气体温湿度传感器的应用

　　3.5mW最低功耗红外CO2传感器COZIR在汽车行业中的应用

　　二氧化碳传感器在汽车行业的应用实例

　　背景：

　　在车内驾驶的时候，司机和乘客处于一个封闭的空间。如果汽车的空调系统或空气循环系统处于回流模式，车内的空气就会重新分配，CO2的浓度水平会不断升高。由于二氧化碳气体是一种危险的气体，在低浓度时它会给人带来睡意，高浓度时则是一种窒息性气体，会使人失去意识甚至危及生命。美国职业安全与卫生管理局（OSHA）和欧洲工作安全与健康局(EU-OSHA)都限定了在持续性（通常8小时）的工作场所，CO2的浓度不高于5000ppm，美国国家职业安全与卫生协会限定了短时间暴露环境中的浓度不得高于30,000ppm，或者3%，认为CDPL4%的标准“直接地危及生命健康”。人在5%以上浓度的二氧化碳环境中呼吸半小时以上会出现血碳酸过多的症状，表现为皮肤发红，肌肉阵痛，血压升高。如果呼吸7%到10%浓度的二氧化碳，会导致严重的血碳酸过多症，表现为惊慌，呼吸急促，失去意识直至死亡。对车内的司机来说，即使是轻微的睡意也可能会变成大事故，所以车内的二氧化碳浓度是个严重的问题。

　　试验1

　　为了展示车内的二氧化碳浓度随着时间的升高变化，我们使用我们的二氧化碳传感器COZIR进行了一系列试验。三个成年人坐在一辆封闭的汽车里行驶了30分钟然后停了30分钟。使用了8个COZIR传感器进行测量，结果显示当汽车开动时CO2浓度很快上升到2000ppm，停止的时候达到了4000ppm

　　这个试验显示，以平均速度30英里/时（48千米/时）驾驶的时候，车内的CO2浓度在400秒内迅速地从0上升至2000ppm。当车速升至60英里/时（96千米/时）的第1700秒读数下降到1000ppm。当汽车停止的时候数据重新开始上升，然后由于两名乘客打开车门下车，数值有一个突然的下降-2500秒。然后数值重新上升因为仍有一名乘客继续留在车内。

　　试验2

　　为了模拟静止的车内CO2浓度的长期变化，4名成年人坐在一辆装有8个CO2传感器的车里，试验使用的是一辆福特蒙迪欧5门家用房车。

　　起先为了使CO2浓度趋于稳定所有的车门都打开了5分钟，4名成人进入车内坐下并将传感器置于后储物架的一个开口容器内，出风口和门窗全部关闭，图2显示的是8个传感器的平均值。开始的时候数值大约为450ppm（新鲜空气），在接下来的25分钟内稳定地上升到接近9000ppm，在20分钟的时候乘客开始感到不适，25分钟时车内条件变得难以忍受因此试验停止。然后乘客打开车门离开。3分钟后浓度下降到800ppm，5分钟后回到最初的450ppm。

　　试验3

　　将一个完整的旅程和4种不同的驾驶条件一体化，这些条件是：

　　1.关闭通风口驾驶-40分钟

　　2.开门，乘客下车，CO2正常

　　3 .3名乘客坐在静止的车里-有一扇车窗半开

　　4 .打开通风口驾驶-40分钟

　　在这个试验中车内有4名乘客，在整个40分钟的过程中汽车分别以不同的速度行驶。曲线的峰值出现在汽车开始减速的时刻。在关闭通风口的情况下，车速的变化改变着车内的CO2浓度。在图3中，CO2浓度上升至3000ppm。

　　CO2浓度大约在两分半钟内降到周围环境一样的300ppm.

　　这个试验模拟的是在一扇车窗半开的情况下坐在车内的影响。即使一扇车窗半开，车内的三个成人对二氧化碳浓度的影响也是显而易见的。在图5中CO2浓度达到了6500ppm，下跌发生在73分钟一个车门打开的时候。

　　最后一步是汽车在通风口打开的情况下行驶，车内依然有一些残留的CO2，所以读数比条件1略高一些，曲线中的槽形总是伴随着汽车加速出现，通风口的打开会降低车内的CO2浓度。

　　除了在汽车行业以外，在煤矿安全，工业安全，仪器仪表制作，石油化工，气调库，培养箱等都是很好的测试CO2的选择，监测CO2浓度，实现低功耗检测。