[发明专利]基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置及其使用方法

权利要求书

1.基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置，其特征是：包括无人机系统(1)和原地检测系统(2)，所述的无人机系统(1)包括上下升降式无人机本体(11)以及无线控制器(12)，所述的无人机本体(11)的下部设置有固定杆(13)，所述的无线控制器(12)能控制无人机本体(11)载重飞行，所述的原地检测系统(2)包括环形底座(3)和倒扣碗状的集气罩(4)，所述的集气罩(4)的下边缘与环形底座(3)的内环面密封连接，所述的环形底座(3)由上半座(3a)和下半座(3b)组成，所述的上半座(3a)和下半座(3b)上下卡位固定、水平可旋转配合，所述的上半座(3a)上固定有一电机(36)，所述的电机(36)的驱动轴穿过上半座(3a)与下半座(3b)螺纹咬合配合，所述的下半座(3b)与电机(36)的驱动轴配合处设置有一圈螺纹齿(37)，使得电机(36)转动时，下半座(3b)相对上半座(3a)旋转，所述的上半座(3a)上固定有进气管(31)以及出气管(32)，进气管(31)和出气管(32)均一端接入集气罩(4)中，另一端位于集气罩(4)外，所述的进气管(31)上安装有第一气体检测器(33)，出气管(32)上安装有第二气体检测器(34)，所述的进气管(31)或出气管(32)上安装有气泵(35)，所述的气泵(35)用于将集气罩(4)外的气体泵入集气罩(4)内，并使集气罩(4)内的气体从出气管(32)流出，所述的固定杆(13)与集气罩(4)固定连接，所述的下半座(3b)的下表面设置有若干道环形凸出片(3c)，所述的上半座(3a)上固定有电池(5)、控制芯片(6)以及无线信号发射器(7)，所述的电池(5)分别与气泵(35)、第一气体检测器(33)、第二气体检测器(34)、电机(36)、控制芯片(6)以及无线信号发射器(7)连接并为之供电，所述的控制芯片(6)分别与气泵(35)、第一气体检测器(33)、第二气体检测器(34)、电机(36)以及无线信号发射器(7)连接，控制芯片(6)控制气泵(35)以及电机(36)运作，接收第一气体检测器(33)和第二气体检测器(34)的检测信息，并将信息通过无线信号发射器(7)发出。

2.根据权利要求1所述的基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置，其特征是：所述的环形凸出片(3c)的下表面尖锐。

3.根据权利要求1所述的基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置，其特征是：所述的集气罩(4)上安装有温度传感器(41)和半导体冷热片(42)，所述的温度传感器(41)在集气罩(4)内外各一，用于检测集气罩(4)内外温度，所述的半导体冷热片(42)的一端位于集气罩(4)内，一端位于集气罩(4)外，所述的电池(5)分别与温度传感器(41)和半导体冷热片(42)连接，并为二者供电，所述的控制芯片(6)分别与温度传感器(41)和半导体冷热片(42)连接，控制芯片(6)能通过温度传感器(41)的温度信息控制半导体冷热片(42)的通断电以及电流方向。

4.根据权利要求3所述的基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置，其特征是：所述的控制芯片(6)为单片机，型号为STM32L系列；所述的电池(5)为直流电池。

5.根据权利要求4所述的基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置，其特征是：所述的第一气体检测器(33)和第二气体检测器(34)为氨气检测器。

6.根据权利要求5所述的基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置，其特征是：所述的电机(36)为步进电机。

7.根据权利要求5所述的基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置，其特征是：所述的无人机本体(11)上安装有摄像头(14)，无线控制器(12)上安装有显示器，无线控制器(12)上还设置有控制摇杆。

8.如根据权利要求5所述的基于无人机运输及可视化选点的原地气体动态监测装置的使用方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、将集气罩(4)与固定杆(13)固定，使原地检测系统(2)固定在无人机本体(11)下方；

步骤二、使用者通过无线控制器(12)控制无人机本体(11)飞行至目标检测区域，寻找面积不小于环形底座(3)横截面积的平坦地形，确定该地形为检测点，然后控制无人机本体(11)下降，使原地检测系统(2)降落到监测点；

步骤三、控制芯片(6)控制电机(36)运作，带动下半座(3b)相对上半座(3a)转动，使得环形凸出片(3c)下端切入至监测点地面内，在无人机本体(11)和原地检测系统(2)自重的作用下，集气罩(4)的底部通过环形底座(3)和环形凸出片(3c)与外界密封隔离；

步骤四、停止电机(36)运作，控制芯片(6)控制气泵(35)以恒定速率向进气管(31)内充入外界空气，第一气体检测器(33)检测充入空气中的被检气体浓度，外界空气进入集气罩(4)中时，会将集气罩(4)内气体从出气管(32)挤出，第二气体检测器(34)检测出气管(32)内的被检气体浓度；

步骤五、控制芯片(6)持续收集第一气体检测器(33)和第二气体检测器(34)检测的气体浓度信息，并将该信息通过无线信号发射器(7)发出至外界接收器；

步骤六、外界接收器根据第一气体检测器(33)和第二气体检测器(34)检测的气体浓度差值与气泵(35)充气速率、集气罩(4)的下表面面积换算得出单位面积的被检区域挥发被检气体的量和速率，并根据单位面积的被检区域挥发被检气体的量和速率换算出整体目标检测区域挥发被检气体的量和速率。