3.5mWzui低功耗紅外CO2傳感器COZIR在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用
二氧化碳傳感器在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例
背景：
在車(chē)內(nèi)駕駛的時(shí)候，司機(jī)和乘客處于一個(gè)封閉的空間。如果汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)或空氣循環(huán)系統(tǒng)處于回流模式，車(chē)內(nèi)的空氣就會(huì)重新分配，CO2的濃度水平會(huì)不斷升高。由于二氧化碳?xì)怏w是一種危險(xiǎn)的氣體，在低濃度時(shí)它會(huì)給人帶來(lái)睡意，高濃度時(shí)則是一種窒息性氣體，會(huì)使人失去意識(shí)甚至危及生命。美國(guó)職業(yè)安全與衛(wèi)生管理局（OSHA）和歐洲工作安全與健康局(EU-OSHA)都限定了在持續(xù)性（通常8小時(shí)）的工作場(chǎng)所，CO2的濃度不高于5000ppm，美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全與衛(wèi)生協(xié)會(huì)限定了短時(shí)間暴露環(huán)境中的濃度不得高于30,000ppm，或者3%，認(rèn)為CDPL4%的標(biāo)準(zhǔn)“直接地危及生命健康"。人在5%以上濃度的二氧化碳環(huán)境中呼吸半小時(shí)以上會(huì)出現(xiàn)血碳酸過(guò)多的癥狀，表現(xiàn)為皮膚發(fā)紅，肌肉陣痛，血壓升高。如果呼吸7%到10%濃度的二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的血碳酸過(guò)多癥，表現(xiàn)為驚慌，呼吸急促，失去意識(shí)直至死亡。對(duì)車(chē)內(nèi)的司機(jī)來(lái)說(shuō)，即使是輕微的睡意也可能會(huì)變成大事故，所以車(chē)內(nèi)的二氧化碳濃度是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。
試驗(yàn)1
為了展示車(chē)內(nèi)的二氧化碳濃度隨著時(shí)間的升高變化，我們使用我們的二氧化碳傳感器COZIR進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。三個(gè)成年人坐在一輛封閉的汽車(chē)?yán)镄旭偭?/span>30分鐘然后停了30分鐘。使用了8個(gè)COZIR傳感器進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示當(dāng)汽車(chē)開(kāi)動(dòng)時(shí)CO2濃度很快上升到2000ppm，停止的時(shí)候達(dá)到了4000ppm
這個(gè)試驗(yàn)顯示，以平均速度30英里/時(shí)（48千米/時(shí)）駕駛的時(shí)候，車(chē)內(nèi)的CO2濃度在400秒內(nèi)迅速地從0上升至2000ppm。當(dāng)車(chē)速升至60英里/時(shí)（96千米/時(shí)）的第1700秒讀數(shù)下降到1000ppm。當(dāng)汽車(chē)停止的時(shí)候數(shù)據(jù)重新開(kāi)始上升，然后由于兩名乘客打開(kāi)車(chē)門(mén)下車(chē)，數(shù)值有一個(gè)突然的下降-2500秒。然后數(shù)值重新上升因?yàn)槿杂幸幻丝屠^續(xù)留在車(chē)內(nèi)。
試驗(yàn)2
為了模擬靜止的車(chē)內(nèi)CO2濃度的*變化，4名成年人坐在一輛裝有8個(gè)CO2傳感器的車(chē)?yán)铮囼?yàn)使用的是一輛福特蒙迪歐5門(mén)家用房車(chē)。
起先為了使CO2濃度趨于穩(wěn)定所有的車(chē)門(mén)都打開(kāi)了5分鐘，4名乘客進(jìn)入車(chē)內(nèi)坐下并將傳感器置于后儲(chǔ)物架的一個(gè)開(kāi)口容器內(nèi)，出風(fēng)口和門(mén)窗全部關(guān)閉，圖2顯示的是8個(gè)傳感器的平均值。開(kāi)始的時(shí)候數(shù)值大約為450ppm（新鮮空氣），在接下來(lái)的25分鐘內(nèi)穩(wěn)定地上升到接近9000ppm，在20分鐘的時(shí)候乘客開(kāi)始感到不適，25分鐘時(shí)車(chē)內(nèi)條件變得難以忍受因此試驗(yàn)停止。然后乘客打開(kāi)車(chē)門(mén)離開(kāi)。3分鐘后濃度下降到800ppm，5分鐘后回到zui初的450ppm。
試驗(yàn)3
將一個(gè)完整的旅程和4種不同的駕駛條件一體化，這些條件是：
1.關(guān)閉通風(fēng)口駕駛-40分鐘
2.開(kāi)門(mén)，乘客下車(chē)，CO2正常
3 .3名乘客坐在靜止的車(chē)?yán)?/span>-有一扇車(chē)窗半開(kāi)
4 .打開(kāi)通風(fēng)口駕駛-40分鐘
在這個(gè)試驗(yàn)中車(chē)內(nèi)有4名乘客，在整個(gè)40分鐘的過(guò)程中汽車(chē)分別以不同的速度行駛。曲線的峰值出現(xiàn)在汽車(chē)開(kāi)始減速的時(shí)刻。在關(guān)閉通風(fēng)口的情況下，車(chē)速的變化改變著車(chē)內(nèi)的CO2濃度。在圖3中，CO2濃度上升至3000ppm。
CO2濃度大約在兩分半鐘內(nèi)降到周?chē)h(huán)境一樣的300ppm.
這個(gè)試驗(yàn)?zāi)M的是在一扇車(chē)窗半開(kāi)的情況下坐在車(chē)內(nèi)的影響。即使一扇車(chē)窗半開(kāi)，車(chē)內(nèi)的三個(gè)乘客對(duì)二氧化碳濃度的影響也是顯而易見(jiàn)的。在圖5中CO2濃度達(dá)到了6500ppm，下跌發(fā)生在73分鐘一個(gè)車(chē)門(mén)打開(kāi)的時(shí)候。
zui后一步是汽車(chē)在通風(fēng)口打開(kāi)的情況下行駛，車(chē)內(nèi)依然有一些殘留的CO2，所以讀數(shù)比條件1略高一些，曲線中的槽形總是伴隨著汽車(chē)加速出現(xiàn)，通風(fēng)口的打開(kāi)會(huì)降低車(chē)內(nèi)的CO2濃度。
除了在汽車(chē)行業(yè)以外，在煤礦安全，工業(yè)安全，儀器儀表制作，石油化工，氣調(diào)庫(kù)，培養(yǎng)箱等都是很好的測(cè)試CO2的選擇，監(jiān)測(cè)CO2濃度，實(shí)現(xiàn)低功耗檢測(cè)。
作者：簡(jiǎn)敏霞
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