CN209764825U - 一种气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机，所述气体检测装置包括壳体、进气管、传感器组件和通讯模块，所述壳体内可拆卸安装有反应腔，所述进气管连接所述反应腔，所述反应腔内安装有抽气泵，用于将待检测气体吸入到所述反应腔内；传感器组件安装在所述反应腔内，其包括多个气体传感器和连接所述气体传感器的信号变送板，用于检测气体中的污染物浓度；所述通讯模块电连接所述信号变送板，用于建立无线通讯连接并进行检测数据传输。所述无人机包括多旋翼无人机和上述气体检测装置。本实用新型提供的气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机能够实现非接触式气体在线检测，高效可靠，具有良好的技术效果。

Description

一种气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机。

背景技术

海上行驶船舶所排放的废气是大气污染的重要来源,其中劣质及含硫量高的染料的使用更是加剧了船舶带来的大气污染问题。传统的船舶排放检测装置主要包括激光雷达、固定式嗅探器、便携式气体测定仪等。然而，由于本身的技术特性，传统的检测装置具有无法忽视的局限性，例如，激光雷达无法实现对碳和硫的同步探测，固定式嗅探器的探测结构易受探测距离的影响，便携式气体测定仪要求登船近距离测量，这些都大大降低了探测效率。对于吞吐量较大的港口，传统的检测装置尚无法满足对船舶进行实时高效的排放巡检的要求，成为现阶段亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型针对现有的检测装置无法满足对船舶进行实时高效的排放巡检的要求，提供了一种气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机，能够进行高效可靠的气体检测。

本实用新型用于解决以上技术问题的技术方案为：一方面，提供一种气体检测装置，包括：

壳体，所述壳体内可拆卸安装有反应腔；

进气管，安装在所述壳体上，所述进气管连接所述反应腔，所述反应腔内安装有抽气泵，用于将待检测气体吸入到所述反应腔内；

传感器组件，安装在所述反应腔内，所述传感器组件包括多个气体传感器和连接所述气体传感器的信号变送板，所述多个气体传感器包括二氧化碳传感器和二氧化硫传感器，用于检测气体中的污染物浓度；

通讯模块，其安装在所述壳体上，所述通讯模块电连接所述信号变送板，用于建立无线通讯连接并进行检测数据传输。

优选的，所述壳体包括外壳以及可拆卸安装在所述外壳两端的面壳和后盖；

所述进气管的进气端延伸至所述面壳外并安装有过滤器，所述过滤器用于过滤待检测气体中的颗粒物。

优选的，还包括安装在所述反应腔和面壳之间的PM传感器、气压传感器和外温湿度传感器，所述面壳上开设有分别连通所述PM传感器、气压传感器和外温湿度传感器的颗粒物进气口、气压检测口和温湿度检测口，用于检测气体中颗粒物浓度、气体压强和气体温湿度并通过所述通讯模块进行数据传输。

优选的，所述面壳的侧壁上设置有若干个扩展接口，所述扩展接口包括依次间隔设置的GPS天线接口、外部颗粒物监测仪接口、外部通讯接口和雷达接口。

优选的,所述气体检测装置还包括：GPS天线，其安装在所述外壳外，所述GPS天线通过所述GPS天线接口电连接所述通讯模块，用于获取气体检测装置的位置信息并通过所述通讯模块进行数据发送。

优选的,所述气体检测装置还包括：内温湿度传感器，其安装在所述反应腔内，用于检测所述反应腔内的温湿度数据并通过所述通讯模块进行数据传输。

优选的，所述反应腔内安装有主支架，所述传感器组件安装在所述主支架上方，所述主支架的下方还并排安装有主板和电池，所述主板分别电连接所述传感器组件、通讯模块和电池，所述电池用于提供电能。

优选的，所述后盖上开设有视窗，所述视窗上盖设有可活动连接的防水盖；

所述反应腔朝向所述后盖的一端设置有电连接所述主板的控制面板，所述控制面板上设置有位于所述视窗内的电源开关、数据接口、SD卡卡槽、外置电源接口、电池充电口、流量调节螺母、电池电量显示按键以及多个并排设置的指示灯。

另一方面,还提供一种无人机，包括多旋翼无人机以及上述的气体检测装置，所述气体检测装置安装在所述多旋翼无人机下方。

优选的，所述多旋翼无人机上还安装有红外相机和激光测距仪，所述红外相机用于识别待检测物体的位置，所述激光测距仪用于检测所述多旋翼无人机与待检测物体之间的间隔距离。

本实用新型实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实施例提供的一种气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机通过抽气泵能够自动将待检测气体抽入到反应腔内进行检测，从而缩短了气体到达传感器反应表面的时间，提高了测量精度；同时，气体传感器的检测数据可通过通讯模块进行实时发送，能够实现数据的远距离实时在线处理，提高了气体检测效率，满足船舶排放实时高效的检测要求；另一方面，该气体检测装置的功能丰富，结构设计巧妙，具有良好的实用性和经济性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型根据一示例性实施例示出的检测装置的爆炸图；

图2是本实用新型根据一示例性实施例示出的检测装置的结构示意图；

图3是本实用新型根据一示例性实施例示出的检测装置的仰视图；

图4是本实用新型根据一示例性实施例示出的检测装置的侧视图；

图5是本实用新型根据一示例性实施例示出的无人机的结构示意图；

图6是本实用新型根据一示例性实施例示出的无人机的模块示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加清楚地理解本实用新型，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述。

结合图1和图2所示,本公开实施例示出的气体检测装置包括壳体、进气管11、传感器组件20和通讯模块30,所述壳体内可拆卸安装有反应腔40；进气管11安装在所述壳体上，进气管11连接反应腔40，反应腔40内安装有抽气泵12，用于将气体吸入到反应腔40内；传感器组件20安装在反应腔40内，其包括多个气体传感器和连接所述多个气体传感器的信号变送板，所述信号变送板用于将传感器的检测信号转换为标准电信号，所述多个气体传感器包括二氧化碳传感器和二氧化硫传感器，用于检测气体中的污染物浓度；通讯模块30安装在所述壳体上，且通讯模块30电连接所述信号变送板，用于建立无线通讯连接并进行数据传输。

本公开实施例中，二氧化碳传感器优选为NDIR传感器(Non-DispersiveInfrared，非分散红外传感器)，二氧化硫传感器优选为电化学传感器。所述多个气体传感器还可以包括根据需要额外增加的氧化碳传感器、一氧化氮传感器和二氧化氮传感器中的一种或多种，具体可选用电化学传感器或其他工作原理的传感器。

本公开实施例中，所述多个气体传感器的反应表面被严格密封在反应腔 40内，气体通过抽气泵12的自动抽气经进气管11进入反应腔40内进行气体检测，从而缩短了待检测气体到达传感器反应表面的时间，提高了测量精度。

本公开实施例中，通讯模块30可采用GSM、WiFi或蓝牙等数据传输方式中的任意一种，用于将气体传感器的检测数据实时发送回地面控制中心或服务器上，以完成数据的实时在线处理。

进一步的，所述壳体包括外壳13以及可拆卸安装在外壳13长度方向两端的面壳14和后盖15，外壳13为长方体型的硬质外壳，反应腔40可拆卸安装在外壳13内，进气管11的进气端延伸至面壳14外并安装有过滤器18，过滤器18用于过滤待检测气体中的颗粒物，使得待检测气体中除了颗粒物外的其他气体，例如CO、NO₂、SO₂、O₃等可以进入反应腔40进行检测，避免颗粒物对气体传感器的干扰。在实际应用中，例如在进行船舶排放检测时，过滤器18可用于过滤检测气体的油烟。

进一步的，所述气体检测装置还包括安装在反应腔40和面壳14之间的 PM传感器50、气压传感器61和外温湿度传感器62，面壳14上开设有连通 PM传感器50的颗粒物进气口51，连通气压传感器61的气压检测口和连通外温湿度传感器62的温湿度检测口，PM传感器50、气压传感器61和外温湿度传感器62通过信号变送板电连接通讯模块30，可用于检测气体中的颗粒物浓度、气体压强和气体温湿度并通过通讯模块30进行数据传输，完成数据的实时在线处理。

进一步的，面壳14的侧壁上设置有若干个扩展接口70，其可根据客户需求进行添加；优选的，扩展接口70包括依次间隔设置的GPS天线接口、外部颗粒物监测仪接口、外部通讯接口和雷达接口。

所述气体检测装置还包括安装在外壳13外的GPS天线60，其通过所述 GPS天线接口电连接通讯模块30，用于获取气体检测装置的位置信息并通过通讯模块30进行数据发送。

需要说明的是，所述气体检测装置可搭载在无人机上，GPS天线60可用于实时获取无人机的位置信息并发送至地面控制中心，从而可以实现无人机飞行轨迹的在线快速调节，提高检测效率。

进一步的，所述气体检测装置还包括安装在反应腔40内的内温湿度传感器63，其通过信号变送板电连接通讯模块30，用于检测反应腔40内的温湿度数据并通过通讯模块30进行数据传输，可用于判定所述气体检测装置的内部状态，从而优化所述气体检测装置的使用。

图3是本公开实施例示出的气体检测装置的仰视图，结合图3所示，反应腔40内安装有主支架80，传感器组件20安装在主支架80上方，主支架 80的下方还并排安装有主板81和电池82，主板81分别电连接传感器组件 20、通讯模块30和电池82，用于形成传感器组件20和通讯模块30的电性连接；电池82可拆卸安装在主支架80上，用于为所述气体检测装置提供电能。

图4是本公开实施例示出的气体检测装置的侧视图，结合图4所示，后盖15上开设有视窗16，视窗16上盖设有活动连接的防水盖17；反应腔40 朝向后盖15的一端设置有电连接主板81的控制面板41，控制面板41上设置有位于视窗16范围内的电源开关42、数据接口43、SD卡卡槽44、外置电源接口45、电池充电口46、流量调节螺母47、电池电量显示按键48以及多个并排设置的指示灯49；

其中，流量调节螺母47用于通过抽气泵12调节进气管11的进气流量；指示灯49包括红色的电源指示灯、黄色的通讯指示灯和绿色的数据上线指示灯，该数据上线指示灯用于指该气体检测装置的检测数据通过通讯模块30 上传到服务器上。

图5是本公开实施例示出的一种无人机的结构示意图，如图5所示，该无人机包括多旋翼无人机90和安装在多旋翼无人机90下方的上述气体检测装置，可用于对船舶进行实时高效的排放气体检测。

图6是本公开实施例示出的无人机的模块示意图，如图6所示，多旋翼无人机90上还安装有红外相机91和激光测距仪92，红外相机91用于对待检测物体进行扫描，识别待检测物体的位置，激光测距仪92用于检测多旋翼无人机90与待检测物体之间的间隔距离。

在实际使用中，可通过地面控制中心93与无人机90、红外相机91、激光测距仪92和气体检测装置10进行无线通讯连接；

地面控制中心93用于控制红外相机91对船舶进行扫描，并根据扫描图像确认目标船舶的烟囱位置及其排放烟羽的走向，实现无人机飞行轨迹的在线快速调节，提高检测效率；

地面控制中心93还用于控制所述激光测距仪测量无人机与船舶烟囱之间的飞行间隔距离，并根据所述飞行间隔距离控制无人机的飞行，确保无人机在烟羽中停留时保持与烟囱的距离不变，从而获得更准确的气体污染物浓度数据，提高检测精度；

地面控制中心93还用于控制气体检测装置10实时测量排放烟羽的气体污染物浓度，并根据所述气体污染物浓度判定船舶排放是否合格，从而无需操作人员登船，真正实现了非接触式的船舶排放快速在线检测，高效可靠。

综上所述，本实施例提供的一种气体检测装置及带有该气体检测装置的无人机，其通过抽气泵自动将待检测气体抽入到反应腔内进行检测，从而缩短了待检测气体到达传感器反应表面的时间，提高了测量精度；同时，气体传感器的检测数据可通过通讯模块进行实时发送，从而实现数据的远距离实时在线处理，提高了气体检测效率，满足船舶排放实时高效的检测要求；另一方面，该气体检测装置的功能丰富，结构设计巧妙，具有良好的实用性和经济性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体检测装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内可拆卸安装有反应腔(40)；

进气管(11)，安装在所述壳体上，所述进气管(11)连接所述反应腔(40)，所述反应腔(40)内安装有抽气泵(12)，用于将待检测气体吸入到所述反应腔(40)内；

传感器组件(20)，安装在所述反应腔(40)内，所述传感器组件(20)包括多个气体传感器和连接所述气体传感器的信号变送板，所述多个气体传感器包括二氧化碳传感器和二氧化硫传感器，用于检测气体中的污染物浓度；

通讯模块(30)，其安装在所述壳体上，所述通讯模块(30)电连接所述信号变送板，用于建立无线通讯连接并进行检测数据传输。

2.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述壳体包括外壳(13)以及可拆卸安装在所述外壳(13)两端的面壳(14)和后盖(15)；

所述进气管(11)的进气端延伸至所述面壳(14)外并安装有过滤器(18)，所述过滤器(18)用于过滤待检测气体中的颗粒物。

3.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，还包括安装在所述反应腔(40)和面壳(14)之间的PM传感器(50)、气压传感器(61)和外温湿度传感器(62)，所述面壳(14)上开设有分别连通所述PM传感器(50)、气压传感器(61)和外温湿度传感器(62)的颗粒物进气口(51)、气压检测口和温湿度检测口，用于检测气体中颗粒物浓度、气体压强和气体温湿度并通过所述通讯模块(30)进行数据传输。

4.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述面壳(14)的侧壁上设置有若干个扩展接口(70)，所述扩展接口(70)包括依次间隔设置的GPS天线接口、外部颗粒物监测仪接口、外部通讯接口和雷达接口。

5.根据权利要求4所述的气体检测装置，其特征在于，还包括：

GPS天线(60)，其安装在所述外壳(13)外，所述GPS天线(60)通过所述GPS天线接口电连接所述通讯模块(30)，用于获取气体检测装置的位置信息并通过所述通讯模块(30)进行数据发送。

6.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，还包括：

内温湿度传感器(63)，其安装在所述反应腔(40)内，用于检测所述反应腔(40)内的温湿度数据并通过所述通讯模块(30)进行数据传输。

7.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述反应腔(40)内安装有主支架(80)，所述传感器组件(20)安装在所述主支架(80)上方，所述主支架(80)的下方还并排安装有主板(81)和电池(82)，所述主板(81)分别电连接所述传感器组件(20)、通讯模块(30)和电池(82)，所述电池(82)用于提供电能。

8.根据权利要求7所述的气体检测装置，其特征在于，所述后盖(15)上开设有视窗(16)，所述视窗(16)上盖设有可活动连接的防水盖(17)；

所述反应腔(40)朝向所述后盖(15)的一端设置有电连接所述主板(81)的控制面板(41)，所述控制面板(41)上设置有位于所述视窗(16)内的电源开关(42)、数据接口(43)、SD卡卡槽(44)、外置电源接口(45)、电池充电口(46)、流量调节螺母(47)、电池电量显示按键(48)以及多个并排设置的指示灯(49)。

9.一种无人机，包括多旋翼无人机(90)以及如权利要求1-8中任意一项所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体检测装置安装在所述多旋翼无人机(90)下方。

10.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述多旋翼无人机(90)上还安装有红外相机(91)和激光测距仪(92)，所述红外相机(91)用于识别待检测物体的位置，所述激光测距仪(92)用于检测所述多旋翼无人机(90)与待检测物体之间的间隔距离。