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閱讀：464發(fā)布時(shí)間：2016-11-17
3.5mWzui低功耗紅外CO2傳感器COZIR在汽車行業(yè)中的應(yīng)用
二氧化碳傳感器在汽車行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例
背景：
在車內(nèi)駕駛的時(shí)候，司機(jī)和乘客處于一個(gè)封閉的空間。如果汽車的空調(diào)系統(tǒng)或空氣循環(huán)系統(tǒng)處于回流模式，車內(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)重的血碳酸過多癥，表現(xiàn)為驚慌，呼吸急促，失去意識(shí)直至死亡。對(duì)車內(nèi)的司機(jī)來說，即使是輕微的睡意也可能會(huì)變成大事故，所以車內(nèi)的二氧化碳濃度是個(gè)嚴(yán)重的問題。
試驗(yàn)1
為了展示車內(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?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)汽車開動(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，車內(nèi)的CO2濃度在400秒內(nèi)迅速地從0上升至2000ppm。當(dāng)車速升至60英里/時(shí)（96千米/時(shí)）的第1700秒讀數(shù)下降到1000ppm。當(dāng)汽車停止的時(shí)候數(shù)據(jù)重新開始上升，然后由于兩名乘客打開車門下車，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)留在車內(nèi)。
試驗(yàn)2
為了模擬靜止的車內(nèi)CO2濃度的長(zhǎng)期變化，4名成年人坐在一輛裝有8個(gè)CO2傳感器的車?yán)铮囼?yàn)使用的是一輛福特蒙迪歐5門家用房車。
起先為了使CO2濃度趨于穩(wěn)定所有的車門都打開了5分鐘，4名成人進(jìn)入車內(nèi)坐下并將傳感器置于后儲(chǔ)物架的一個(gè)開口容器內(nèi)，出風(fēng)口和門窗全部關(guān)閉，圖2顯示的是8個(gè)傳感器的平均值。開始的時(shí)候數(shù)值大約為450ppm（新鮮空氣），在接下來的25分鐘內(nèi)穩(wěn)定地上升到接近9000ppm，在20分鐘的時(shí)候乘客開始感到不適，25分鐘時(shí)車內(nèi)條件變得難以忍受因此試驗(yàn)停止。然后乘客打開車門離開。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.開門，乘客下車，CO2正常
3 .3名乘客坐在靜止的車?yán)?/span>-有一扇車窗半開
4 .打開通風(fēng)口駕駛-40分鐘
在這個(gè)試驗(yàn)中車內(nèi)有4名乘客，在整個(gè)40分鐘的過程中汽車分別以不同的速度行駛。曲線的峰值出現(xiàn)在汽車開始減速的時(shí)刻。在關(guān)閉通風(fēng)口的情況下，車速的變化改變著車內(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)降到周圍環(huán)境一樣的300ppm.
這個(gè)試驗(yàn)?zāi)M的是在一扇車窗半開的情況下坐在車內(nèi)的影響。即使一扇車窗半開，車內(nèi)的三個(gè)成人對(duì)二氧化碳濃度的影響也是顯而易見的。在圖5中CO2濃度達(dá)到了6500ppm，下跌發(fā)生在73分鐘一個(gè)車門打開的時(shí)候。
zui后一步是汽車在通風(fēng)口打開的情況下行駛，車內(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加速出現(xiàn)，通風(fēng)口的打開會(huì)降低車內(nèi)的CO2濃度。
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