空氣質量傳感器在飛機環控系統空氣質量監測中的應用

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飛機環控系統，即飛機環境控制系統作為重要的機載系統之一，承擔著為機上人員提供舒適空氣環境的任務。環控系統通過控制機艙內空氣的溫度、濕度、流速、壓力等參數，向機組人員和乘客提供足夠舒適的生存和工作環境。

該系統分為氣源系統、溫度控制系統、壓力控制系統和座艙空氣分配系統四大部分。
環境控制系統的供氣來自于發動機(或專門的增壓器)，從流量控制活門進入環境控制系統后，由兩套(或三套)完全相同的制冷組件進行冷卻，在這里對空氣進行基本的溫度和濕度調節。另外，環境控制系統還為儀表板、電瓶和設備架冷卻，最后，調節好的空氣分配到座艙內的各個區域。由排氣活門控制對駕駛艙和客艙按飛行高度進行增壓控制；同時系統具有 10000 ft 座艙高度警告、正釋壓活門、負釋壓活門等安全措施。
飛機環控系統在現代航空技術的發展中占據著日益重要的位置，它有力地解決了飛機座艙及駕駛艙的供氣、調溫和增壓問題。而飛機座艙及駕駛艙又是一個比較封閉的空間，在這個封閉的空間中不可避免地會產生空氣污染問題。在長時間的飛行過程中，機上乘員主要呼吸飛機座艙及駕駛艙這個特殊空間內的空氣，如果其中空氣質量不佳，勢必影響機上乘員的正常工作和生活，嚴重者會對機上乘員的健康帶來威脅。所以在飛機環控系統中加入對座艙及駕駛艙內空氣質量情況的實時監測是十分有必要的。
1、飛機座艙及駕駛艙內空氣污染物的來源及組成
總的來說，飛機座艙及駕駛艙內的經環控系統處理過的空氣來源于飛機所在的飛行空域的大氣環境。因此，飛機座艙及駕駛艙內的空氣質量與機外大氣環境息息相關。目前，我國的大氣污染問題比較嚴重，很多地區由于汽車尾氣排放和工業廢氣排放導致了嚴重的霧霾天氣，由此產生了大量的可吸入固體顆粒物;燃燒產物污染帶來的揮發性有機化合物和有害無機小分子等也排放到大氣。大氣污染程度越嚴重，飛機飛行時經環控系統處理得到的適宜氣流受污染就越嚴重，則飛機座艙及駕駛艙內空氣污染物也就越多。
從上面的分析可以看出，飛機座艙及駕駛艙內空氣污染物的主要組成可能有:揮發性有機化合物、有害無機小分子、可吸入固體顆粒物等。
2、TGS2600空氣質量傳感器
空氣質量傳感器廣泛應用于各種有害氣體探測、空氣凈化、換氣、通風和空調裝置等。空氣質量傳感器TGS2600是日本進口的空氣質量傳感器對極其微弱的空氣污染氣體具有很高的靈敏度（側重于香煙煙氣）。像香煙煙霧中存在的氫氣或一氧化碳，此空氣質量傳感器可檢測到幾個ppm的氫氣。TGS2600由于實現了小型化，TGS2600空氣質量傳感器具有靈敏度高(0.3-0.6)，功耗低（約225mW）等優點,加熱電流僅為42mA，特別適合應用在空氣凈化器產品，而且使用的應用電路簡單，外殼采用標準的TO-5金屬封裝。 此外TGS2600敏感素子由集成的加熱器以及在氧化鋁基板上的金屬氧化物半導體構成。如果空氣中存在對象檢測氣體，該氣體的濃度越高傳感器的電導率也會越高。僅用簡單的電路，就可以將電導率的變化轉換成與該氣體濃度相對應的信號輸出。TGS2600空氣質量傳感器可有效檢測多種有害氣體，適合多種用途，并且它有著良好的靈敏度，其檢測濃度可達1-30ppm，還有長壽命、低成本等特點。

3、座艙及駕駛艙內空氣質量的實時監測系統
座艙及駕駛艙內空氣質量的監測系統。將5個空氣質量傳感器均勻布局在飛機座艙及駕駛艙內壁上，它們將艙內的空氣質量轉換為模擬電壓值輸出，輸出的模擬電壓發送到微控制器，首先通過微控制器內置AD轉換器轉換成數字量，繼而微控制器內部程序進行數據的處理及分析，并對空氣質量做出判斷，根據判斷結果控制液晶顯示當前空氣質量狀況等信息，并將對應的空氣凈化控制信號發送給環控系統中的引氣系統.
引氣系統為座艙增壓和空氣調節提供氣源，主要功用是使艙內氣壓高于大氣環境氣壓并持續向艙內供給清潔空氣。增壓氣源的主要型式有兩種。一種是以發動機壓氣機出口引出的增壓空氣作為供氣源，其優點是簡單、可靠，已得到廣泛應用。另一種是采用專門的座艙增壓器，從周圍大氣中直接吸入空氣，經增壓后供氣，可用飛機動力裝置機械傳動、空氣渦輪傳動和液壓傳動等型式。座艙增壓器在現代飛機上已很少使用。為確保座艙供氣可靠，在多發動機飛機上一般從兩臺或兩臺以上發動機引氣，以構成兩個以上的獨立增壓氣源。此外，還可以通過輔助動力裝置（APU-Auxiliary Power United）及地面氣源進行引氣。

4、傳感器選型
TGS2600作為控制器已被廣泛使用在空氣凈化器、空調風扇式加熱器、通風扇等領域；主要檢測香煙，也可適用于臭氣檢測。空氣污染物檢測氣體傳感器 TGS2609-B00是TGS2600的升級版，有需要的朋友可以咨詢工采網技術工程師。
TGS2602作為除臭監控器，有以往的香煙傳感器走向臭氣傳感器；作為臭氣傳感器多揮發性有機化合物等的靈敏度特別高；吸煙以后空氣凈化器開動時氣味會發生衰減的變化，由此可以看出有追隨氣味的舉動。
5、結語
該文所提出的飛機環控系統座艙及駕駛艙內空氣質量的實時監測系統能有效地準確監測座艙及駕駛艙內的空氣質量情況，若監測到艙內空氣質量異�？闪⒓磳⑿畔�發送給環控系統中的引氣系統，繼而啟動引氣系統中加裝的額外空氣凈化模塊，來及時改善座艙及駕駛艙內的空氣質量。未來座艙及駕駛艙內空氣質量監測系統可推廣應用到民航客機及軍民用運輸機中去，更好地滿足機上乘員的正常工作和生活的必要條件。