用于基于内燃发动机的机器的一氧化碳检测系统
相关申请的交叉引用
本申请于2018年3月30日提交，并要求于2017年3月31日提交的美国临时申请序列号为62/480,089的优先权的权益，该申请的全部公开内容由此通过引用其全部内容的方式并入本文。
背景技术
一氧化碳是一种无色且无味的有毒气体，经常被称为“沉默杀手”。一氧化碳是由含碳材料的不完全燃烧产生的。例如，当燃烧汽油、丙烷、煤炭、木材等时会产生一氧化碳。由于该气体无味且无色，因此人们经常太晚才知道其存在，从而经常会导致致命的中毒。因此，使用一氧化碳检测器来警惕地监控该气体的存在是重要的。在没有适当通风的封闭空间中通常会积聚该气体。许多一氧化碳检测器是静态安装的，因此很难真正地监控每个封闭区域。另外，当基于便携式内燃发动机的机器被移入封闭/半封闭空间(诸如车库或地下室)中并在其中操作时，经常会发生意外中毒。这些机器输出呈废气形式的一氧化碳，并且由于其便携性，很容易成为意外中毒的来源。因此，特别是对于基于便携式内燃发动机的机器，需要对一氧化碳检测器进行改进。
发明内容
本公开总体涉及一种用于基于内燃发动机的机器的一氧化碳检测系统。在一种可能且通过非限制性示例的方式的配置中，便携式发电机利用车载一氧化碳检测器在感测到一氧化碳积聚时自动关闭发电机的操作。
在本公开的一个方面中，公开了一种基于内燃发动机的系统。基于内燃发动机的系统包括内燃发动机。基于内燃发动机的系统包括连接到发动机的发动机中断件。发动机中断件配置成选择性地停止发动机的操作。基于内燃发动机的系统包括与发动机中断件通信的控制器。基于内燃发动机的系统包括与控制器通信的一氧化碳检测器。当一氧化碳检测器向控制器提供信号时，该控制器使用发动机中断件停止发动机的操作，所述信号表示内燃发动机附近的一氧化碳水平并且这些信号共同形成在设定的时间间隔期间一氧化碳量增加的趋势。
在本公开的另一方面中，公开了一种监控一氧化碳传感器的方法。该方法包括监控在一时间间隔期间在控制器处的来自一氧化碳检测器的读数。该方法包括将来自一氧化碳检测器的读数与最小噪声阈值进行比较。该方法包括确定读数是否大于最小噪声阈值。该方法包括如果读数不大于最小噪声阈值，则激活由控制器发送的故障信号。
在本公开的另一方面中，公开了一种基于内燃发动机的系统。基于内燃发动机的系统包括连接到车架的内燃发动机。基于内燃发动机的系统包括连接到发动机的发动机中断件。发动机中断件配置成选择性地停止发动机的操作。基于内燃发动机的系统包括与发动机中断件通信的控制器。基于内燃发动机的系统包括一氧化碳检测器，该一氧化碳检测器附接到车架并与控制器通信。一氧化碳检测器配置成传递表示直接围绕内燃发动机的环境中的一氧化碳水平的一氧化碳值。基于内燃发动机的系统包括与控制器通信的至少一个附加传感器。至少一个附加传感器是包括温度传感器、湿度传感器、近程式传感器、加速计和/或计时器的组中的一者。控制器至少部分地基于从至少一个附加传感器接收的信号确定内燃发动机是否暴露于不期望的环境。
在本公开的另一方面中，公开了一种操作基于内燃发动机的系统的方法。该方法包括使用一氧化碳检测器检测在一时间段期间在内燃发动机附近的一氧化碳水平。该方法包括确定来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的至少变化率超过至少一个预定关闭阈值。该方法包括当来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的至少变化率超过至少一个预定关闭阈值时，激活关闭动作。该关闭动作配置成停止内燃发动机的操作。
在本公开的另一方面中，一种用于储存数据指令的数据储存装置，当由一氧化碳检测器的控制器执行该指令时，该数据储存装置使该控制器从内燃发动机附近的一氧化碳检测器接收在一时间段期间一氧化碳水平的指令。该数据储存装置使控制器确定来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的变化率是否超过至少一个预定关闭阈值。当来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的至少变化率超过至少一个预定关闭阈值时，数据储存装置使控制器激活关闭动作。在一些示例中，数据储存装置确定来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的幅值是否超过至少第二预定关闭阈值。在一些示例中，当来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的至少幅值超过至少第二预定关闭阈值时，数据储存装置激活关闭动作。
在本公开的另一方面中，公开了一种系统。该系统包括一氧化碳检测器，该一氧化碳检测器包括控制器和数据储存装置。用于储存数据指令的数据储存装置，当由一氧化碳检测器的控制器执行该指令时，使该控制器从内燃发动机附近的一氧化碳检测器接收在一时间段期间的一氧化碳水平的指示。该数据储存装置使控制器确定来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的变化率是否超过至少一个预定关闭阈值。当来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的至少变化率超过至少一个预定关闭阈值时，数据储存装置使控制器激活关闭动作。
在本公开的另一方面中，公开了一种基于内燃发动机的系统。该基于内燃发动机的系统包括内燃发动机和一系统，该系统包括一氧化碳检测器，该一氧化碳检测器包括控制器和数据储存装置。用于储存数据指令的数据储存装置，当由一氧化碳检测器的控制器执行该指令时，使该控制器从内燃发动机附近的一氧化碳检测器接收在一时间段期间的一氧化碳水平的指示。该数据储存装置使控制器确定来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的变化率是否超过至少一个预定关闭阈值。当来自一氧化碳检测器的一氧化碳水平的至少变化率超过至少一个预定关闭阈值时，数据储存装置使控制器激活关闭动作。该关闭动作配置成停止内燃发动机的操作。
在本公开的另一方面中，公开了一种发电机。该发电机包括生成机械动力的内燃发动机。该发电机包括交流发电装置，该交流发电装置接收来自发电机的机械动力并将至少大部分该机械动力转换成电能。该发电机包括输出接口，该输出接口将电能提供给外部装置以为外部装置供电。该发电机包括与内燃发动机通信的控制器。该发电机包括与控制器通信的一氧化碳检测器。该一氧化碳检测器指示一氧化碳水平。当一氧化碳指示在设定的时间间隔期间一氧化碳水平增加的趋势时，控制器激活关闭操作以停止内燃发动机的操作。
在下面的描述中将阐述许多额外的方面。这些方面可以涉及单独的特征和特征的组合。应理解，上文的总体描述和下文的详细描述都是示例性和解释性的，并且不限制本文中公开的实施例所基于的广泛的发明构思。
附图说明
以下附图是本公开的特定实施例的图示，因此不限制本公开的范围。附图未按比例绘制，并且意在与下面的详细描述中的解释结合使用。本公开的实施例将在下文中结合随附附图进行描述，其中相同或相似的标号指代相同或相似的元件。
图1示出了根据本公开的一个实施例的发电机和一氧化碳检测器的示意性等距视图。
图2示出了根据本公开的一个实施例的发电机操作的示例的方框图。
图3示出了图1的发电机和一氧化碳检测器的操作的方框图。
图4示出了由图1的一氧化碳检测器提供给控制器的感测值的数据绘图的示例。
图5示出了由图1的一氧化碳检测器提供给控制器的感测值的数据绘图的另一示例。
图6示出了与图1的发电机和一氧化碳检测器通信的示例性控制器的操作的流程图。
图7示出了与图1的发电机与一氧化碳检测器通信的控制器的另一示例性操作的流程图。
图8示出了图7的控制器的另一示例性操作的流程图。
图9示出了图7的控制器的另一示例性操作的流程图。
图10示出了与图1的发电机与一氧化碳检测器通信的示例性控制器的操作的另一流程图。
图11示出了根据本公开的一个实施例的一氧化碳检测器的示例的等距视图。
图12示出了根据本公开的一个实施例的一氧化碳检测器和发电机的示例的等距视图。
图13示出了根据本公开的一个实施例的一氧化碳检测器、控制器、发电机和移动装置的示例的等距视图。
图14示出了根据本公开的一个实施例的发动机中断电路的示例。
具体实施方式
将参考附图详细描述各种实施例，其中在所有几个视图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件和组件。对各种实施例的引用并不限制本文所附权利要求的范围。另外，本说明书中提出的任何示例都不意图限制并仅提出所附权利要求的许多可能的实施例中的一些实施例。
图1示出了发电机100，该发电机100包括与其连接的一氧化碳(CO)检测器102。虽然本文中使用发电机100作为示例性内燃发动机机器(具体地说，气动力机器)，但是已经考虑到，在本公开的范围内，可以将各种各样的内燃发动机机器与CO检测器102一起使用。例如，这些机器可以包括但不限于压力清洗机、压缩机、泵、劈木机等。
发电机100和CO检测器102一起操作，使得发电机100配置成当处于其中正在发生CO积聚的不期望的非通风环境时自动断开。这样的环境可能在通风不良的住宅、车库或半封闭空间内。
在一些示例中，发电机100的主要目的是发电。在一些示例中，发电机100产生机械功率并且将该机械功率中的至少大部分机械功率转换成电能。在一些示例中，发电机包括输出接口101，该输出接口101将由发电机100产生的电能提供给外部装置以为外部装置供电。
在一些示例中，发电机100是便携式发电机并且可以相对容易地重新定位。在一些示例中，发电机具有轮子107。在一些示例中，Generac XT8000便携式发电机被用作发电机100。在一些示例中，发电机是固定式发电机。在一些示例中，发电机100至少包括安装到框架105的发动机104。
CO检测器102可以安装到发电机100和/或与发电机100呈一体。在一些示例中，CO检测器102是防干预的，以防止发电机100在CO检测器102被干预(即，被移除或拆卸)时进行操作。在其他示例中，CO检测器102从发电机100可移除。在一些示例中，CO检测器在远离排气输出(未示出)的点处安装到发电机100。
在一些示例中，CO检测器102可以是但不限于电化学传感器、仿生传感器、非色散红外(NDIR)传感器和金属氧化物半导体中的至少一种。CO检测器102配置成测量在CO检测器102和发电机100周围的环境中CO的量，以百万分之一为单位。
图2示出了发电机100的一般操作的流程图。发电机100包括由燃料106(即汽油或柴油)提供动力的发动机104。在一些示例中，当操作发动机104时，发动机104从点火系统108汲取电力。在一些示例中，点火系统108可以包括点火磁发电机或电池。当发动机104操作时，它输出机械动力和废气(包括CO)110，这两者都是燃烧过程的副产物。发动机104为交流发电装置112物理上地提供动力，该交流发电装置112将发动机104的机械动力转换成电力。交流发电装置112可以直接输出整流的DC电力114，或借助逆变器116输出AC电力118。
如上所述，在一些示例中，CO检测器102与发动机104通信，以允许CO检测器102防止如果CO检测器102已经被干预的话发动机104的操作。在一些示例中，CO检测器102经由控制器122与发动机104通信。在一些示例中，CO检测器102直接与发动机104通信。在一些示例中，CO检测器102与发动机104的燃料输送系统(未示出)通信，以防止在CO检测器102已经被干预的情况下将燃料输送至发动机。
图3示出了CO检测器102与发电机100的通信的流程图。CO检测器102配置成与紧邻发电机100周围的环境119通信。在所描绘的示例中，CO检测器102是将表示环境119的信号120(即数据读数)输出到控制器122的检测器。
在一些示例中，控制器122与CO检测器102一起封装成单个单元。在其他示例中，控制器122是独立安装到发电机100的部件。在一些示例中，控制器122包括微处理器124、该微处理器124配置成处理来自CO检测器102的信号120并输出各种信号126。在一些示例中，控制器122可以由电池109供电，该电池109可以是发电机100的车载电池或与其连接的单独的电池。在其他示例中，控制器122可以经由来自点火系统108和/或交流发电装置112的输出来供电。在一些示例中，控制器122通常可以经由发电机100的AC输出来供电。在其它示例中，控制器122获取来自发电机100中的另一电路的电力。
控制器122配置成将信号126输出到视觉状态指示器128、音频警报器130和发动机中断电路132。控制器122配置成分析来自CO检测器102的信号120，并基于这样的信号120输出信号126。
在一些示例中，控制器122可操作以执行多个软件指令，当由控制器122执行时，该软件指令使发电机100实施方法和其它操作并具有如本文所述的功能。控制器122可以包括通常被称为微处理器、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)或其他类似装置的装置，并且可以被实现为独立单元或与发电机100的部件共用的装置。控制器122可以包括用于储存软件指令的存储器，或者发电机100还可以包括用于储存软件指令的单独的存储装置，该单独的存储装置电连接到控制器122，用于在二者之间进行指令、数据和信号的双向通信。在另外的其他示例中，比例-积分-微分(PID)类型的控制器可以被用于替换控制器122或与控制器122结合使用。
在一些示例中，发电机100包括与控制器和/或CO检测器102通信的附加传感器103。在一些示例中，该附加传感器103可以向控制器122提供额外的信号，以帮助控制发电机100的操作。视觉状态指示器128提供指示光，该指示光通常可以表示CO检测器102和发电机100两者的操作状态。例如，有色灯可以表示某些操作状态。例如，绿色的状态光可以表示CO检测器102正在正确操作，并且控制器122已经确定来自CO检测器102的信号120表示期望的环境。黄色的状态光可以用于表示系统中存在问题诸如故障，并且系统应该被监管。如果控制器122已经确定来自CO检测器102的信号开始朝不期望的方向发展，则黄色的状态光也可以用于表示环境119的安全性下降。红色的状态光可以表示警报。如果系统中存在致命的失灵，或者如果控制器122已经确定来自CO检测器102的信号表示不期望的环境，则可以触发该警报。在本公开的范围内考虑了利用多种不同的颜色来表示上文讨论的状态或另外的额外状态。
在一些示例中，音频警报器130配置成当控制器122已经确定存在故障或存在主动不期望的环境时发出音频警报。例如，当视觉指示器128指示为红色时，音频警报器130将响起。在一些示例中，当控制器122确定系统正处于期望的环境中或正处于监管状态下操作时，音频警报器130可以发出不同的警报，诸如哔哔声或一系列哔哔声。
另外，当视觉警报器128和音频警报器130两者发出警报时，可以由控制器122自动地或由使用者手动地动态改变CO的值。在一些示例中，控制器122可以使用预定的或测量的发动机104排放速率来改变何时激活音频警报器130和/或视觉警报器128。在一些示例中，控制器122可以基于在CO检测器102处感测到的历史值来改变何时激活音频警报器130和/或视觉警报器128。这在有限的空间(诸如特定的工作场所)中可能是有利的，因为这允许控制器122变成被校准的，并且对以下环境中CO水平的变化更加敏感：在该环境中相对小的CO水平变化会具有潜在的有害影响(即，通风可能受限)。
发动机中断电路132配置成与发动机104的点火系统108通信。例如，发动机104的点火系统108可以向安装在发动机104内的至少一个火花塞(未示出)提供电流。火花塞有助于燃烧，因此有利于发动机104的操作。发动机中断电路132配置成中断在点火系统108与火花塞之间的电流通路。在一些示例中，发动机中断电路132可以包括继电器。在其他示例中，只要接收到来自控制器122的信号126，发动机中断电路132就允许电流流到火花塞。(例如，请参见图11)。在另外的其他示例中，发动机中断电路132就允许电流流到火花塞，直到接收到来自控制器122的信号126。在一些示例中，该信号是来自控制器122的3V信号。
在一些示例中，发动机中断电路132配置成在通电状态或非通电状态下操作。当处于通电状态时，发动机中断电路132允许电流从点火系统108流到发动机104并流到至少一个火花塞。当处于非通电状态时，发动机中断电路132使点火系统108接地，因此防止电流流到发动机104的至少一个火花塞。当发动机中断电路132处于非通电状态时，发动机104的操作被终止并且不能重新开启，直到发动机中断电路132接收来自控制器122的信号126以使其回到通电状态(即，不接地)。
在一些示例中，发动机中断电路132可以连接到发电机100的燃料系统106。类似地，发动机中断电路132可以操作以选择性地为发动机104提供燃料。具体地，当处于非通电状态时，发动机中断电路132将导致发动机104无法接收燃料，并且发动机104将由此停止操作。在一些示例中，发动机中断电路132可以与燃料泵通信以选择性地接通和断开该燃料泵。
在一些示例中，发动机中断电路132在处于非通电状态时将点火系统接地。因此，除非接收到来自控制器122的通电信号126，否则发动机中断电路132将保持非通电状态，并且点火系统108将无法使电流流到发动机104。这有助于防止对系统进行干预，也有助于防止出现失灵时发动机操作。
在一些示例中，发动机中断电路132也可以用于发电机100的其他功能。例如，当油位低于预定阈值时，油传感器(未示出)可以与发动机中断电路132通信以停止发动机104的操作。在其他示例中，当发动机温度超过预定阈值时，温度传感器(未示出)可以与发动机中断电路132通信以停止发动机104的操作。
如果控制器122确定来自CO检测器102的信号120表示期望的操作状态和环境119，则控制器122将信号126输出到视觉状态指示器130以指示系统已准备好并受到保护。另外，控制器122不向音频警报器130发送信号以响起警报。另外，在一些示例中，控制器122将通电信号126发送到发动机中断电路132，从而允许发动机开启/继续操作。
在一些示例中，如果控制器122确定来自CO检测器102的信号120表示不期望的操作状态和环境119，则控制器122将信号126输出到视觉状态指示器130以指示系统警报。另外，控制器122激活关闭动作。在一些示例中，关闭动作包括控制器122向音频警报器130发信号以发出音频警报。另外，在一些示例中，关闭动作包括控制器122不向发动机中断电路132发送通电信号126，以使发动机中断电路132处于非供电状态，从而停止发动机104的操作。
图4示出了描绘从CO检测器102提供给控制器122的示例性数据的图表。该绘图描绘了随时间变化的CO水平，以百万分之一(ppm)为单位。第一线，线A，及其上的点表示不期望的环境。不期望的环境可以是室内环境。线B描绘了在期望的环境中诸如通风的空间或室外环境中预期的CO水平。
从图表中可以看出，在不期望的环境中，线A随时间以正斜率连续，指示环境中的CO的积聚。相反，在期望的环境中，线B随时间在具有正斜率与具有负斜率之间波动。这种反应在室外环境中常见，因为通风通常是易变的(即大风或微风)。然而，由于随时间不一致的积聚，因此CO水平的这种波动被认为是期望的。
在一个示例中，控制器122可以监管CO检测器102以确定CO检测器102是否正在正确地执行并主动地感测CO。由于CO检测器102可能会被堵塞或损坏，因此感测CO检测器102的正确操作是有用的以避免事故。
在一些示例中，控制器122可以在预定时间间隔内对具有高于预定阈值(即，最小噪声阈值水平)的CO水平值的CO检测器信号进行计数。因为CO将存在于环境中，无论是期望的还是不期望的，因此通过接收超过预定水平的CO值水平，将指示CO检测器102正在检测CO。
在一些示例中，最小噪声阈值为0ppm。在其他示例中，最小噪声阈值可以介于大约50ppm到大约150ppm之间的范围。在一些示例中，控制器122可以使用介于大约5秒到45秒之间的预定时间间隔来对从CO检测器102接收的信号进行计数。在其他示例中，如果由控制器122在预定时间间隔内从CO检测器102接收的值中的至少一半值高于最小噪声阈值，则控制器122确定CO检测器102正在主动感测CO。在一些示例中，预定时间间隔为大约30秒。
图5示出了与图4的图表类似的图表。线A及其上的点表示不期望的环境，线B及其上的点表示期望的环境。在一些示例中，CO检测器102可以经历随时间的传感器移位，从而向控制器122提供了环境中CO的不准确的实际水平的信号。该传感器移位在图5中由线C表示。但是，由于可以由控制器122将不期望的环境识别为CO随时间的一致的积聚，因此，即使当CO检测器102经历传感器移位时，控制器122也可以准确地识别不期望的环境。
在一些示例中，控制器122配置成通过使用CO检测器102数据中的感测趋势来确定CO检测器102是否正在提供表示期望的或不期望的环境的信号。在一些示例中，可以使用回归分析。在这样的分析中，控制器122收集在预定时间间隔内环境中存在的CO的CO检测器102读数的数据集。在一些示例中，该时间间隔介于大约5秒到大约60分钟之间。在其他示例中，该时间间隔介于大约15秒到大约2分钟之间。然后，控制器122基于该数据集公式化回归线。在一些示例中，该回归线是线性回归线。另外，一旦计算出回归线的公式，控制器122就确定回归线的斜率是否为正斜率。在一些示例中，控制器122也可以确定回归线的斜率是否具有超过预定阈值的斜率。在一些示例中，如果回归线的斜率是正的，则控制器122确定正在发生可能导致或正在产生不期望的环境的CO积聚。通过确定回归线随时间的斜率，控制器122有助于将由CO检测器检测的CO的中间峰值触发的错误警报最小化。另外，确定回归线随时间的斜率允许控制器122确定CO趋势，从而帮助控制器122更快地且更准确地识别不期望的环境。
在一些示例中，控制器122配置成基于各种变量来动态地改变触发关闭的最小噪声阈值和/或CO积聚趋势值(即斜率)。在一个示例中，控制器122可以使用预定的或测量的发动机104排放速率来改变CO的最小噪声阈值和/或CO积聚趋势值，从而改变控制器122何时停止发动机104的操作。在一些示例中，当发电机100关闭时，控制器122可以储存最后测量的CO水平值/趋势。在一些示例中，通过储存最后已知的CO值/趋势，控制器122变成针对特定环境被校准的。在发电机100重新启动时，控制器122能够以反应更灵敏的方式感测CO积聚。在一些示例中，控制器122可以基于在CO检测器102处感测的历史值来改变最小噪声阈值和/或CO积聚趋势值。这在有限的空间诸如特定的工作场所中可能是有利的，因为这允许控制器122变成对以下环境中CO水平的变化更加敏感，在该环境中相对小的CO水平变化可能导致潜在有害的影响(即，潜在受限的通风)。在一些示例中，控制器122可以通过使用计时器和/或其他传感器(加速计等)来确定何时依赖于最后测量的CO水平值/趋势，以指示发电机100被移动到不同环境的可能性。
图6是控制器122’的操作的流程图。在步骤134处，发电机100被启动并接通，使得发电机正在操作。在步骤136处，控制器122在预定时间间隔内接收呈CO检测器信号120形式的CO检测器102数据。然后，控制器122在步骤138处确定在预定时间间隔从CO检测器102接收的CO检测器信号120是否高于预定最小噪声阈值(噪声水平)。该分析可以是上文中关于图4描述的分析。如果控制器122确定CO检测器信号120确实高于预定阈值，则控制器122在步骤140处继续确定环境是期望的还是不期望的。然而，如果控制器122确定CO检测器信号120不高于预定阈值，则控制器122立即进入步骤142并在步骤146处使用发动机中断电路来终止发电机100的操作。在一些示例中，控制器122停止发送通电信号126，从而将发动机中断电路132置于非通电状态，从而终止发动机操作。同时，在一些示例中，在步骤144处，控制器122也可以激活视觉警报器(例如，激活视觉指示器128上的红色光)和音频警报器130。步骤142、144和146可以几乎同时发生。
如果在步骤138处，控制器122确定CO检测器信号120是否高于预定阈值，则在步骤140处，控制器122确定环境是期望的还是不期望的。该分析可以是上文中关于图5描述的分析。控制器122确定CO积聚中是否存在正趋势。例如，这可以通过确定在从CO检测器102接收的数据中是否存在正斜率来实现。如果斜率为正，则控制器前进到步骤142、144和146，从而终止发电机100的操作。如果斜率不为正，或在预定斜率阈值以下，则控制器122执行循环并返回到步骤136。在这一点上，控制器122将执行步骤136、138、140、136......的循环，直到控制器122在步骤140处确定存在不期望的环境。
如上所述，在一些示例中，CO检测器102的准确度会降低。这可能是由于经过在一定量的时间过度暴露于高CO水平或过度暴露于元件而引起的。尽管控制器122配置成即使在CO检测器102已经经历了传感器移位之后也可以通过依赖于测量的CO值(而不是特定值)的趋势来准确地预测不期望的环境，但向使用者提供CO检测器102应被维修或更换以确保最准确的读数和操作的反馈仍然是有利的。
在一些示例中，控制器122可以依赖于附加传感器103向控制器122提供信号。至少一个另外的传感器103可以是但不限于温度传感器、湿度传感器、近程式传感器、加速计和/或计时器中的一者。在一些示例中，发电机100可以包括多个附加传感器。在另外的其他示例中，附加传感器可以与CO检测器102一起封装。
在一些示例中，控制器122可以使用来自传感器103的信号来确定CO检测器102是否已经过度暴露和/或需要更换。在一些示例中，控制器122可以使用来自传感器103的信号来改变预定阈值(即，最小噪声阈值和关闭阈值)。在其它示例中，传感器103是感测发电机100附近的结构/障碍物的位置的传感器(例如，近程式传感器)。例如，传感器103可以感测发电机100太靠近一结构(即，壁、天花板等)而不能适当通风。在一些示例中，传感器103可以位于发电机100的排放口附近，以感测排放口附近的不期望的障碍。在一些示例中，传感器103配置成感测发电机100周围是否存在障碍物。在一些示例中，如果感测到特定环境，则传感器103可以与控制器122通信以停止发电机的操作。在一些示例中，传感器103可以向控制器122提供反馈，以改变控制器122停止发电机100操作的CO阈值。例如，如果传感器103感测发电机处于受限空间中，则控制器122可以改变阈值，使得控制器122在低于正常CO操作水平处停止发电机100的操作。由于受限空间环境更危险，这将导致系统更敏感。
在一些示例中，控制器122使用传感器103来确定发电机100处于室外还是室内环境中。例如，如果传感器103感测到是室内环境，则控制器122可以相应地调节多个关闭阈值(在下文讨论)，以使发电机对CO水平更敏感。
在其他示例中，温度传感器用作传感器103。在一些示例中，控制器122可以基于感测的温度来改变关闭阈值，以说明在不同温度环境中CO检测器以不同方式感测CO水平。在一些示例中，控制器122使用传感器如传感器103的温度来确定发电机100处于室外还是室内环境中。例如，如果看到稳定的温度升高，则这种升高可以指示室内环境，因为发电机100的操作(即热输出)可能会使室内环境的环境温度稳定地升高。如果传感器感测到是室内环境，则控制器122可以相应地调节关闭阈值，以使发电机对CO水平更敏感。
当使用温度传感器时，控制器122可以确定CO检测器102是否暴露于极端环境中，诸如极冷或极热的环境。这样的极端温度可能会损坏CO检测器102的部件，从而使其不准确或不可操作。在一些示例中，控制器122被编程有预定温度阈值。在一些示例中，下阈值介于大约(-)40华氏度到大约(-)4华氏度之间，上阈值介于大约104华氏度到大约158华氏度之间。在其他示例中，当测量的温度低于预定阈值时，控制器122可以控制定位在CO检测器102附近的加热元件(未示出)的操作。
当使用湿度传感器时，控制器122可以确定CO检测器102是否暴露于极端潮湿的环境中，在该环境中，空气中的水分可能会冷凝并损坏CO检测器102。
当使用计时器时，控制器122可以监控CO检测器102已经被使用的总时间(即，使用年限和/或操作时间)。在一些示例中，计时器可以基于控制器122并与控制器122集成，也可以是独立的部件。另外，在结合温度传感器和湿度传感器的情况下，控制器122可以利用计时器来监控CO检测器102已经暴露于极端温度环境和/或极端潮湿环境中的时间量。
图6中所示的步骤可以以所示的顺序执行，可以以与所示顺序不同的顺序来执行，可以以不包括选择步骤的方式来执行，和/或可以以包括额外步骤的方式来执行。
图7示出了控制器122的示例性操作200。在一些示例中，可以在图6所示的步骤140的位置执行操作200。在一些示例中，除了确定CO检测器102是否感测超过最小噪声阈值之外，还可以由控制器122执行操作200。
在操作200的步骤202处，控制器122接收来自CO检测器102的原始信号。在步骤204处，控制器122处理原始信号。在一些示例中，作为处理原始信号的一部分，控制器122对原始信号进行滤波。一旦控制器122处理了原始信号，控制器122就确定由CO检测器102测量的CO水平的幅值(步骤206)和/或变化率(步骤208)是否超过预定阈值。如果CO水平确实超过预定阈值，则控制器122在步骤210处开始关闭发动机(例如，通过使用发动机中断电路132)。当开始关闭时，控制器122在步骤212处也可以激活视觉警报器128和音频警报器130中的至少一者。
图7中所示的步骤可以以所示的顺序执行，可以以与所示顺序不同的顺序来执行，可以以不包括选择步骤的方式来执行，和/或可以以包括额外步骤的方式来执行。
图8示出了步骤206的幅值分析的详细示例。在步骤214处，控制器122生成表示在第一时间段的CO水平的第一值。在一些示例中，第一时间段介于0到45秒之间。在一些示例中，第一时间段是30秒。在一些示例中，第一值可以是基于CO信号的各种不同的值。例如，第一值可以是基于从CO检测器102接收的CO信号的平均值、中值、众数值或任何其他类的值。
在步骤216处，控制器122确定第一值是否大于第一关闭阈值。在一些示例中，将30秒的CO信号平均值用作第一值，并且第一关闭阈值介于650PPM到750PPM之间。在一些示例中，第一关闭阈值为大约700PPM。如果控制器122确定第一值大于第一关闭阈值，则控制器122启动发动机关闭210，和/或激活视觉警报器128和音频警报器130中的至少一者。
在步骤218处，控制器122生成表示在第二时间段的CO水平的第二值。在一些示例中，第二时间段介于5分钟到15分钟之间。在一些示例中，第二时间段为大约10分钟。在一些示例中，第二值可以是基于CO信号的各种不同的值。例如，第二值可以是基于从CO检测器102接收的CO信号的平均值、中值、众数值或任何其他类的值。在一些示例中，第二值可以基于第一值。例如，第二值可以是第二时间段的第一值的平均值。
在步骤220处，控制器122确定第二值是否大于第二关闭阈值。在一些示例中，将10分钟的CO信号的平均值用作第二值，并且第二关闭阈值介于300PPM到400PPM之间。在一些示例中，第二关闭阈值为大约350PPM。如果控制器122确定第二值大于第二关闭阈值，则控制器122启动发动机关闭210，和/或激活视觉警报器128和音频警报器130中的至少一者。
图8中所示的步骤可以以所示的顺序执行，可以以与所示顺序不同的顺序来执行，可以以不包括选择步骤的方式来执行，和/或可以以包括额外步骤的方式来执行。
图9是步骤208的变化率分析的详细示例。在一些示例中，控制器122可以使用PID和/或其他类似的编制程序来执行步骤212。在步骤222处，控制器122生成表示在第三时间段的CO水平的变化率的第三值。在一些示例中，第三时间段介于0到1秒之间。在一些示例中，第三时间段是1秒。在一些示例中，第三值可以是表示CO信号的变化率的各种不同的值。例如，第三值可以是基于从CO检测器102接收的CO信号的斜率、加速度或表示CO水平的变化率的任何其他值。
在步骤224处，控制器122确定第三值是否大于第三关闭阈值。在一些示例中，将每秒平方的加速度用作第三值，并且第三关闭阈值介于大约5PPM/秒2到15PPM/秒2之间。在一些示例中，第三关闭阈值为大约10PPM/秒2。如果控制器122确定第三值大于第三关闭阈值，则控制器122启动发动机关闭210，和/或激活视觉警报器128和音频警报器130中的至少一者(步骤212)。
在步骤226处，控制器122生成表示在第四时间段的CO水平的变化率的第四值。在一些示例中，第四时间段介于大约15秒到45秒之间。在一些示例中，第四时间段为大约30秒。在一些示例中，第四时间段大于30秒。在一些示例中，第四值可以是表示CO信号的变化率的各种不同的值。例如，第四值可以是基于从CO检测器102接收的CO信号的斜率、加速度或表示CO水平的变化率的任何其他类的值。在一些示例中，第四关闭阈值在0.5PPM/秒2到1.5PPM/秒2的范围内。在一些示例中，第四关闭阈值为大约1.0PPM/秒2。
在步骤228处，控制器122确定第四值是否大于第四关闭阈值。在一些示例中，将10秒每秒平方的加速度用作第四值，并且第四关闭阈值在0.5PPM/秒2到1.5PPM/秒2的范围内。在一些示例中，第四关闭阈值为大约1.0PPM/秒2。如果控制器122确定第四值大于第四关闭阈值，则控制器122启动发动机关闭210，和/或激活视觉警报器128和音频警报器130中的至少一者(步骤212)。
图9中所示的步骤可以以所示的顺序执行，可以以与所示顺序不同的顺序来执行，可以以不包括选择步骤的方式来执行，和/或可以以包括额外步骤的方式来执行。
图10是由控制器122执行的示例性操作的流程图。在步骤148处，发电机100被接通以使其操作。然后，控制器122在步骤150处接收来自至少一个附加传感器的数据，并在步骤152处将该数据与预定阈值进行比较。如果控制器122在步骤154处确定测量值已经超过预定阈值(这将指示对CO检测器102造成损坏)，则控制器122在步骤156处与发动机中断电路132通信，在步骤158处激活视觉警报器和音频警报器，并且在步骤160处终止发电机100的操作。
可替代地，在一些示例中，在确定测量值已经超过预定阈值之后，控制器122可以在步骤158处简单地激活视觉警报器和音频警报器，并允许发电机100继续操作。例如，当控制器122确定测量值尚未超过阈值足够大的幅值以使CO检测器102不够准确时，可以进行该操作。这可以为使用者提供有用的信息，即CO检测器102应被更换，但不终止他们对发电机100的立即使用。
如果控制器122确定来自至少一个附加传感器的数据未超过阈值水平，则控制器122执行循环，并返回到步骤150。
图11是示例性的CO检测器202的等距视图。CO检测器202可以配置成由制造商与发电机100(或类似机器)一起安装，或者可以配置成作为现有发电机(或类似机器)的附加部件来安装。CO检测器202包括壳体204和尾纤连接器206(pigtail connector 206)。在一些示例中，壳体204包含控制器122。在另外的其他示例中，壳体204包含至少一个附加传感器，诸如温度传感器、湿度传感器和/或计时器。在一些示例中，壳体204可以是防干预的，从而如果部件被移动或移除，则限制附接的机器(例如，发电机100)的操作。
在一些示例中，尾纤连接器206可以插入到位于发电机100上的预先存在的发动机中断电路中。例如，预先存在的发动机中断电路可以是发电机100上的燃料输送系统和/或低油发动机中断电路。
图12示出了示例性的发电机300和示例性的CO检测器302的示意图。CO检测器302与上文所述的CO检测器102和202大致类似。CO检测器302和关联的控制器322能够以与上文所述的控制器122和CO检测器102、202类似的方式执行。CO检测器302配置成无线地连接到发电机300，以使其可以在环境中远离发电机300放置。在一些示例中，发电机300可以与多个CO检测器302通信，以便控制器322可以基于来自(多个)CO检测器302的信号来控制发电机300的操作。
图13示出了可以与移动设备450无线通信的发电机400的示例。发电机400可以包括与车载控制器422通信的车载CO检测器402，车载CO检测器和车载控制器两者均与上文所述的CO检测器102、202、302和控制器122大致类似。在一些示例中，发电机400可以与无线CO检测器402通信。在一些示例中，移动设备450可以与控制器422通信，以接收表示发电机400的操作的数据和警报，也可以接收来自CO检测器402的数据。控制器422可以包括用于与移动设备450通信的无线模块，诸如蓝牙模块或Wi-Fi模块。在一些示例中，控制器422与移动设备450进行信号通信，该信号表示发电机400附近的CO水平。在一些示例中，控制器422也可以与放置在发电机400附近的环境中的二级传感器(例如，上文所述的附加传感器103和/或无线CO检测器302)通信，以便控制器422可以将表示发电机400附近的环境的CO水平传输给移动设备450。例如，使用者可以从安全距离监控发电机400附近的环境的CO水平。在一些示例中，当发电机400附近的环境中的CO水平降低到预定阈值以下时，控制器422与移动设备通信。
图14是图示用于在由CO检测电路系统(诸如，CO传感器102和控制器122，如图3所示)检测的某些状态下禁止发电机100操作的发动机中断电路132(图3所示)的示例的示意图。
在该示例中，发动机中断电路系统132包括CO检测输入470、点火系统输入472、辅助输入474、点火输出476和电子部件478。在所示的示例中，电子部件包括二极管D1、D2和D3；电阻R1、R2、R3、R4和R5；电容器C1、C2、C3和C4；和开关部件Z1、Z2和Q1。也图示了接地连接。
CO检测输入470接收由CO检测电路系统生成的信号。在正常操作下，该信号为正电压。在正常操作期间需要由CO检测电路系统生成正电压的一个优点是；如果CO检测电路系统被移除，则防止发电机100进行操作。
当CO检测电路系统提供正电压时，开关部件Q1被接通，这进而断开开关部件Z2。当处于该状态时，开关部件Z1将点火系统输入472与连接到开关部件Z1的接地连接断开，从而允许点火输出476处的点火信号操作发电机100的发动机104。
当检测到不期望的CO事件时，来自CO检测电路系统的信号被切换成接地，从而断开开关部件Q1并接通开关部件Z2。
当Z2接通时，允许C2通过从点火系统108在点火系统输入472处接收的正脉冲来充电。在C2充电的情况下，当来自点火系统的脉冲开始变为负脉冲时，开关部件Z1接通。然后，该脉冲通过开关部件Z1短路接地，从而防止发电机100的发动机104的操作。
在一些示例中，发动机中断电路132还包括一个或更多个辅助输入474。例如，辅助输入474可以用于例如以与CO检测电路系统相同的方式，出于不期望的CO事件之外的原因，对发电机100的发动机104进行去激活。这样的其他原因的示例包括低油状态、过热状态或任何其他可检测的事件或状态。
上文所述的各种实施例仅以说明的方式提供，并且不应解释为限制这里所附的权利要求书。本领域技术人员将容易认识到，可以做出各种修改和改变，而不遵循本文中图示和描述的示例性实施例和应用，并且不脱离所附权利要求的真实精神和范围。
