司機飲酒控制器的製作方法
2023-07-25 06:26:01
專利名稱：司機飲酒控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於氣體監測、報警和控制器技術。
過去已經有以半導體氣敏器件為傳感器製成的可燃性氣體檢測、報警儀器，例如《實用無線電技術手冊》(北京出版社，1983年10月)第634頁就介紹了一種氣敏檢測儀的原理。但是普通商品化的氣敏器件都有選擇性差的缺點，因而不能用作在多種氣體存在條件下專門檢測酒精氣體的傳感器。現在國外也有在汽車上使用的酒精氣體檢測器。如英國專利(專利號2139387)提出了一種裝在汽車上控制司機酒後開車的裝置。但是它的氣敏元件受周圍環境溫度影響很大，需要採用複雜的測溫和信號處理系統，它採用了A／D變換器和微處理器。因而這種裝置比較複雜而且造價昂貴。
因此本實用新型的目的在於提出一種利用氣敏元件和簡單的電子器件而組成的司機飲酒控制器。由於氣敏元件工作在高溫狀態下，因此排除了環境溫度變化對它的影響。從而可以對司機酒後開車作出快速報警並控制汽車起動和行駛。司機飲酒後上車時，司機飲酒控制器即發出聲音和燈光報警，同時打開制動信號燈、切斷汽車點火器電源，司機不能開動汽車。在汽車行駛過程中此控制器也工作，但它不會妨礙司機做制動和拐彎操作。這就有效地控制司機酒後開車，以減少交通事故、維護交通安全。
本實用新型的主要結構如
圖1所示，其工作原理是控制器使用的電源(V)是汽車點火器的12V直流電源。隨著使用場合的變化，本實用新型的電源電壓也可以變更其值。電阻R1控制氣敏探頭的加熱電流。電容C，二極體D3和集成塊DW的組合，起電源的穩壓作用，其中DW可以採用CW7912型號的集成塊。R4和R5為運算放大器(A)提供正輸入電壓，電阻R2、R3、電位器(W)和氣敏電阻RX為(A)提供負輸入電壓。運算放大器(A)的接法構成集成電壓比較器。電阻R6和R7值決定於電晶體BG1的基極電流Ib的大小，一般情況下電阻R7選得較大，Ib近似由Rb決定。電晶體BG1為繼電器(J)線圈提供電流。電晶體BG1，可以是普通的PNP小功率管。電阻R8和R9為集成音樂塊提供電源。音樂塊、電晶體BG2和揚聲器(y)構成聲音報警裝置。繼電器(J)不吸合，汽車點火電源接通，沒有聲音報警，制動信號後燈受制動信號開關K2控制；繼電器(J)吸合時，點火電源斷開，發出聲音報警，自動打開制動信號燈(後燈)。由於發光二極體在電路中，可以有不同的連接方法，因此
圖1也可以改變成圖2和圖3的形式。在
圖1(一型)中發光二極體D1發光表示報警，不發光則表示安全或控制器不工作；在圖2(二型)中，D1發光表示控制器工作，不發光則表示不工作；在圖3(三型)中，D1發光、D2不發光表示報警；D1不發光、D2發光表示安全，D1和D2都不發光則表示控制器不工作。這三種類型的差別僅在於發光二極體所接的位置和所表示的信號不同。D1和D2可以由多個、不同數目和不同顏色的發光管組成。
電源接通、控制器工作時，探頭加熱絲加熱，RX隨敏感氣體的濃度變化，敏感氣體濃度越高時RX越小。當敏感氣體濃度超過所設定的報警閾值時，運算放大器(A)的差模輸入電壓小於零，電晶體BG1工作，繼電器(J)吸合，發出聲音報警，同時打開制動信號燈、切斷點火電源。報警閾值由電位器(W)滑動臂的位置決定。適當選擇電位器(W)的全阻值和電阻R2、R3、R4、R5的大小，可以使報警閾值被定為任意大小。點火開關K1，制動信號燈開關K2分別控制汽車是否啟動和汽車尾燈的亮滅。
本實用新型採用對乙醇氣體選擇性好、靈敏度高的氣敏半導體器件作探頭，加上合理的電路設計，尤其是採用了集成電壓比較器，使整機對酒精也有很好的選擇性，整機的靈敏度(最低報警閾值)通過選擇元件參數(即電阻R2、R3、RW、R4、R5的不同阻值)可以達到零值，最高報警閾值也可以達到任意大。這裡使用的氣敏探頭氣敏電阻在高溫(由加熱絲加熱到250℃左右)下工作，所以受環境溫度變化的影響很小，不必加溫度補償系統，從而克服了已有技術中存在的問題。可以看到，本實用新型設計合理、結構簡單、性能可靠、造價低廉，適於安裝在各類汽車上使用。
如果採用的氣敏探頭對煙霧(如香菸)也敏感，則本裝置也能起到禁止車內吸菸的作用。這對於提倡不吸菸、保護人體健康有極大的好處。氣敏探頭對其它可燃性氣體(如汽油等)也有反應，所以對保證車內衛生、防火也有好處。
將本實用新型的探頭與電路部分組合在一起，即構成手執式酒精檢測器；採用對敏感氣體選擇性不同的氣敏探頭，本實用新型還可以在其它場所(如煤氣檢漏等)作可燃性氣體檢測、控制器使用。
實施本實用新型時，也可以將電路部分、探頭、揚聲器和發光管分開裝置。電路部分裝在車內、不暴露，探頭裝在車內離司機較近、易於感覺到司機呼吸的位置(如方向盤前)，揚聲器也裝在車內適當的位置，發光管可以裝在車內也可裝在車外。電源火線和控制點火器的控制線串接在點火開關K1和點火線圈之間，控制後燈的控制線接於制動信號燈開關K2和後燈之間。
圖1為本實用新型的電路原理圖。圖2和圖3為本實用新型的另外兩種改進型電路原理圖。圖4為本實用新型的一個具體實施例的各部件裝配圖。電阻R1由電源電壓(V)，氣敏探頭加熱絲的電阻r和最佳工作電流Ic決定，選用電阻R1＝ (V)/(Ic) －r。以下元件選擇以電壓V＝12V伏考慮。電阻R2＝R3＝200Ω；電阻R5＝10kΩ；設在潔淨空氣中RX大小為RX0，則當電位器(W)的全阻值RW≥(0.4+0.2RXO]]>－0.2)、電阻R4＝2／
(其中RX0、RW、R4的單位都為KΩ)時，報警閾值可以任意(0～∞之間，但在一般情況下並不需要這樣大的範圍)選擇；運算放大器(A)根據電源(V)選用普通的運算放大器；電阻R6＝(V－Vmin)·hFE／1.5I0，式中Vmin是(A)的低輸出電壓，hFE是BG1的直流電流放大倍數，I0是繼電器(J)的吸合電流；電晶體BG1可以選用低頻小功率PNP型三極體；繼電器(J)選用吸合電流小，線圈直流電阻小而且壽命長的繼電器也可以選用可控矽器件；電阻R8和R9的選用以滿足集成音樂塊對電源的需求為標準；電晶體BG2和揚聲器(y)按音樂塊的要求選擇；電阻R10和R11的選擇是為了滿足發光二極體D1和D2對電流的要求；二極體D的作用是保護繼電器(J)線圈。
本實用新型的一個具體實施例可由下面給出氣敏探頭是哈爾濱通江電晶體廠生產的QM－J1型氣敏器件，電阻R1＝51Ω，電阻R2＝R3＝200Ω，電阻RW＝5.1kΩ，電阻R5＝10kΩ，電阻R4＝2kΩ，運算放大器(A)為F007型運算放大器，電阻R7＝5kΩ，電阻R6＝10kΩ，電晶體BG1為3CX200B，繼電器(J)為JRC型繼電器，電阻R9＝1.2kΩ，電阻R8＝800Ω，音樂塊為KD9300型，電晶體BG2為3DG6，揚聲器(y)為YD55－3(8Ω，0.25W)型揚聲器。電源電壓V＝12伏。本裝置的具體裝配圖如圖4所示。本實用新型所採用的各部件都為一般電子工業所通用的元器件。本裝置結構簡單、性能穩定，可以廣泛使用在汽車上。
權利要求1.一種由電子器件所構成的司機飲酒報警控制裝置，其特徵在於它包括有一個敏感於可燃性氣體(如乙醇)並在高溫下工作的探頭，揚聲器(Y)，集成運算放大器(A)，發光管，繼電器(J)，集成音樂塊，開關(K1)(K2)，可調電位器(W)和電阻所組成。
2.按照權利要求1所說的裝置，其特徵在於所說的電阻包括有R2、R3、RW、R4和R5各電阻，當其阻值變化時，可以改變本裝置的靈敏度和報警閾值，而電阻R8和R9的阻值應由音樂塊電源電壓來決定。
3.按照權利要求1所說的裝置，其特徵在於所說的電晶體可以是普通的PNP小功率管。
4.按照權利要求1所說的裝置，其特徵在於所說的集成運算放大器(A)構成一個電壓比較器。
5.按照權利要求1所說的裝置，其特徵在於所說的發光管在電路中可以有不同的連接方式，不同的數目和不同的顏色。
6.按照權利要求1所說的裝置，其特徵在於所說的音樂塊是一個集成電路。
7.按照權利要求1所說的裝置，其特徵在於所說的繼電器，可以是可控矽器件。
專利摘要本實用新型涉及一種司機飲酒控制器。它以對酒精選擇性好、靈敏度高的半導體氣敏器件為傳感器，加上合理的報警、控制電路設計，提供了一種新的，用以維護交通安全的儀器設備。此控制器整機對酒精的選擇性好，通過選擇儀器元件參數可以使靈敏度達任意大小和報警閾值可以隨意置定。本實用新型結構簡單、性能穩定、操作方便、造價低廉、適用性廣，它能有效地控制司機酒後駕車，減少交通事故、維護交通安全。
文檔編號B60K28/00GK2038068SQ88206360
公開日1989年5月24日 申請日期1988年6月4日 優先權日1988年6月4日
發明者溫逸仙, 項柏松 申請人:溫逸仙, 項柏松