一种新型蒸汽洗车装置的制作方法

本实用新型涉及汽车清洗技术领域，具体涉及一种新型蒸汽洗车装置。

背景技术：

随着社会经济的发展和人们生活水平的日渐提高，现在汽车已经进入普通家庭，成为人们出行的基本装备，洗车就成了一件不能不做的事情。目前，洗车一般都是去洗车专门店排队洗车，浪费时间和额外的油钱，或者用户根本没有时间去洗车店，就无法洗车。

现有的大多采用普通的冷水洗车，普通冷水洗车几乎不需要什么技术，对设备的投入也很少。

蒸汽洗车技术已经有了一定的发展，基本原理是使用电力或其他燃料直接锅炉产生蒸汽，设备略笨重，而且锅炉控制不好可能会爆炸，输出气体的压强也难以保持恒定。

目前，市面上普通及热式产生蒸汽的技术还不完善。这是因为若想做到即热，一般需要较高的功率，功率越高对器件的要求就越大，因此设备容易损坏，不能很好推广。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述不足，提出了一种高效、节水、节能环保、适应性强的新型蒸汽洗车装置。

本实用新型具体采用如下技术方案：

一种新型蒸汽洗车装置，包括水箱、水软化处理机构、电磁感应蒸汽机构、蒸汽枪、电源和控制机构，所述水箱与水软化处理机构通过管道连接，电磁感应蒸汽机构上设有注水口，水软化处理机构与注水口通过水管相连，电磁感应蒸汽机构的出气端通过蒸汽管道与蒸汽枪相连，电磁感应蒸汽机构包括金属加热容器，金属加热容器的底部设有陶瓷支撑台面，陶瓷支撑台面的下方设有加热线圈，金属加热容器的侧壁缠绕有侧壁线圈，加热线圈和侧壁线圈在通电状况下产生磁场，金属加热容器、电源和控制机构电控连接，电源包括交流电源接口、蓄电池和电源转换电路，控制机构包括微控制器，微控制器上连有全桥逆变电路、反馈端、补偿电路和振荡电路。

优选地，所述陶瓷支撑台面的下部还设有高频电力转换机构和控制部，电流经过整流转换为直流电后又经过高频电力转换机构使直流电转换为超过音频的高频交流电，之后对加热线圈反复供电实现加热。

优选地，所述微控制器通过调整输出方波的频率，控制全桥逆变电路输出的PWM波的频率，从而控制整个输出功率的大小。

优选地，所述全桥逆变电路包括绝缘栅双极性晶体管、励磁线圈和补偿电容。

优选地，所述反馈端包括温度传感器、电压传感器、电流传感器和光耦元件，反馈端通过向控制器发送实时受控参数使控制器发出正确的指令。

优选地，所述补偿电路采用并联补偿负载电路。

优选地，所述水软化处理机构与注水口之间的水管上还连有水泵。

优选地，所述电磁感应蒸汽机构上设有控制部和显示屏。

本实用新型具有如下有益效果：

利用电磁感应加热产生蒸汽，电磁感应加热效率非常高，降低了设备对功率的要求；

蒸汽洗车避免了浪费水和对车体的损伤，同时也将大大提高洗车效率，特别适应严寒地区冬季设备清洗，亦可用于油罐车表面污垢的清洗和高速隧道清洗；

加热水之前进行了水软化处理，降低了水中的钙离子和镁离子等，避免了加热水装置内产生附着层，提高设备的使用寿命和爆炸隐患的发生；

洗车速度快，用水量少，洗一辆车只需求3升水，远远低于传统手段洗车的用水量约100 升。

附图说明

图1为新型蒸汽洗车装置的原理框图；

图2为新型蒸汽洗车装置电控原理图；

图3为全桥逆变电路电路图；

图4为新型蒸汽洗车装置结构示意图；

图5为电磁感应蒸汽机构俯视图；

图6为电磁感应蒸汽机构主视图。

其中，1为水箱，2为电磁感应蒸汽机构，3为蒸汽枪，4为蒸汽管道，5为水软化处理机构，6为管道，7为水泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：

如图1-2所示，一种新型蒸汽洗车装置，包括水箱1、水软化处理机构5、电磁感应蒸汽机构2、蒸汽枪3、电源和控制机构，所述水箱1与水软化处理机构5通过管道6连接，电磁感应蒸汽机构上设有注水口，水软化处理机构与注水口通过水管相连，电磁感应蒸汽机构的出气端通过蒸汽管道4与蒸汽枪3相连，电磁感应蒸汽机构2包括金属加热容器，金属加热容器的底部设有陶瓷支撑台面，陶瓷支撑台面的下方设有加热线圈，金属加热容器的侧壁缠绕有侧壁线圈，加热线圈和侧壁线圈在通电状况下产生磁场，金属加热容器、电源和控制机构电控连接，电源包括交流电源接口、蓄电池和电源转换电路，控制机构包括微控制器，微控制器上连有全桥逆变电路、反馈端、补偿电路和振荡电路。

电源的交流电源接口连接220v交流供电，蓄电池供电是必不可少的，还可以配备太阳能电池板，为蓄电电池充电，提高装置的续航能力。

电源变换电路部分：电磁感应加热需要高频的电流给线圈供电，其频率至少超过可听频率，以减少噪声。由于电池输出的是直流电，工频电源是低频交流电。

陶瓷支撑台面的下部还设有高频电力转换机构和控制部，电流经过整流转换为直流电后又经过高频电力转换机构使直流电转换为超过音频的高频交流电，之后对加热线圈反复供电实现加热。

微控制器通过调整输出方波的频率，控制全桥逆变电路输出的PWM波的频率，从而控制整个输出功率的大小。

控制机构的控制过程主要包括如下几个步骤：

第一步先选择供电方式，MCU由独立的可充电电池供电，使用控制部控制MCU进而控制继电器选择线路。

第二步注水，MCU控制电磁阀的开关来控制水流由水箱注入蒸汽洗车器。

第三步选择功率。

第四步启动。

在工作的过程中，来自反馈励磁线圈的电流反馈不断的由电流互感器缩小，并通过光耦器件，传给MCU和SG3525。

传给MCU的电流信号，经过串联电阻分压，变成电压信号，用于检测是否过流，若出现较长时间过流，微控器就控制SG3525关断pwm输出，保护设备。

另一路反馈给SG3525的误差放大器，用于调节pwm脉宽，使功率维持在一个确定的值。

在洗车过程中蒸汽洗车器内水量低于一定界限时，水位传感器就会把这一信号传给MCU， MCU就会打开电磁阀注水。

当电路板温度或负载温度异常时，微控器就控制SG3525关断PMW输出，保护设备。

如图3所示，全桥逆变电路包括绝缘栅双极性晶体管、励磁线圈和补偿电容。控制部分针对用户的要求以及系统的工作状态通过HT46RXX系列微控制器调整输出方波的频率，从而控制SG3525输出的PWM波的频率，来达到控制系统输出功率的大小。功率部分的主要部件为 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、励磁线圈、补偿电容等等他们组成全桥逆变电路，俗称H桥。反馈端通过温度传感器，电压、电流传感器，光耦元件，向控制单元提供实时受控参数，是控制单元选择控制策略的依据。由于负载采用电容补偿来提高负载的功率因数，补偿电路采用并联补偿负载电路，反馈端包括温度传感器、电压传感器、电流传感器和光耦元件，反馈端通过向控制器发送实时受控参数使控制器发出正确的指令。

全控型逆变器工作原理：为通常使用的单相输出的全桥逆变主电路(又叫H桥电路)，交流元件采用IGBT管(IGBT是大功率高速开关器件)，四个IGBT分别命名为Q1，Q2，Q3， Q4，并由PWM脉宽调制控制IGBT管的导通或截止。

当逆变电路接上直流电源后，先由Q1、Q4导通，Q2、Q3截止，则电流由直流电源正极输出，经Q1，励磁线圈，补偿电容，到Q4回到电源负极。当Q1、Q4截止后，Q2、 Q3导通，电流从电源正极经Q3，补偿电容，励磁线圈，到Q2回到电源负极。此时，励磁线圈已形成正负交变方波，利用高频PWM控制，两对IGBT管交替重复，在励磁线圈上产生高频交流电压。为减少谐波干扰，可在励磁线圈前加一个谐波滤波器，使励磁线圈上形成正弦波交流电压。

当用蓄电池供电时，先将蓄电池经过专用的DC/DC升压斩波电路，不需要用市场上的斩波器，因为蓄电池的电压是确定，而输出电压也是确定的(调节功率是通过调节PWM的频率或脉宽来控制流过线圈的电流的大小和方向)，变为电压较大的直流电然后再通过逆变电路变为高频交流电为线圈供电。

在驱动H桥工作时可采用SG3525这个芯片，这个芯片有许多优势。可以产生两路互补的 PWM信号，并且是以图腾柱的方式输出，正好用于驱动H桥。可以通过反馈信号自动维持输出功率稳定振荡电路信号可外接，与外界振荡电路保持同步，可通过此特点调整PWM信号的频率，实现功率调节。

该软件软启动和限流保护功能，当检测到长期过流信号时，可通过MCU控制，SG3525的外部关断信号，使得SG3525不输出PWM驱动信号，保证安全。

SG3525控制功率稳定原理：开关电源把输出电压的采样作为PWM控制器的反馈电压，该反馈电压经PWM控制器内部的误差放大器后，调整开关信号的占空比以实现输出电压的稳定。

由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出为正的时间变长，PWM琐存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。反之亦然。

用它来构成外部误差检出电路，经过电流互感器，将励磁线圈中的大电流转变为小电流，再经光耦器件组成隔离式反馈电路。反馈电路分两路，一路反馈给SG3525的误差放大器，用于调节PWM脉宽，使功率维持在一个确定的值，另一路反馈给微控器，作为电流检测，若出现较长时间过流，微控器就控制SG3525关断PWM输出，保护设备。光耦器件可采用线性光耦 PC817，很符合。

SG3525的控制要求。用SG3525控制功率的两种办法SG3525的管脚3，是振荡同步信号接入段，在该端接入不同频率的振荡信号，会有不同的输出功率，因此可在MCU中设置几个不同频率的档位，根据需要，选择不同的频率的振荡信号，输出给SG3525。

SG3525内置稳压电源，通常的做法是将稳压电源输出端口，直接接误差放大器的同相输入端，而线圈的反馈信号接误差放大器的反向输入端，误差放大器是一个差分放大器。误差放大器的输出与震荡信号构成PWM比较器的两个输入端，通过比较输出信号，进而调节PWM 的脉宽，保持功率稳定。为了能够调节功率，可在稳压电源输出端与误差比较器同相输入端之间接一个电位器，即可调节误差比较器同相输入端的电压，进而调节功率。

水软化处理机构与注水口之间的水管上还连有水泵7。考虑到水垢会影响加热效率，并且长时间使用可能会发生危险这些情况。一种方案是把盛水装置装成可拆卸的形式，每过一段时间，就把盛水容器取下来，清洗干净污垢再放回去，或者多备几个替换，可以有效地解决这一问题，另一种方案是在加热之前加一个水软化处理设备，去除各种离子。

因为蒸汽洗车需要大量的蒸汽，一般电磁加热设备只加热底部，不利于设备产生大量蒸汽，所以把设备做成外壳加内胆的形式，在外壳上按规律缠上铜丝，外壳是保温绝缘耐热的材料。内胆是盛水和蒸汽的地方，做的足够坚固，并且具有较高的耐压能力，设备的大小适中。

启动电源之前，先向水箱内加满水，之后连通电源，电流电压经过整流器转换为直流电，又经过高频电力转换机构使直流电转换为超高音频的交流电，然后对加热线圈和侧壁线圈反复加热，加热线圈和侧壁线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过金属加热容器的底部时产生涡流，使金属加热容器迅速发热将其内部盛放的水加热蒸发产生水蒸气；

水蒸气沿蒸汽管道进入蒸汽枪，通过蒸汽枪喷射于车体上进行车体的清洗。

启动电源之前，先向水箱内加满水，之后连通电源，当电源为市电电流电压时，经过整流器转换为直流电，又经过高频电力转换机构使直流电转换为超高音频的交流电，然后对加热线圈和侧壁线圈反复加热，加热线圈和侧壁线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过金属加热容器的底部时产生涡流，使金属加热容器迅速发热将其内部盛放的水加热蒸发产生水蒸气；当电源为蓄电池时，蓄电池输出的是直流电，先升压，再供给全桥逆变电路，当电路正常工作时，使用电磁感应蒸汽机构上的控制部控制加水，控制不同功率，通过显示屏监测当前的工作状态；

水蒸气沿蒸汽管道进入蒸汽枪，通过蒸汽枪喷射于车体上进行车体的清洗；

操作人员根据清洗的部位不同，控制蒸汽枪气流的大小，以实现不同的清洗效果。

所述注水口出设有电磁阀，微控制器根据金属加热容器内水量的多少，控制电磁阀的开启或关闭。

在能够普及的情况下，许多洗车店，都配备该新型蒸汽洗车装置。开发对应的客户和商家两种App。客户根据预约时间和地点，以及对汽车的保养要求，附近的商家根据便利程度，选择是否接单。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。