专利名称：危险品运输车环境控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆环境控制领域，尤其涉及危险品运输车厢体环境控制的装置。
背景技术：
在烟花、爆竹、雷管、炸药等危险、爆破器材运输以及储存等诸多场合中， 各个环境指标的参数要求极为重要。在大型厂库房安全生产和管理中，采用现代传感器技 术和计算机技术等高科技手段进行环境的控制已经相当成熟。但是对移动运输货物的车辆 进行环境的精确控制与调节，尤其是对于烟花爆竹运输车的温度、压力、湿度、静电以及防 雷电、电磁辐射、雨水、防爆、防枪击等的环境控制手段还近乎空白。现有的烟花爆竹运输车 仅仅装置了普通传感器，虽然能够探测车厢内环境的基本情况，并在超出临界时发出警报， 具备一定的意外险情预报能力，但不能实现对环境，尤其是温度、湿度、压力及静电等因素 的主动控制，来预防与控制事故发生。在运输过程中，将会不可避免地发生摩擦、接触和分 离、感应，而产生静电。静电吸附厢体内的微尘力与产生的静电量成正比，静电放电的电流 与静电量成正比，静电放电的电流会产生射频干扰，同时对烟花爆竹的危害性特别大。减弱 或消除静电作用主要从材料、导消装置和湿度三个方面进行。在现有文献中虽然有关于温 湿度调节领域的专利技术，但是对于运输烟花爆竹的专用车而言仅对温湿度进行控制明显 达不到要求。专利文献1 CN201311604Y公开了一种基于单片机的检测并智能控制各仓库节点 温湿度的装置，但是专利重点在于阐述单片机上的各控制模块而没有涉及对环境中温湿度 调节的具体方法及装置。专利文献2 实用新型200920022294. 2公开了车厢内部的感烟火灾探测器，静电 导流带、该专利仅仅起到了报警功能，而无法实现调节功能特别是对静电的调节；
专利文献3 实用新型CN200520106937. 3公开了车厢内部的烟雾传感器、温度传感器， 驾驶室内有深广报警器。但实际上危险品运输车辆如果靠烟雾传感器进行报警明显已经错 过了最佳控制的时间，而该专利中的温度传感器仅做配合使用。该专利仍然无法实现对车 辆内情况发生异常的初期就进行调节的功能。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种具有综合监测功能，并能在危险初期提供有效的调 节控制手段的危险品运输车辆环境控制装置，本发明能够实现环境温度、湿度、静电、压力 等的主动监测及控制，保证运输的安全。本发明是通过如下具体技术方案来实现的
一种危险品运输车环境控制装置，所述危险品运输车环境控制装置包括环境检测及调 节系统、预警系统、应急冷却系统，所述环境检测及调节系统通过设置在车厢内的传感器检 测车厢内温度、压力、湿度数据并通过设置在车厢外侧的空调装置进行调节。所述设置在车厢内的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器，上述传感器与设置在驾驶室内的环境控制装置电连接。温度传感器设置在车厢的边角，压力传感器以及湿度传感器设置在车厢内侧的四 壁中部，另外在车厢的顶部以及底部还设有静电传感器。所述环境检测及调节系统相应程序为
(1)、车厢内的传感器将车厢内检测数据发送给环境检测及调节系统；
(2)、环境检测及调节系统将数据与预存的数据额定值比较判断是否启动报警程序以 及启动的报警级别；
(3)、压力或温度高于预设数值则启动车厢制冷系统；
(4)、湿度高于预设数值则启动车厢除湿器；
(5)、动作完毕后传感器再次检测数据并发送给环境检测及调节系统；
(6)、环境检测及调节系统判断是否恢复正常。所述车厢内预设数据警戒值为温度彡75 °C、绝对压力彡0. 13 MPa、相对湿度 彡70%或相对湿度彡40%。所述预警系统的相应程序包括
(1)预警系统为系统检测的数据超过警戒值时启动警报；
(2)启动车厢冷却通风装置和除湿装置；
(3)再次检测;
(4)温度仍然持续上升，则启动第二级报警；
(5)启动车厢内制冷装置；
(6)启动设置在车辆底盘上的喷淋装置。所述车厢内预设第二报警级别数据警戒值为温度彡100°C、绝对压力彡0. 16 MPa、 制动盘温度彡150°C。所述喷淋装置安装在运输车底盘驱动车轮制动盘内侧，喷淋装置与蒸发器上的集 水器连接或者与灭火剂储存罐连接，储水罐或者灭火器带有电磁控制开关，控制系统根据 布置在制动盘附近的温度传感器检测的温度数据对比预设阈值、控制两个开关开启与关闭 喷洒。本发明的效果之一是调节与控制运输车内部环境参数温、湿度及压力，保证烟花 爆竹处于适宜的环境中。通过合理布置温、湿度传感器及压力传感器的位置，检测所处环境 的温、湿度及压力值并向控制系统传输信号数据。比较不同位置的温度传感器采集的温度 参数，并向控制系统传递温度上限附近的最高温度作为环境的实际温度值，同时比较不同 位置湿度传感器采集的湿度参数，湿度上限附近取最大值，下限附近取最小值，向控制系统 传递湿度参数。温湿度调节装置是经控制系统的数据分析及转换，依据预设程序进行调节 控制的。当温度低于设定上限参数时不作处理。否则，将启动制冷机组，根据所需要的制冷 量大小，控制电磁阀的开度来调节制冷剂的流量，同时控制风机的转速，调节风量的大小来 进行降温。压力传感器感受环境内部压力，当压力超出设定参数时，通过制冷机组降低温度 来调节压力参数。与此同时，本发明有效地控制了内部环境的静电，在温湿度调节下，车厢 内环境的的泄漏电阻被控制在108欧姆以下，多余的静电电荷也通过连接在车厢的拖地带 导消掉。本发明的效果之二是厢体内部装有两级警报系统。当车厢内环境温度大于75°C、或绝对压力大于0. 13 MPa、或相对湿度大于70%、或相对湿度小于40%、或底盘驱动车轮制 动盘附近温度大于100°C设定阈值时，一级预警系统开启，提醒押运员注意探测与监控系统 的运行及厢体内部、底盘环境状况，必要时人工启动运行探测与监控分系统。当车厢内环 境温度大于100°C、或绝对压力大于0. 16MPa、或底盘驱动车轮制动盘附近温度大于150°C 预先设定阈值时，二级预警系统开启，探测与监控系统自动启动运行，车厢内部空调启动制 冷、送风功能；底盘驱动车轮制动盘附近的喷淋装置向制动盘喷洒冷却水；押运员应保证 探测与监控系统正常运行、并观察厢体内部环境、底盘状况参数变化情况，必要时实施人工 控制措施，命令驾驶员停车并下车检查处理。本发明的效果之三是紧急冷却消防处理。在运输车底盘驱动车轮制动盘附近安装 一种喷淋(洒)装置。该装置与蒸发器上的集水器和泵连接。在制动盘过热引起二级报警 后，通过喷淋(洒)装置上电磁阀的开闭向轮毂发热部位喷淋；当制动盘过热引起火花后，电 磁阀开启，喷淋(洒)装置向轮毂火花部位喷洒灭火剂，扑灭火花，防止燃烧传热导致厢内烟 花爆竹的爆炸。
图1环境检测及调节系统电路原理图； 图2车厢冷却循环系统管路图； 图3环境检测及调节系统流程图； 图4传感器布置图。★一温度传感器、■一湿度传感器、 一静电传感器、▲一压力传感器
1-冷凝器、2-除湿机、3-显示器、4-环境检测及调节系统、5-温度传感器、6-湿度传 感器、7-压力传感器、8-静电传感器、9-报警装置、10-蒸发器、11-电磁阀、12-喷洒装置、 13-风道、14-泵、15-集水器、16-蒸发压力调整阀、17-风机、19-膨胀阀、20-干燥器、21-贮 液器、22-吸入压力调整阀、23-压缩机。
具体实施例方式
下面结合具体实施例来说明本发明技术方案 如图1所示，图1为本发明车厢内环境检测及调节系统电路原理图，图中环境检测及调 节系统4依次与温度传感器5、湿度传感器6、压力传感器7、静电传感器8电连接，该系统还 通过显示器3与报警装置9通过显示和声音提示的方式提醒驾驶者当前车厢内的各项数据 及是否达到危险级别。环境检测及调节系统4还连接两个电磁阀11分别控制除湿机2和喷洒装置12，当 各传感器检测的数据达到或超过预设在环境检测及调节系统4中的危险数值时，环境检测 及调节系统4按照危险级别自动判断是否打开除湿机2和喷洒装置12的开关。根据多次测试和研究得出得结论，根据实际运输过程以及车厢大小得出，当车厢 内环境温度大于75°C、或绝对压力大于0. 13 MPa、或相对湿度大于70%、或相对湿度小于 40%、或底盘驱动车轮制动盘附近温度大于100°C时，是达到引燃的危险级别最为合适，湿度 相对过大容易引起静电，产生火花，过小的时候相应的会降低烟花类爆炸物品的自燃温度。 实际控制在40%-70%最为安全。
而压力的作用同样也会造成火药类物品产生自燃，烟花爆竹中的黑火药遇潮会升 温、从而导致自燃。所以这个时候为低级报警级别，环境检测及调节系统4发出警报信号提 醒驾驶员对车厢进行通风降温处理。而当传感器检测的数据达到具体为温度彡100°C、压力彡0.16 MPa、底盘驱动车 轮制动盘> 150°C时，实际已经达到了自燃级别，已经是危险级别，环境检测及调节系统4 发出2级警报，同时自动打开喷洒装置12喷洒灭火剂同时也配合喷洒水以降低车厢底盘温 度。由于车厢内已经达成高温，不适宜朝车厢内部进行喷洒作业。容易直接引发爆炸。而 车辆产生高热的关键部位一般为刹车系统，特别是制动盘，迅速降低制动盘的温度就可以 很快的降低车厢底盘以及车厢内温度，所以将喷洒装置设置在制动盘以侧，这样的设计也 方便对现有车辆进行改装。同时2级警报提醒驾驶员撤离车体。图2为车厢冷却循环系统管路图，环境检测及调节系统4根据运行工况，调节电 磁阀11的开度，调节进入蒸发器10的制冷剂流量，同时控制蒸发器10 —侧风机的转速，调 节进入厢体内的送风量。虽然温度下限没有设置，但是当温度达到很低时，环境中空气的 相对湿度会降低，当湿度低于下限参数时，环境检测及调节系统4会控制除湿机2的启动， 保证烟花爆竹的品质。当湿度超越上限参数时，环境检测及调节系统4会停止除湿机2的 运行。凝结在蒸发器10上的水滴会聚集在集水器15中，最终会汇集到运输车专有的水箱 中，并通过控制系统对泵14和电磁阀11的调节，流到安装在运输车底盘的紧急喷淋装置12 中，进行必要的操作。图中冷凝器1、贮液器21、干燥器20负责对冷凝循环的处理，冷凝后 的水经过膨胀阀19和电磁阀11开关进入蒸发器10。压缩机20为冷凝器压缩制冷液，泵 14为冷却喷洒系统循环动力。图3为环境检测及调节系统流程图如图所示
1、程序启动并初始化，传感器将检测数据具体如温度/压力参数发 送给系统，系统将数据分别与标准值进行比对；
2、当数据超出标准值的边界时，首先启动一级预警，系统启动除湿 机，并向驾驶员通报；
3、传感器继续进行数据检测，如所检测数据仍然没有变化，或者仍然 超出并跟标准值差距更大时，系统自动启动二级预警、，并紧急启动制冷系统和灭火喷洒系 统；
4、系统恢复初始状态；
如附图4，在厢体内布置温度传感器5、湿度传感器6、压力传感器7以及静电传感器8， 其中温度作为最主要的控制对象，一般设置8个温度传感器布置在车厢的8个角上。此外还 有一个温度传感器设置在运输车的底盘，以便于更广泛地实时采集厢体内的温度参数。湿 度传感器6和压力传感器7 —起布置，可各设置4个，均勻地布置在车厢的前、后、左、右厢 体侧壁上。静电传感器8 —般可设置3个，分别布置在车厢的顶面和底面以及运输车底盘 上。在预先设定的30秒时间间隔内，放置在厢体不同位置的温、湿度传感器检测到厢 体内的温湿度数据，根据所设置的温湿度上下限参数，当超出温度上限时，程序指令控制系 统4会通过传输信号启动制冷机组中的压缩机23，该压缩机与运输车的发动机连接在一起 的，由该程序指令控制系统4控制离合器实现运行。而且程序指令控制系统根据运行工况，调节电磁阀18的开度，调节进入蒸发器10的制冷剂流量，同时控制风机17的转速，调节进 入厢体内的送风量。一定低温下的烟花爆竹不会发生爆炸，只需考虑高温对烟花的控制， 但是运行制冷机组后，随着温度的降低，相对湿度也在降低，影响了烟花的品质。但是当温 度达到很低时，环境中空气的相对湿度会降低，当湿度低于下限参数时，控制系统4会控制 除湿机2的启动，保证烟花爆竹的品质。温度的上限参数根据烟花爆竹的化学性质要求而 设定。凝结在蒸发器10上的水滴会聚集在集水器15中，最终流到安装在车厢底部的喷淋 (洒)装置12中的水容器内。如附图4中，在厢体左右两侧中间分别设置百叶式送风口和排 风口，在内部形成有效的气体流动循环，更加全面的控制调节厢体内部的温度。当厢体内温 度超过75°C、或绝对压力大于0. 13 MPa、或相对湿度大于70%、或底盘驱动车轮制动盘附 近温度大于100°C设定阈值时，控制系统将启动一级预警，提醒驾驶员关注环境控制系统的 运行及厢体通风散热的状况。当车厢内环境温度大于100°C、或绝对压力大于0. 16MPa、或 底盘驱动车轮制动盘附近温度大于150°C预先设定阈值时，将启动二级预警，底盘过热时控 制系统将运行喷洒装置12，该装置与集水器15、泵14连接，通过控制系统打开电磁阀11阀 门，对发热处进行喷淋(洒)，作冷却消防处理。二级预警时，驾驶员停车进行检查处理，必要 时报火警。
权利要求
一种危险品运输车环境控制装置，其特征在于所述危险品运输车环境控制装置包括环境检测及调节系统、预警系统、应急冷却系统，所述环境检测及调节系统通过设置在车厢内的传感器检测车厢内温度、压力、湿度数据并通过设置在车厢外侧的空调装置进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种危险品运输车环境控制装置，其特征在于，所述设置在 车厢内的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器，上述传感器与设置在驾驶室 内的环境控制装置电连接。
3.根据权利要求2所述的一种危险品运输车环境控制装置，其特征在于温度传感器 设置在车厢的边角，压力传感器以及湿度传感器设置在车厢内侧的四壁中部，另外在车厢 的顶部以及底部还设有静电传感器。
4.根据权利要求1所述的一种危险品运输车环境控制装置，其特征在于，所述环境检 测及调节系统相应程序为(1)、车厢内的传感器将车厢内检测数据发送给环境检测及调节系统；(2)、环境检测及调节系统将数据与预存的数据额定值比较判断是否启动报警程序以 及启动的报警级别；(3)、压力或温度高于预设数值则启动车厢制冷系统；(4)、湿度高于预设数值则启动车厢除湿器；(5)、动作完毕后传感器再次检测数据并发送给环境检测及调节系统；(6)、环境检测及调节系统判断是否恢复正常。
5.、根据权利要求4所述的一种危险品运输车环境控制装置，其特征在于所述车厢内 预设数据警戒值为温度彡75°C、绝对压力彡0. 13 MPa、相对湿度彡70%或相对湿度彡40%。
6.根据权利要求1所述的一种危险品运输车环境控制装置，其特征在于所述预警系 统的相应程序包括(1)预警系统为系统检测的数据超过警戒值时启动警报；(2)启动车厢冷却通风装置和除湿装置；(3)再次检测;(4)温度仍然持续上升，则启动第二级报警；(5)启动车厢内制冷装置。
全文摘要
一种危险品运输车环境控制装置，该环境控制装置包括环境检测及调节系统、预警系统、应急冷却系统，所述环境检测及调节系统通过设置在车厢内的多种传感器检测车厢内温度、压力、湿度数据并通过设置在车厢外侧的小型空调系统，进行调节，本发明的效果是调节与控制运输车内部环境参数温、湿度及压力，保证所要运输的危险品处于安全的环境中。
文档编号G05D27/02GK101937251SQ201010298350
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者余志毅, 尚文涛, 张烨, 赵家玉, 黄若 申请人:北京理工大学