摘要：本文簡單介紹了空氣質(zhì)量傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及歷史，集中介紹了它的技術(shù)進(jìn)展情況，并通過分析指出了該領(lǐng)域存在的問題和今后的研究方向。
　　關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量傳感器；多傳感器；數(shù)據(jù)融合
　　中圖分類號： tp212.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a

一、引言
　　目前，改善汽車內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量是一個(gè)愈來愈受到人們普遍重視的研究方向。世界上著名的汽車制造公司在此領(lǐng)域都不斷地采用新措施。例如，凌志ls430轎車作為豐田品牌的頂級車，采用了世界上最先進(jìn)的汽車技術(shù)。其空調(diào)系統(tǒng)具有智能記憶功能，帶有先進(jìn)的空氣質(zhì)量化學(xué)傳感器（aqs），當(dāng)探測到高級別污染時(shí)，aqs會(huì)指導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)關(guān)閉空氣進(jìn)氣門以將有毒的氣體拒之門外。

　　目前，市場上存在大量不同類型的空調(diào)系統(tǒng)或采用多種接口技術(shù)，這使得aqs子系統(tǒng)必須面臨如何提供柔性且易于集成的接口的問題，以便為帶有微機(jī)控制接口的特定設(shè)計(jì)提供較為高級的解決方案。

二、空氣質(zhì)量傳感器的歷史背景
　　對于汽車的尾氣排放物而言，乘客最需要防止的是一氧化碳和氮氧化合物氣體。

氮氧化合物有毒且會(huì)致癌，它與水汽發(fā)生反應(yīng)形成硝酸，可以破壞黏膜并損傷免疫力。經(jīng)常接觸氮氧化合物會(huì)減少黏膜厚度且降低其保護(hù)功能。聞到氮氧化合物的臨界值是50ppb，但是，為了感覺它，駕駛員至少要吸入一口這樣的氣體，相應(yīng)就對身體有害。

一氧化碳對于人體來說是危險(xiǎn)的，由于人無法聞到co，而co會(huì)與血色素發(fā)生反應(yīng)且會(huì)阻礙其載氧功能，這種損害過程是不可逆的。沒有傳感系統(tǒng)，人們就不會(huì)知道他們的健康處于危險(xiǎn)之中，當(dāng)人體處于極限濃度（大于100ppm）時(shí)就會(huì)引起傷害甚至死亡，不過這一濃度一般不會(huì)在汽車中發(fā)生，除非在密封的車庫中把引擎打開。

另外，汽車內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生附加污染。一個(gè)是新車?yán)飦碜匝b飾塑料的味道，含有多種氣體分子，稱之為“霧”，經(jīng)常會(huì)引起頭痛、惡心及過敏反應(yīng)。雖然最近由于汽車廠商對環(huán)保的注意，大量的揮發(fā)性物質(zhì)已經(jīng)減少，“霧”效應(yīng)也相應(yīng)減少，但持續(xù)時(shí)間卻有增長的趨勢。另一種臭味源是燃料箱，致癌的不純苯能夠進(jìn)入到汽車中來。

用于轎車的第一代空氣質(zhì)量傳感器于1986年產(chǎn)于日本，采用在陶瓷基體上涂敷氣體敏感材料二氧化錫。這種傳感器只能用于控制co由于柴油引擎還會(huì)產(chǎn)生氮氧化合物，不能被二氧化錫傳感器探測到，所以，這種傳感器只適于以汽油為燃料的汽車。

1989年第二代雙傳感器系統(tǒng)開發(fā)出來，增加了酞腈染料傳感器以解決了柴油引擎尾氣測量問題。酞腈染料是一種有機(jī)半導(dǎo)體，在微結(jié)構(gòu)硅基底上沉積成一層薄膜，可探測氮氧化合物、臭氧和氧化硫。這種雙傳感器系統(tǒng)可同時(shí)探測汽油尾氣和柴油尾氣。

1994年第三代混合金屬氧化物傳感器上市。該類型傳感器表現(xiàn)的高靈敏性和選擇性，可作為現(xiàn)場傳感器使用。設(shè)計(jì)人員最初的設(shè)計(jì)與早期的二氧化錫傳感器相同，但是，通過發(fā)現(xiàn)混合金屬氧化物的成分，研制了一種可以對兩種進(jìn)行反應(yīng)的傳感器單元。

第四代空氣質(zhì)量傳感器是世界上最小的集成空氣質(zhì)量傳感器，它是防水標(biāo)準(zhǔn)的，且?guī)в锌ǹ诩芗叭我獍惭b卡子。

三、空氣質(zhì)量傳感器的技術(shù)進(jìn)展
我們可以假設(shè)空氣質(zhì)量傳感器是一種“電子鼻”。人類的鼻子可以立即對臭味產(chǎn)生反應(yīng)，避免吃到腐爛的食物或受到有害氣體的傷害。然而，鼻子的功能與空氣質(zhì)量傳感器相當(dāng)不同，比較難以置信的是，鼻子甚至可以探測某些只有幾ppb濃度的氣體。然后，這些氣體測評會(huì)經(jīng)過一個(gè)非常復(fù)雜過程，由許多不同因素決定，是一個(gè)非常主觀，甚至與文化相關(guān)的過程。因此，不可能有標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)化的測評。

大多數(shù)傳感器都不能在ppb范圍上測量尾氣濃度，但是，人們要使用空氣質(zhì)量傳感器而不是過濾器的原因在于，過濾器的限制非常有限，在原煙中有害顆粒都非常小，大約1mm，這很難過濾出來。

空氣質(zhì)量傳感器是專門設(shè)計(jì)用來探測濃度非常低的汽油和柴油尾氣。比較高級的空氣質(zhì)量傳感器是一個(gè)全面集成的系統(tǒng)，一般設(shè)計(jì)成獨(dú)立的模塊化系統(tǒng)。它組合了所有必需的功能，使之在加熱通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中成為獨(dú)立可調(diào)節(jié)裝置。它由傳感器單元、微控制基本信號處理器和接口組成。微機(jī)控制器讀取和編譯傳感器單元中的信號，并且使用脈沖寬度調(diào)制信號將其傳輸給空調(diào)系統(tǒng)。通過判斷污染級別，決定是否減少外部空氣進(jìn)出量。當(dāng)汽車進(jìn)入高度污染的區(qū)域時(shí)，空氣質(zhì)量傳感器自動(dòng)地關(guān)閉進(jìn)氣門，為乘員提供健康、安全和舒適的環(huán)境，且可極大地延長車廂空氣過濾器的壽命。當(dāng)空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好時(shí)，空氣質(zhì)量傳感器會(huì)自動(dòng)重新打開進(jìn)氣管，防止了司機(jī)因?yàn)橥浿匦麓蜷_進(jìn)氣口會(huì)而使車窗上成霧，導(dǎo)致能見度降低或車廂內(nèi)氧氣濃度下降而使駕駛者產(chǎn)生睡意，這是事故發(fā)生的原因之一。微控制器的作用是測評傳感器信號并控制傳遞脈寬調(diào)制信號到空調(diào)單元，空調(diào)單元再依此決定信號的適當(dāng)動(dòng)作和執(zhí)行什么動(dòng)作。使用微控制器能使空調(diào)性能得到提高，并能夠根據(jù)客戶的愿望編程。如通過軟件編程確定進(jìn)氣口總的關(guān)閉