CN210005891U

CN210005891U - 遥感式污染气体浓度监测系统

Info

Publication number: CN210005891U
Application number: CN201920910909.9U
Authority: CN
Inventors: 李兴华; 陈秀梅
Original assignee: Beijing Viready Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Viready Technology Co ltd; Guangdong Weiruidi Technology Co Ltd
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2029-06-18

Abstract

本实用新型提出了一种遥感式污染气体浓度监测系统，吊装在无人机上；包括机身外壳和设置在机身外壳内的红外镜头、可视相机、滤波轮、伺服电机、探测器、DSP图像处理器和ARM处理器；所述可视相机与DSP图像处理器连接，所述DSP图像处理器连接ARM处理器；所述ARM处理器的输出端连接伺服电机；红外镜头后方设有滤波轮；伺服电机驱动滤波轮旋转切换；滤波轮后方设有红外探测器；所述红外探测器的输出端通过光纤与DSP图像处理器相连接；利用驱动电机驱动切换滤波轮，每对滤波轮镜片电镀不同透过率的涂层，泄露气体的吸收光谱进行选择，实现了对采集的待测气体，采用简单的一次操作就能实现多中气体的测量。

Description

遥感式污染气体浓度监测系统

技术领域

本实用新型涉及环保设备技术领域，特别涉及一种遥感式污染气体浓度监测系统。

背景技术

为了监测化工园区、石油管道、石油存储库等区域的气体泄漏情况，现有技术一般是通过人工监测的方式进行排查，容易遗漏泄漏点，同时对实施监测的人员有一定的危害，监测的数据不具备实时性。

然而将红外分析仪作为气体检漏仪不方便携带，每一种红外分析仪只能一次性单独检测一种气体，无法实现同时对多种气体进行检测。例如在专利号为“201220140550.X”名称为“乙烯气体红外成像检漏仪”中，只能单一检测乙烯气体，不能实现对多种不同气体的检测；并且在使用时，仍然需要人工测量后，确定泄漏点，效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种遥感式污染气体浓度监测系统，吊装在无人机上；包括机身外壳和设置在机身外壳内的红外镜头、可视相机、滤波轮、伺服电机、探测器、DSP图像处理器和ARM处理器；所述可视相机与DSP图像处理器连接，所述DSP图像处理器连接ARM处理器；所述ARM处理器的输出端连接伺服电机；

所述可视相机平行于红外镜头安装于设备的右侧；所述红外镜头后方设有滤波轮；所述滤波轮与伺服电机连接，所述伺服电机用于驱动滤波轮旋转切换；所述滤波轮后方设有红外探测器；所述红外探测器的输出端通过光纤与DSP图像处理器相连接。

优选的，所述机身外壳采用钛合金材质制作而成。

在上述任意一项实施例中优选的，所述滤波轮至少设有三对；每对滤波轮镜片电镀不同透过率的涂层。

在上述任意一项实施例中优选的，还包括GPS电路；所述GPS电路与ARM处理器连接，所述GPS电路包括型号为EM411的定位芯片和反相器；所述反相器设有两个；所述定位芯片的通信管脚与第一反相器、第二反相器依次连接，第二反相器与ARM处理器连接。

在上述任意一项实施例中优选的，还包括GPRS电路，所述GPRS电路包括型号为SIM800A的通信芯片；所述通信芯片的通信管脚与ARM处理器的通信管脚连接。

在上述任意一项实施例中优选的，所述滤波轮通过同步带轮连接伺服电机。

根据本实用新型实施例提供的一种遥感式污染气体浓度监测系统，相比于现有技术，至少具有以下优点：

1、将机身外壳采用钛合金材质制作而成，减轻设备的整体重量，能够搭载在无人机上，进行整个园区的气体漏点检测，方便快捷。

2、利用驱动电机驱动切换滤波轮，每对滤波轮镜片电镀不同透过率的涂层，泄露气体的吸收光谱进行选择，实现了对采集的待测气体，采用简单的一次操作就能实现多中气体的测量。

3、利用GPRS电路、GPS电路分别与DSP图像处理器相结合；在进行图像采集和气体漏点监控时，能够将GPS电路获取的位置信号利用GPRS电路远程传输至上位机；方便用户进行远程查看。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种遥感式污染气体浓度监测系统的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种遥感式污染气体浓度监测系统的侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种遥感式污染气体浓度监测系统的GPRS电路的电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的一种遥感式污染气体浓度监测系统中GPS电路的电路原理图；

图中：

1、红外镜头；2、机身外壳；3、同步带轮；4、伺服电机；5、滤波轮；6、可视相机；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供的一种遥感式污染气体浓度监测系统，可吊装在无人机上；包括机身外壳2；优选的，机身外壳2采用钛合金材质制作而成，机身设计用进行严密的轻量化设计，整机重量不超过5kg。还包括设置在机身外壳2内的红外镜头1、可视相机6、滤波轮5、伺服电机4、探测器、DSP图像处理器和ARM处理器；可视相机6 与DSP图像处理器连接，DSP图像处理器连接ARM处理器；所述ARM处理器的输出端连接伺服电机4；

所述可视相机平行于红外镜头1安装于设备的右侧；所述红外镜头1后方设有滤波轮 5；所述滤波轮5与伺服电机4连接，所述伺服电机4用于驱动滤波轮5旋转切换；所述滤波轮5后方设有红外探测器；所述红外探测器的输出端与DSP图像处理器相连接。优选的，所述滤波轮5通过同步带轮3连接伺服电机4。

在本实用新型的一个实施例中，将整个设备搭载在无人机上，利用红外镜头1进行红外成像，需要说明的，DSP图像处理器可以选用型号为TMS320C6201的DSP芯片；在本申请中DSP图像处理器并不局限于上述举例，如果所选用的DSP芯片不具备控制功能，可以采用DSP芯片连接ARM处理器；利用ARM处理器连接伺服电机4，从而实现对滤波轮5的驱动控制。利用红外镜头1后方设置的滤波轮5，滤波轮通过同步带轮连接伺服电机通过 ARM处理器控制伺服电机4动作，从而实现切换滤波轮5。ARM处理器可以选用型号为 S3C2410。

通过红外镜头1与可见相机相配合，采用可见相机与红外探测器同步进行拍摄和探测；对可见相机拍摄的图像与同时获取的红外信号发送至DSP图像处理器。

在检测气体泄漏时，根据要检测的泄漏气体的光谱特性，ARM控制器控制滤波轮5切换滤波轮5镜片；泄漏的气体吸收了周围环境中的红外辐射，红外探测器采集到待测气体的红外辐射的变化，输出到DSP图像处理器，这样通常肉眼看不到的气体泄漏，通过红外探测器的红外成像，即可发现泄漏的气体。

优选的，所述滤波轮至少设有三对；每对滤波轮镜片电镀不同透过率的涂层。滤波轮对不同气体的分辨是根据气体的指纹光谱特征决定的，因此经过一对滤波轮镜片进行滤波后，该种待测气体的光谱特性才能明显的被探测器获取，从而得到监测图像，DSP图像处理器，得到泄漏气体的图像并结合同步获得的可视相机的图像，即可确定漏点的实时图像。

进一步，如图3所示，还包括GPS电路；所述GPS电路与ARM处理器连接，所述 GPS电路包括型号为EM411的定位芯片和反相器；所述反相器设有两个；所述定位芯片的通信管脚与第一反相器、第二反相器依次连接，第二反相器与ARM处理器连接。在获得图像信息后，如果只对图像信息进行分析，并不能得到确定的泄漏点的位置信息；因此，本方案的另一个优选的实施例中，设置GPS电路，实时发送探测位置信号，在本申请的GPS电路中为防止GPS芯片与ARM芯片之间出现信号串扰，在GPS芯片与ARM 处理器之间设置了连续两个反相器；同时保证了不改变GPS芯片与ARM芯片之间的通信协议。

进一步，如图4所示，还包括GPRS电路，所述GPRS电路包括型号为SIM808C的通信芯片；所述通信芯片的通信管脚与ARM处理器的通信管脚连接。为了保证采集图像和位置信息的及时传递，在本实施例中设置了GPRS电路进行通信信息的远传，GPRS 电路将探测器采集的泄露气体的红外图像和可视相机获取的实时图像，通过GPRS发送到用户的监控中心平台，用户可以在监控后台通过图像融合的方式，实现泄漏气体的分布云图直观的呈现在显示屏上，同时监测数据可通过无线网络的方式上传至中心平台；并且中心平台可通过GPRS电路远程控制ARM处理器，通过控制ARM处理器实现控制伺服电机，切换滤波轮；从而遥控现场探测装备对不同气体进行探测。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种遥感式污染气体浓度监测系统，其特征在于，吊装在无人机上；包括机身外壳和设置在机身外壳内的红外镜头、可视相机、滤波轮、伺服电机、探测器、DSP图像处理器和ARM处理器；所述可视相机与DSP图像处理器连接，所述DSP图像处理器连接ARM处理器；所述ARM处理器的输出端连接伺服电机；

2.根据权利要求1所述的遥感式污染气体浓度监测系统，其特征在于，所述机身外壳采用钛合金材质制作而成。

3.根据权利要求1所述的遥感式污染气体浓度监测系统，其特征在于，所述滤波轮至少设有三对；每对滤波轮镜片电镀不同透过率的涂层。

4.根据权利要求1所述的遥感式污染气体浓度监测系统，其特征在于，还包括GPS电路；所述GPS电路与ARM处理器连接，所述GPS电路包括型号为EM411的定位芯片和反相器；所述反相器设有两个；所述定位芯片的通信管脚与第一反相器、第二反相器依次连接，第二反相器与ARM处理器连接。

5.根据权利要求1所述的遥感式污染气体浓度监测系统，其特征在于，还包括GPRS电路，所述GPRS电路包括型号为SIM800A的通信芯片；所述通信芯片的通信管脚与ARM处理器的通信管脚连接。

6.根据权利要求1所述的遥感式污染气体浓度监测系统，其特征在于，所述滤波轮通过同步带轮连接伺服电机。