[发明专利]一种大气成分采样系统

说明书

本发明涉及一种大气成分采样系统，属于大气监测技术领域，该采样系统包括通过电缆连接的地面移动供电装置和飞行器、连接在飞行器上的采样装置，地面移动供电装置中设置有用于电缆收放的电缆卷取装置，采样装置包括控制器、借助于云台定位的旋转式气体收集机构以及一组气体采样器，所述的一组气体采样器借助控制器对旋转式气体收集机构的控制形成对大气成分的分时、多参数采样机构，气体采样器包括多个种类，该采样系统在工作时，一次起飞就能够实现多位置、多项目的大气成分采集工作，效率大大提高，不同位置间的采集工作间隔时间较短，可以提供短时间范围内不同位置的大气成分数据，对于研究的参考性较好。

技术领域

本发明属于大气监测技术领域，具体涉及一种大气成分采样系统。

背景技术

大气边界层是直接受地表影响最强烈的垂直气层，近几十年来，由于城市大气污染日益严重，人类活动对大气环境的影响越来越明显，人们愈加关注城市对环境和大气的影响，从而推动了城市大气边界层的研究。通过对大气边界层中的主要污染物的分析，例如总悬浮颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等浓度的分析，可以更精确的掌握大气边界层的污染情况。

目前，对大气边界层进行观测和采样的主要方法是利用气象铁塔或者系留气球。气象铁塔是城市边界层研究很好的平台，但实际操作中，气象塔的数量、范围、成本以及效率上都无法满足采样要求；系留气球是对城市边界层研究的很好工具，但是系留气球在高空的稳定控制、回收以及携带仪器方面也无法满足现代的采样要求。因此，城市边界层污染物的采集需要更便利、更高效的采样系统。近年来，小型多旋翼飞行器得到了广泛的关注和快速的发展，相对于传统飞行器，是一种从机械结构上具有低惯性，稳定性更好的飞行器。

多旋翼飞行器可通过搭载多种传感器来获取多个方面的数据，但是电池的单位质量储能强度非常有限，必须通过增加电池数量来延长续航时间，电池本身的重量又极大程度降低了飞行器的载重能力，飞行器只能搭载小型照相机或传感器短时间飞行，无法满足长时间的飞行要求。申请号为201210597187.9的专利文件公开了一种电缆供电的多旋翼飞行器系统，此专利虽然提出了利用电缆给飞行器供电，实现长时间飞行的想法，但是供电系统采用从地面以能满足无刷电机的低电压输送电能，无法满足大载重大功率飞行器的供电要求；申请号为201320011037.5的专利文件公开了一种机载空气采样装置，该装置主要用来采集大气中的气溶胶和小分子颗粒，无法采集空气中其他成分，每次只能进行一个样品的采集，功能单一、效率较低。因此，设计一种能够长时间、高效率工作的机载空气、水汽等不同样品的采集系统已经成为研究大气边界层的迫切需求。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点和不足，提供了一种大气成分采样系统，该系统以电缆供电的飞行器为平台进行大气边界层的采样作业，能够搭载多种传感器进行不同项目的检测，而且飞行时间长，能够满足空中长时间采样的需求。

本发明的具体技术方案是：

一种大气成分采样系统，该系统包括带有采样装置的飞行器和地面移动供电装置，飞行器、采样装置通过电缆均与地面移动供电装置连接，关键点是，所述的采样装置包括控制器、借助于与飞行器连接的云台定位的旋转式气体收集机构以及一组气体采样器，控制器、旋转式气体收集机构均借助电缆与地面移动供电装置连接，所述的一组气体采样器借助控制器对旋转式气体收集机构的控制形成对大气成分的分时、多参数采样机构。

所述的旋转式气体收集机构包括真空泵、与真空泵输出端连接的转接装置、设置于云台下端面的转盘，转盘上设置有环形阵列排布的一组气体收集口，所述的一组气体采样器与各个气体收集口一一对应连接，转接装置中设置有与气体收集口插接式配合的伸缩式转换接头，真空泵与转接装置均与控制器相连。