在高温环境下实现基于GPRS网络的二氧化碳在线监测
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Ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ｗｏ ｒ ｌ ｄ・ 网络天地
在 高温环境下实现 基于 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ网络的二氧化碳在线监测
文／ 吴铮 袁艺 刘奕
监 测装 置主 要分 为采 样 部分、 分析 部分 近年 来 ，随着 世 界人 口剧增 和 各 国 工 业 的 迅 猛 发 展 ， 大 气 中 的二 氧化 碳 浓度 逐 年升 高，为 了 有 效 的对 二氧 化碳 排 放进 行及 时 而准 确 的监 测和控 制 ，文 章介 绍 种适 用 于 高温环 境 下二 氧化 碳 在 线 监 测 的 系 统 ， 由 于 利 用 了 无 线传 感 网络 在 空 间距 离上 的绝对
环境二 氧化碳 的排放 情况。
一 ４ ８ ５接 口和单片 【 关键词 】高温环境 二 氧化碳 传感 器 无线 接 ，测压仪 的 电路 板采用 ＲＳ
利 用 网络通 信技 术接 收到 监测 设备 发送 来 的数据之 后，客户端 的 电脑首先进行解析 ： 把数据选择 、分类 、按不同物理量整理好。整 理好 的数据传输给 数据 库存储 起来，然后 电脑 上 的程序软件从数据库 中读取 各种数据，并动 态、实时地展示 出来 。
参考文献
［ １ 】李 兆敏 ， 王 勇 ，高 永 荣 ， 张传举 ， 杨 立
强 ．高温 环境 中气辅 助 Ｓ Ａ Ｇ Ｄ数 值模 拟研 究 ［ Ｊ 】 ．特种油 气藏 ， ２ ０ １ １ ．
电出 电 压 ：
ＤＣ Ｏ ． １ ５ Ｖ， Ｏ ． ３ ０ Ｖ。
优 势，该 系统 能够跨 区域 、准确 地对 高温环 境 中二 氧化碳 气体 的
排放 量 实 时监 测，并 利 用单 片机 处理 收 集到 的数 据 、无线 发射 模
４ 总 结
该系统能够跨区域、准确地对 高温环境 中 二氧化碳气体的排放量实时监测 ，并利用单片
则极可 能烧 坏传感器 。本设备利用蛇形铜管进 机 处理收 集到 的数据、无线 发射模 块 ＤＴ Ｕ传 行物理 降温 ，通过增加盘旋铜管 的匝数 ，扩大 输数据 、电脑终端接收数据，动态、立体的地 与大气接触表 面积，增加气体传冷却时 间。分 析部分 内有 一空心长方体 。体壁较厚 ，利于导 呈现 出小环 境二氧化碳的排放情况，能够有效
传感 网
机连接 ，用 于传输 电信号 ３ ． １ ． ２分析部分 分 析部 分主 要肩 负测 量 高温环 境 中气湿
１ 引 言
工业 的迅 猛 发展 导致 了化 石燃 料 的大 范 围使用 ， 大气中的二氧化碳浓度也在逐年升高 。 研 究表明 ，大气 中二氧 化碳 浓度的升高会对人 类 健康 会产生极大 的威胁 。因此，必须对二氧 化碳排 放进行监测和控制 然 而对 于某些特殊 复杂环境 中的二氧化碳监测 显得十 分棘手，这 迫使我们 进一步探索有效 的监测理 论和方法， 研发适应不 同环 境有着特殊需求 的监测仪器 。 计算机 以及微 电子技术的快速发展和进步使 得 小型化 、集成化 、智能化的二氧化碳浓度监 测
块 Ｄ Ｔ Ｕ传 输 数 据 、 电 脑 终 端 接 收 数 据 ， 动 态 、 立 体 的 地 呈 现 出 小
３ ． １ － ３连 接 管 道
测试 箱和 信号 箱 由信 号管相 连 。信 号 管 是一根不锈钢管 ，为避免烧坏线路 ，导气管和
导线分开安置。 ３ ． ２数 据 接 收处 理 单 元
系 统 得 以成 功 研 制 。
度和所含二氧化碳 气体浓度，并将所有设备所 有传感器监测 到的数据汇 总，传 输给单片机进 行处理 ，单片机再将数据打包发送 给无 线数据 传 输单 （ ＤＴ Ｕ），最 后 Ｄ Ｔ Ｕ将 数据打 包发送 给远程 终端。 由于刚采集到 的高温环境 中气样 本温度 较高，气体在测量浓度前 需要 降温 ，否
一
设备 中的用 电器 材均通 过稳压 电路 供电， 稳压 电路在一块 比单片机 电路板稍 大的电路板
上 （ 以下 称 大 电路 板 ） ，该 电路 板 上 还 接 收 风
和连接管道 。 ３ ． １ ． １采样部分 测试 部分 是放 置 于高温 环境 内部 的监 测 单 元，以获取气体样本为 目的，用 以进 一步分 度计 。由于排气管道 中存在大量烟尘 、煤焦 油 等污 染物 ，工作环境相 当恶劣 。为保证 各部 分 在此环境 中正常工作，本系统的测试部分使用 了 Ｓ型防堵皮托管 ，该皮托管适用于高温 、多 粉尘空气和 高流速 的风 速测量，皮托管搭配风 压仪可测量管道 内气体流动 的动压并计算风速 和风量。为避免 电器元件 受到 高温的影响，与 皮托 管相配套的测试 电路板放置在信 号箱，与 皮托 管之间用耐高温软管 穿过连接管道相互连
的对 二 氧 化 碳 排 放 进 行及 时 而 准 确 的 监 测 和 控 热 ；体 内空心，用 于放置湿度传感器和二氧化 制 。 碳浓度传感器 ：长 方体两端盖上分别有进气孔 和 出气 孔 ，信 号箱 中 的 空 气 泵 把 经 过 上 述 降温
２国内外研究现状
目前， 国内外 所研 究 的高 温环 境下 二 氧 化碳检测 的重 点主要放 在对 排气管道 内二氧化 碳 的考察 。国内 目前主 要采 用人工取样法 ，利 用 微生物捕集管道 中的空气 样本，监测二氧化 碳气 体的浓度。该方法操 作复杂，检测周期长 ， 无法 动态实时地完成监测 。还 有的方法利用奥 式气体 分析器，配合硫吸收液 ，连续、分别测
压仪 发 出的 电信 号，其 中风压 仪用 ＲＳ ４ ８ ５串
行 接 口和 电路 板 连 接 ，Ｐ Ｔ １ ０ ０热 敏 电阻 传 感 器
析 监 测数 据 。内有 Ｓ型 皮托 管、 热敏 电阻 温 采 用 Ａ ／ Ｄ转换 器接 口和 电路 板连接 。大 电路 板 由信 号箱 内的交直流稳压电源提供 电压，该
在 高温环境下实现 基于 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ网络的二氧化碳在线监测
文／ 吴铮 袁艺 刘奕
监 测装 置主 要分 为采 样 部分、 分析 部分 近年 来 ，随着 世 界人 口剧增 和 各 国 工 业 的 迅 猛 发 展 ， 大 气 中 的二 氧化 碳 浓度 逐 年升 高，为 了 有 效 的对 二氧 化碳 排 放进 行及 时 而准 确 的监 测和控 制 ，文 章介 绍 种适 用 于 高温环 境 下二 氧化 碳 在 线 监 测 的 系 统 ， 由 于 利 用 了 无 线传 感 网络 在 空 间距 离上 的绝对
环境二 氧化碳 的排放 情况。
一 ４ ８ ５接 口和单片 【 关键词 】高温环境 二 氧化碳 传感 器 无线 接 ，测压仪 的 电路 板采用 ＲＳ
利 用 网络通 信技 术接 收到 监测 设备 发送 来 的数据之 后，客户端 的 电脑首先进行解析 ： 把数据选择 、分类 、按不同物理量整理好。整 理好 的数据传输给 数据 库存储 起来，然后 电脑 上 的程序软件从数据库 中读取 各种数据，并动 态、实时地展示 出来 。
参考文献
［ １ 】李 兆敏 ， 王 勇 ，高 永 荣 ， 张传举 ， 杨 立
强 ．高温 环境 中气辅 助 Ｓ Ａ Ｇ Ｄ数 值模 拟研 究 ［ Ｊ 】 ．特种油 气藏 ， ２ ０ １ １ ．
电出 电 压 ：
ＤＣ Ｏ ． １ ５ Ｖ， Ｏ ． ３ ０ Ｖ。
优 势，该 系统 能够跨 区域 、准确 地对 高温环 境 中二 氧化碳 气体 的
排放 量 实 时监 测，并 利 用单 片机 处理 收 集到 的数 据 、无线 发射 模
４ 总 结
该系统能够跨区域、准确地对 高温环境 中 二氧化碳气体的排放量实时监测 ，并利用单片
则极可 能烧 坏传感器 。本设备利用蛇形铜管进 机 处理收 集到 的数据、无线 发射模 块 ＤＴ Ｕ传 行物理 降温 ，通过增加盘旋铜管 的匝数 ，扩大 输数据 、电脑终端接收数据，动态、立体的地 与大气接触表 面积，增加气体传冷却时 间。分 析部分 内有 一空心长方体 。体壁较厚 ，利于导 呈现 出小环 境二氧化碳的排放情况，能够有效
传感 网
机连接 ，用 于传输 电信号 ３ ． １ ． ２分析部分 分 析部 分主 要肩 负测 量 高温环 境 中气湿
１ 引 言
工业 的迅 猛 发展 导致 了化 石燃 料 的大 范 围使用 ， 大气中的二氧化碳浓度也在逐年升高 。 研 究表明 ，大气 中二氧 化碳 浓度的升高会对人 类 健康 会产生极大 的威胁 。因此，必须对二氧 化碳排 放进行监测和控制 然 而对 于某些特殊 复杂环境 中的二氧化碳监测 显得十 分棘手，这 迫使我们 进一步探索有效 的监测理 论和方法， 研发适应不 同环 境有着特殊需求 的监测仪器 。 计算机 以及微 电子技术的快速发展和进步使 得 小型化 、集成化 、智能化的二氧化碳浓度监 测
块 Ｄ Ｔ Ｕ传 输 数 据 、 电 脑 终 端 接 收 数 据 ， 动 态 、 立 体 的 地 呈 现 出 小
３ ． １ － ３连 接 管 道
测试 箱和 信号 箱 由信 号管相 连 。信 号 管 是一根不锈钢管 ，为避免烧坏线路 ，导气管和
导线分开安置。 ３ ． ２数 据 接 收处 理 单 元
系 统 得 以成 功 研 制 。
度和所含二氧化碳 气体浓度，并将所有设备所 有传感器监测 到的数据汇 总，传 输给单片机进 行处理 ，单片机再将数据打包发送 给无 线数据 传 输单 （ ＤＴ Ｕ），最 后 Ｄ Ｔ Ｕ将 数据打 包发送 给远程 终端。 由于刚采集到 的高温环境 中气样 本温度 较高，气体在测量浓度前 需要 降温 ，否
一
设备 中的用 电器 材均通 过稳压 电路 供电， 稳压 电路在一块 比单片机 电路板稍 大的电路板
上 （ 以下 称 大 电路 板 ） ，该 电路 板 上 还 接 收 风
和连接管道 。 ３ ． １ ． １采样部分 测试 部分 是放 置 于高温 环境 内部 的监 测 单 元，以获取气体样本为 目的，用 以进 一步分 度计 。由于排气管道 中存在大量烟尘 、煤焦 油 等污 染物 ，工作环境相 当恶劣 。为保证 各部 分 在此环境 中正常工作，本系统的测试部分使用 了 Ｓ型防堵皮托管 ，该皮托管适用于高温 、多 粉尘空气和 高流速 的风 速测量，皮托管搭配风 压仪可测量管道 内气体流动 的动压并计算风速 和风量。为避免 电器元件 受到 高温的影响，与 皮托 管相配套的测试 电路板放置在信 号箱，与 皮托 管之间用耐高温软管 穿过连接管道相互连
的对 二 氧 化 碳 排 放 进 行及 时 而 准 确 的 监 测 和 控 热 ；体 内空心，用 于放置湿度传感器和二氧化 制 。 碳浓度传感器 ：长 方体两端盖上分别有进气孔 和 出气 孔 ，信 号箱 中 的 空 气 泵 把 经 过 上 述 降温
２国内外研究现状
目前， 国内外 所研 究 的高 温环 境下 二 氧 化碳检测 的重 点主要放 在对 排气管道 内二氧化 碳 的考察 。国内 目前主 要采 用人工取样法 ，利 用 微生物捕集管道 中的空气 样本，监测二氧化 碳气 体的浓度。该方法操 作复杂，检测周期长 ， 无法 动态实时地完成监测 。还 有的方法利用奥 式气体 分析器，配合硫吸收液 ，连续、分别测
压仪 发 出的 电信 号，其 中风压 仪用 ＲＳ ４ ８ ５串
行 接 口和 电路 板 连 接 ，Ｐ Ｔ １ ０ ０热 敏 电阻 传 感 器
析 监 测数 据 。内有 Ｓ型 皮托 管、 热敏 电阻 温 采 用 Ａ ／ Ｄ转换 器接 口和 电路 板连接 。大 电路 板 由信 号箱 内的交直流稳压电源提供 电压，该