地铁站内危险气体检测系统

郭盛添 郭锐* 沈阳工学院 信息与控制学院 刘文宇 国网辽宁省电力有限公司检修分公司

1 前言

地铁站内是一个相对密封的区域，通过自然风无法完成站内气体转换。本文对于危险气体以CO浓度为例，对于危险情况，本文以火灾为例。对CO浓度VI浓度进行检测，报警，及处理。以上信息只为证实在地铁站内安全智能通风的重要性，因此在站内建立通风监控系统是十分有意义的。

2 通风监控系统组成

站内通风监控系统主要由监控中心计算机，CO气体检测器，VI检测器，风机组成。

2.1 VI检测器

VI检测器由能见度检测探头、评价控制单元、安装支架、连接电缆等部分组成，能见度测量是通过10米测量通道到达反射单元，反射光再经原来的10米测量路径反射到发射/接受单元，光束经过衰减，得到的信号经过评价控制单元处理为测量值，即为能见度检测值。

VI分析仪由发射/接收单元和反射单元组成。检测距离3米或10米可调。在此设定5-10米为一级报警值，3-5米为二级报警值。

2.2 CO检测器

CO检测采用的是CO气体检测报警仪，是由CO气体传感器、调整电路、单片机、显示电路和应用系统软件等组成。

其中CO监测器选用ADuC816单片机，ADuC816集成了两个通道16位ADC（模数转换器），12位ADC，3个计数器，2级优先中断级，双传感器激励电流源等。选用ADuC816单片机不仅可以满足对CO气体监测报警高精度的要求，而且不需要外接A/D，D/A转换器和外部存储器。这对简化整个系统的外围电路设计，以及提高系统抗干扰能力都有显著功能。

CO气体传感器采用的是电化学电位型传感器，其主要功能是将待测气体通过电化学反应转换成电信号，进行直接检测。此类型传感器应用的是稀硫酸溶液作为电解质，不仅可在温室条件下与其他控制设备协同工作，而且输出信号幅值大，灵敏度高，使用方便，价格低，同时避免CO与氧气接触发生爆炸的危险。

其化学方程式为：

反应产生的电流与CO气体的浓度成正比。测量电流用一个标准电阻转换为电压信号，经放大，A/D转换后，在数码管上以CO体积分数值直接显示。

需要将浓度信号转换为电流信号，所以必须采用专用的信号放大电路。因此所用的电极分别为：工作电极（S），对电级（C），参考电极（R）。CO传感器信号放大电路如图2.3所示：

图2.3 CO传感器信号放大电路图

电源部分电路设计：电源主要是将220V交流电通过整流滤波转换到+9V，在通过三端稳压7805稳定到+5V供给ADuC816单片机及其周围芯片使用。电路如图2.4所示：

图2.4 稳压电路原理图

我们设置了两个等级的检测报警值，30PPM为一级报警，50PPM为二级报警。

3 风机运行

3.1 风机状态的监控功能

通风监控系统可以返回每一台风机的运行状态，包括风机的正/反转、停止、故障等状态信号，然后将这些状态清晰、明了的显示在监控系统界面上。控制方式为远程自动系统控制。远程自动控制就是监控中心上位机将采集到的信息处理，对于危险等级最优化处理。如图3.1所示：

图3.1 信息处理器工作界面

对于限定值通过信息处理器将CO，VI检测值进行处理，取危险值对风机进行控制，通过控制风速来消除危险。

[1]曹力.高速公路隧道监控系统的组成与作用[J].湖南交通科技，2009

[2]刘嘉群，郭泽宜.对某高速公路隧道监控系统的研究[J].科技资讯，2009