CN210664903U - 一种氢气燃料泄露检测传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种氢气燃料泄露检测传感器，它包括控制器MCU、氢气采集电路Ⅰ和氢气采集电路Ⅱ；所述半导体型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅰ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅰ并传输至所述控制器MCU；所述电化学型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅰ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅱ并传输至所述控制器MCU；所述控制器MCU，根据所述氢气浓度信号Ⅰ和所述氢气浓度信号Ⅱ输出并存储检测结果。本实用新型将两种传感器集合在一起，当燃料发生泄露时，该氢气燃料泄露检测传感器对氢气燃料的泄露进行有效的检测，保障车辆和人身财产安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及氢气燃料泄露检测技术领域，具体的说，涉及了一种氢气燃料泄露检测传感器。
背景技术
氢燃料汽车分为两种：氢内燃机汽车，以内燃机燃烧氢气（通常通过分解甲烷或电解水取得）产生动力推动汽车；氢燃料电池车，使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机，由电动机推动车辆。与传统汽油车相比，氢燃料汽车最大的优点为：氢气跟空气中的氧反应仅产生水蒸气，有效减少了传统汽油车造成的空气污染问题。但是，氢气分子很小，在使用过程中极易发生泄漏；因此，氢气泄露实时检测是保障氢燃料汽车安全运行的一个重要环节。
在运行过程中，氢燃料汽车存在燃料管路有松动的风险，一旦燃料管路松动、断裂或脱落，氢气燃料会出现泄露；由于氢气不利于呼吸，无色无味，不能被人鼻所发觉，泄露氢气容易导致人员中毒；另，氢气着火点仅为585℃，空气中含量在4%～75%范围内，一旦氢气泄露量达到***限值，遇明火即发生***；另一方面，氢气燃料泄漏将造成能源的浪费。
目前，现有技术中氢气泄露一般采用单一传感器进行检测，效果不佳；在实际使用过程中可能发生起不到检测作用的情况，而一旦发生这种情况，会给人身和财产安全造成重大损失。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种氢气燃料泄露检测传感器。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种氢气燃料泄露检测传感器，包括控制器MCU、氢气采集电路Ⅰ和氢气采集电路Ⅱ；
所述氢气采集电路Ⅰ包括半导体型氢气传感器和信号调理电路Ⅰ，所述氢气采集电路Ⅱ包括电化学型氢气传感器和信号调理电路Ⅱ；
所述半导体型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅰ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅰ并传输至所述控制器MCU；
所述电化学型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅱ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅱ并传输至所述控制器MCU；
所述控制器MCU，根据所述氢气浓度信号Ⅰ和所述氢气浓度信号Ⅱ存储检测结果。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说：
本实用新型提供了一种氢气燃料泄露检测传感器，它包括控制器MCU、氢气采集电路Ⅰ和氢气采集电路Ⅱ，将两种氢气采集电路集成在一个传感器结构内部；通过所述氢气采集电路Ⅰ对发生氢气燃料少量泄漏的情况进行有效检测，通过氢气采集电路Ⅱ对燃料管路断裂或者脱落导致氢燃料大量泄露的情况进行有效检测；本实用新型将两种传感器集合在一起，从而有效解决了现有车用氢气泄露单一传感器检测效果不佳的技术问题，提高了氢气燃料泄露检测的准确度，拓展了应用范围，同时保障了人身和财产安全；该氢气燃料泄露检测传感器采用电化学型氢气传感器和半导体型氢气传感器结合的方式，增强了本实用新型的抗振性能，进一步保障了人身和财产安全。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
一种氢气燃料泄露检测传感器，它包括控制器MCU、氢气采集电路Ⅰ和氢气采集电路Ⅱ；所述氢气采集电路Ⅰ包括半导体型氢气传感器和信号调理电路Ⅰ，所述氢气采集电路Ⅱ包括电化学型氢气传感器和信号调理电路Ⅱ；所述半导体型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅰ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅰ并传输至所述控制器MCU；所述电化学型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅱ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅱ并传输至所述控制器MCU；所述控制器MCU，根据所述氢气浓度信号Ⅰ和所述氢气浓度信号Ⅱ存储检测结果。
本实施例中，所述半导体型氢气传感器可以为MQ-8氢气气体传感器，或者其他可以实现上述功能的半导体型氢气传感器；所述电化学型氢气传感器可以为电化学型氢气传感器ME，或者其他可以实现上述功能的电化学型氢气传感器；所述控制器MCU采用STM32系列单片机，或者其他可以实现上述功能的微控制器。
本实施例中，由于半导体型氢气传感器输出的电信号响应速度较快，电化学型氢气传感器反应速度较慢；因此，当氢气燃料发生泄露时，半导体型氢气传感器能够首先检测到氢气的泄漏；当检测到的氢气浓度在1000PPM以内时，该氢气燃料泄露检测传感器主要依据半导体型氢气传感器的电信号输出，电化学型氢气传感器的电信号输出值不作为浓度计算依据；当检测到的氢气浓度超过1000PPM时，该氢气燃料泄露检测传感器主要依据电化学型氢气传感器输出的电信号。
该氢气燃料泄露检测传感器的工作原理为：通过所述氢气采集电路Ⅰ对发生氢气燃料少量泄漏的情况进行有效检测，通过氢气采集电路Ⅱ对燃料管路断裂或者脱落导致氢燃料大量泄露的情况进行有效检测；本实用新型将两种传感器集合在一起，从而提高了氢气燃料泄露检测的准确度，拓展了应用范围；同时有效解决现有车用氢气泄露单一传感器检测效果不佳的技术问题。
实施例2
本实施例给出了信号调理电路Ⅰ的具体实施方式，如附图1所示，所述信号调理电路Ⅰ包括负载电阻RL1、电阻R1和电容C1；所述负载电阻RL1的一端与接地端相连，另一端分别连接所述半导体型氢气传感器的两个引脚和所述电阻R1的一端；所述电阻R1的另一端分别连接所述控制器MCU的引脚和所述电容C1的一端；所述电容C1的另一端与接地端相连；所述半导体型氢气传感器的引脚还分别连接电源端和接地端。
本实施例还给出了信号调理电路Ⅱ的具体实施方式，如附图1所示，所述信号调理电路Ⅱ包括负载电阻RL2、运算放大器、电阻R2、电阻R3、电容C2和电容C3；所述负载电阻RL2并联连接在所述电化学型氢气传感器的两个引脚之间；所述电阻R3和所述电容C2并联连接后，一端分别连接所述负载电阻RL2的一端和所述运算放大器的一输入端，另一端分别连接所述运算放大器的输出端和所述电阻R2的一端；所述运算放大器的另一输入端连接所述负载电阻RL2的另一端；所述电阻R2的另一端分别连接所述控制器MCU的引脚和所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端与接地端相连。
本实施例中，所述信号调理电路Ⅰ将所述半导体型氢气传感器实时采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过引脚AD1传输至所述控制器MCU；所述信号调理电路Ⅱ将所述电化学型氢气传感器实时采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过引脚AD2传输至所述控制器MCU；以供所述控制器MCU进行数据处理。
实施例3
本实施例与上述实施例的区别在于：所述控制器MCU还连接报警电路。一旦，氢气燃料发生泄漏，所述控制器MCU通过报警电路发出报警信息，警示用户，进一步保障了氢燃料汽车驾驶人员的人身财产安全。
本实施例中给出了一种报警电路的具体实施方式，所述报警电路采用蜂鸣器或者声光报警电路，所述氢气浓度信号Ⅰ或者所述氢气浓度信号Ⅱ超过预设值；所述控制器MCU生成报警指令，所述报警电路接收所述报警指令并根据所述报警指令发出报警信息。所述蜂鸣器或者声光报警电路为常规技术手段，在此不再详述。
在其他实施例中，所述报警电路还可以采用语音报警芯片，语音报警芯片的型号为JQ6400。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种氢气燃料泄露检测传感器，其特征在于：包括控制器MCU、氢气采集电路Ⅰ和氢气采集电路Ⅱ；
所述氢气采集电路Ⅰ包括半导体型氢气传感器和信号调理电路Ⅰ，所述氢气采集电路Ⅱ包括电化学型氢气传感器和信号调理电路Ⅱ；
所述半导体型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅰ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅰ并传输至所述控制器MCU；
所述电化学型氢气传感器，通过所述信号调理电路Ⅱ连接所述控制器MCU，用于实时采集待测环境中氢气浓度信号Ⅱ并传输至所述控制器MCU；
所述控制器MCU，根据所述氢气浓度信号Ⅰ和所述氢气浓度信号Ⅱ存储检测结果。
2.根据权利要求1所述的氢气燃料泄露检测传感器，其特征在于：所述信号调理电路Ⅰ包括负载电阻RL1、电阻R1和电容C1；所述负载电阻RL1的一端与接地端相连，另一端分别连接所述半导体型氢气传感器的两个引脚和所述电阻R1的一端；所述电阻R1的另一端分别连接所述控制器MCU的引脚和所述电容C1的一端；所述电容C1的另一端与接地端相连；所述半导体型氢气传感器的引脚还分别连接电源端和接地端。
3.根据权利要求1所述的氢气燃料泄露检测传感器，其特征在于：所述信号调理电路Ⅱ包括负载电阻RL2、运算放大器、电阻R2、电阻R3、电容C2和电容C3；所述负载电阻RL2并联连接在所述电化学型氢气传感器的两个引脚之间；所述电阻R3和所述电容C2并联连接后，一端分别连接所述负载电阻RL2的一端和所述运算放大器的一输入端，另一端分别连接所述运算放大器的输出端和所述电阻R2的一端；所述运算放大器的另一输入端连接所述负载电阻RL2的另一端；所述电阻R2的另一端分别连接所述控制器MCU的引脚和所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端与接地端相连。
4.根据权利要求1-3任一项所述的氢气燃料泄露检测传感器，其特征在于：所述控制器MCU采用STM32系列单片机。
5.根据权利要求4所述的氢气燃料泄露检测传感器，其特征在于：所述控制器MCU还连接报警电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921420538.2U CN210664903U (zh) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | 一种氢气燃料泄露检测传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921420538.2U CN210664903U (zh) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | 一种氢气燃料泄露检测传感器 |
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| CN210664903U true CN210664903U (zh) | 2020-06-02 |
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Family Applications (1)
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| CN201921420538.2U Active CN210664903U (zh) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | 一种氢气燃料泄露检测传感器 |
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| CN (1) | CN210664903U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111942231A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-17 | 东风汽车集团有限公司 | 氢泄漏车辆的保护方法、氢气管理***及保护*** |
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2019
- 2019-08-29 CN CN201921420538.2U patent/CN210664903U/zh active Active
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| CN111942231A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-17 | 东风汽车集团有限公司 | 氢泄漏车辆的保护方法、氢气管理***及保护*** |
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