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原文传递一种基于无人飞行器的空气检测系统及其污染源检测方法

专利名称：	一种基于无人飞行器的空气检测系统及其污染源检测方法
摘要：	本发明公开了一种基于无人飞行器的空气检测系统及其污染源检测方法，属于空气污染检测领域。包括：无人机飞行器、实时监测模块、陆地控制台三部分。其中，实时监测模块又包括空气检测装置、气体收集瓶、GPS定位系统、风向传感器和风速传感器。本发明，通过无人飞行器机对指定区域的空气进行实时检测，无人机飞行器不仅能够实现该区域的空气质量进行快速的检测，能够大大节省人工检测所耗费的人工成本；对于检测区域内空气的异常情况，能够进行及时进行实地采样，作为下一步检测的依据；通过对污染物浓度的变化和无人机飞行器的位置变化情况，规划无人机飞行器飞行路径，实现对污染源的快速锁定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京威赛环保科技有限公司
发明人：	赵芳贵
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910579853.8
公开号：	CN110208468A
代理机构：	南京泰普专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	吴玉玲
分类号：	G01N33/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁区禄口街道成功社区天禄路999号(江宁开发区)
主权项：	1.一种基于无人飞行器的空气检测系统，其特征在于，无人机飞行器，包括基于惯性导航的APM控制器的飞行控制系统、基于无线通讯器与陆地控制台采用无线通讯的飞行指令传输系统、基于电子调速器的调速系统、和采用以无刷电机作为主体的动力系统；实时监测模块，包括设置在无人机飞行器底部的旋转云台，与所述旋转云台相连接的安装支架，安装在所述安装支架上的用于实时检测空气质量的便携式空气检测装置，固定安装在所述安装支架上的多组气体收集瓶，以及设置在所述安装支架上的GPS定位系统、风向传感器和风速传感器；陆地控制台，为电脑终端，通过无线通讯与无人机飞行器保持通讯连接，可由人工远程控制为人机飞行器。 2.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的空气检测系统，其特征在于，所述无人机飞行器为六旋翼无人机。 3.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的空气检测系统，其特征在于，所述气体收集瓶为真空管，在其瓶口处设置有橡皮活塞，可旋转的悬挂在所述安装支架上，在所述气体收集瓶一侧的安装支架上设置有自动泄压装置。 4.根据权利要求3所述的基于无人飞行器的空气检测系统，其特征在于，所述气体收集瓶固定安装在固定于安装支架上的旋转机构上，所述旋转机构包括：固定安装在所述固定安装支架上的微型电机，与所述微型电机输出轴固定连接的旋转圆盘，以圆盘轴线为中心等角度等距离的设置在所述旋转圆盘上的多个固定孔；气体收集瓶放置于所述固定孔内。 5.根据权利要求3所述的基于无人飞行器的空气检测系统，其特征在于，所述自动泄压装置包括：与所述气体收集瓶对齐的泄压针，与所述泄压针固定连接的连接杆，以及由伺服电机带动的滑台模组。 6.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的空气检测系统，其特征在于，所述空气检测装置中设置于无人机基体外部的检测杆，所述检测杆上包括采用EC805-CO传感器的CO浓度检测单元，采用S-100微型传感器的CO2浓度检测单元，采用MS5100传感器的烟雾浓度检测单元，采用ES4-SO2传感的硫化物浓度检测的单元，采用NO2-AE传感器的氮化物浓度检测单元。 7.一种基于无人飞行器的空气检测系统的污染源检测方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、无人机以预定的速度、离地表面预定高度和预定的行进路线进行正常的飞行巡逻和空气质量数据采集； S2、当空气检测装置检测某一项污染物浓度超过阈值后，无人机悬停，通过空气收集瓶收集此处的空气，陆地控制台对空气收集瓶进行标号、记录，用于后期更精准的空气检测； S3、地面控制台根据风向传感器确定下来的风向和风速，控制无人机沿风向垂直的任一方向飞行预定距离，并实时获得数据检测，尤其是超标污染物浓度的采集，并通过空气收集瓶进行取样； S4、若污染物浓度变高，沿着飞行方向继续飞行；反之，若超标污染物浓度变低，则沿相反方向飞行，寻找到沿风向垂直方向上超标污染物浓度最高点； S5、寻找到沿风向垂直方向上污染物浓度最高点后，通过空气收集瓶进行取样；然后逆风飞行，同步骤S4，寻找到沿风向方向上超标污染物浓度最高点；同时，每隔飞行5km左右进行一次空气采集； S6、步骤S5中获得的超标污染物浓度最高的点即为污染源的大致位置，通过空气收集瓶进行取样；并将地理位置发送至地面控制台，进行实地检测。 8.根据权利要求7所述的基于无人飞行器的空气检测系统的污染源检测方法，其特征在于，所述空气收集瓶收集空气的具体方法如下： S201、通过风向传感器检测风向，调整旋转云台，使空气收集瓶瓶口朝向上风向； S202、微型电机带动旋转转盘旋转预定角度，至固定孔内的空气收集瓶瓶口与泄压针线对齐； S203、滑台模组带动泄压针扎穿空气收集瓶上的橡皮活塞，并保持穿透状态1~2min，然后拔出泄压针，穿孔自动封闭； S204、陆地控制台自动根据收集瓶标号匹配相关的地理信息、时间信息；然后等待下一周期的采集指令。
所属类别：	发明专利