一种用于大气采样留样和有毒有害气体监测无人机系统

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体为一种用于大气采样留样和有毒有害气体监测无人机系统。

背景技术

近年来国内城乡环境事故频发，近二十年间，雾霾问题，水体污染全面爆发，全社会污染排放严重超过环境容量，环境问题已越来越受到各地居民与各级政府的关注。各类经济技术开发区、工业园区、化工园区的环境污染事件层出不穷，其中对有毒有害气体的检测也就成为各级化工园区或工业园区必须面对的重大难题。尤其是近几年，化工厂爆炸和危废品泄露事件频发，一般意义上的有毒有害性气体主要包括易燃、易爆性气体、有毒无机气体及易挥发性有机化合物。

针对近些年频频出现的突发性污染事件,传统的空气污染监测方式需要检测人员携带采样设备包括(采样器、吸收瓶、苏玛罐等)进入企业生产厂区进行监测和采样工作，对环境监测人员而言，人身安全不能得到保障。传统的检测方式难以满足应急监测的需求,而无人机采样监测系统的出现，正是为了解决这一难题。

(1)环境监测:传统的环境监测通常采用点监测的方式来估算整个区域的环境质量情况,具有一定的局限性和片面性。无人机遥感系统具有视域广、及时连续的特点,可迅速查明环境现状。

(2)消防应急监测:无人机遥感系统在环境应急突发事件中,克服交通不利、情况危险等不利因素,快速赶到污染事故所在空域,立体的查看事故现场污染物排放种类，毒性和周围环境敏感点分布情况。

(3)安全监察:安监部门可采用无人机监测系统对突发的安全事故进行全方位、动态化、连续立体进行监测并查看事故的动态演变情况。

(4)环境监察:可从宏观上观测污染源分布排放状况,为环境监察提供决策；通过对排污口遥感监测也可以实时快速跟踪突发环境污染事件,捕提违法污染源,为监察执法工作提供及时、高效的服务。

现有技术中利用无人机载测量设备对环境气体进行测量属于实时在线测量，测量和分析时间不超过3分钟，对于超标的气体污染物无法进行留样以待后续实验室检测取证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大气采样留样和有毒有害气体监测无人机系统，解决背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于大气采样留样和有毒有害气体监测无人机系统，包括无人机机体、气体检测装置、气体留样装置、GPS定位模块、无线数据传输模块、遥控器，所述无人机机体上方设有结构连接件，气体检测装置通过结构连接件与无人机本体相连。

优选地，机载气体检测装置包括进气口、过滤头、气体传感器阵列、流量计、真空泵和排气口。

优选地，气体检测装置通过快拆结构件固定于无人机的机体下方。优选地，气体传感器阵列包括NO2电化学传感器、SO2电化学传感器、NH3电化学传感器、HCl电化学传感器、H2S电化学传感器、TVOC PID传感器。所述传感器用于获取无人机所处位置处的有毒有害气体浓度，并将浓度信息、位置信息和时间信息进行融合处理，而后通过数传模块传输至地面遥控器。

优选地，气体采集留样系统包括外壳、进气口、树脂填料吸附管、流量计、真空泵、排气口，整个系统靠快拆结构件连接至所述无人机上方。

优选地，遥控器可连接手机或平板，并通过移动网络通信与无人机连接。

优选地，无人机机为多旋翼类型，设有4-6只螺旋桨通过机臂与机体相连。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于大气采样留样和有毒有害气体监测无人机系统，具备以下有益效果：

该一种用于大气采样留样和有毒有害气体监测无人机系统，在使用时，真空泵将特征污染气体抽至装置内并留存，检测模块和气体留样装置结构简单，与无人机连接方便，拆卸和安装快捷，通过真空泵抽取外界气体，快速检测样本中SO2、NO2、HCl、NH3、H2S、VOCs等的含量，并通过所述气体采集留样装置，留存一定量的气体样本，便于检测人员送实验室检测并与传感器探测结果进行对比分析。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明无人机系统的技术架构框图；

图2是本发明无人机系统的结构组成框图；

图3是本发明无人机系统的气体采集留样装置结构示意图；

图4是本发明无人机系统的飞行采样流程图。

图中：101、气体留样装置；102、气体检测装置；1、气体进口；2、树脂填料吸附管；3、真空泵；4、气体排口；5、管状外壳；6、支架；7、结构连接件。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；本发明中提供的用电器的型号仅供参考。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据实际使用情况更换功能相同的不同型号用电器，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种环境气体监测无人机系统，包括包括多旋翼无人机机体、安装于无人机上的气体检测装置、气体采集留样装置、GPS定位模块、数传模块、遥控器；所述无人机机体上方设有结构连接件，气体检测装置通过结构连接件与无人机本体相连，气体检测装置通过快拆结卡扣固定于无人机的机体下方，GPS定位模块和数传模块与无人机机体通过卡口硬连接。

请参阅图2，其中无人机机体通过锂电池对气体留样装置1和气体检测装置2进行供电，可使用遥控器对无人机系统进行飞行操控，并对气体留样装置1和气体检测装置2进行开关操作，GPS定位模块和数传模块将所有信息传至地面遥控器。

请参阅图2，气体留样装置101包括进气口、树脂填料吸附管、流量计、真空泵和排气口，整个系统通过快拆结构件连接至无人机上方，气体检测装置102包括进气口、过滤头、气体传感器阵列、流量计、真空泵和排气口，整个系统通过快拆结构件连接至无人机下方。

请参阅图3，气体由进气口2进入，通过树脂填料吸附管1后由排气口4排出；真空泵3由支架6固定于管状外壳5上，采样系统通过快拆结构件7与无人机机体相连。

请参阅图4，本系统历经开始、初始化后，可进行飞行参数的设置，飞机接收遥控信号并解码，读取电池信息，上述为起飞前步骤，之后飞机起飞，到达设定高度后接收并判断控制信号，是，则开启气体留样和检测装置进行检测，否，则结束并返航。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。