基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元制造技术

基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，涉及光纤传感器应用技术领域，特别是属于一种基于光纤气体传感器进行双燃料汽车车载天然气浓度的实时监测的监测单元。包括安装在汽车内部平台处的控制装置、安装在驾驶室顶部的LED灯、扬声器以及光纤传感器，所述的控制装置由显示屏以及固定在显示屏背部的单片机及主控外围电路的封装体构成，其中，光纤传感器连接单片机的输入端口，单片机的输出端口与显示屏、LED灯、扬声器连接，实现了双燃料汽车内甲烷气体的实时监测，具有实用性强的积极效果。

On board gas monitoring unit of dual fuel vehicle based on optical fiber sensor

【技术实现步骤摘要】
基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元
本技术涉及光纤传感器应用
，特别是属于一种基于光纤气体传感器进行双燃料汽车车载天然气浓度的实时监测的监测单元。
技术介绍
基于双燃料汽车的兴起，使天然气这种清洁高效能源在汽车领域得到充分应用。而在实用过程中也出现了一些亟待解决的问题：天然气的主要成分甲烷(CH4)是一种无色无味气体。一旦发生泄露，虽然不会直接对人体造成伤害，但浓度过高时，由于车内空间狭小且相对密闭，容易使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25％-30％时,可引起头痛，头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离,可致窒息死亡。且甲烷具有易燃易爆的性质，一旦发生泄露，若不能及时发现极易造成发的安全事故。由此就造成了双燃料汽车车载天然气存在着一定的安全问题，而采用传统的传感器设计的气体传感系统并不适用于该环境下气体的的检测，如半导体气体传感器普遍存在易中毒、测量精度低、抗干扰能力差的问题，而且在易燃易爆环境中使用这类传感器还会带来安全方面的隐患。
技术实现思路
本技术的目的即在于提供一种基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，以达到实现双燃料汽车内甲烷气体实时监测的目的。本技术所提供的基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，其特征在于，包括安装在汽车内部平台处的控制装置、安装在驾驶室顶部的LED灯、扬声器以及光纤传感器，所述的控制装置由显示屏以及固定在显示屏背部的单片机及主控外围电路的封装体构成，其中，光纤传感器连接单片机的输入端口，单片机的输出端口与显示屏、LED灯、扬声器连接。进一步的，控制装置开设有预留的数据输出端口，所述的数据输出端口外接ESP8266模块。进一步的，单片机采用贴片式STC15单片机。进一步的，光纤传感器、显示屏、LED灯、扬声器通过电缆线接入控制装置内部并与单片机连接。本技术所提供的基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，基于光纤传感器抗电磁干扰、绝缘性能好，且耐高温、耐高压、防腐蚀、阻燃防爆、适用于某些特殊环境的分析的特性，本技术通过光纤作为媒介实现传感，稳定性高，抗干扰能力比较强，实现了双燃料汽车车内的甲烷气体的监测并及时进行宏观显示以及声光报警提示，具体的：通过光纤传感器实时监测车内气体浓度，并将浓度显示在显示屏上以供查看；通过扬声器和大功率的LED灯进行所检测的甲烷气体超安全值时的及时报警提示。此外，还具有数据上传功能，具体的：控制装置上预留数据输出端口，可外接WIFI(ESP8266模块)进行数据上传，以进行进一步的数据分析，具有实用性强的积极效果。附图说明附图部分公开了本技术具体实施例，其中，图1为本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术所提供的基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，包括安装在汽车内部平台处的控制装置、安装在驾驶室顶部的LED灯、扬声器以及光纤传感器，所述的控制装置由显示屏以及固定在显示屏背部的单片机及主控外围电路的封装体构成，优选的，单片机采用贴片式STC15单片机，贴片式STC15单片机及其外围电路所需空间极小，可以保证集成后的控制箱依旧保持轻薄。光纤传感器与单片机的输入端口连接，单片机的输出端口与显示屏、LED灯、扬声器连接，且光纤传感器、显示屏、LED灯、扬声器通过超薄电缆线接入控制装置内部并与单片机连接，不会对车辆的美观产生影响。此外，控制装置开设有预留的数据输出端口，所述的数据输出端口外接ESP8266模块，从而实现车内气体数据的上传功能，这样就能够从电脑端查看并进行相关数据的分析了。工作原理如下：采用基于光声效应的光声光谱法来检测气体浓度，传感器光声池中的气体与激光相互作用，实现光声信号的转化，由麦克风采集并产生谐波电流信号，此电流信号由前置放大器转换为电压信号，由锁相放大器提取，由数据采集卡收集谐波信号，根据谐波信号大小计算气体浓度，气体浓度通过串口通信传送至STC15单片机芯片，并将数据进一步处理、分析、保存；通过P0.0-P0.7数据端口将数据传送至液晶显示屏(LCD1602)上显示甲烷气体浓度；扬声器和大功率连接至单片机的P3.5、P1.6口，若气体浓度超标时，单片机将通过驱动大功率LED灯、扬声器或车载音响，以两种方式进行声光报警。在整个程序执行的流程中，首先是对单片机的硬件资源进行配置，然后检测单片机相应端口信号是否发生变化，当单片机端口信号发生变化时则根据端口的信号表现进行相应的数据处理操作，待数据处理操作结束后返回到端口信号检测，再次等待端口信号发生变化。通过STC15单片机自带的串口，接受由传感器发送的浓度数据，并将数据进行进一步处理，通过P0.0-P0.7数据端口将数据并行传输到液晶显示屏上，同时将数据与程序中预设浓度阈值进行比较，若超出阈值，则通过程序驱动LED灯以1HZ的频率进行闪烁，并通过驱动扬声器播放程序预存的语音提示。本技术通过光纤传感器检测到的汽车车内的甲烷气体浓度值的数据，串口传输值控制装置内的单片机，单片机根据设定条件进行分析并将汽车车内的甲烷气体浓度值传送到显示屏，供驾驶员实时查看；同时，还设计有汽车车内的甲烷气体浓度值超限报警，通过语音提示的方式，最大限度的提升安全性和可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，其特征在于，包括安装在汽车内部平台处的控制装置、安装在驾驶室顶部的LED灯、扬声器以及光纤传感器，所述的控制装置由显示屏以及固定在显示屏背部的单片机及主控外围电路的封装体构成，其中，光纤传感器连接单片机的输入端口，单片机的输出端口与显示屏、LED灯、扬声器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，其特征在于，包括安装在汽车内部平台处的控制装置、安装在驾驶室顶部的LED灯、扬声器以及光纤传感器，所述的控制装置由显示屏以及固定在显示屏背部的单片机及主控外围电路的封装体构成，其中，光纤传感器连接单片机的输入端口，单片机的输出端口与显示屏、LED灯、扬声器连接。


2.根据权利要求1所述的基于光纤传感器的双燃料汽车车载气体监测单元，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫存莹，田存伟，王宗良，张浩，张秀坤，汤龙飞，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：新型
国别省市：山东;37