[发明专利]一种基于双面金属包覆光波导传感器的地铁CO2

说明书

本发明提供了一种基于双面金属包覆光波导传感器的地铁CO₂气体监测系统，包括：若干个终端传感器节点，包括用于CO₂含量检测的CO₂传感器、用于信号输入的光电转换模块、用于数据采集及预处理的第一微处理器、用于数据通讯工作的第一无线通信模块和第一电源，所述CO₂传感器包括双面金属包覆光波导；汇聚节点，包括第二微处理器、第二无线通信模块和第二电源，用于收集汇总所述终端传感器节点采集的数据并进行数据传输；控制终端，包括主控模块、数据存储模块、CO₂含量异常报警模块和电源模块，用于接收所述汇聚节点上传的数据并进行综合处理，且实时监测CO₂含量是否异常。本发明可高效、灵敏保障地铁车站的安全运营,提高CO₂气体监测的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及气体监测领域，特别涉及一种基于双面金属包覆光波导传感器的地铁CO₂气体监测系统。

背景技术

随着我国城市轨道交通的快速发展，地铁已经成为我国公共交通服务体系中非常重要的组成部分。截止2018年，中国内地累计有35个城市建成投运城市轨道交通线路5766.6公里，每天运送乘客高达数千万人次。地铁一般都深处地下，与外界的空气交换只能通过车站的出入口和有限的隧道风井来进行。地下车站和列车车厢中人流的新陈代谢会产生大量CO₂气体，当其含量达到一定阈值后就会影响人的健康，仅靠空气的自然流动和扩散是无法排除这些气体的，因此对CO₂含量的监测是地铁车站、列车隧道和车厢等场所重要的检测内容，直接关系到乘客的安全和舒适感，各大城市轨道交通企业和研究人员都投入了大量精力来探索各类气体监测相关的工程实践。

通过化学、光学等技术手段，有多种方法可以检测CO₂气体浓度。目前，在城市轨道交通中比较常用的CO₂气体传感器主要有两种：固态电解质CO₂传感器和红外线吸收式CO₂传感器。相较于固态电解质CO₂传感器，红外线吸收式CO₂传感器使用更为广泛，其工作原理的核心是朗伯—比尔定律。然而红外气体传感器整体目前整体技术还不够精湛，且制造使用成本比较高，在市场运用方面还不够成熟，而且检测信息需要有线传输，数据检测传输稳定性有待加强。

因此，需要设计出一种不同于传统的红外式传感器的，灵敏度高、体积小、结构简单、成本低廉、精致美观、维护方便、可扩充性强、拓扑稳定的CO₂气体监测系统。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于双面金属包覆光波导传感器的地铁CO₂气体监测系统，用于高效、灵敏地保障地铁车站的安全运营,提高CO₂气体监测的稳定性和可靠性，进一步提高城市轨道交通乘客的安全性和舒适度。

本发明提供了具体的技术方案如下：

一种基于双面金属包覆光波导传感器的地铁CO₂气体监测系统，其特征在于，包括：

若干个终端传感器节点，包括用于CO₂含量检测的CO₂传感器、用于信号输入的光电转换模块、用于数据采集及预处理的第一微处理器、用于数据通讯工作的第一无线通信模块和第一电源，所CO₂传感器包括双面金属包覆光波导，所述双面金属包覆光波导自上而下依次为：薄银膜、玻璃层、空腔、厚金属膜和玻璃基底，所述玻璃层和空腔形成导波层，所述导波层的折射率和消光系数随着CO₂浓度变化而变化；

汇聚节点，包括第二微处理器、第二无线通信模块和第二电源，用于收集汇总所述终端传感器节点采集的数据并进行数据传输；