一种列车车厢空气质量监控调节系统 |
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| 申请号 | CN201610979790.1 | 申请日 | 2016-11-08 | 公开(公告)号 | CN106564512A | 公开(公告)日 | 2017-04-19 |
| 申请人 | 武汉理工大学; | 发明人 | 甘念重; 乞兆诚; 吴思超; 刘翰林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种列车车厢空气 质量 监控调节系统，包括设置于列车车厢内的多个 传感器 、 控制器 、新 风 量调节装置和空气 净化 装置，控制器分别与传感器、新风量调节装置和空气净化装置连接，空气净化装置的输出端连接有送风口，通过送风口将净化后的空气送入车厢。实现车厢内空气质量的实时监控和自动调解，改善车厢内的空气质量，保护了旅客和乘务人员的健康，提高列车的舒适度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种列车车厢空气质量监控调节系统，其特征在于，包括设置于列车车厢内的多个传感器、控制器、新风量调节装置和空气净化装置，控制器分别与传感器、新风量调节装置和空气净化装置连接，空气净化装置的输出端连接有送风口，通过送风口将净化后的空气送入车厢。 |
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| 说明书全文 | 一种列车车厢空气质量监控调节系统技术领域背景技术[0002] 铁路客运在我国占有很重要的地位，是人们出行的主要方式之一。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，铁路交通也有了很大的发展。为了满足广大旅客的舒适性要求，空调系统大量应用到列车中，同时列车车厢的密闭性进一步加强，但由此带来的车厢内空气污染问题也成为人们关注的热点之一。 [0003] 空调车内空气质量影响因素主要是挥发性有机物浓度、CO2浓度、空气细菌总数、可吸入性颗粒物等；列车车厢空间小，人员活动集中，而车厢总风量中有60％～70％为循环风再利用。但是注入的新风量仅占总风量的20％左右，且随列车的运行和乘客人员增加新风量逐渐降低。如果没有循环流动的新鲜空气，空气的质量就无法保证，车厢空气中的细菌总数、可吸入颗粒物、细菌逐渐增加，各项合格率下降。 [0004] 本项目拟设计一套以单片机为核心的列车车厢空气质量实时监测和调节系统，通过多层净化实现对车厢内空气污染物的净化，利用新风量调节装置控制车厢内CO2浓度，有效的改善了列车车厢内空气质量，保护了旅客和乘务人员的健康，提高列车的舒适度,具有积极的现实意义。 发明内容[0005] 本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种列车车厢空气质量监控调节系统，实现车厢内空气质量的实时监控和自动调解，改善车厢内的空气质量，保护了旅客和乘务人员的健康，提高列车的舒适度。 [0006] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是： [0007] 一种列车车厢空气质量监控调节系统，包括设置于列车车厢内的多个传感器、控制器、新风量调节装置和空气净化装置，控制器分别与传感器、新风量调节装置和空气净化装置连接，空气净化装置的输出端连接有送风口，通过送风口将净化后的空气送入车厢。 [0008] 按上述技术方案，所述控制器包括单片机。 [0010] 按上述技术方案，多层HEPA过滤层包括初效过滤层，中效过滤层和HEPA高效过滤层，沿空气的流动方向，初效过滤层、煤质柱状活性炭、中效过滤层、负载钯活性炭、紫外线灯管、HEPA高效过滤层和风机依次设置于空气净化装置的壳体内。 [0012] 按上述技术方案，传感器还包括分别与控制器连接的温湿度传感器和二氧化碳传感器，温湿度传感器和二氧化碳传感器分布于车厢内。 [0013] 按上述技术方案，传感器还包括细菌浓度传感器，细菌浓度传感器分布于车厢内。 [0015] 按上述技术方案，所述的列车车厢空气质量监控调节系统还包括液晶显示器，液晶显示器与控制器连接。 [0016] 本发明具有以下有益效果： [0017] 1、由传感器对车厢内的空气质量进行实时监控，主要是空气污染物造成的室内空气质量指标，通过数据采集系统将数据传输给控制器，由控制器进行数据分析并调节空气净化装置和新风量调节装置的工作状态，实现车厢内空气质量的实时监控和自动调解，改善车厢内的空气质量，保护了旅客和乘务人员的健康，提高列车的舒适度。 [0018] 2、在多层净化装置中利用煤质柱状活性炭吸收空气中的部分可吸入性颗粒物和甲醛等挥发性有机物，利用多层HEPA过滤层过滤PM2.5等较细固体颗粒物并除去空气中的大部分细菌和真菌，利用负载钯活性炭作为催化剂除去空气中部分一氧化碳，进一步改善了车厢内空气质量，利用单片机控制列车新风量调节装置，从而控制车厢内CO2浓度，利用紫外线灯管对细菌、真菌进行彻底杀灭，对车厢污染物进行进一步净化。附图说明 [0019] 图1是本发明实施例中列车车厢空气质量监控调节系统的结构示意图； [0020] 图2是本发明实施例中空气净化装置的结构示意图； [0021] 图3是本发明实施例中列车车厢空气质量监控调节系统的原理图； [0022] 图中，1-新风量调节装置，2-单片机，3-空气净化装置，4-初效过滤层，5-煤质柱状活性炭，6-中效过滤层，7-负载钯活性炭，8-紫外线灯管，9-HEPA高效过滤层，10-风机，11-TVOC传感器，12-二氧化碳传感器，13-一氧化碳传感器，14-PM2.5传感器，15-温湿度传感器，16-气体压力传感器，17-细菌浓度传感器，18-送风口，19-液晶显示器，20-车厢，21-空调机组，22-新风，23-回风，24-排风。 具体实施方式[0023] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。 [0024] 参照图1～图2所示，本发明提供的一个实施例中的列车车厢空气质量监控调节系统，包括设置于列车车厢内的多个传感器、控制器、新风量调节装置1和空气净化装置3，控制器分别与传感器、新风量调节装置1和空气净化装置3连接，空气净化装置3的输出端连接有送风口18，通过送风口18将净化后的空气送入车厢；由传感器对车厢内的空气质量进行实时监控，主要是空气污染物造成的室内空气质量指标，通过数据采集系统将数据传输给控制器，由控制器进行数据分析并调节空气净化装置3和新风量调节装置1的工作状态，实现车厢内空气质量的实时监控和自动调解，改善车厢内的空气质量，保护了旅客和乘务人员的健康，提高列车的舒适度。 [0025] 进一步地，所述控制器包括单片机2。 [0026] 进一步地，空气净化装置3包括沿空气流动方向依次设置的多层HEPA过滤层、煤质柱状活性炭5、负载钯活性炭7、紫外线灯管8和风机10。 [0027] 进一步地，多层HEPA过滤层包括初效过滤层4，中效过滤层6和HEPA高效过滤层9，沿空气的流动方向，初效过滤层4、煤质柱状活性炭5、中效过滤层6、负载钯活性炭7、紫外线灯管8、HEPA高效过滤层9和风机10依次设置于空气净化装置3的壳体内。 [0028] 进一步地，传感器包括分别与控制器连接的TVOC传感器11、一氧化碳传感器13、PM2.5传感器14，TVOC传感器11、一氧化碳传感器13、PM2.5传感器14分布于车厢内。 [0029] 进一步地，传感器包括分别与控制器连接的温湿度传感器15和二氧化碳传感器12，温湿度传感器15和二氧化碳传感器12分布于车厢内。 [0030] 进一步地，传感器包括细菌浓度传感器17，细菌浓度传感器17分布于车厢内。 [0031] 进一步地，空气净化装置3内设有气体压力传感器16，气体压力传感器16分布于空气净化装置3的各个过滤层之间。 [0032] 进一步地，所述的列车车厢空气质量监控调节系统还包括液晶显示器，液晶显示器与控制器连接。 [0033] 本发明的一个实施例中，本发明的工作原理： [0034] 如图1～图2所示，本实施方式是由车厢内设置的多个传感器，新风量调节装置1，单片机2，空气净化装置3，送风口18等组成。空气净化装置3位于车厢顶部，送风口18位于车厢下部，空气净化装置3中的后置风机10将风吸入空气净化装置3中，经空气净化装置3净化后由送风口18送入车厢20。 [0035] 如图2所示，本实施方式所描述的空气净化装置3是利用煤质柱状活性炭5吸收空气中的部分可吸入性颗粒物和甲醛等挥发性有机物，利用多层HEPA过滤层过滤PM2.5等较细固体颗粒物并除去空气中的大部分细菌和真菌，利用负载钯活性炭7作为催化剂除去空气中部分一氧化碳，利用紫外线灯管8对细菌、真菌进行彻底杀灭，对车厢污染物进行进一步净化。 [0036] 进一步地，本实施方式所描述的空气净化装置3中的多层HEPA过滤层分为初效过滤层4，中效过滤层6和HEPA高效过滤层9。初效过滤层4对吸入空气进行预处理，过滤部分较大颗粒物。中效过滤层6对空气中的颗粒物进一步的净化，HEPA高效过滤层9除去空气中的PM2.5等较细固体颗粒物以及紫外线灯未杀灭的极少量细菌和真菌，改善了车厢内空气质量，保护了旅客和乘务人员的健康。 [0037] 如图1～图3所示，本实施方式所描述的实时监测和调节系统，是由多个传感器对车厢内的空气质量进行实时监控，通过数据采集系统将数据传输给单片机2，由单片机2进行数据分析并调节空气净化装置3和新风量调节装置1的工作状态；TVOC传感器11、一氧化碳传感器13和PM2.5传感器14将挥发性有机物浓度、一氧化碳浓度和PM2.5浓度数据传给单片机2，当TVOC、一氧化碳或PM2.5浓度超过预设值时，单片机2控制风机10加大吸风量，当浓度都低于预设值时控制风机10将吸风量调回初始状态；二氧化碳传感器12和温湿度传感器15将二氧化碳浓度和温度湿度数据传给单片机2，当二氧化碳浓度过高时，单片机2控制新风量调节装置1增大新风量，将车厢外的新风送入车厢内，当二氧化碳浓度低于预设值或者温度湿度偏离预设范围时，控制新风量调节装置1降低新风量；细菌浓度传感器17将细菌数据传给单片机2，当细菌浓度超过预设值时，单片机2控制紫外线灯管8打开，当细菌浓度低于预设值时，控制紫外线灯管8关闭；在空气净化装置各层之间安装气体压力传感器16，气体压力传感器16将气体压力数据传给单片机2，当判断煤质柱状活性炭5,、初效过滤层4，中效过滤层6和HEPA高效过滤层9过滤效果不达标时，单片机2控制液晶显示器19发出警报。 [0038] 综上所述，本发明的一套以单片机2为核心的列车车厢空气质量实时监测和调节系统是由传感器，单片机2，空气净化装置3等组成。由传感器对车厢内的空气质量进行实时监控，主要是空气污染物造成的室内空气质量指标，通过数据采集系统将数据传输给单片机2，由单片机2进行数据分析并调节空气净化装置3和新风量调节装置1的工作状态，实现空气质量的实时监控和自动检测，通过液晶显示器19显示系统状态信息，并设立手动和自动工作状态，提高系统的可操纵性。 [0039] 本发明的一套以单片机2为核心的列车车厢空气质量实时监测和调节系统所采用的空气净化装置3是利用煤质柱状活性炭5吸收空气中的部分可吸入性颗粒物和甲醛等挥发性有机物，利用多层HEPA过滤层过滤PM2.5等较细固体颗粒物并除去空气中的大部分细菌和真菌，利用负载钯活性炭7作为催化剂除去空气中部分一氧化碳，利用紫外线灯管8对细菌、真菌进行彻底杀灭，对车厢污染物进行进一步净化。 |
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