CN209878554U - 一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，包括工作站、无人机和无人机遥控装置，还包括控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块，其中控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块均安装在无人机上，控制器电连接定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块。本实用新型利用无人机的便携性和灵活性能实现对不同位置的污染物进行实时浓度检测，获取空气质量的平面与垂直剖面信息的同时，给检测员提供了可靠的数据；在检测到无人机飞行至周边电磁场的辐射场时启动警报装置，警报装置发出警报，提醒操控员将无人机驶离此区域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，属于自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测技术领域。
背景技术
交通源排放是大气污染的重要来源，而作为交通系统重要组成的港区，除PM2.5外，PM10、TSP（总悬浮颗粒物）等在城市分担率中占比显著。江苏各港口也陆续在港区内布设监测仪器进行相关排放监测，但针对港区内的监测点位布设的技术要求，以及对防风抑尘网效用的研究，仍然是一片技术洼地。
日渐成熟的无人机技术被广泛应用于各项研究，包括国土测绘与调查、无人机遥感数据采集与处理、电力巡查、农业植保、影像航拍、摄影测量等各种领域，但其在港口环境监测中仍然没有具体的应用。
无人机在大型的磁性物质（如果钢筋混凝土等）或者产生电流的建筑（如电厂、高压及变电站等）周边，无人机的定位及辅助定位系统会遭到磁场干扰，尽管设计者会给无人机的重要元器件加装屏蔽装置，或是直接采用抗电磁干扰的元器件来制作无人机，在港区这类金属元素密集、高压用电设施普遍存在的区域，无人机仍然有失控、坠落甚至是电机被击穿以及爆炸的风险。
无人机技术就是为了补足港区粉尘监测中不同高度的立体监测以及为港区工作人员提供污染物超标点三维坐标，便于港区工作人员调整喷淋设施的高度、角度以及功率等因素使抑尘效果最佳。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，本实用新型利用无人机的便携性和灵活性能实现对不同位置的污染物进行实时浓度检测，获取空气质量的平面与垂直剖面信息的同时，给检测员提供了可靠的数据；在检测到无人机飞行至周边电磁场的辐射场时启动警报装置，警报装置发出警报，提醒操控员将无人机驶离此区域。
为达到上述目的，本实用新型提供一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，包括工作站、无人机和无人机遥控装置；还包括控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块，其均为无人机、空气质量检测仪及电磁波检仪现有技术，其中，控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块均安装在无人机上，控制器电连接定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块。
优先地，空气质量检测仪包括模块集成板和颗粒物检测单元，颗粒物检测单元包括PM1.0检测模块、PM2.5检测模块、PM10检测模块以及PM100检测模块，颗粒物检测单元安装在模块集成板上。以上检测模块均为空气质量检测仪现有技术。
优先地，空气质量检测仪包括污染物检测单元，污染物检测单元包括SO2检测模块和CO2检测模块。以上检测模块均为空气质量检测仪现有技术。
优先地，包括检测室、气泵和气体传感器，用以检验上述大气颗粒污染物及污染气体。检测室固定设置在无人机下端，气体传感器固定设置在检测室中，检测室内部开设密封的容纳槽，气泵固定设置在检测室下方，气体传感器固定设置在检测室内部，气泵的出气口连通密封的容纳槽内部，气泵的进气口位于外界环境中。
优先地，无线通信模块和定位装置安装在检测室下方，电磁波检测仪和警报器固定设置在无人机上端。
优先地， 无线通信模块为3G/4G通信模块，定位装置为GPS定位模块。
优先地，包括蓄电池，蓄电池电连接控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块。
本实用新型所达到的有益效果：
本实用新型利用无人机的便携性和灵活性能实现对不同位置的污染物进行实时浓度检测，获取空气质量的平面与垂直剖面信息的同时，给检测员提供了可靠的数据；在检测到无人机飞行至周边电磁场的辐射场时启动警报装置，警报装置发出警报，提醒操控员将无人机驶离此区域；该装置利用无人机载粉尘浓度检测传感器，对港区大气中的PM2.5、PM10、TSP等悬浮颗粒物进行检测，通过无线通信将检测结果发送给测量人员，掌握港区空气质量情况，尤其是在垂直方向上污染物的分布状况，并以此分析污染物的传播扩散规律，在大气污染物超标的位置发出警报并将超标点的空间坐标法发至地面控制站。将污染物检测器放置在无人机飞行平台下方，可以在无人机自身产生受到一定的空气扰动时获得尽量准确的准确检测数据。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为本实用新型的俯视图；
图3为污染物检测器的示意图；
图4为电磁波检验仪的示意图。
图中：1-电磁波检测仪；3-警报器；4-电磁波检测仪； 6-空气质量检测仪；7-模块集成板。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，包括工作站、无人机和无人机遥控装置；还包括控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块，其中控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块均安装在无人机上，控制器电连接定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块。
进一步地，空气质量检测仪包括模块集成板和颗粒物检测单元，颗粒物检测单元包括PM1.0检测模块、PM2.5检测模块、PM10检测模块以及PM100检测模块，颗粒物检测单元安装在模块集成板上。以上检测模块均为空气质量检测仪现有技术。
进一步地，空气质量检测仪包括污染物检测单元，污染物检测单元包括SO2检测模块和CO2检测模块。以上检测模块均为空气质量检测仪现有技术。
进一步地，包括检测室、气泵和气体传感器，气体传感器用以检验大气颗粒污染物及污染气体；检测室固定设置在无人机下端，气体传感器固定设置在检测室中，检测室为长方体形，检测室内部开设密封的容纳槽，气泵固定设置在检测室下方，气体传感器固定设置在检测室内部，气泵的出气口连通密封的容纳槽内部，气泵的进气口位于外界环境中。
进一步地，无线通信模块和定位装置安装在检测室下方，电磁波检测仪和警报器固定设置在无人机上端。
进一步地， 无线通信模块为3G/4G通信模块，定位装置为GPS定位模块。
进一步地，包括蓄电池，蓄电池电连接控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块。
本装置中，蓄电池、气泵、气体传感器、PM1.0检测模块、PM2.5检测模块、PM10检测模块、PM100检测模块、控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块均为现有技术，本领域技术人员可根据实际需求选用。
通过定位装置，载有检测仪的无人机可由工作人员在地面上通过远程遥控装置操控，由指定路线飞行至一定高度进行污染物浓度测量；
3G/4G通信模块，负责接收遥控器指令和将传感器采集的PM2.5、PM10等粉尘污染物浓度数据发送给检测人员；
工作站每五秒生成检测点的数据并将其存储在RAM存储芯片中，数据包括此点处的GPS信息和污染物浓度数据；
当空气质量检测仪检测到大气污染物超出环保部要求的指标时，与之相连的警报器发出警报，同时将浓度超标点的空间坐标法发至地面控制站，提醒港区工作人员调整喷淋设施的高度、角度以及功率，降低超标点空气污染物浓度；
所述电磁波测试仪在无人机飞行时检测无人机周边电磁场场强大小，在限定电磁波测试仪的频率范围后，其在检测到无人机周边电磁场强度已经在港区某一电磁辐射场的远区场场强范围内时，启动警报装置，警报装置发出警报，提醒操控员将无人机驶离此区域；
所述粉尘检测仪与所述无人机支架通过螺钉固定连接并固定安装在无人机飞行平台的下方。
所述无人机支架四周设置有连接杆，底部边缘设置有支撑腿，无人机飞向待检测区域，所述气泵采集外部环境中的气体，所述气体传感器对所述检测室内的空气进行检测，并将检测数据发送给所述控制器，所述控制器对检测数据进行分析处理，并通过所述无线通信装置将检测结果以及位置信息发送给工作人员，使工作人员及时掌握检测数据和无人机的位置信息。
本实用新型的工作原理为：检测器中的检测单元将检测到的污染物浓度数据通过无人机数据传输单元传输至地面工作站，工作站每五秒生成一个数据，并将数据保存。工作人员通过远程遥控装置手动控制无人机在不同高度不同水平位置悬停至少五秒以上，通过工作站屏幕可以直观地反映监测点处的各项污染物浓度数据，也可以将一次飞行得到的所有数据从工作站中导出进行深入分析。若电磁波测试仪在无人机飞行时检测到无人机周边电磁场强度已经在港区某一电磁辐射场的远区场场强范围内时，启动警报装置，警报装置发出警报，提醒操控员将无人机驶离此区域。另外，当空气质量检测仪检测到大气污染物超出环保部要求的指标时，与之相连的警报器发出警报，同时将浓度超标点的空间坐标法发至地面控制站。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，包括工作站、无人机和无人机遥控装置，其特征在于，还包括控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块，控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块均安装在无人机上，控制器电连接定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，其特征在于，空气质量检测仪包括模块集成板和颗粒物检测单元，颗粒物检测单元包括PM1.0检测模块、PM2.5检测模块、PM10检测模块以及PM100检测模块，颗粒物检测单元安装在模块集成板上。
3.根据权利要求1所述的一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，其特征在于，空气质量检测仪包括污染物检测单元，污染物检测单元包括SO2检测模块和CO2检测模块。
4.根据权利要求1所述的一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，其特征在于，包括检测室、气泵和气体传感器，检测室固定设置在无人机下端，气体传感器固定设置在检测室中，检测室内部开设密封的容纳槽，气泵固定设置在检测室下方，气体传感器固定设置在检测室内部，气泵的出气口连通密封的容纳槽内部，气泵的进气口位于外界环境中。
5.根据权利要求4所述的一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，其特征在于，无线通信模块和定位装置安装在检测室下方，电磁波检测仪和警报器固定设置在无人机上端。
6. 根据权利要求1所述的一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，其特征在于， 无线通信模块为3G/4G通信模块，定位装置为GPS定位模块。
7.根据权利要求1所述的一种自识别干扰磁场的无人机粉尘浓度检测装置，其特征在于，包括蓄电池，蓄电池电连接控制器、定位装置、电磁波检测仪、警报器、空气质量检测仪和无线通信模块。
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