CN112441224A - 一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，包括多旋翼无人机，所述多旋翼无人机的底部固定安装有检测箱，所述检测箱的外壁上对称开设有两个安装槽，且所述检测箱上对称紧固安装有两个将安装槽封闭的封闭盖。本发明涉及无人机技术领域，结构简单，实用性强，避免了需要的检测气体因气流方向的影响而导致无法有效进入气体检测仪内的现象发生，从而确保了检测的效果、速率和准确性，本发明还公开了一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统的检测方法，结构简单，实用性强，避免了需要的检测气体因气流方向的影响而导致无法有效进入气体检测仪内的现象发生，从而确保了检测的效果、速率和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测系统技术领域，尤其涉及一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法。
背景技术
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
无人机往往更适合那些过于肮脏或危险的任务，尤其涉及无人机加载气体检测仪来执行有毒有害气体检测的任务。
然而现有无人机加载的气体检测仪，在执行有毒有害气体检测的任务时，其检测过程较为缓慢，且容易因气流的影响，导致需要检测的气体很难从气体检测仪细小的检测端口进入，从而致使检测效果不准确，且在检测完成后，需要飞回使用者处，才能获知有害气体的成分和浓度，且单次检测完成后，为了避免后续检测受到影响，需要将上次的污染气体抽出后方可继续检测。
为此，我们提出一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，包括多旋翼无人机，所述多旋翼无人机的底部固定安装有检测箱，所述检测箱的外壁上嵌入有气体检测仪，所述气体检测仪包括检测端口，所述检测端口固定连接有连接管，所述连接管的底部固定安装有进风管，所述进风管的内壁上固定安装有支撑杆，所述支撑杆的中部固定安装有电机，所述电机包括转动端，所述转动端固定连接有转杆，所述转杆的外壁上固定安装有相互对称的两个扇叶，所述进风管的底部固定安装有挡板，所述检测箱的底部和挡板的底部固定连接。
优选地，所述多旋翼无人机包括起落架，所述起落架的底部固定安装有缓冲垫。
优选地，所述挡板的底部固定安装有金属过滤网，所述金属过滤网呈弧形。
优选地，所述金属过滤网的顶部固定安装有吸水棉，所述吸水棉的厚度为1cm。
优选地，所述金属过滤网的中部贯穿开设有通孔，所述通孔的底部固定安装有排水管。
优选地，所述排水管上固定安装有止回阀，所述排水管与止回阀的连接处固定安装有密封圈。
优选地，具体操作步骤为：
一种上述的基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统的检测方法，具体操作步骤为：
步骤一，使用带屏遥控器控制多旋翼无人机飞行至需要检测有毒有害气体的位置上空；
步骤二，通过带屏遥控器控制电机通电，通电后电机的转动端带动转杆快速转动，扇叶跟随转杆快速转动，将检测箱周围的气体通过挡板快速抽送至连接管内，再经过检测端口快速进入气体检测仪内；
步骤三，气体检测仪对进入的气体进行检测，检测其中的有毒有害成分，并将检测数据反馈至带屏遥控器的屏幕上实现有毒有害气体的检测；
步骤四，在气体检测仪检测完成后，会将检测结果显示在显示屏上，通过图像采集器将图像从接线发送至信号处理器，并由信号处理器发送至使用者的带屏遥控器上，有利于使用者及时获知有害气体的成分和浓度；
步骤五，可通过带屏遥控器发送信号至信号处理器，并由信号处理器控制电磁阀开启，并控制气泵开启，气泵将进风管内的气体抽送至储气罐内进行储存，此时可使用无人机进行第二次的气体检测作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过设置电机、转杆和扇叶，通电后电机的转动端带动转杆快速转动，扇叶跟随转杆快速转动，将检测箱周围的气体通过挡板快速抽送至连接管内，再经过检测端口快速进入气体检测仪内，气体检测仪对进入的气体进行检测，检测其中的有毒有害成分，综上所述，本发明具有将需要检测的气体快速输送至气体检测仪内的功能，解决了检测效果较慢的问题，避免了需要的检测气体因气流方向的影响而导致无法有效进入气体检测仪内的现象发生，从而确保了检测的效果、速率和准确性。
2、空气中包含有水分，以我们眼睛看不见的气体状态的水汽为主，以及以颗粒形态存在的悬浮于空中的液态、固态水，在气体检测时，通常气体检测仪上的检测端口在检测气体进入时，其检测气体中的气态、液态和固态的水分会从检测端口进入气体检测仪的内部，使气体检测仪内受潮甚至导致气体检测仪内的部件受损，从而致使气体检测仪的损坏，通过设置吸水棉能够有效的在检测气体进入气体检测仪之前将其中气态、液态和固态的水分吸附，避免了气体检测仪受潮易损的问题，进步提升了本发明的使用寿命。
3、在气体检测仪检测完成后，会将检测结果显示在显示屏上，通过图像采集器将图像从接线发送至信号处理器，并由信号处理器发送至使用者的带屏遥控器上，有利于使用者及时获知有害气体的成分和浓度，补光灯用于图像采集器采集图像过程的补光，在单次检测工作完成后，可通过带屏遥控器发送信号至信号处理器，并由信号处理器控制电磁阀开启，并控制气泵开启，气泵将进风管内的气体抽送至储气罐内进行储存，此时可使用无人机进行第二次的气体检测作业。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统中检测箱的剖面结构示意图；
图3为图2中A处的结构放大图。
图中：1、多旋翼无人机；2、检测箱；3、缓冲垫；4、气体检测仪；5、检测端口；6、连接管；7、进风管；8、支撑杆；9、电机；10、转杆；11、扇叶；12、挡板；13、金属过滤网；14、吸水棉；15、排水管；16、止回阀；17、密封圈；18、储气罐；19、气泵；20、电磁阀；21、补光灯；22、显示屏；23、信号处理器；24、图像采集器；25、接线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
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。
参照图1-3，一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，包括多旋翼无人机1，多旋翼无人机1的底部固定安装有检测箱2，检测箱2的外壁上对称开设有两个安装槽，且检测箱2上对称紧固安装有两个将安装槽封闭的封闭盖，其中一个封闭盖上固定安装有气体检测仪4和信号处理器23，气体检测仪4上固定嵌装有显示屏22，且安装有气体检测仪4的安装槽内壁上固定安装有图像采集器24，图像采集器24朝向显示屏22，图像采集器24与信号处理器23之间通过接线25信号连接，且该安装槽的内壁上还固定安装有补光灯21，另外一个封闭盖上固定安装有储气罐18，且另外一个安装槽内固定安装有气泵19，气泵19的进气端延伸至进风管7内，且气泵19的进气端上固定安装有电磁阀20，电磁阀20与信号处理器23信号连接，且气泵19的出气端与储气罐18的内部相连，气体检测仪4包括检测端口5，检测端口5固定连接有连接管6，连接管6的底部固定安装有进风管7，进风管7的内壁上固定安装有支撑杆8，支撑杆8的中部固定安装有电机9，电机9包括转动端，转动端固定连接有转杆10，转杆10的外壁上固定安装有相互对称的两个扇叶11，进风管7的底部固定安装有挡板12，检测箱2的底部和挡板12的底部固定连接，通电后电机9的转动端带动转杆10快速转动，扇叶11跟随转杆10快速转动，将检测箱2周围的气体通过挡板12快速抽送至连接管6内，再经过检测端口5快速进入气体检测仪4内，气体检测仪4对进入的气体进行检测，检测其中的有毒有害成分，综上，本发明具有将需要检测的气体快速输送至检测端口5内的功能，解决了检测效果较慢的问题，避免了需要的检测气体因气流方向的影响而导致无法有效进入气体检测仪4内的现象发生，从而确保了检测的效果、速率和准确性。
其中，多旋翼无人机1包括起落架，起落架的底部固定安装有缓冲垫3，缓冲垫3的材质为硅胶，采用硅胶材料具有安全、无毒、无害的优点，硅胶材质缓冲垫3的刚度较小且质地较软，同时缓冲系数较小，缓冲性能较高，因此具有良好静态缓冲性能，通过设置缓冲垫3有效缓冲多旋翼无人机1在降落时对地面的冲击力和地面对多旋翼无人机1的反作用力，确保本发明的结构不易发生形变，从而延长了本发明的使用寿命。
其中，挡板12的底部固定安装有金属过滤网13，金属过滤网13呈弧形，金属过滤网13为铝合金材质，铝合金材质以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一，铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，不仅有良好的铸造性能和塑性加工性能，还有良好的耐蚀性和可焊性，方便安装，且阻力低,可反复清洗，经济性极高，通过设置金属过滤网13不仅不会增加多旋翼无人机1较多的负重，同时在保证负重正常的情况下使检测箱2具有过滤功能，能够有效避免本发明在检测过程中检测箱2的内部进入较大颗粒物影响检测结果的问题，从而确保了检测任务顺利进行。
其中，金属过滤网13的顶部固定安装有吸水棉14，吸水棉14的厚度为1cm，空气中包含有水分，以我们眼睛看不见的气体状态的水汽为主，以及以颗粒形态存在的悬浮于空中的液态、固态水，在气体检测时，通常气体检测仪4上的检测端口5在检测气体进入时，其检测气体中的气态、液态和固态的水分会从检测端口5进入气体检测仪4的内部，使气体检测仪4内受潮甚至导致气体检测仪4内的部件受损，从而致使气体检测仪4的损坏，通过设置吸水棉14能够有效的在检测气体进入气体检测仪4之前将其中气态、液态和固态的水分吸附，避免了气体检测仪4受潮易损的问题，进步提升了本发明的使用寿命。
其中，金属过滤网13的中部贯穿开设有通孔，通孔的底部固定安装有排水管15，随着进入检测箱2内部的检测气体越来越多，吸水棉14吸附的水分也就越来越多，虽然一部分水分会直接下沉然后从金属过滤网13的孔洞中流出，但还有一部分水分会因金属过滤网13上表面的弧面结构而汇集在金属过滤网13上表面的中部，此时水分无法快速流出，在经过高温环境中，其水分容易蒸发一部分，从而会有一部分蒸发后的水汽进入气体检测仪4的内部，致使气体检测仪4易受潮受损，通过设置排水管15，能够快速的将吸水棉14中下沉后汇集在金属过滤网13上表面的水分快速导流出去，从而实现本发明的排水功能。
其中，排水管15上固定安装有止回阀16，排水管15与止回阀16的连接处固定安装有密封圈17，在排水管15将吸水棉14中下沉后汇集在金属过滤网13上表面的水分快速导流出去的过程中，支撑杆8、转杆10和扇叶11可能也在运转中，会将检测气体经过排水管15抽送至气体检测仪4的内部，从而使检测气体没有经过过滤便进入气体检测仪4内，影响气体检测仪4使用寿命，止回阀16又称单向阀，只允许一个方向输送介质，通过设置止回阀16，可避免检测气体由排水管15进入气体检测仪4内，密封圈17确保了排水管15与止回阀16之间的密封性，从而提升了本发明的实用性。
工作原理：本发明中，多旋翼无人机1配置有带屏遥控器，使用带屏遥控器控制多旋翼无人机1飞行至需要检测有毒有害气体的位置上空，电机9与多旋翼无人机1的电池电性连接，通电后电机9的转动端带动转杆10快速转动，扇叶11跟随转杆10快速转动，将检测箱2周围的气体通过挡板12快速抽送至连接管6内，再经过检测端口5快速进入气体检测仪4内，气体检测仪4对进入的气体进行检测，检测其中的有毒有害成分，综上，本发明具有将需要检测的气体快速输送至气体检测仪4内的功能，解决了检测效果较慢的问题，避免了需要的检测气体因气流方向的影响而导致无法有效进入气体检测仪4内的现象发生，从而确保了检测的效果、速率和准确性；
在气体检测仪4检测完成后，会将检测结果显示在显示屏22上，通过图像采集器24将图像从接线25发送至信号处理器23，并由信号处理器23发送至使用者的带屏遥控器上，有利于使用者及时获知有害气体的成分和浓度，补光灯21用于图像采集器24采集图像过程的补光，在单次检测工作完成后，可通过带屏遥控器发送信号至信号处理器23，并由信号处理器23控制电磁阀20开启，并控制气泵19开启，气泵19将进风管7内的气体抽送至储气罐18内进行储存，此时可使用无人机进行第二次的气体检测作业。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，包括多旋翼无人机(1)，其特征在于，所述多旋翼无人机(1)的底部固定安装有检测箱(2)，所述检测箱(2)的外壁上对称开设有两个安装槽，且所述检测箱(2)上对称紧固安装有两个将安装槽封闭的封闭盖，其中一个所述封闭盖上固定安装有气体检测仪(4)和信号处理器(23)，所述气体检测仪(4)上固定嵌装有显示屏(22)，且安装有气体检测仪(4)的安装槽内壁上固定安装有图像采集器(24)，所述图像采集器(24)朝向显示屏(22)，所述图像采集器(24)与信号处理器(23)之间通过接线(25)信号连接，且该安装槽的内壁上还固定安装有补光灯(21)，另外一个所述封闭盖上固定安装有储气罐(18)，且另外一个安装槽内固定安装有气泵(19)，所述气泵(19)的进气端延伸至进风管(7)内，且所述气泵(19)的进气端上固定安装有电磁阀(20)，所述电磁阀(20)与信号处理器(23)信号连接，且所述气泵(19)的出气端与储气罐(18)的内部相连，所述气体检测仪(4)包括检测端口(5)，所述检测端口(5)固定连接有连接管(6)，所述连接管(6)的底部固定安装有进风管(7)，所述进风管(7)的内壁上固定安装有支撑杆(8)，所述支撑杆(8)的中部固定安装有电机(9)，所述电机(9)包括转动端，所述转动端固定连接有转杆(10)，所述转杆(10)的外壁上固定安装有相互对称的两个扇叶(11)，所述进风管(7)的底部固定安装有挡板(12)，所述检测箱(2)的底部和挡板(12)的底部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，其特征在于，所述多旋翼无人机(1)包括起落架，所述起落架的底部固定安装有缓冲垫(3)。
3.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，其特征在于，所述挡板(12)的底部固定安装有金属过滤网(13)，所述金属过滤网(13)呈弧形。
4.根据权利要求3所述的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，其特征在于，所述金属过滤网(13)的顶部固定安装有吸水棉(14)，所述吸水棉(14)的厚度为1cm。
5.根据权利要求3所述的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，其特征在于，所述金属过滤网(13)的中部贯穿开设有通孔，所述通孔的底部固定安装有排水管(15)。
6.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，其特征在于，所述排水管(15)上固定安装有止回阀(16)，所述排水管(15)与止回阀(16)的连接处固定安装有密封圈(17)。
7.根据权利要求1-6所述的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统的检测方法，其特征在于，具体操作步骤为：
步骤一，使用带屏遥控器控制多旋翼无人机(1)飞行至需要检测有毒有害气体的位置上空；
步骤二，通过带屏遥控器控制电机(9)通电，通电后电机(9)的转动端带动转杆(10)快速转动，扇叶(11)跟随转杆(10)快速转动，将检测箱(2)周围的气体通过挡板(12)快速抽送至连接管(6)内，再经过检测端口(5)快速进入气体检测仪(4)内；
步骤三，气体检测仪(4)对进入的气体进行检测，检测其中的有毒有害成分，并将检测数据反馈至带屏遥控器的屏幕上实现有毒有害气体的检测；
步骤四，在气体检测仪(4)检测完成后，会将检测结果显示在显示屏(22)上，通过图像采集器(24)将图像从接线(25)发送至信号处理器(23)，并由信号处理器(23)发送至使用者的带屏遥控器上，有利于使用者及时获知有害气体的成分和浓度；
步骤五，可通过带屏遥控器发送信号至信号处理器(23)，并由信号处理器(23)控制电磁阀(20)开启，并控制气泵(19)开启，气泵(19)将进风管(7)内的气体抽送至储气罐(18)内进行储存，此时可使用无人机进行第二次的气体检测作业。
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