本申請(qǐng)涉及汽車環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)逐漸成為生活的一部分，然而，由于汽車內(nèi)空間為封閉空間，汽車行駛過程中，由于汽油燃燒等原因，汽車內(nèi)空氣容易受到污染而駕駛者不自知，急需對(duì)汽車內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種汽車內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，以解決上述提出問題。

本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種汽車內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，一種汽車內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，包括，監(jiān)測(cè)傳感器，設(shè)置于汽車內(nèi)，用于對(duì)汽車內(nèi)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；信號(hào)處理電路，與所述監(jiān)測(cè)傳感器連接，用于將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；主控制器，與所述信號(hào)處理電路連接，依據(jù)所述電信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)；提示電路，與所述主控制器連接，依據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行聲音播放提示或文字信息提示；所述監(jiān)測(cè)傳感器包括CO₂氣體傳感器，用于獲取車內(nèi)CO₂濃度數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)車內(nèi)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)車主進(jìn)行提示，汽車內(nèi)部的監(jiān)測(cè)傳感器包括CO₂氣體傳感器，其對(duì)CO₂氣體的檢測(cè)靈敏度高，當(dāng)環(huán)境中含有過量的CO₂，該CO₂氣體傳感器能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)，并且耐水性好，使用壽命長(zhǎng)，從而解決了上述提出問題。

本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明汽車內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述CO₂氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

現(xiàn)代電子信息技術(shù)的三大支柱是傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，其中，傳感器是信息獲取與交換的核心。氣體傳感器是傳感器領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，其可以感受外界氣氛信息并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為可測(cè)信號(hào)；現(xiàn)代社會(huì)人們接觸不同氣體的機(jī)會(huì)越來越多，因此有必要對(duì)其氣體成分進(jìn)行分析、檢測(cè)及報(bào)警等，因此，氣體傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、家庭安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、能源、醫(yī)療等領(lǐng)域具有非常重要的作用。

二氧化碳是一種常見的無機(jī)化合物，常溫下無色無味，可溶于水，密度比空氣大。

在自然界中，二氧化碳含量豐富，為大氣組成的一部分，二氧化碳可以通過多種途徑產(chǎn)生，比如，有機(jī)物在分解、發(fā)酵、腐爛等過程中，會(huì)伴隨產(chǎn)生二氧化碳；在石油、石蠟、煤炭、天然氣等燃料的燃燒過程中，會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳；所有動(dòng)物在呼吸過程中，都要吸氧產(chǎn)生二氧化碳；所有綠色植物都吸收二氧化碳釋放氧氣；另外，工業(yè)的生產(chǎn)，城市運(yùn)轉(zhuǎn)，交通等都離不開排放二氧化碳。由于二氧化碳是一種窒息性氣體，其濃度超過一定范圍，會(huì)引起人們的中毒，此外，在農(nóng)業(yè)中，二氧化碳濃度對(duì)于作物的生長(zhǎng)起到重要的作用，二氧化碳?xì)怏w同時(shí)是溫室氣體的主要成分。因此，對(duì)于二氧化碳的監(jiān)測(cè)與報(bào)警顯得異常重要。

NASICON(Na⁺Superionic Conductor)材料的化學(xué)式為Na₃Zr₂Si₂PO₁₂，是NaZr₂P₃O₁₂-Na₄Zr₂Si₃O₁₂固溶系統(tǒng)中的一種，NASICON化合物的結(jié)構(gòu)是由ZrO₆八面體與PO₄或SiO₄四面體共同形成的骨架結(jié)構(gòu)，八面體與四面體構(gòu)成骨架后，形成三維的骨架間隙，這些間隙構(gòu)成通道，Na⁺離子位于骨架間隙之間，因而能沿這些間隙所構(gòu)成的三維通道各向同性的傳導(dǎo)，具有較高的離子傳導(dǎo)效率，屬于高溫陽離子固體電解質(zhì)，一般被稱為鈉離子快速導(dǎo)體；目前，NASICON材料在染料電池、化學(xué)離子敏感電極、電化學(xué)傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，尤其在傳感器領(lǐng)域，以其為固體電解質(zhì)制備的SO₂、CO₂、NO_X等固體電化學(xué)式傳感器是一種具有很好應(yīng)用前景的器件形式。

本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種汽車內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，如圖1所示，包括，監(jiān)測(cè)傳感器，設(shè)置于汽車內(nèi)，用于對(duì)汽車內(nèi)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；信號(hào)處理電路1，與所述監(jiān)測(cè)傳感器連接，用于將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；主控制器2，與所述信號(hào)處理電路1連接，依據(jù)所述電信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)；提示電路3，與所述主控制器2連接，依據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行聲音播放提示或文字信息提示，所述監(jiān)測(cè)傳感器包括溫度傳感器4，用于獲取汽車內(nèi)部的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)；所述監(jiān)測(cè)傳感器包括濕度傳感器5，用于獲取車內(nèi)環(huán)境濕度，所述監(jiān)測(cè)傳感器包括氧氣濃度傳感器6，用于獲取車內(nèi)環(huán)境的氧氣濃度；所述監(jiān)測(cè)傳感器包括氣壓傳感器7，用于獲取車內(nèi)環(huán)境氣壓，所述監(jiān)測(cè)傳感器包括CO₂氣體傳感器8，用于獲取車內(nèi)CO₂濃度數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)車內(nèi)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)車主進(jìn)行提示，汽車內(nèi)部的監(jiān)測(cè)傳感器包括CO₂氣體傳感器，其對(duì)CO₂氣體的檢測(cè)靈敏度高，當(dāng)環(huán)境中含有過量的CO₂，該CO₂氣體傳感器能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)，并且耐水性好。

優(yōu)選地，如圖2，所述CO₂氣體傳感器8為管式加熱型固體電解質(zhì)式CO₂氣體傳感器；具體的，該CO₂氣體傳感器8以Al₂O₃陶瓷管10為襯底，表面設(shè)有NASICON固體電解質(zhì)層60，在Al₂O₃陶瓷管10的一端，NASICON固體電解質(zhì)層60之上設(shè)有Au膜30、Pt電極40，在Al₂O₃陶瓷管10的另一端，NASICON固體電解質(zhì)層60之上設(shè)有Au膜30、Pt電極40和敏感電極50，Al₂O₃陶瓷管10中間有50Ω的加熱線圈20穿過作為加熱器。

本申請(qǐng)中，所述CO₂氣體傳感器采用固體電解質(zhì)形式，由于固體電解質(zhì)中離子導(dǎo)電性在高溫下較佳，因此，在Al₂O₃陶瓷管的中間設(shè)有加熱線圈，此外，在Al₂O₃陶瓷管表面，依次設(shè)有Au膜、Pt電極及敏感電極，利用在CO₂環(huán)境中Pt電極與敏感電極的電勢(shì)差測(cè)定CO₂的含量，Au膜具有較高的導(dǎo)電性，能夠提高對(duì)CO₂的靈敏度，進(jìn)而，使得本申請(qǐng)的汽車內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置對(duì)CO₂的靈敏性較高。

優(yōu)選地，所述NASICON固體電解質(zhì)采用高溫固相法制備，高溫?zé)Y(jié)溫度為1050℃，NASICON固體電解質(zhì)的平均顆粒粒徑為30nm。

本申請(qǐng)中，采用高溫固相法制備的NASICON材料做傳感器的固體電解質(zhì)，所制備的該NASICON材料粉末疏松，易于壓制成型，制作過程簡(jiǎn)單實(shí)用，有利于在汽車內(nèi)部的安裝。

優(yōu)選地，所述敏感電極50為復(fù)合碳酸鹽，具體為摩爾比4:3:1的Li₂CO₃-BaCO₃-NaHCO₃復(fù)合碳酸鹽，且，所述復(fù)合碳酸鹽中添加有Ni納米粉末、玻璃粉，含量分別為7.5％、9％；所述Ni納米粉末的粒徑為10nm。

本申請(qǐng)中，敏感電極為復(fù)合碳酸鹽，其中，Li₂CO₃表現(xiàn)良好的吸濕性，提高了傳感器的耐水性，NaHCO₃在高溫?zé)Y(jié)過程中一部分會(huì)分解釋放出氣體，該氣體沖破敏感電極材料，產(chǎn)生造孔效果，有利于敏感電極表面積的提高，增加了器件的靈敏度。

進(jìn)一步的優(yōu)選地，所述CO₂氣體傳感的制備步驟如下：

步驟一，制備NASICON固體電解質(zhì)

選取Na₃PO₄·12H₂O，ZrSiO₄，SiO₂按照化學(xué)計(jì)量比混合，充分研磨10h，得到混合物，然后將研磨好的混合物置于陶瓷方船中，放入高溫電阻爐內(nèi)，按照5℃/min的速率升溫到800℃，保溫2h，然后快速(14℃/min)升溫到1050℃，保溫20h，再勻速降溫(8℃/min)到500℃，最后自然降溫到室溫；將以上經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的混合物從爐中取出，研磨成超細(xì)粉體，即得NASICON固體電解質(zhì)。

步驟二，制備CO₂氣體傳感器

a)選取Al₂O₃陶瓷管10，清洗后晾干，陶瓷管規(guī)格為管長(zhǎng)10mm，管壁厚0.5mm，外徑為1.5mm；

b)將步驟一中得到的NASICON固體電解質(zhì)加入去離子水，研磨成漿糊狀，然后使用旋涂法均勻的涂覆在Al2O3陶瓷管10表面，

c)將Al₂O₃陶瓷管10放入電阻爐中，在600℃燒結(jié)1.5h；

d)重復(fù)步驟b、c兩次，然后將Al₂O₃陶瓷管在900℃下高溫?zé)Y(jié)8h，形成厚度為0.5mm的NASICON固體電解質(zhì)層60；

e)然后在Al₂O₃陶瓷管10的兩端制備一層Au膜30，厚度為500μm，在Au膜30表面引出Pt電極40，燒結(jié)溫度為500℃；

f)在Al₂O₃陶瓷管10的一端使用熔融淬冷法制作出敏感電極50，另一端的Pt電極40作為參比電極；

g)然后將約50Ω的加熱線圈20穿過Al₂O₃陶瓷管10作為加熱器；

h)最后將導(dǎo)線焊接在Pt電極40和敏感電極50上，得到CO₂氣體傳感器6。

優(yōu)選地，對(duì)本申請(qǐng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置中CO₂氣體傳感器進(jìn)行測(cè)試：取加熱線圈中電流為150mA，用純的CO₂氣體和空氣混合以配備不同濃度的樣氣，其中CO₂濃度的變化范圍為500—8000×10^-6體積分?jǐn)?shù)，然后在測(cè)試電路中電阻不變的情況下，測(cè)試敏感電極和參比電極的電位差，并將該電位差(mV)隨CO₂氣體濃度的曲線斜率定義為靈敏度，測(cè)試得到該CO₂氣體傳感器的靈敏度為69，進(jìn)而，本申請(qǐng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)CO₂氣體的準(zhǔn)確檢測(cè)。

對(duì)本申請(qǐng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置中CO₂氣體傳感器進(jìn)行耐水性測(cè)試：將本申請(qǐng)的兩個(gè)相同CO₂氣體傳感器分別在相同濃度CO₂的干燥樣氣和相對(duì)濕度為60％的樣氣中測(cè)試靈敏度，結(jié)果顯示，靈敏度變化率為9％，表明該CO₂氣體傳感器具有較好的耐水性，進(jìn)而，當(dāng)汽車內(nèi)環(huán)境中濕度較大時(shí)，該環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)CO₂氣體的準(zhǔn)確檢測(cè)，耐水性較好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。