明主機控制器23a的傳感器信號採集電路2具有氣體傳感器信號採集整形電路，氣體傳感器信號採集整形電路與在空調機20蒸發器的風機出風口處設置氣體傳感器21連接，氣體傳感器信號採集整形電路與主機控制器23a的CPU電路5a連接，主機控制器23a的CPU電路5a分別與主機控制器23a的蜂嗚器驅動電路4、主機控制器a通訊電路7、繼電器驅動電路8和繼電器執行電路9a連接，主機控制器23a的CPU電路5a通過連接插件3a和連接插件16b與主機控制器24b的繼電器執行電路19b連接，主機控制器23a的主機控制器a通訊電路7與手操器通訊電路12連接，手操器通訊電路12與手操器22的CPU電路13b連接，手操器22的CPU電路13b與手操器22的顯示驅動電路15連接；主機控制器23a的繼電器驅動電路8通過連接插件16b分別與主機控制器24b的繼電器執行電路19b和電流檢測電路18連接。所述的氣體傳感器信號採集整形電路由電感L1、L2，電阻R100，電容E10和電容C100連接組成。
主機控制器23a的傳感器信號採集電路2的連接插件CON2連接氣體傳感器21。氣體傳感器信號採集整形電路2提供氣體傳感器工作的標準電源，電感L1用於電源濾波，起抗幹擾作用。電阻R1用於氣體傳感器輸出的信號採樣，如果氣體傳感器為電壓型，則氣體傳感器的輸出電壓按下列公式計算V0＝R100×VCC/(RS+R100)，其中電阻R100為原理圖中分壓電阻，VCC為電源DC5V，RS為氣體傳感器對應的相應氣體濃度的當前阻值，實際操作時，由CPU電路5a單片機IC2檢測出V0，電阻R100、電源VCC為常數，依據上述公式計算出相應氣體傳感器當前阻值RS，然後再根據廠家提供的氣體傳感器濃度與阻值關係表查得當前環境中氣體濃度。如果氣體傳感器為電流型，則氣體傳感器的輸出電壓按下列公式計算V0＝I0×R100，其中V0為氣體傳感器輸出電壓，I0為氣體傳感器輸出電流，R100為分壓電阻，實際操作時，由CPU電路5a單片機IC2檢測出V0，電阻R1為常數，依據上述公式計算出相應氣體傳感器當前電流I0，然後再根據廠家提供的氣體傳感器濃度與電流關係表查得當前環境中氣體濃度。電容E10、C100及電感L2構成II型濾波，用於對氣體輸出電壓的波型整形、濾波、抗幹擾。通過以上採樣和單片機IC2處理，得到當前氣體濃度，CPU電路5a單片機IC2將此信號經主機控制器a通訊電路7送給手操器通訊電路12，手操器通訊電路12將信號送給手操器22的CPU電路13b，手操器22的CPU電路13b將氣體濃度顯示出來。如果發現氣體濃度超標或氣體傳感器21短路，手操器22的CPU電路13b顯示故障代碼，CPU電路5a單片機IC2使繼電器執行電路9a關閉繼電器及相應室內目標，CPU電路5a單片機IC2同時控制繼電器驅動電路8，繼電器驅動電路8將信號通過連接插件16b送給電流檢測電路18，用以控制繼電器執行電路19b的繼電器關閉。另外CPU電路5a單片機IC2還控制蜂嗚器驅動電路4的蜂鳴器BU1報警。
權利要求1.一種具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機，它包括空調機(20)和空調機控制系統，所述的空調機控制系統由手操器(22)、主機控制器(23a)和主機控制器(24b)組成，其特徵是主機控制器(23a)的傳感器信號採集電路(2)還包括氣體傳感器信號採集整形電路，氣體傳感器信號採集整形電路與在空調機(20)蒸發器的風機出風口處設置的氣體傳感器(21)連接，氣體傳感器信號採集整形電路與主機控制器(23a)的CPU電路(5a)連接，主機控制器(23a)的CPU電路(5a)分別與主機控制器(23a)的蜂嗚器驅動電路(4)、主機控制器a通訊電路(7)、繼電器驅動電路(8)和繼電器執行電路(9a)連接，主機控制器(23a)的CPU電路(5a)通過連接插件(3a)和連接插件(16b)與主機控制器(24b)的繼電器執行電路(19b)連接，主機控制器(23a)的主機控制器a通訊電路(7)與手操器通訊電路(12)連接，手操器通訊電路(12)與手操器(22)的CPU電路(13b)連接，手操器(22)的CPU電路(13b)與手操器(22)的顯示驅動電路(15)連接，主機控制器(23a)的繼電器驅動電路(8)通過連接插件(16b)與主機控制器(24b)的電流檢測電路(18)和繼電器執行電路(19b)連接。
2.根據權利要求1所述的具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機，其特徵是所述的氣體傳感器信號採集整形電路由電感(L1、L2)，電阻(R100)，電容(E10)和電容(C100)連接組成。
專利摘要一種具有易燃易爆和有毒氣體安全報警功能的空調機，它包括空調機和空調機控制系統，所述的空調機控制系統由手操器、主機控制器a和b組成，其特點是在空調機蒸發器的風機出風口處設置氣體傳感器與主機控制器a的傳感器信號採集電路的氣體傳感器信號採集整形電路連接，氣體傳感器信號採集整形電路與CPU電路a連接，CPU電路a分別與主機控制器a蜂鳴器驅動電路、通訊電路、繼電器驅動電路和繼電器執行電路a連接。這種空調機適於在易燃易爆和有毒氣體場所使用，能夠對超設定濃度的易燃易爆和有毒氣體實施報警，防止和避免意外事故發生，確保安裝空調機的場所、人員和財產安全。
文檔編號G08B21/18GK2872174SQ200620028209
公開日2007年2月21日 申請日期2006年1月26日 優先權日2006年1月26日
發明者胡永海 申請人:胡永海