在長途駕駛過程中，很多車主都曾經(jīng)歷過這樣的困擾：關(guān)閉車窗長時(shí)間駕駛后，逐漸感到困倦、注意力渙散，甚至出現(xiàn)頭痛等癥狀。傳統(tǒng)認(rèn)知往往將這些現(xiàn)象簡單歸咎于“車內(nèi)缺氧"，但真正的元兇其實(shí)是不斷累積的二氧化碳(CO₂)。相較于室內(nèi)環(huán)境，車內(nèi)空間更為狹小密閉，CO₂濃度的上升速度更快，對行車安全的影響更為直接且嚴(yán)重。

  缺氧的本質(zhì)：CO₂的“隱形攻擊"

  科學(xué)研究表明，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，車艙內(nèi)的氣體變化具有特殊性。空氣中氧氣的正常含量是21%，對人體產(chǎn)生影響的臨界值為19.5%，低于臨界值人體易呼吸加速感到疲勞無力，濃度越低人體危害越大。CO₂在空氣中的正常含量是0.04%，對人體產(chǎn)生影響的臨界值為1%，濃度高于1%人就會感到嗜睡、注意力不集中，若高于5%則出現(xiàn)昏迷甚至死亡^[1,3,4]。

  “缺氧≠缺氧氣"。人長時(shí)間呆在密閉的汽車座艙環(huán)境中，產(chǎn)生的缺氧感其實(shí)是身體機(jī)能的感知欺騙，誤以為車內(nèi)“悶"是因?yàn)榄h(huán)境缺氧氣。造成這種缺氧感的本質(zhì)在于，密閉車內(nèi)開啟內(nèi)循環(huán)，CO₂濃度先于氧氣達(dá)到危險(xiǎn)閾值，是更需要關(guān)注的氣體指標(biāo)。

  車內(nèi)CO₂濃度先于O₂達(dá)到危險(xiǎn)臨界值

  研究表明，成年人靜息狀態(tài)下，每分鐘消耗約0.3L O₂，同時(shí)呼出約0.25L CO₂。當(dāng)一位成年人坐在內(nèi)部容積3.5 m3且車窗關(guān)閉內(nèi)循環(huán)開啟的轎車中，氧氣濃度從21%(正常值)以每小時(shí)約0.4%的速率下降，同時(shí)CO₂濃度也由0.04%(正常值)以每小時(shí)約0.34%的速率上升。3小時(shí)后，CO₂濃度迅速上升至1.02%，超過危險(xiǎn)臨界值1%，此時(shí)氧氣的濃度為19.8%，仍高于氧氣濃度的危險(xiǎn)臨界值19.5%^[2,3]。

  若車內(nèi)司乘共5人，約28分鐘CO₂濃度躥升至1%的危險(xiǎn)臨界值^[2]，此時(shí)氧氣濃度為20.4%遠(yuǎn)高于危險(xiǎn)臨界值19.5%。因此，防范車內(nèi)缺氧保障舒適座艙空氣品質(zhì)，應(yīng)優(yōu)先實(shí)時(shí)監(jiān)測CO₂濃度。

  CO₂傳感器：防范車內(nèi)缺氧的理想選擇

  在高速公路長途駕駛以及夏季高溫或冬季嚴(yán)寒等天氣行車時(shí)，車窗通常會長時(shí)間關(guān)閉，同時(shí)空調(diào)多處于內(nèi)循環(huán)模式。這種情況下，車內(nèi)CO₂濃度上升速度較快，容易迅速達(dá)到危險(xiǎn)臨界值，從而導(dǎo)致車內(nèi)缺氧。這不僅會嚴(yán)重影響座艙空氣品質(zhì)，還會對司乘人員的健康產(chǎn)生不利影響，甚至可能引發(fā)疲勞駕駛等安全隱患。

  CO₂傳感器的應(yīng)用為解決這一問題提供了有效方案。通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)測車內(nèi)CO₂濃度，傳感器能夠?qū)崟r(shí)精準(zhǔn)地獲取車內(nèi)空氣中CO₂濃度數(shù)據(jù)。一旦檢測到CO₂濃度達(dá)到設(shè)定的閾值(由主機(jī)廠設(shè)定)，傳感器可迅速聯(lián)動空調(diào)或新風(fēng)系統(tǒng)，自動控制車內(nèi)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行切換，從而保障車內(nèi)CO₂濃度始終保持在舒適且安全的水平。

  四方光電CO₂傳感器：守護(hù)車內(nèi)舒適健康的呼吸環(huán)境

  NDIR技術(shù)檢測CO₂具有抗氣體交叉干擾，檢測精度高等優(yōu)勢，是汽車CO₂傳感器檢測主流選擇。因其檢測原理是基于氣體分子在特定紅外波段的吸收特性，在CO₂的紅外吸收光譜中，選擇4.26μm進(jìn)行檢測，氣體吸收率，紅外輻射衰減顯著且水汽吸收率較低。

  四方光電于2002年開始研究非分光紅外氣體檢測技術(shù)(NDIR)，2004年公司的非分光紅外氣體傳感技術(shù)通過湖北省科技成果鑒定，是國內(nèi)投入該領(lǐng)域的企業(yè)之一。目前已經(jīng)具備全鏈條自主研發(fā)能力，覆蓋光學(xué)設(shè)計(jì)、算法開發(fā)與規(guī)模化量產(chǎn)，基于NDIR技術(shù)的CO₂傳感器產(chǎn)品系列廣泛應(yīng)用于汽車、暖通空調(diào)、醫(yī)療、安全環(huán)保等領(lǐng)域。

  四方光電汽車CO₂傳感器ACDS-1001，基于公司23年深厚的NDIR技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用基礎(chǔ)，依托IATF16949:2016車規(guī)級質(zhì)量管理體系制造，產(chǎn)品支持自動矩陣測量、全溫度范圍內(nèi)校準(zhǔn)，滿足車規(guī)級高精度與高穩(wěn)定性的使用需求。且產(chǎn)品全生命周期免維護(hù)，具備響應(yīng)速度快、無交叉干擾、低成本、長壽命等性能優(yōu)勢。

  汽車座艙空氣質(zhì)量管理的核心在于“防患于未然"。實(shí)時(shí)監(jiān)測汽車座艙內(nèi)CO₂濃度不僅能更早發(fā)現(xiàn)問題，更能聯(lián)動車機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)造健康、節(jié)能的呼吸環(huán)境。四方光電汽車CO₂傳感器，用科技守護(hù)每一次呼吸的安全與舒適。

  參考文獻(xiàn)

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  2.Constantin,Doru,Mazilescu,et al.Sustainability, Vol. 8, Pages 852: Perception of Cabin Air Quality among Drivers and Passengers[J]. 2016.

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  4.韓豪.CO₂濃度與溫濕度的交互作用對人體的影響[D]. 西安:長安大學(xué),2023.