一种汽车专用排气扇

摘 要 设计一种用于汽车内空气交换的专用排气扇。它可以通过实时检测与自动化控制，在汽车内氧气浓度过低，湿度及一氧化碳浓度过高时的及时反应，从而防止了因为车内的一氧化碳浓度过高或是氧气浓度过低造成的安全事故，保护驾驶者及乘坐者的健康与安全。

关键词 排气扇 氧气传感器 一氧化碳传感器 湿度传感器 二氧化碳 一氧化碳

中图分类号：U463 文献标识码：A

将排气扇置于车内，可以使车内空气与车外空气互换，从而使车内一氧化碳和二氧化碳的含量保持在一个较低的水平，同时在夏天时还可以将车内潮湿的空气换成车外干燥的空气，降低车内的湿度，避免由于汽车封闭造成的伤害。

1一氧化碳及二氧化碳的危害

一氧化碳的毒性主要是影响氧气的供给与利用。一氧化碳与血红蛋白的亲和力是氧气与血红蛋白的亲和力的240倍，且结合后不易解离。当一氧化碳气体被人吸入后，进入肺部抢先与血红蛋白结合，使血红蛋白丧失运输氧气的能力，造成人体多组织、器官缺氧，从而导致组织、器官受损。发生一氧化碳中毒时通常无法自我察觉，患者被发现时往往已进入昏迷状态，造成重大伤害，甚至是死亡。因此，把一氧化碳称为“无声杀手”，一点也不过分。

二氧化碳作为呼吸中枢兴奋剂为生理所需，但二氧化碳的浓度超过一定范围后，可对人体产生危害。①空气中二氧化碳的含量达3%时，人体产生呼吸加深；②长时间吸入浓度达到4%的二氧化碳时，会出现头晕、头疼、耳鸣、眼花等神经症状，同时血压升高；③空气中二氧化碳浓度达到8%～10%时，会导致呼吸困难、脉搏加快、全身无力、肌肉由抽搐转至痉挛、神志由兴奋转向抑制；④二氧化碳含量达30%时，可能会出现死亡。

3系统结构

3.1电路结构

如图1所示，一氧化碳传感器、氧气传感器以及湿度传感器的的供电端均接三端稳压器的电压输出端，一氧化碳传感器、氧气传感器、湿度传感器的接地端以及三端稳压器的公共接地端均接地，三端稳压器的电压输入端接12V电源，一氧化碳传感器的输出端、氧气传感器的输出端以及湿度传感器的输出端分别接与非门的三个输入端，与非门的输出端通过电阻R1接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接三端稳压器的电压输出端，三极管Q1的发射极分别接报警器的输入端、电阻R2的一端、继电器的输入端；电阻R2的另一端接发光二极管的正极，继电器的输出端与排气充气装置的输入端连接；报警器的输出端、发光二极管的负极、继电器的接地端以及排气充气装置的输出端均接地。

其中，一氧化碳传感器的型号为MQ―9。氧气传感器采用氧化锆氧量传感器。湿度传感器采用型号为HR202的湿度传感器。与非门的型号为74S10N。三端稳压器的型号为LM7805CT。

3.2充排气设备

排气充气装置设置在车的中部底盘处，该排气充气装置包括排气装置和与其配合的充气装置，充气装置包括充气泵，在充气泵顶端设置有吸气口，该充气泵通过进气管道与充气口连接，排气装置包括排气泵，该排气泵上设置有排气空气过滤口，在排气泵顶端设置有气体出口，该气体出口通过抽气管与排气口连接，其中，充气装置的充气口设在车内驾驶员的头顶位置，排气装置的排气口设在后挡风玻璃处，且充气口与排气口相背安装。

4工作原理

正常情况下，三个传感器都输出数字信号1，即5伏的高电平。然而，当检测到的一氧化碳浓度大于一氧化碳传感器的设定值时，一氧化碳传感器输出数字信号0，即0V的低电平。当车内的氧气浓度低于氧气传感器的设定值时，氧气传感器输出数字信号0，即0V的低电平。当车内的湿度高于湿度传感器的设定值时，湿度传感器输出数字信号0，即0V的低电平，该三种传感器输出的数字信号经过与非门后，控制三极管的导通与否，从而控制报警装置和排气与充气装置的工作。只有三个传感器都输出信号1时不启动报警，而一旦有一个传感器输出数字信号0，则可启动报警器，LED警示灯，继电器，从而启动充排气设备。

5结论

本文设计了一种汽车专用排气扇。与现有技术相比，它具有以下有益效果：通过安装在车内的一氧化碳传感器、氧气传感器以及湿度传感器对汽车内的一氧化碳浓度、氧气浓度及湿度进行采样，并将采样得到的值分别与一氧化碳传感器、氧气传感器以及湿度传感器的设定值进行比较，将经过比较后得到的值通过与非门后，控制三极管的导通与否，从而控制报警装置报警以及和排气充气装置的打开与关闭。该专用排气扇通过实时的检测与自动化控制，实现了对汽车内氧气浓度过低，湿度及一氧化碳浓度过高时的及时反应，从而防止了因为车内的一氧化碳浓度过高或是氧气浓度过低所造成的安全事故，保护驾驶者及乘坐者的健康与安全。

参考文献

[1] 白璐.冬季谨防一氧化碳中毒[J].健康，2013（12）：1-2.

[2] 秦曾煌.电工学[M].高等教育出版社，2009（6）.