[发明专利]隧道监测传感器

说明书

本发明涉及用于监测隧道中的环境条件的具有输出昏暗度信号的第一个传感器模块，并且具有输出第一个气体浓度信号的第二个传感器模块的隧道监测传感器。

这样的传感器通常安装在隧道内部，以检测隧道中的环境空气的当前状态。出于安全性原因，尤其是在道路交通隧道和铁路交通隧道中，及时识别例如雾的形成、烟的产生、细颗粒空气污染或增加的废气浓度等特定事件是不可或缺的。一般说来，使用安装在隧道中并且其信号被供给位于例如在隧道监测和控制综合设施内的中心控制设备的多个传感器进行不同测量的参数的监测。传感器所提供的所有信号在控制设备中被评价。根据评价按要求启动应对措施，以对特定干扰事件做出反应。例如，在废气浓度增加时，可以提高安装在隧道中的通风系统的风扇的转速，或者在烟产生的情况下，可触发隧道关闭。

由于适用的安全性规定，在传感器维修的情况下，通常有必要至少部分中断隧道中的交通。这对隧道运营者来说通常意味着高额费用。在安装新传感器或置换有缺陷的传感器时，因为新传感器的校准必须在现场实施，关闭时间可能被延长。监控隧道中的环境条件中的另一个问题是假警报的出现通常特别耗费资金，因为它们涉及深远的后果，例如隧道关闭、或者通风系统以更长时间运行在风扇升高的转速下、以及相应升高的电费。

提供安装和维修简单，并且可靠性增加的隧道监测传感器是本发明的目的。

通过具有权利要求1的特征的隧道监测传感器实现了该目标。

根据本发明，隧道监测传感器具有用于第一个和第二个传感器模块的共同的外壳，以及优选置放在该外壳中的电子逻辑单元，后者接收昏暗度信号和气体浓度信号，并在昏暗度信号和气体浓度信号的关联的基础上输出合并的环境条件信号。

因此，至少两种不同的传感器信号被捆绑并以共同的环境条件信号的形式被输出。因为两个传感器模块被整合在共同的外壳中，相对于两个独立传感器模块的布置简化了安装。因为对昏暗度信号和同时提供的气体浓度信号的关联已经被隧道监测传感器自己实施，总的来说能进行更差异化的评价使得假警报的风险被降低。具体而言，昏暗度和特定气体的浓度可能已经被考虑在传感器侧对干扰事件的识别上。例如，随着昏暗度信号和气体浓度信号的同时增加，可输出表明隧道中堵塞的环境条件信号。基于这样的预先评价的合并的环境条件信号随后可在隧道监测和控制综合设施内接受进一步的评价。然而，直接使用合并的环境条件信号，即没有后续评价，也是可能的，例如在根据本发明的隧道监测传感器直接与通风系统的控制设备相连的情况中。在两种情况下，合并的环境条件信号允许比使用传统单个传感器时可能的更有效的对于干扰事件的措施介入。

本发明的进一步展开在从属权利要求、说明书和附图中进行了说明。

根据本发明的实施方案，第一个传感器模块和第二个传感器模块被配置以输出各自的数字信号，电子逻辑单元在数字昏暗度信号和数字气体浓度信号的逻辑连接的基础上，输出合并的数字环境条件信号。对于当前隧道中的环境条件的特别可靠的分类可通过这种至少两种数字测量信号的逻辑关联来达到。

在这方面逻辑连接可包括模式识别。这尤其允许在存在多个传感器信号时对环境条件或干扰事件做出特别精确的分类。

电子逻辑单元优选通过标准数字接口输出合并的数字环境信号，特别是通过PROFIBUS接口。因为仅仅要求单个电缆来传送所有期望的传感器信号，这特别具有优势，并且总体来说安装特别简单。隧道监测传感器的各个传感器模块可通过内部总线接口或通过串行接口连接于电子逻辑单元。

根据本发明的另一个实施方案，隧道监测传感器包含至少一个输出另外的气体浓度信号的另一个传感器模块，第一个气体浓度信号和另一个气体浓度信号与不同的目标气体相关，电子逻辑单元在昏暗度信号、第一个气体浓度信号和另一个气体浓度信号的关联的基础上，输出合并的环境条件信号。另外的目标气体的另外的传感器模块也可根据应用被提供。在评价隧道中的环境条件时，以这种方式考虑例如一氧化碳、一氧化氮和二氧化氮的不同有害气体的浓度是可能的。对于能被电子逻辑单元读出的各个传感器模块的辨识在这方面可允许各个气体浓度信号和目标气体之间的明确关系。这样可根据需要使用另外的目标气体传感器模块很容易地对隧道监测传感器进行改造。

本发明的具体实施方案提出了，第二个传感器模块被附着在外壳的壁部分，第二个传感器模块的测量头通过壁部分的引线口进入外部空间。这样测量头能直接检测隧道监测传感器的环境空气中的气体浓度。测量头对气体浓度的检测通常能通过对所传送的在预定波长的光的分子吸收装置、通过电化学单元装置、或通过半导体元件来进行。