汽車車內空氣質量檢測,汽車,空氣質量,檢測 畢業(yè)設計報告 (論文 ) 報告 (論文 )題目： 汽車車廂內空氣環(huán)境 污染的檢測與評價方法的研究 作者所在系部： 機電工程學院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級： 作 者 姓 名 ： 董士禮 作 者 學 號 ： 201322315 指導教師姓名： 何濤 完 成 時 間 ： 2017 年 5 月 北華航天工業(yè)學院教1 摘 要 家用汽車越來越普遍，隨之而來的各種問題也是不勝枚舉，其中尤為凸顯的就是車內的空氣質量問題。近年來因為汽車車內的污 染氣體而導致的病例也不在少數(shù)，并且人們也都逐漸的認識到車內空氣污染的嚴重性。然而，我國甚至世界上大多數(shù)國家對車內的空氣質量并沒有很系統(tǒng)的評價方法，因此雖然人們很重視這個問題，但是并不知道要采取什么措施去減少車內的污染氣體。 本文中為了解決這類問題，著重的介紹了車內污染危害、檢測方法和評價方法，為人們應對車內空氣污染提供一個標準。 關鍵詞 空氣污染 空氣質量 污染氣體檢測 評價標準 2 to in In of by in is of of in in of is so to do be to in In to on a to in 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................ 1 ......................................................................................................................... 2 第 1 章 緒論 ................................................................................................................ 1 第 2 章 車內主要污染氣體及產生原因 ..................................................................... 3 內的主要污染氣體 ..................................................................................... 3 內主要污染氣體的產生原因 ..................................................................... 3 車內飾的材料釋放的污染氣體 ...................................................... 3 動機的燃燒產物產生的有害氣體 ................................................. 3 他的車內污染 ................................................................................. 3 內污染氣體的危害 ..................................................................................... 3 手煙的危害 ...................................................................................... 3 醛的危害 .......................................................................................... 4 的危害 .............................................................................................. 4 甲苯的危害 ...................................................................................... 5 危害 ......................................................................................... 5 酮的危害 .......................................................................................... 6 氧化碳的危害 .................................................................................. 7 氧化合物的危害 .............................................................................. 8 第 3 章 汽車車內主要的污染氣體濃度標準 ........................................................... 10 外對汽車車內污染氣體濃度標準的限定 .............................................. 10 國對汽車室內空氣污染濃度標準的限定 .............................................. 12 第 4 章 影響汽車車內空氣污染氣體檢測的因素 ................................................... 13 內溫度的影響 .......................................................................................... 13 車車齡的影響 .......................................................................................... 13 車的背景環(huán)境的影響 .............................................................................. 15 車行駛狀態(tài)的影響 .................................................................................. 15 風模式的影響 .......................................................................................... 15 第 5 章 汽車車內主要污染氣體的檢測方法 ........................................................... 17 染氣體的檢測系統(tǒng)設計結構 .................................................................. 17 測系統(tǒng)的硬件選擇 .................................................................................. 17 感器的選擇 .................................................................................... 17 片機的選擇 .................................................................................... 18 示器選擇 ....................................................................................... 19 測系統(tǒng)的電路及工作原理 ...................................................................... 19 片機電路 ....................................................................................... 19 數(shù)轉換電路 ................................................................................... 22 鍵電路 ........................................................................................... 23 拉電阻電路圖 ............................................................................... 23 碼管電路 ....................................................................................... 24 警電路 ........................................................................................... 24 測系統(tǒng)仿真 .............................................................................................. 25 第 6 章 汽車車內的空氣質量的評價方法 ............................................................... 27 內的空氣質量標準 .................................................................................. 27 內空氣質量的評價方法 .......................................................................... 28 種評價因子的濃度對人體的影響 ............................................... 28 內空氣質量的分級標準 ................................................................ 29 內空氣質量指數(shù)的計算 ............................................................... 30 內空氣質量的評價方法 ............................................................... 30 致 謝 ...................................................................................................................... 31 參考文獻 ...................................................................................................................... 32 附 錄 .......................................................................................................................... 33 附錄 1 總電路圖 ........................................................................................ 33 附錄 2 單片機主程序 ................................................................................ 33 附錄 3 序 .................................................................................. 37 附錄 4 按鍵程序 ........................................................................................ 41 1 第 1 章 緒論 據(jù)統(tǒng)計，我國目前的民用車輛達到了 6000 萬輛，而且在 2006 年超越了日本成為全球第二大汽車消費市場，是名副其實的汽車大國。而且民用車輛還在以每年 15%的增長率增長。但是隨著車輛的增長，各種因汽車車內的空氣污染所造成的問題也是接踵而來。 汽車車內的空氣污染和室內的空氣污染一 樣都會對人造成嚴重的健康影響，更甚者會造成癌癥甚至死亡。車內的空氣污染因素有很多，其中以甲醛、甲苯、為主要因素。 但是我國還沒有汽車車內空氣質量的相關標準，很多人都意識不到這些問題的嚴重性，因此本文設計了相關氣體的檢測方法，制訂了污染氣體的濃度標準。 目前，我國汽車已進入飛速發(fā)展階段，據(jù)國家統(tǒng)計局 2008年 2月 28日發(fā)布的《 2007年國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，至 2007年末，全國民用汽車保有量達到 5697萬輛 (包括三輪汽車和低速貨車 1468萬輛 )，比上年末增長 14． 3％，其中私人汽車保有量 3534萬輛，增長 20． 8％。民用轎車保有量 1958萬輛，增長 26． 7％，其中，私人轎車 1522萬輛。自 2006年起，中國取代日本成為僅次于美國的世界第二大新車消費市場，中國同時還是僅次于日本和美國的世界第三大汽車生產國。僅 2006年我國國內汽車企業(yè)推出了多種新車型，在百余款轎車新車型中，自主品牌就有 36款。隨著私人購車量的迅猛增長，人們在車內度過的時間也越來越多，車內空氣污染對人體健康的影響日益顯現(xiàn)出來，近年來我國已出現(xiàn)多起因汽車內污染引起的民事糾紛案件。 汽車車內空氣污染會使人產生頭痛、頭暈、惡心、咳嗽 等癥狀，影響人的心情和注意力，久而久之會引起一些疾病甚至造成死亡。早在在 1983年 管是在城鎮(zhèn)道路還是高速路上，汽車車內污染是離公路 50"8倍。而 989年在研究人暴露在一氧化碳和氮氧化物環(huán)境中的文章里指出，據(jù)來自英、歐、美的資料顯示，駕駛員和乘客受到的污染比行人和騎自行車的人高 10倍。 汽車內空氣污染源有多方面，主要包括汽車內飾材料所釋放的苯、甲醛、二甲苯，汽車發(fā)動機燃燒產物中的 車空調系運行產生的胺、煙堿以及汽車內的細 菌和由車外進入的可吸入性顆粒等。 2004年 4月，由中國科協(xié)工程學會聯(lián)合會汽車環(huán)境專業(yè)委員會組織發(fā)起的“首次汽車內環(huán)境污染情況調查活動 "歷時近一個月，在接受調查的 1175輛汽車中，2003年以后購置的新車為 1068輛，另外有 107輛 1994年 5月至 2002年 12月之間的舊車接受了調查檢測。車型范圍涵蓋時下熱銷的高、中、低各檔次車輛共 91款，涉及 38家國內汽車生產廠和 6家國際著名汽車廠。結果表明，有 93． 82％的車內環(huán)2 境存在不同程度的污染情況，這無疑給汽車消費者和汽車生產、經營者敲響了一記警鐘。調查結果顯示， 有 52輛車全部檢測項目均達到本次調查活動參照標準《室內空氣質量標準》 (18883占已測總數(shù)的 6． 18％。在接受調查的新車中，存在有害物質甲醛超標的 190輛，占被調查新車總數(shù)的 23． 4％； 610輛車內苯濃度超標，占被調查新車總數(shù)的 75． 1％；甲苯超標 663輛，占被調查新車總數(shù)的 81． 6％；二甲苯超標 199輛，占被調查車輛總數(shù)的 24． 5％；一氧化碳超標358輛，占被調查車輛總數(shù)的 35． 1％；二氧化碳超標 40輛，占已測總數(shù)的 4． 9％；總揮發(fā)性有機物 (標 570輛，占被調查新車總數(shù)的 70． 2％。由此可見，汽車內環(huán)境主要污染物質為甲苯，其次為二甲苯、苯、 幾種有害物質的污染情況均比較嚴重。 我分析了車內污染氣體檢測環(huán)境條件對污染氣體濃度的影響， 并提出了檢測污染空氣濃度的方法， 最后本文通過對車內主要污染物對人體的健康效應，參考國家《室內空氣質量標準》和《室內環(huán)境質量標準》，分析提出車內空氣質量評價因子和評價標準。參考并對比分析大氣質量評價方法和室內空氣質量評價方法，提出了利用空氣質量指數(shù)法作為車內空氣質量的評價方法，并根據(jù)車內污的特點對空氣質量指數(shù)法進行了修正，從而能更好地 評價車內空氣質量狀況。 3 第 2 章 車內主要污染氣體及產生原因 內的主要污染氣體 甲醛，苯，二甲苯， 外內燃機的燃燒產生的 氮氧化合物這些都是車內的污染氣體。汽車空調也會產生煙堿，由外空氣進去車內的外空氣污染氣體等。 內主要污染氣體的產生原因 車內飾的材料釋放的污染氣體 車內的污染氣體一般 是內飾散發(fā)的，主要是汽車的儀表盤、地毯、汽車的皮革座椅以及車頂氈等等。如果關閉車門，車內就相當于一個封閉的空間，這種情況下這些污染氣體對人體的危害就更 加嚴重了，甚至比室內的污染還要嚴重。 一般的，新車的內飾會容易釋放出污染氣體，而且越是貴重的車輛，車內的內飾越好，那些用于內飾制作的材料就會越容易釋放出甲苯，甲醛，二甲苯之類的對人體有害的氣體。 般是在汽車內飾使用的粘合劑釋放出來的，這是由于粘合劑在合成的時候反應不完全造成的結果，原材料中就會出現(xiàn)各種 子，在空氣中釋放出來。 動機的燃燒產物產生的有害氣體 汽車發(fā)動機在燃燒時，其燃燒產物中含有一氧化碳、 氮氧化合物，這些有害氣體會隨著汽車的縫隙、汽車車窗進入車內空間。 他的車內污染 在密閉的車內吸煙會產生二手煙；汽車空調的循環(huán)系統(tǒng)中非常容易產生菌和煙堿；外空氣進入車內的可吸入顆粒物也是主要污染之一。 內污染氣體的危害 手煙的危害 吸二手煙造成諸多健康危害例如：肺癌，記憶力減退，引發(fā)兒童哮喘，冠心4 病，咽炎，導致不孕不育，白血病和腫瘤。 醛的危害 甲醛是毒性很高的物質，甲醛位居我國有毒化學品有點控制名單的第二名。它已經被世界衛(wèi)生組織定姓為致畸形和致癌物質，是全球公認的變態(tài)反應源，同時是強制突變物。 空氣中的甲醛對人體的眼結膜，皮膚，呼吸道 黏膜有很大的刺激作用，它可以經呼吸道吸收，在體內轉化為甲酸，導致中毒，表現(xiàn)為，流淚，頭暈，乏力，頭痛，視物模糊。檢查可見結膜，咽喉部明顯充血，小部分患者還有有聽診呼吸音粗糙或有感性羅音，較重者可有持續(xù)咳嗽，胸痛，聲音嘶啞，呼吸困難。 具體危害為： 1）誘發(fā)過敏性鼻炎以及支氣管炎，尤其是可以誘導哮喘，更有甚者可以致人死亡。 2）引起氣道和眼部刺激，可以致人直接病變或者降低人體的防病能力。 3）導致氧化損傷，通常表現(xiàn)在心肌、肝臟、腎臟、和肺部神經毒性。 4）導致人精神不集中、失眠、記憶力下降、食欲不振、情緒反常 等。 5）高濃度的甲醛還是一種毒性基因物質，在實驗室中，實驗動物在吸入高濃度的甲醛后，會導致鼻咽腫瘤。 6）孕婦若長期吸入甲醛有可能導致胎兒畸形嚴重者可致死亡，男子長期吸入有可能導致男子精子畸形或者死亡。 的危害 苯是一種有毒性物質，在毒性物質里分屬高毒性化學物，同時它也是一種國際證實的致癌物質。我們從苯的沸點就可以看出，苯的揮發(fā)性比較大，如果它暴露于空氣中特別容易揮發(fā)，因此苯主要是以蒸氣形態(tài)從呼吸道吸入，經過皮膚也有可能吸收一部分，經過消化道吸收則吸收很完全。人如果吸入或皮膚接觸大量苯，會 導致急性和慢性苯中毒。 時間內若吸入大量苯或口服大量液態(tài)苯則會引起急性苯中毒，集中表現(xiàn)為苯對中樞神經系統(tǒng)產生的麻痹作用，嚴重者則出現(xiàn)頭痛、嘔吐、惡心、神志模糊、昏迷、知覺喪失、呼吸及心足不規(guī)則、抽搐、肺水腫、血壓下降，引起因為中樞麻痹導致的呼吸和心跳停止死亡。如果攝入含苯過多的食物會引起嘔吐、頭昏、胃痛、抽搐、失眠、心率加快等，甚至死亡。人若吸入 800～1000mg/度的苯持續(xù) 4～ 6 個小時會引起急性苯中毒，吸入 度的5 苯持續(xù) 1 小時會出現(xiàn)中毒癥狀， 度下吸入持續(xù) 5～ 10 分鐘將導致死亡?？诜滤懒看蠹s為 10 毫升。 期吸入較高濃度的苯后會引起亞急性苯中毒，患者可能出現(xiàn)頭暈、乏力、頭痛、失眠等，大約約 1～ 2 個月后可能產生再生障礙性貧血。若及早發(fā)現(xiàn) ,一經脫離接觸苯 ,經過適當處理后 ,預后較原發(fā)性再障好。 長期接觸低濃度的苯會引起慢性苯中毒，表現(xiàn)為：造血抑制，白細胞、血小板減少，嚴重者出現(xiàn)會全血細胞減少、骨髓增生異常綜合征、再生障礙性貧血；經常有頭暈、乏力、失眠頭痛、乏力、失眠、記憶力減退等癥狀，皮膚、齒齦出血， 女性月經失調。女性懷孕期及哺乳期必須調離，避免對胎兒產生不良影響。血液變化是其主要表現(xiàn)，最開始有白細胞減少，其后會出現(xiàn)血小板減少。經常接觸苯會引起皮膚脫脂，變干燥、脫屑甚至皸裂，也可能出現(xiàn)過敏性濕疹、脫脂性皮炎等。 會損害骨髓，使紅血球、血小板、白細胞數(shù)量減少，導致染色體畸變，從而引起白血病。 甲苯的危害 二甲苯對呼吸道以及眼部有刺激性作用，如果濃度過高會對人體的中樞神經有麻醉作用。 如果短期內吸入較高濃度的二甲苯會出現(xiàn)呼吸道和眼部的明顯刺激、頭暈、嘔 吐、四肢無力、步履蹣跚、眼結膜及咽喉充血、惡心、胸悶、意識模糊。嚴重的患者還會出現(xiàn)躁動、抽搐或者昏迷的癥狀。 長期接觸二甲苯會出現(xiàn)神經衰弱，皮膚干燥、皮炎，女性會出現(xiàn)月經失調。 危害 文名稱是總發(fā)揮性有機化合物，他的主要成分是烴類、氧烴、鹵代烴和氮烴，包括：有機氯化物、有機酮、苯系物、氟利昂、醇、酯、胺、醚、酸和石油烴化合物。 有刺激性氣味，而且其中某些化合物具有基因毒性。一般的， 響人體中抒神經系統(tǒng)功能，出現(xiàn) 頭暈、嗜睡、頭痛、胸悶、無力等癥狀；還有可能影響我們的消化系統(tǒng)，出現(xiàn)食欲不振、惡心等癥狀，嚴重時會損傷人體肝臟，產生變態(tài)反應等。 一般研究認為，正常的、非工業(yè)性質的 度還不至于導致人體出現(xiàn)6 腫瘤和癌癥。但是當 度為 mg/，就產生刺激和不適，與其他因素一起作用時，有可能出現(xiàn)頭痛；當 度大于 25 mg/，除頭痛外，還有可能產生其他的神經毒性作用。 因為生理結構的不同， 污染對女性身體的影響比男性更大。 女性身體里因為脂肪成分較多，苯吸收入人體后會在脂肪內貯 存。國內外眾多案例表明， 胚胎及胎兒發(fā)育有嚴重不良影響，可造成胎兒畸型及死胎。 英國有一個 “ 全球環(huán)境變化問題 ” 的研究小組的公告報告中曾得出一個結論：環(huán)境污染的加劇將會導致兒童的智力和免疫力低下。 由于兒童的身體正在發(fā)育，免疫系統(tǒng)比成人脆弱，另外兒童的呼吸量按體重比要比成人高一半左右，這就使得兒童更容易受到 危害。無論從孩子的身體或者是智力發(fā)育來看看， 污染 對兒童的危害都不容忽視。 對兒童成長產生以下三大威脅： 學研究證明，氣體污染已經成為兒童白血病產 生的重要原因。根據(jù)流行病學的統(tǒng)計，我國大約每年增加 4 萬名白血病患者，然而兒童患者就占據(jù)了其中一半，而且大多都是 2 歲到 7 歲的兒童 。 據(jù) “空氣污染對呼吸健康影響研究 ”顯示：兒童產生感冒咳痰、感冒咳嗽、感冒氣喘與空氣中的 度呈現(xiàn)正比。其中因為兒童的身體正在成長，呼吸量按體重比要比成人高 50%左右，因此兒童更容易受到 侵害。 度 越高，兒童的肺功能異常率就越高。嚴重的空氣污染可以使患肺部疾病的幾率增高 30% 于兒童的身體 處于生長發(fā)育期，長期吸入存在 染 的空氣，不但容易導致各種疾病，還有可能使兒童身體各機能受到慢性中毒影響，從而影響兒童身高和智力正常發(fā)育。 酮的危害 丙酮對讓人體中樞神經系統(tǒng)具有麻醉和抑制作用，人接觸高濃度的丙酮有可能對肝、腎和胰腺有損害。但是由于丙酮毒性低，代謝解毒還很快，因此生產條件下的急性中毒患者比較少見。人體丙酮急性中毒時會引起嘔吐、痙攣、氣急嚴重的會導致昏迷?？诜?，口唇、咽喉會產生燒灼感，數(shù)小時以后會出現(xiàn)口干、昏睡、嘔吐、酸中毒和酮癥，嚴重的甚至暫時性意識模糊。丙酮對人體的 長期損害，主要表現(xiàn)為對眼的刺激例如畏光、流淚、角膜上皮浸潤。還有可能產生眩暈、咳嗽等。 人體吸入丙酮，如果濃度在 500下，則無影響；如果濃度在 500～1000間就會刺激鼻、喉；濃度達到 1000將會導致頭痛而且會頭暈；7 濃度在 2000～ 10000 間時會有頭暈、疲倦、 惡心、嘔吐的癥狀 ，濃度再高將會失去知覺、昏迷甚至死亡。 人體眼睛直接接觸丙酮，如果濃度在 500會有刺激，如果接觸液體丙酮就會產生重度毒刺激。 人體皮膚接觸丙酮，如若接觸液體丙酮就會有輕度刺激，通過完好的 皮膚吸收丙酮造成的危險很小。 人如果口服丙酮，會對喉和胃有很大刺激作用，如若攝入大量會產生和吸入丙酮一樣的癥狀。 氧化碳的危害 一氧化碳對人體的血液和神經系統(tǒng)具有很強的毒性?？諝庵械囊谎趸?，通過人的呼吸系統(tǒng)，進入人體的血液內，然后與人體血液中的血紅蛋白和肌肉中的肌肉蛋白 和含二價鐵的呼吸酶相結合，最后形成可逆性的結合物。 通常在正常情況下，氧經過呼吸系統(tǒng)進入血液，然后會與血紅蛋白結合，形成氧血紅蛋白后被輸送到人體的各個器官和組織，然后參與人的新陳代謝活動。由于一氧化碳與血紅蛋白的結合力 比氧與血紅蛋白的結合力大 200～ 300 倍，因此如果空氣中的 度過高，人就會攝入大量的一氧化碳進入血液中。進入血液中的一氧化碳，會優(yōu)于進入血液中的癢與血紅蛋白相結合，形成碳氧血紅蛋白。然而碳氧血紅蛋白的分解速度卻只是氧血紅蛋白三千六百分之一。 由于 血紅蛋白的結合，不僅僅降低了血球運輸氧的能力，而且還抑制和延緩了氧血紅蛋白的分解，從而導致了機體組織因為缺氧而壞死，嚴重的患者還有可能死亡。 除此之外，人體內的血紅蛋白的代謝過程，也會產生一些一氧化碳，會形成內源性的 碳氧血紅蛋白 。正常人體內，碳氧血紅蛋白只 占了 而貧血患者會更高一點。 一氧化碳對人體的危害大小，取決于空氣中 濃度和人體吸收含有高濃度一氧化碳的空氣的時間。 通常一氧化的中毒患 者血液中的碳氧血紅蛋白中的含量與他吸收的空氣中的一氧化碳的濃度成正比，嚴重的中毒患者與血液中的碳氧血紅蛋白含量有直接的關系。 大腦和心臟是與人的生命最密切的組織，大腦和心臟對人體供氧不足的反應極其敏感。因此， 由于一氧化碳中毒而 導致的人體組織缺氧，對人的大腦和心臟的影響最為顯著。 若空氣中的一氧化碳濃度達到了 1010 分鐘以后，機體血液內的碳氧血紅蛋白 就可以達到 2%以上，進而引起人體的神經系統(tǒng)反應：行動遲緩、意識8 不清等。若一氧化碳濃度達到了 30體血液內的碳氧血紅蛋白可以達到5%，就可以導致人的聽覺和視覺障礙；當人體血液內的碳氧血紅蛋白含量達到10%以上，人體將會出現(xiàn)嚴重的中毒，會出現(xiàn)頭痛、胸悶、乏力、眩暈、惡心、意識模糊 等癥狀。 由于一氧化碳在人體的肌肉中的累積，即使人在停止吸入高濃度的一氧化碳后，在數(shù)天之內，人仍然會感覺到肌肉無力。而且 毒對 人的大腦皮層 傷害最為嚴重，經常導致腦組織的軟化和壞死。 一氧化碳中毒對人的心臟也能造成很嚴重的傷害 。如果碳氧血紅蛋白的含量達到 5%以上，人的冠狀動脈血流量會顯著增加；如果碳氧血紅蛋白的含量達到10%，冠狀動脈血流量就會增加 25%，人心肌攝取氧的數(shù)量就會減少，導致一些組織細胞內氧化酶系統(tǒng)的活動停止。一氧化碳中毒還可能引起人血管內的脂類物質累積量上升，導致 動脈硬化癥 。 而動脈硬化 患者，更容易出現(xiàn)一氧化碳中毒的情況。 含量甚至 量的碳氧血紅蛋白，就有可能導致心絞痛患者的發(fā)作時間極大的縮短。 正常人體中的碳氧血紅蛋白的含量為 右，安全閾值大約為 10%。當碳氧血紅蛋白的含量達到了 25%～ 30%時，就會出現(xiàn)中毒癥狀，經過幾小時之后就會陷入昏迷。當碳氧血紅蛋白的含量達到 70%，人會立即死亡。血液中的碳氧血紅蛋白的含量達到 30%～ 40%，血液就會呈現(xiàn)為櫻紅色，皮膚、黏膜、指甲及口唇部都會有顯示。同時，人還出現(xiàn)頭痛、嘔吐、心悸、惡心等癥狀，嚴重者將會昏倒。嚴重中毒者就出現(xiàn)驚厥，肺部和大腦出現(xiàn)水腫癥狀，心肌受到嚴重損害，如過不及時搶救的話，是非常容易導致死亡的。 氧化合物的危害 氮和氧結合的化合物主要包括：一氧化二氮、一氧化氮、三氧化二氮、二氧化氮、四氧化二氮、 五氧化二氮 等。 氮氧化物 對人的 眼睛和上呼吸道粘膜的刺激比較輕，主要侵入人的呼吸道細支氣管以及肺泡。當?shù)趸镞M入了肺泡之后，導致肺泡的表面濕度增加，產生的反應加快，在肺泡內大約阻留 80％，一部分變化為 氧化二氮與二氧化氮都能與呼吸道粘膜處的水分反應生成亞硝酸與硝酸，對人的肺組織產生強烈的腐蝕作用，增加了人的毛細血管和肺泡壁的通透性，導致肺水腫。亞硝酸鹽進入血液后還有可能引起人的血管擴張，血壓下降，同時與血液內的血紅蛋白作用生成高鐵血紅蛋白，引起的組織缺氧。高濃度的一氧化氮也可以讓血液中的氧和血紅蛋白反應成高鐵血紅蛋白，從而引起 組織缺氧。 因此，當污染氣體以二氧化氮為主的時候，對肺的損害相當明顯，嚴重時可9 導致以肺水腫為主的病變。當混合氣體中混有有大量的一氧化氮時，高鐵血紅蛋白的形成就占據(jù)了優(yōu)勢，此刻毒性擴散迅速，產生中樞神經損害等癥狀。一氧化氮的含量在萬分之一以上時，幾分鐘之內就會導致人和動物的死亡，吸入濃度為五十萬分之一的二氧化氮，幾分鐘之內就會危害到人的呼吸系統(tǒng)。 10 第 3 章 汽車車內主要的污染氣體濃度標準 外對汽車車內污染氣體濃度標準的限定 以俄羅斯為例，俄羅斯 1999 年實施了 98 號《車輛車內污染物評價標準及方法》 ，它規(guī)定的污染氣體的最高濃度限值見表 污染物 最高濃度限值 一次濃度限值 燃料種類 0 5 所有 有 有 10 300 — 所有 5 — 50 所有 10 — 30 所有 油 000 縮天然氣 表 羅斯國標車內污染氣體最高濃度限值及一次濃度限值（ mg/ 日本的機動車協(xié)會（ 過調查和檢測，也制定了 《降低車內 自主舉措》。新發(fā)售的汽車車內的 濃度必須要低于厚生勞動省制定的的濃度指導值，其指定的濃度限值見表 物質名稱 室內濃度指導值 甲醛 100 11 甲苯 260 二甲苯 870 乙烯苯 3800 苯乙烯 220 鄰苯二酸丁酯 220 十四烷 330 乙醛 48 00 表 本厚生勞動省制定的室內物質的濃度指導值 ug/于世界上大多數(shù)國家都沒有制定汽車車內的污染物相關標準，因此世界衛(wèi)生組織（ 進行測定和評價的 時候大多借用了室內空氣質量標準。世界衛(wèi)生組織規(guī)定的室內的空氣污染的限值濃度見表 污染物 濃度限值 甲醛 苯 甲苯 醛 界衛(wèi)生組織規(guī)定的室內空氣污染限值濃度 12 國對汽車室內空氣污染濃度標準的限定 我國并沒有出臺過對汽車車內空氣污染標準的相關規(guī)定，因此，我們可以沿用國家規(guī)定的室內空氣污染濃度標準。 2002 年 11 月 19 日國家質檢總局、衛(wèi)生部、國家環(huán)?？偩致?lián)合發(fā)布了 18883內空氣質量 標準》，并且于2003 年 3 月 1 日正式實施。該規(guī)定限值見下表。 污染物 濃度限值 限制條件 甲醛 苯 甲苯 二甲苯 表 國室內空氣污染濃度標準（ mg/ 13 第 4 章 影響汽車車內空氣污染氣體檢測的因素 溫度、汽車的年齡、車內的濕度、車內外的空氣交換率、汽車的通風模式以及汽車所在背景的 濃度等等，這些因素都會影響到污染氣體的濃度。 內溫度的影響 汽車內的溫度是影響車內污染氣體濃度的主要因素之一，一般的的情況下溫度越高，污染氣體的濃度也就越高。汽車內飾中一般都含有有機溶劑，這些東西會在空氣中揮發(fā)，釋放出甲醛等氣體，溫度越高，揮發(fā)性越好。溫度的影響情況如下圖所示。 圖 醛隨溫度的變化情況 圖 苯隨溫度的變化情況 車車齡的影響 2000 年的 經做過實驗，實驗說明，出廠越早的汽車，釋14 放的污染氣體就越少。 他們還計算出了有關結果，根據(jù)時間的流逝有一個衰減率，大約是一周衰減20%，所做的實驗如下圖所示 圖 輛的年齡對 影響（ 日本機動車協(xié)會（ 曾經做過實驗，他們的實驗研究表明，各種污染氣體隨著出場時間的變化，濃度變化不同。如下圖所示。 圖 醛隨車輛年齡的變化 圖 苯隨車輛年齡的變化 15 車的背景環(huán)境的影響 汽車在行駛的情況下，根據(jù)汽車行駛的環(huán)境的大氣污染情況，會影響車內的環(huán)境。假如行駛環(huán)境良好，車內與環(huán)境換氣的情況下，車內的空氣質量就是相應的好一些，相反假如汽車行駛環(huán)境很差，大氣污染嚴重，那么車內的空氣質量就會隨著變差。 戴漣漪 在 2003 年比較過北京內城干線和二環(huán)路在不同交通時期的車內污染差距。他們的實驗說明污染嚴重的情況下，車內的污染濃度較高。 車行駛狀態(tài)的影響 汽車在啟動的時候污染很嚴重，冷啟動更甚。冷啟動的時候，汽車的催化轉化器不能很好的工作導致了發(fā)動機的燃燒不完全，產生的污染氣體進入了車內導致的。 汽車在行駛過程和靜止狀態(tài)下的空氣流速差距很大。在行駛狀態(tài)下，有利于車內外的空氣交換，這就導致了汽車的內環(huán)境與外環(huán)境的空氣質量有的很大的關聯(lián)，因此，行駛狀態(tài)也間接的影響了車內的環(huán)境。 風模式的影響 汽車的通風模 式也對車內的空氣有著很大的影響。通過 2003 年對雪弗萊、福特和豐田 3 種汽車進行的 3 種不同的通風模式對車內 濃度檢測的研究，該項研究如圖 示。 圖 同的通風模式對車內污染氣體濃度的影響 由圖 以了解到在雪弗萊在汽車進行空調外循環(huán)的情況下，車內的污染16 氣體的濃度較低，在汽車進行內循環(huán)是會升高，當車窗半開的時候污染氣體濃度最大。福特汽車和豐田汽車在汽車進行空調內循環(huán)的時候車內的污染物的濃度最低。 日本的機動車協(xié)會（ 究表明，在汽車行駛過程中打開空調或者車窗能使 車內的 度下降。其研究的結果如圖 示。 圖 車通風對甲醛濃度的影響 17 第 5 章 汽車車內主要污染氣體的檢測方法 染氣體的檢測系統(tǒng)設計結構 我在這里以檢測甲醛為例。 檢測污染氣體的總設計圖如下圖所示： 圖 統(tǒng)的總設計圖 測系統(tǒng)的硬件選擇 感器的選擇 我選用的是英國達特生產的 物圖如下： 醛傳感器的實物圖 這種甲醛傳感器的參數(shù)如下所示： 名稱 甲醛傳感器 8 片機的選擇 我 選用的 片機： 片機的主要參數(shù)及引腳圖如下： ? 與 品指令和引腳完全兼容 ? 8K 字節(jié)可重擦寫 存存儲器 ? 1000 次寫 /擦循環(huán) ? 時鐘頻率： 024 三級加密存儲器 ? 256 字節(jié)內部 32 個可編程 I/O 口線 ? 3 個 16 位定時 /計數(shù)器 ? 6 個中斷源 測量范圍 0- 10 大負荷 50作壽命 空氣中 3 年 輸 出 1200±300nA/20辨率 度范圍 5℃ 壓力范圍 大氣壓 ±10% 響應時間 (T 90) 〈 50 度范圍 5℃ 零點輸出 (20℃ ) 〈 0.1 大零點漂移 (20℃ 0℃ ) 0.1 期漂移 〈 2% /每月 推薦負載值 10Ω 線性度輸出 線性 重 量 約 32 克 19 ? 可編程串行 道 ? 低功耗的空閑和掉電模式 ? 片內振蕩器和時鐘電路 示器選擇 我選用的是 4 位共陽極數(shù)碼管 7 為了方便 顯示，甲醛濃度單位設置成為 ug/ 測系統(tǒng)的電路及工作原理 片機電路 單片機電路如下圖： 圖 片機電路圖 20 單片機電路的組成部分有 3部分 : （ 1）晶振電路 52 單片機的芯片在操作的時候必須要有一個時間基準，而且必須要按照這個基準進行，而被用來提供這種基準的，就是時鐘信號。 52 單片機有兩種完全不同的提供時鐘信號的方式：第一種是內部時鐘方式，這種方式是把連接一個晶振電路在 52 外部，然后它同時和里邊的振蕩器產生相應的反映，這樣就會提供出時鐘信號。第二種外部時鐘方式不用產生時 鐘信號，引入 52 內部的是已經產生的信號，不過這種方法一般都是在很多 52 同時運行的情況下才用第二種。所以這種外部的方式功耗很大。 為了減少耗電，我選用了第一種： 圖 振電路 在 52的內部存在著震蕩電路，所以我們只要把晶振接在引腳 且在同時時鐘信號在 52 的內部產生。電路中所示 2 都沒有超過 30們選擇 12 兆赫茲晶振。 （ 2） 復位電路 為了保證單片機在運行的時候處于一個確定的狀態(tài)，我們這時候就需要復位電路來進行單片機復位。 沒有進行復位的 單片機，在運行的時候，編入單片機內的程序會發(fā)生錯誤，而且引線的信號也不穩(wěn)定，還會發(fā)生定時器溢出等各種各樣的錯誤，到時單片機無法正常工作，因此我們需要一個復位電路來引導單片機復位。 當高點平 被引入到 個引腳的時候，持續(xù)倆個機器周期， 52 就著手開21 始進行它的復位。如果這個引腳一直被導入高殿平的話，那么 52 就會一直不停的進行復位，周而復始。復位電路 如下圖 ： 圖 電復位電路 22 數(shù)轉換電路 模數(shù)轉換器件是 8 位的，其電路圖如下圖所示： 圖 數(shù)轉換電路 這種轉換器的分辨率最高可以到 256，轉換器的模擬輸入電壓在 5 伏以下，它轉換信號的的速度非?？?，只有 32 微妙，而且非常穩(wěn)定。它的參考電壓是和電源的輸出端共用的，雙數(shù)據(jù)同時輸出，可以為校驗數(shù)據(jù)。 一般的情況下， 52 單片機的接口都是可以輸入或者輸出的，而且在工作的時候 會一起工作，所以 聯(lián)是不正確的，我們需要將他們并聯(lián)。并且和相同的線相接。 轉換器和單片機都是通過 種轉換器在工作的時候處理器會傳遞給 個時鐘信號，這個信號讓 直持續(xù)在低電平的狀 態(tài)，轉化信號時， 個端口并不能同時工作，我們要選擇 進行選擇信號。 在第 1 個時鐘脈沖下降之前必須是高電平，這樣代表啟始信號。在第 2個和第 3 個脈沖下降之前 應該輸入 2 位數(shù)據(jù)以用來選擇通道功能 。 當 入的是高電平的時候，轉換器停止工作。這個時候 23 鍵電路 圖 鍵電路 上圖 中一共三 個獨立式按鍵， 3 個用來輸入和輸出的引腳。它們之間都是單獨相連，而且兩兩之間沒有關聯(lián)。 在這個電路里，高電平的輸入不會有有任何作用，上拉電阻的存在確保了 引腳上無論是否按鍵，都會有一定的高電平存在。 拉電阻電路圖 電路圖如下圖所示： 圖 拉電阻電路 上拉電阻的作用是確保 口擁有穩(wěn)定的高電平。如若沒有 存在，不會有穩(wěn)定的高電平。 24 碼管電路 數(shù)碼管電路的接線原理如下圖所示： 圖 碼管電路 警電路 在單片機應用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來指示，供操作人員參考，了解系統(tǒng)的工作狀況。但對于某些緊急狀態(tài)，比如系統(tǒng)檢測到的錯誤狀態(tài)等，為了使操作人員不至于忽視，及時采取措 施，往往還需要有某種更能引人注意，提起警覺的報警信號。這種報警信號通常有三種類型：一是閃光報警，因為閃動的指示燈更能提醒人們注意；二是鳴音報警，發(fā)出特定的音響，作用于人的聽覺器官，易于引起和加強警覺；三是語音報警，不僅能起到報警作用，還能直接給出警報種類的信息。 25 我使用的是鳴音報警： 圖 警電路 測系統(tǒng)仿真 本文章為設計的檢測系統(tǒng)進行了仿真試驗。 仿真效果如下： （ 1）接通電源后數(shù)碼管顯示如下： （ 2）第二步進行檢測一個達到標準的濃度，如下圖： 說明此時的濃度 為 86ug/就是 （ 3）當檢測到一個超標濃度時，顯示器顯示如圖： 26 此時顯示濃度為 114g/就是 時蜂鳴器發(fā)出鳴響。 27 第 6 章 汽車車內的空氣質量的評價方法 目前我國還沒有頒布汽車車內的空氣質量評價的相關規(guī)定，不過我們可以像世界衛(wèi)生組織一樣，根據(jù)國內的室內空氣質量的評價