检测汽车浸水程度并实现预警的装置及浸水程度测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种检测汽车浸水程度并实现预警的装置及浸水程度测量方法，该装置包括蓄电池和与控制单元相连的雨量传感器、位移传感器、液体密度传感器、顶杆升程传感器、手动开关、执行单元；蓄电池为控制单元供电；雨量传感器安装在汽车雨刮上，用于检测降雨量的大小；位移传感器安装在支架上，用于检测金属线缆的位移量；顶杆升程传感器安装在检测瓶上，用于测量顶杆在检测瓶上的位移量；液体密度传感器安装在检测瓶下部外壁上，用于检测水的密度；本发明专利技术安装方便、运行安全可靠，同时不降低车辆离地间隙，不影响汽车的通过性，可实时显示汽车浸水程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测及预警装置，尤其涉及一种检测汽车浸水程度并实现预警的装置及浸水程度测量方法。
技术介绍
现在大多数家用轿车的进气口离地距离为70cm以上，排气口离地距离为20cm以上。汽车经过涉水路面其积水深度超过一定时，对三元催化装置和消声器造成损害。积水严重时排气管、进气管进水，造成发动机熄火，出现人员被困的现象。目前只有极少数高级车辆配置涉水辅助系统，其利用声呐级数评估水深，由于成本高，很难普及。在国内申报的相关专利中，大多在汽车底部加装液面高度传感器来检测积水深度，但如此会较大减小汽车的离地间隙，严重影响汽车的通过性，也不利于液面高度传感器使用安全性。申请号为201210039594.8的汽车涉水警示装置，它主要包括滚轴、驱动模块及积水报警器等，其中滚轴上并行绕设正负极导线，所述正负极导线的末端挂有一重物。当正负极导线的末端浸没于积水时，正负极导线的末端短路，积水报警器发出涉水报警信号，并由此计算出积水深度。但是该专利中重物底部设有正负极导线，若正负极导线其中一导线因磨损、拉伸、撞击而受损，都将影响装置的正常功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种检测汽车浸水程度并实现预警的装置及浸水程度测量方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种检测汽车浸水程度并实现预警的装置，包括雨量传感器、位移传感器、液体密度传感器、顶杆、顶杆升程传感器、控制单元、执行单元、蓄电池、防护筐、手动开关；其中，所述雨量传感器、手动开关、位移传感器、液体密度传感器、顶杆升程传感器和执行单元均与控制单元相连；所述蓄电池与控制单元相连，手动开关安装在汽车驾驶室仪表板上；所述执行单元包括支架、直流电机、辊子、金属线缆、导轨、检测瓶、检测浮子；其中，所述支架平行安装在汽车发动机舱右前围处；所述直流电机安装在支架上，所述辊子通过轴承支承在支架上，所述直流电机的输出轴与辊子相连；所述金属线缆缠绕在辊子上，其一端与辊子固定连接，另一端与检测瓶的上端相连；所述导轨安装在支架上，所述金属线缆滑动设置在导轨上；所述检测瓶顶部开有通孔，所述检测浮子套在检测瓶内，检测浮子上部具有顶杆，所述顶杆穿过检测瓶顶部的通孔；所述雨量传感器安装在汽车雨刮上，用于检测降雨量的大小；所述位移传感器安装在支架上，用于检测金属线缆的位移量；所述顶杆升程传感器安装在检测瓶上，用于测量顶杆在检测瓶上的位移量；所述液体密度传感器安装在检测瓶下部外壁上，用于检测水的密度；所述防护筐安装在汽车发动机舱右前围处，装置不工作时，检测瓶位于防护筐中，防止其左右晃动；所述控制单元根据接收的位移传感器、液体密度传感器、顶杆升程传感器的信号计算出积水高度，当积水高度超过阈值时报警。进一步地，所述检测瓶的形状为长方体，由金属网线制成，其底部具有配重。进一步地，所述控制单元包括电源模块、单片机模块、密度传感器模块、电机驱动模块、接口模块；所述电源模块包括电源接口J1、二极管D1、极性电容E1-E16、非极性电容C1-C14、非极性电容C30、电阻R1-R3、电感L1、肖特基二极管D2、稳压芯片U1；其中，所述电源接口J1与蓄电池1相连，其一端与二极管D1的正极相连，另一端接地；二极管D1的负极、极性电容E1的正极、极性电容E2的正极、非极性电容C1的一端均与稳压芯片U1的输入端口相连；稳压芯片U1的引导输入端口与非极性电容C30的一端相连，稳压芯片U1的开关节点端口、非极性电容C30的另一端、电感L1的一端、肖特基二极管D2的负极相交于一点；电感L1的另一端、电阻R1的一端、极性电容E3的正极、极性电容E4的正极、非极性电容C2的一端相连后作为第一输出电源端口，电阻R1的另一端与电阻R2的一端相连；稳压芯片U1的反馈端口和电阻R2的另一端相连后接电阻R3的一端；极性电容E5-E16的正极、非极性电容C3-C14的一端均与第一输出电源端口相连；极性电容E5-E16的负极、非极性电容C1-C14的另一端、稳压芯片U1的接地端口、电阻R3的另一端和肖特基二极管2的正极均接地；所述单片机模块包括单片机U4、JTAG接口J25、晶振Y1、电阻R22、非极性电容C17-C19、非极性电容C29、非极性电容C24、电感L2；其中，晶振Y1的一端和非极性电容C18的一端相连后接单片机U4的第一外部时钟输入端口，晶振Y1的另一端和非极性电容C19的一端相连后接单片机U4的第二外部时钟输入端口，非极性电容C18的另一端和非极性电容C19的另一端均接地；单片机U4的电源端口接电源模块的第一输出电源端口；电阻R22的一端与电源模块的第一输出电源端口相连，另一端和单片机U4的复位端口相连后接非极性电容C17的一端，非极性电容C17的另一端接地；非极性电容C24的一端接单片机U4的基准电压外部输入端口，另一端接地；电感L2的一端与电源模块的第一输出电源端口相连，另一端和非极性电容C29的一端相连后接单片机U4的模拟电源端口，非极性电容C29的另一端接地；JTAG接口J25的时钟端口、数据输出端口、模式选择端口、数据输入端口分别与单片机U4的四个I/O端口相连；JTAG接口J25的复位端口与单片机U4的复位端口相连，JTAG接口J25的电源端口与电源模块的第一输出电源端口相连，JTAG接口J25的接地端口接地；所述密度传感器检测模块包括密度传感器接口J3、电感L3-L4、电阻R14-R21、非极性电容C15-C16、非极性电容C20-C23、非极性电容C32、二极管D5-D7、反向二极管D8、晶振Y2、模数转换芯片U2、调制解调芯片U3；其中，密度传感器接口J3的第一端口分别与二极管D5的正极和电感L3的一端相连，密度传感器接口J3的第二端口分别与二极管D5的负极和电感L4的一端相连，电感L3的另一端与二极管D7的负极相连，电感L4的另一端与二极管D6的正极相连；二极管D7的正极、非极性电容C15的一端、电阻R18的一端以及反向二极管D8的正极相连于一点，反向二极管D8的负极接地；二极管D6的负极和非极性电容C15的另一端相连后接模数转换芯片U2的基准电压输入端口；电阻R18的另一端接模数转换芯片U2的环路电流回路端口；电阻R20的一端接地，另一端和电阻R19的一端相连后接模数转换芯片U2的电压输入端口；电阻R19的另一端、二极管D6的负极、电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端、非极性电容C21的一端以及非极性电容C22的一端相交于一点，非极性电容C21的另一端、电阻R15的一端以及电阻R16的一端相连后接调制解调芯片U3的ADC输入端口；非极性电容C22的另一端和电阻R15的另一端均接地；电阻R16的另一端和非极性电容C23的一端相连后接调制解调芯片U3的基准电压输入输出端口，非极性电容C23的另一端接地；电阻R21的两端与模数转换芯片U2的两个电流设置电阻端口相连；非极性电容C16的一端和非极性电容C32的一端相连后接模数转换芯片U2的外部电容输入端口，非极性电容C32的另一端接地，非极性电容C16的另一端与调制解调芯片U3的HART信号输出端口相连；电阻R17的一端与电源模块的第一输出电源端口相连，电阻R17的另一端与和非极性电容C20的一端相连后接调制解调芯片U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测汽车浸水程度并实现预警的装置，其特征在于，包括雨量传感器(12)、位移传感器(3)、液体密度传感器(4)、顶杆(10)、顶杆升程传感器(5)、控制单元(6)、执行单元、蓄电池(1)、防护筐(16)、手动开关(2)等；其中，所述雨量传感器(12)、手动开关(2)、位移传感器(3)、液体密度传感器(4)、顶杆升程传感器(5)和执行单元均与控制单元(6)相连；所述蓄电池(1)与控制单元(6)相连，手动开关(2)安装在汽车驾驶室仪表板上；所述执行单元包括支架(13)、直流电机(7)、辊子(15)、金属线缆(8)、导轨(17)、检测瓶(9)、检测浮子(11)；其中，所述支架(13)水平安装在汽车发动机舱右前围处；所述直流电机(7)安装在支架(13)上，所述辊子(15)通过轴承(14)支承在支架(13)上，所述直流电机(7)的输出轴与辊子(15)相连；所述金属线缆(8)缠绕在辊子(15)上，其一端与辊子(15)固定连接，另一端与检测瓶(9)的上端相连；所述导轨(17)安装在支架(13)上，所述金属线缆(8)滑动设置在导轨(17)上；所述检测瓶(9)顶部开有通孔，所述检测浮子(11)套在检测瓶(9)内，检测浮子(11)上部具有顶杆(10)，所述顶杆(10)穿过检测瓶(9)顶部的通孔；所述雨量传感器(12)安装在汽车雨刮上，用于检测降雨量的大小；所述位移传感器(3)安装在支架(13)上，用于检测金属线缆的位移量；所述顶杆升程传感器(5)安装在检测瓶(9)上，用于测量顶杆(10)在检测瓶(9)上的位移量；所述液体密度传感器(4)安装在检测瓶(9)下部外壁上，用于检测水的密度；所述防护筐(16)安装在汽车发动机舱右前围处，装置不工作时，检测瓶(9)位于防护筐(16)中，防止其左右晃动；所述控制单元(6)根据接收的位移传感器(3)、液体密度传感器(4)、顶杆升程传感器(5)的信号计算出积水高度，当积水高度超过阈值时报警。...

【技术特征摘要】
1.一种检测汽车浸水程度并实现预警的装置，其特征在于，包括雨量传感器(12)、位移传感器(3)、液体密度传感器(4)、顶杆(10)、顶杆升程传感器(5)、控制单元(6)、执行单元、蓄电池(1)、防护筐(16)、手动开关(2)等；其中，所述雨量传感器(12)、手动开关(2)、位移传感器(3)、液体密度传感器(4)、顶杆升程传感器(5)和执行单元均与控制单元(6)相连；所述蓄电池(1)与控制单元(6)相连，手动开关(2)安装在汽车驾驶室仪表板上；所述执行单元包括支架(13)、直流电机(7)、辊子(15)、金属线缆(8)、导轨(17)、检测瓶(9)、检测浮子(11)；其中，所述支架(13)水平安装在汽车发动机舱右前围处；所述直流电机(7)安装在支架(13)上，所述辊子(15)通过轴承(14)支承在支架(13)上，所述直流电机(7)的输出轴与辊子(15)相连；所述金属线缆(8)缠绕在辊子(15)上，其一端与辊子(15)固定连接，另一端与检测瓶(9)的上端相连；所述导轨(17)安装在支架(13)上，所述金属线缆(8)滑动设置在导轨(17)上；所述检测瓶(9)顶部开有通孔，所述检测浮子(11)套在检测瓶(9)内，检测浮子(11)上部具有顶杆(10)，所述顶杆(10)穿过检测瓶(9)顶部的通孔；所述雨量传感器(12)安装在汽车雨刮上，用于检测降雨量的大小；所述位移传感器(3)安装在支架(13)上，用于检测金属线缆的位移量；所述顶杆升程传感器(5)安装在检测瓶(9)上，用于测量顶杆(10)在检测瓶(9)上的位移量；所述液体密度传感器(4)安装在检测瓶(9)下部外壁上，用于检测水的密度；所述防护筐(16)安装在汽车发动机舱右前围处，装置不工作时，检测瓶(9)位于防护筐(16)中，防止其左右晃动；所述控制单元(6)根据接收的位移传感器(3)、液体密度传感器(4)、顶杆升程传感器(5)的信号计算出积水高度，当积水高度超过阈值时报警。2.根据权利要求1所述的检测汽车浸水程度并实现预警的装置，其特征在于，所述检测瓶(9)的形状为长方体，由金属网线制成，其底部具有配重。3.根据权利要求1所述的检测汽车浸水程度并实现预警的装置，其特征在于，所述控制单元(6)包括电源模块、单片机模块、密度传感器模块、电机驱动模块、接口模块；所述电源模块包括电源接口J1、二极管D1、极性电容E1-E16、非极性电容C1-C14、非极性电容C30、电阻R1-R3、电感L1、肖特基二极管D2、稳压芯片U1；其中，所述电源接口J1与蓄电池1相连，其一端与二极管D1的正极相连，另一端接地；二极管D1的负极、极性电容E1的正极、极性电容E2的正极、非极性电容C1的一端均与稳压芯片U1的输入端口相连；稳压芯片U1的引导输入端口与非极性电容C30的一端相连，稳压芯片U1的开关节点端口、非极性电容C30的另一端、电感L1的一端、肖特基二极管D2的负极相交于一点；电感L1的另一端、电阻R1的一端、极性电容E3的正极、极性电容E4的正极、非极性电容C2的一端相连后作为第一输出电源端口，电阻R1的另一端与电阻R2的一端相连；稳压芯片U1的反馈端口和电阻R2的另一端相连后接电阻R3的一端；极性电容E5-E16的正极、非极性电容C3-C14的一端均与第一输出电源端口相连；极性电容E5-E16的负极、非极性电容C1-C14的另一端、稳压芯片U1的接地端口、电阻R3的另一端和肖特基二极管2的正极均接地；所述单片机模块包括单片机U4、JTAG接口J25、晶振Y1、电阻R22、非极性电容C17-C19、非极性电容C29、非极性电容C24、电感L2；其中，晶振Y1的一端和非极性电容C18的一端相连后接单片机U4的第一外部时钟输入端口，晶振Y1的另一端和非极性电容C19的一端相连后接单片机U4的第二外部时钟输入端口，非极性电容C18的另一端和非极性电容C19的另一端均接地；单片机U4的电源端口接电源模块的第一输出电源端口；电阻R22的一端与电源模块的第一输出电源端口相连，另一端和单片机U4的复位端口相连后接非极性电容C17的一端，非极性电容C17的另一端接地；非极性电容C24的一端接单片机U4的基准电压外部输入端口，另一端接地；电感L2的一端与电源模块的第一输出电源端口相连，另一端和非极性电容C29的一端相连后接单片机U4的模拟电源端口，非极性电容C29的另一端接地；JTAG接口J25的时钟端口、数据输出端口、模式选择端口、数据输入端口分别与单片机U4的四个I/O端口相连；JTAG接口J25的复位端口与单片机U4的复位端口相连，JTAG接口J25的电源端口与电源模块的第一输出电源端口相连，JTAG接口J25的接地端口接地；所述密度传感器检测模块包括密度传感器接口J3、电感L3-L4、电阻R14-R21、非极性电容C15-C16、非极性电容C20-C23、非极性电容C32、二极管D5-D7、反向二极管D8、晶振Y2、模数转换芯片U2、调制解调芯片U3；其中，密度传感器接口J3的第一端口分别与二极管D5的正极和电感L3的一端相连，密度传感器接口J3的第二端口分别与二极管D5的负极和电感L4的一端相连，电感L3的另一端与二极管D7的负极相连，电感L4的另一端与二极管D6的正极相连；二极管D7的正极、非极性电容C15的一端、电阻R18的一端以及反向二极管D8的正极相连于一点，反向二极管D8的负极接地；二极管D6的负极和非极性电容C15的另一端相连后接模数转换芯片U2的基准电压输入端口；电阻R18的另一端接模数转换芯片U2的环路电流回路端口；电阻R20的一端接地，另一端和电阻R19的一端相连后接模数转换芯片U2的电压输入端口；电阻R19的另一端、二极管D6的负极、电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端、非极性电容C21的一端以及非极性电容C22的一端相交于一点，非极性电容C21的另一端、电阻R15的一端以及电阻R16的一端相连后接调制解调芯片U3的ADC输入端口；非极性电容C22的另一端和电阻R15的另一端均接地；电阻R16的另一端和非极性电容C23的一端相连后接调制解调芯片U3的基准电压输入输出端口，非极性电容C23的另一端接地；电阻R21的两端与模数转换芯片U2的两个电流设置电阻端口相连；非极性电容C16的一端和非极性电容C32的一端相连后接模数转换芯片U2的外部电容输入端口，非极性电容C32的另一端接地，非极性电容C16的另一端与调制解调芯片U3的HART信号输出端口相连；电阻R17的一端与电源模块的第一输出电源端口相连，电阻R17的另一端与和非极性电容C20的一端相连后接调制解调芯片U3的电源输入端口，非极性电容C20的另一端接地；晶振Y2的一端接调制解调芯片U3的第一外部时钟输入端口，晶振Y2的另一端接调制解调芯片U3的第二外部时钟输入端口；模数转换芯片U2的数字接口电源端口和数字电源输出端口均与电源模块的第一输出电源端口相连；模数转换芯片U2的串行数据输出端口、串行时钟输入端口、帧同步输入端口、串行数据输入端口、加载DAC输入端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈弘烨，邵光俭，刘丽敏，
申请(专利权)人：陈弘烨，
类型：发明
国别省市：浙江;33