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原文传递一种新型港口空气监测系统

专利名称：	一种新型港口空气监测系统
摘要：	本发明涉及一种新型港口空气监测系统，包括空气监测无人机装置、风力发电装置、太阳能发电装置、储能装置、陆上基站以及中央监控室，陆上基站顶端设置有停泊平台，空气监测无人机装置位于停泊平台上，风力发电装置将风能转化为电能并存储在储能装置、太阳能发电装置将太阳能转化为电能并存储在储能装置，储能装置为空气监测无人机装置提供电能，空气监测无人机装置检测气体组分并确定其浓度、拍摄无人机下方海平面图像和获取无人机下方红外辐射形成的红外热图并将上述信息传回中央监控室，中央监控室根据上述信息进行反馈。本发明将空气监测装置与无人机技术相结合，便于操作。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉理工大学
发明人：	商蕾;辛贵鹏;程昭熙;罗家伟;张胤辰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910656434.X
公开号：	CN110426362A
代理机构：	湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：	张惠玲
分类号：	G01N21/3504(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
主权项：	1.一种新型港口空气监测系统，其特征在于：包括空气监测无人机装置、风力发电装置、太阳能发电装置、储能装置、陆上基站以及中央监控室，所述陆上基站顶端设置有停泊平台，所述空气监测无人机装置位于停泊平台上，所述停泊平台上设置有支撑柱，所述风力发电装置安装在支撑柱上方，所述太阳能发电装置位于风力发电装置外围的停泊平台上，所述停泊平台下方固定有储能装置和电路集成箱，所述停泊平台下方与平台支架固定；所述风力发电装置将风能转化为电能并存储在储能装置、所述太阳能发电装置将太阳能转化为电能并存储在储能装置，所述储能装置为空气监测无人机装置提供电能，所述空气监测无人机装置检测气体组分并确定其浓度、拍摄无人机下方海平面图像和获取无人机下方红外辐射形成的红外热图并将上述信息传回中央监控室，所述中央监控室分析上述信息并进行反馈。 2.如权利要求1所述的一种新型港口空气监测系统，其特征在于：所述空气监测无人机装置包括四旋翼无人机，所述无人机下方设置有传感器组，所述传感器组由气体传感器、高清摄像头和红外热成像传感器组成；所述所述气体传感器为红外气体传感器，其基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用Lambert-Beer定律检测气体组分并确定其浓度，并将这些信息传输至中央监控室；所述高清摄像头拍摄无人机下方的海平面图像，将海平面图像传输至中央监控室，并通过GPS定位将实时位置信息传输至中央监控室；所述红外热成像传感器接收无人机下方红外辐射形成的红外热图，将红外热图传输至中央监控室。 3.如权利要求2所述的一种新型港口空气监测系统，其特征在于：所述无人机采用无线充电方式进行充电，所述无人机内安装有电磁感应线圈，所述停泊平台为一块无线充电板，所述储能装置为无线充电板提供电能，所述充电板下方安装有超声波感应装置，当无人机完全下落到停泊平台上被超声波感应装置检测，所述超声波感应装置将信号传递给控制系统，然后所述控制系统启动充电板采用电磁感应方式给无人机充电。 4.如权利要求1所述的一种新型港口空气监测系统，其特征在于：所述无人机脚上安装有硅胶真空吸盘，用于将无人机固定于停泊平台上；所述硅胶真空吸盘与无人机脚有两个连接点，一个连接点位于硅胶真空吸盘的正中间，另一个连接点位于硅胶真空吸盘边缘靠近无人机的一侧。 5.如权利要求1所述的一种新型港口空气监测系统，其特征在于：所述风力发电装置为垂直轴风力发电装置，包括风轮、电路和稀土永磁发动机，所述风轮与发动机固定于支撑柱顶部，所述电路存放于支撑柱的底座，用于将风能进行转换和储存，其中，所述风轮由八个翼型垂直叶片、连杆组成，所述连杆通过八角形形状的轮毂固定和连接叶片，由所述风轮带动稀土永磁发电机发电送往储能装置进行存储；所述太阳能发电装置是由四块扇形的太阳能板以及转换电路构成。 6.如权利要求1所述的一种新型港口空气监测系统，其特征在于：所述风力发电装置、太阳能发电装置的发电量由公式(1)计算：其中，η为所述太阳能发电装置的转换效率，A为太阳能板的面积；Gt为太阳能板上的总辐射量；ρ为空气的密度，Cp为所述风力发电装置的功率系数，S为扫掠面积，V为风速,t为风能每天有效利用时间。 7.如权利要求1所述的一种新型港口空气监测系统，其特征在于：所述储能装置包括磷酸锂电池组和嵌有半导体发热陶瓷板的铝片，所述磷酸锂电池组由多个磷酸锂电池通过串并联的方式构成，所述嵌有半导体发热陶瓷板的铝片用于散发磷酸锂电池内部产生的热量和将半导体发热陶瓷产生的热量传递给磷酸锂电池。 8.如权利要求1所述的一种新型港口空气监测系统，其特征在于：所述空气监测无人机装置与中央控制室之间采用局域组网方式传输信息，所述中央控制室与停泊平台的接收器之间采用有线网连接，所述停泊平台的接收器与空气监测无人机装置之间采用无线网连接，所述空气监测无人机装置将信息通过无线网传输至到停泊平台的接收器，所述停泊平台的接收器再通过有线网将信息传输至中央控制室。
所属类别：	发明专利