车轮胎压动态实时检测与警示装置.pdf

车轮胎压动态实时检测与警示装置由3部分组成：红外温度检测器、警示器以及电缆。在车架上每个轮胎内侧的前上方各安装一个红外温度检测器，其红外透镜将轮胎内侧面的一个区域辐射的红外能量经调制器调制后，会聚到红外传感器上转换成相应的电信号。该电信号经过模数转换和处理后与车轮所处的环境温度信号一起通过接口和电缆，被送至驾驶室内的警示器，由警示器上的显示器显示出各轮胎的动态实时温度和环境温度。车辆在行驶中，一旦某个轮胎的温度超过预先设定的温度点，或各个轮胎之间的温度差异超过预先设定值，或红外温度检测器发生故障时，警示器就以声光信号提示驾驶人员。本发明使用简便直观，便于司机及时采取应对措施，避免发生车祸。

1.  一种车轮胎压动态实时检测与警示装置，包括红外温度检测器(1)、警示器(2)和电缆(3)，其特征在于，在汽车的车架上每个轮胎4内侧的前上方各安装一个红外温度检测器1，用来采集轮胎4内侧面的一个区域的温度以及车轮所处的环境温度，经处理后通过电缆3送至警示器2显示；车辆在行驶中，一旦某个轮胎的温度超过预先设定的温度点，或各个轮胎之间的温度差异超过预先设定值，或红外透镜被尘土遮挡或弄脏，或红外温度检测器发生故障时，警示器2就发出声光警示信号。

2.  如权力要求1所述的车轮胎压动态实时检测与警示装置，其特征在于，所说的红外温度检测器(1)的外壳(106)被固定在车架上轮胎(4)内侧的前上方，其内部有红外透镜(101)、调制器(102)、红外传感器(103)和其它电子元件；红外透镜(101)把轮胎(4)内侧面的一个区域辐射的红外能量经调制器(102)调制后，会聚到红外传感器(103)上，由红外传感器(103)转换成相应的电信号；该电信号经过模数转换(107)转换成数字信号并经中央处理器(109)处理通过接口(110)和电缆(3)，被送至驾驶室内的警示器(2)；同时，车轮所处的环境温度由温度传感器(108)采集后经中央处理器(109)处理，再通过接口(110)和电缆(3)，被送至驾驶室内的警示器(2)；车辆蓄电池提供的能源经电源(110)稳压、滤波后供红外温度检测器(1)的电子线路使用；红外温度检测器(1)的前盖104上有一圈通风口(105)，当车辆行驶时，经过通风口(105)的气流在红外透镜(101)前面形成气垫，防止尘土玷污红外透镜(101)。

3.  如权力要求1所述的车轮胎压动态实时检测与警示装置，其特征在于，所说的警示器(2)的外壳(205)的前面板上有显示器(201)、键盘(202)、扬声器(203)和指示灯(204)；警示器(2)从接口(208)接收到的数据经中央处理器(207)处理后在显示器(201)上显示，显示的内容包括各轮胎的动态实时温度、环境温度、以及由键盘(202)输入的警示温度点和轮胎间的警示温度差等；同时，所有这些数据也被保存在存储器(206)中以备查询；车辆在行驶中，一旦某个轮胎的温度超过预先设定的温度点，或各个轮胎之间的温度差异超过预先设定值时，警示器(2)就通过扬声器(203)和指示灯(204)发出声光警示信号；车辆蓄电池提供的能源经电源(209)稳压、滤波后供警示器(2)的电子线路使用。

车轮胎压动态实时检测与警示装置
技术领域：
本发明涉及车辆轮胎的气压和温度的检测技术，又涉及红外测温技术，特别是一种车轮胎压动态实时检测与警示装置。
背景技术：
随着汽车工业的高速发展和人民生活水平的迅速提高，机动车辆的拥有和使用日益普及。车辆在行使过程中，轮胎气压不足将会使轮胎本身升温，这种升温将会导致严重的伤亡事故。因此，随时使轮胎保持适当的气压，无论从安全角度和驾车的有效性方面考虑，还是从节省燃料、延长轮胎寿命着想都是非常重要的因素。1996年3月8日授权公告的中国专利96193184“感知和传送车辆轮胎参数的发送应答器和传感器装置”介绍了在车辆轮胎中或轮胎上安装包含压强传感器、温度传感器、轮胎转动传感器、发射应答器、电源和天线的机盒，一旦收到来自远处询问器的询问信号，发射应答器便将来自传感器的轮胎状态参数数据返回给询问器。1997年1月19日授权公告的中国专利97101523“轮胎欠压报警装置”包括一个与轮胎气门嘴通连的气压报警器、一个设在轮轴端面中心的转向器及警示器等。轮胎气压信息是通过导线与转向器上的轴承圈电连接，再接至警示器。而1997年2月19日授权公告的中国专利97211648“轮胎欠压红外报警装置”同样一个与轮胎气门嘴通连的气压报警器，气压报警器上设红外信号发射器，红外信号接收器设在车体上并与驾驶室内的警示器电连接。上述发明都是通过直接测量轮胎中的气压来获取检测和警示所需的数据的，其轮胎气压传感器，包括电源都是安装在车轮上的。轮胎气压信号或是通过导线和转向器，或通过射频无线或红外无线的方式传输给警示器。由于转向器会因磨损而产生接触不良，而用无线方式传输信号也会因发动机点火等因素而被干扰，从而影响到轮胎气压信息传输的稳定性和可靠性。同时，由于把传感器及放大和信号处理电路所需的电源安装在车轮上，这就需要定期更换电源或对电源充电，给使用带来不便。2004年上海科学技术出版社出版的麻省理工学院《科技评论》第五辑第9页的“变色轮胎”指出：充气不足的轮胎与充气适当的轮胎相比在行驶中更容易变得过热，美国俄亥俄州的2位科学工作者已找到一种在轮胎温度上升到77℃时会从黑色转变为红色的特别橡胶，这种特别橡胶含有一种能感应温度变化并改变颜色的材料，将这种橡胶贴在轮胎的侧壁上，一旦轮胎过热，橡胶条就会变为红色。这种通过观察变色橡胶颜色的改变来检测轮胎充气状况的方法比较简单直观，但是不适用于对轮胎充气状况的动态实时监测与警示。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种车轮胎压动态实时检测与警示装置。
本发明采用的技术方案是本车轮胎压动态实时检测与警示装置由3部分组成：红外温度检测器、警示器以及电缆。在汽车的车架上每个轮胎内侧的前上方各安装一个红外温度检测器。红外温度检测器的红外透镜对准轮胎内侧面的一个区域，将该区域辐射的红外能量经调制器调制后，会聚到红外温度检测器内的红外传感器上，由红外传感器转换成相应的电信号。该电信号经过模数转换和处理后与车轮所处的环境温度信号一起通过接口和电缆，被送至驾驶室内的警示器，由警示器上的显示器显示出各轮胎的动态实时温度和环境温度。车辆在行驶中，一旦某个轮胎的温度超过预先设定的温度点，或各个轮胎之间的温度差异超过预先设定值时，警示器就以声光信号提示驾驶人员。此外，在车辆行驶过程中，当某个红外温度检测器的红外传感器检测到的轮胎温度与温度传感器检测到的轮胎环境温度相接近时，警示器将提示驾驶人员该红外温度检测器的红外透镜已被尘土遮挡或弄脏，需及时清理，或者该红外温度检测器发生故障，需及时更换。
本发明有如下有益效果：
1.本发明能实时检测和显示运动状态下的车辆轮胎的温度，当轮胎温度超过预先设定的温度点时发送声光警示信号，便于司机及时采取应对措施，避免发生车祸。
2.充气不足的轮胎与充气适当的轮胎相比在行驶中更容易变得过热，本发明通过对轮胎温度的动态实时监测，提示司机检查轮胎气压，避免由此造成的事故。
3.当车辆上的负载放置不当时，由于各轮胎的负重不相同而引起胎压有差异，在车辆行驶过程中，轮胎的温度会因此而产生差异。当各个轮胎之间的温度差异超过预先设定值时，警示器就以声光信号提示司机进行检查，避免由此造成的事故。
4.通过红外非接触式温度测量来间接检测轮胎的工作状况，可避免直接检测轮胎气压时由于信号传输干扰以及供电电源带来地种种不利影响。
5.在车辆行驶过程中，当某个红外温度检测器的红外透镜被尘土遮挡或弄脏，或该红外温度检测器发生故障时，警示器将提示驾驶人员及时清理红外透镜或及时更换红外温度检测器，保障行车安全。
6.红外透镜可采用以聚乙烯为原料注塑成型的菲涅尔透镜，成本低廉，可大规模生产，使用中受损时可随时更换。
附图说明：
图1为本发明车轮胎压动态实时检测与警示装置的构成示意图。
图2为本发明中红外温度检测器的结构示意图。
图3为本发明中红外温度检测器的原理框图。
图4为本发明中警示器的外观示意图
图5为本发明中警示器的原理框图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明具体实施方式作详细说明。
请参阅图1，本发明车轮胎压动态实时检测与警示装置由3部份组成：红外温度检测器1、警示器2和电缆3。在汽车的车架上每个轮胎4内侧的前上方各安装一个红外温度检测器1，用来采集轮胎4内侧面的一个区域的温度以及车轮所处的环境温度，经处理后通过电缆3送至警示器2显示。车辆在行驶中，一旦某个轮胎的温度超过预先设定的温度点，或各个轮胎之间的温度差异超过预先设定值，或红外透镜被尘土遮挡或弄脏，或红外温度检测器发生故障时，警示器2就发出声光警示信号。
请参阅图2和图3，所说的红外温度检测器1的外壳106被固定在车架上轮胎4内侧的前上方，其内部有红外透镜101、调制器102、红外传感器103和其它电子元件。红外透镜101把轮胎4内侧面的一个区域辐射的红外能量经调制器102调制后，会聚到红外传感器103上，由红外传感器103转换成相应的电信号。该电信号经过模数转换107转换成数字信号并经中央处理器109处理通过接口110和电缆3，被送至驾驶室内的警示器2；同时，车轮所处的环境温度由温度传感器108采集后经中央处理器109处理，再通过接口110和电缆3，被送至驾驶室内的警示器2。车辆蓄电池提供的能源经电源110稳压、滤波后供红外温度检测器1的电子线路使用。红外温度检测器1的前盖104上有一圈通风口105，当车辆行驶时，经过通风口105的气流在红外透镜101前面形成气垫，防止尘土玷污红外透镜101。
请参阅图4和图5，所说的警示器2的外壳205的前面板上有显示器201、键盘202、扬声器203和指示灯204。警示器2从接口208接收到的数据经中央处理器207处理后在显示器201上显示，显示的内容包括各轮胎的动态实时温度、环境温度、以及由键盘202输入的警示温度点和轮胎间的警示温度差等。同时，所有这些数据也被保存在存储器206中以备查询。车辆在行驶中，一旦某个轮胎的温度超过预先设定的温度点，或各个轮胎之间的温度差异超过预先设定值时，警示器2就通过扬声器203和指示灯204发出声光警示信号。车辆蓄电池提供的能源经电源209稳压、滤波后供警示器2的电子线路使用。