一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置及高空氣體收集方法
【專利摘要】一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置及高空氣體收集方法，包括倒扣安裝的進(jìn)氣漏斗、進(jìn)氣漏斗頸口上的采氣袋以及與采氣袋連接、采氣后期脫離機(jī)身帶動采氣裝置下落的重量塊；采氣袋的開口通過彈性皮筋與上端頸口連接固定；進(jìn)氣漏斗的頸口與采氣袋連通，漏斗口與大氣相通。使用時用無人機(jī)攜帶采氣裝置到空中采集大氣，采氣袋充氣后在大氣阻力下自動脫離無人直升機(jī)，彈性皮筋和封口球或彈性封口卡自動封閉采氣袋，在重量塊重力作用下整個裝置降落。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，成本低廉，技術(shù)操作要求低，采集時間短效率高，降低了對無人機(jī)續(xù)航時間的要求，有效解決高空采氣面臨的設(shè)備復(fù)雜、攜帶不方便以及自動效果差等的技術(shù)難題。
【專利說明】一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置及局空氣體收集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體采集設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置及高空氣體收集方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)化帶來的顆粒物排放增加，影響空氣質(zhì)量，正在深刻地影響著人類和地球環(huán)境，對于顆粒物的監(jiān)測顯得刻不容緩，同時，隨著工業(yè)發(fā)展和人類生活水平的提高，大氣質(zhì)量呈逐年下降的態(tài)勢，對于大氣的監(jiān)測，特別是大氣中的污染成分的監(jiān)測也日趨重要。傳統(tǒng)的大氣污染成分監(jiān)測，都是將監(jiān)測設(shè)備安裝在某個固定位置進(jìn)行連續(xù)工作以監(jiān)測該處的大氣狀況。這種方式的主要缺點(diǎn)是只能測量地面或者一定高度的大氣狀況，必須依托在地面或者鐵塔、高樓等建筑物上，無法實(shí)現(xiàn)對高空的大氣狀況進(jìn)行監(jiān)測。
[0003]近期報道了一種高空氣體采集設(shè)備，有直流電源、控制器、空中電臺、氣泵、氣體容器和即3定位器，以遙控的方式通過地面遙控高空的氣體采集設(shè)備采集該高度處的大氣樣本，結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大，制作及運(yùn)行成本高，技術(shù)要求高；不僅如此，現(xiàn)有技術(shù)中通用在無人直升機(jī)上配置采樣器進(jìn)行大氣采樣，每一個高度采樣至少需要一個小時，采樣效低，多高度采樣時間長，對無人機(jī)續(xù)航時間要求高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置及高空氣體收集方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中高空氣體采集設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大、制作及運(yùn)行成本高及技術(shù)要求高的問題；還解決現(xiàn)有技術(shù)中通過在無人直升機(jī)上配置采樣器進(jìn)行大氣采樣、每一個高度采樣至少需要一個小時、采樣效低、多高度采樣時間長、對無人機(jī)續(xù)航時間要求高的技術(shù)難題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，連接在無人直升機(jī)機(jī)身頂部的安裝欄架上，其特征在于:包括倒扣后與安裝欄架固定連接的進(jìn)氣漏斗以及連接在進(jìn)氣漏斗上端頸口上的采氣袋；所述采氣袋的開口套在進(jìn)氣漏斗的上端頸口上并通過彈性皮筋與上端頸口連接固定；所述進(jìn)氣漏斗的上端頸口與采氣袋連通，下端漏斗口與大氣相通。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述采氣袋內(nèi)還設(shè)有封口球和位于采氣袋外在采氣前期放置在機(jī)身頂上、采氣后期脫離機(jī)身拉動封口球?qū)Σ蓺獯M(jìn)行密封的重量塊，所述重量塊與封口球通過拉繩進(jìn)行連接。
[0007]另一封口方案:所述采氣袋的開口處還設(shè)有彈性封口卡，所述彈性封口卡位于彈性皮筋的上部，卡在進(jìn)氣漏斗上端頸口外側(cè)的采氣袋外，固定采氣袋與上端頸口。在采氣袋脫離無人直升機(jī)后，卡緊采氣袋口。
[0008]本發(fā)明還涉及一種利用上述無人直升機(jī)大氣采氣裝置進(jìn)行的高空氣體收集方法，其特征在于:包括如下采集步驟，
步驟一、將采氣裝置連接在無人直升機(jī)機(jī)身頂部的安裝欄架上； 步驟二、控制無人直升機(jī)升空到采樣高度后，使無人直升機(jī)以5?6米/秒速度下降；步驟三、空氣通過進(jìn)氣漏斗下端的漏斗口進(jìn)入采氣袋中，隨著采氣袋內(nèi)的氣體越來越多，空氣阻力也越來越大；
步驟四、待采氣袋充盈達(dá)到一定程度后，采氣袋的下端與進(jìn)氣漏斗連接的進(jìn)氣口部分脫離，彈性皮筋收緊綁扎采氣袋的開口 ；
步驟五、與采氣袋連接的重量塊脫離機(jī)身，在重力作用下下降，拉繩拉緊，帶動與拉繩連接的封口球向下封住采氣袋的進(jìn)氣口；
步驟六、在重力作用下，采氣袋飄落到地面。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢在于:
本發(fā)明用無人直升機(jī)攜帶采氣裝置到空中采集大氣樣本，利用充氣后采氣裝的大氣阻力，采氣袋自動脫離無人直升機(jī)，彈性皮筋和封口球或彈性封口卡封閉采氣袋，在重力作用下整個采氣裝置降落。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，成本低廉，為無人工高空采氣技術(shù)提供了可行的技術(shù)方案，有效解決高空采氣面臨的設(shè)備復(fù)雜、攜帶不方便以及自動效果差等的技術(shù)難題；現(xiàn)有技術(shù)中通用在無人直升機(jī)上配置采樣器進(jìn)行大氣采樣，每一個高度采樣至少需要一個小時，而采用本發(fā)明的采樣裝置，幾秒鐘就可以完成采樣，提高了采樣效率，縮短了多高度采樣的時間，提高了效率，同時也降低了對無人機(jī)續(xù)航時間的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明涉及的實(shí)施例1中無人直升機(jī)大氣采氣裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明涉及的實(shí)施例1中采氣前期無人直升機(jī)大氣采氣裝置與無人直升機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明涉及的實(shí)施例1中采氣中期無人直升機(jī)大氣采氣裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明涉及的實(shí)施例1中采氣后期無人直升機(jī)大氣采氣裝置脫離無人直升機(jī)后在重量塊的重力作用下降落的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明涉及的實(shí)施例2中無人直升機(jī)大氣采氣裝置氣袋脫落前的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明涉及的實(shí)施例2中采氣袋脫落前彈性封口卡9與進(jìn)氣漏斗2的連接狀態(tài)示意圖；
圖7是是本發(fā)明涉及的實(shí)施例2中無人直升機(jī)大氣采氣裝置氣袋脫落后的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明涉及的實(shí)施例2中采氣袋脫落后彈性封口卡9與采氣袋1的連接狀態(tài)示意圖。
[0011]附圖標(biāo)記:1-采氣袋、2-進(jìn)氣漏斗、3-機(jī)身、4-封口球、5-安裝欄架、6-重量塊、7-拉繩、8-彈性皮筋、9-彈性封口卡。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。如圖1至圖4所示，一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，連接在無人直升機(jī)機(jī)身3頂部的安裝欄架5上，其特征在于:包括倒扣后與安裝欄架5固定連接的進(jìn)氣漏斗2以及連接在進(jìn)氣漏斗2上端頸口上的采氣袋1，所述重量塊6是如鐵、鉛重量塊，其直徑范圍為2-3厘米；所述采氣袋1內(nèi)還設(shè)有封口球4，所述重量塊6與封口球4通過拉繩進(jìn)行連接，以此實(shí)現(xiàn)重量塊6與采氣袋1的連接。所述采氣袋1的開口套在進(jìn)氣漏斗2的上端頸口上并通過彈性皮筋8與上端頸口連接固定；所述進(jìn)氣漏斗2的上端頸口與采氣袋1連通，下端漏斗口與大氣相通。所述封口球4可以是空心或?qū)嵭牡乃妨锨?，如乒乓球，其直徑范圍?-4厘米。所述彈性皮筋8為彈性橡皮筋或牛皮筋，其在上端頸口上設(shè)置2?3道。所述采氣袋1為聚氯乙烯袋或聚乙烯袋。
[0013]所述采氣袋1內(nèi)還設(shè)有封口球4和位于采氣袋1外在采氣前期放置在機(jī)身頂上、采氣后期脫離機(jī)身拉動封口球4對采氣袋進(jìn)行密封的重量塊6，所述重量塊6與封口球4通過拉繩7進(jìn)行連接。
[0014]另外，如圖5至圖8，也可以在采氣袋1的開口處還設(shè)有彈性封口卡9代替封口球4和重量塊6，所述彈性封口卡9位于彈性皮筋8的上部，卡在進(jìn)氣漏斗上端頸口外側(cè)的采氣袋1外，固定采氣袋1與上端頸口。優(yōu)選的，所述彈性封口卡9為雙弧線閉合彈簧卡。
[0015]具體操作時，首先，將采氣裝置連接在無人直升機(jī)機(jī)身3頂部的安裝欄架5上，控制無人直升機(jī)升空到采樣高度后，使無人直升機(jī)以5?6米/秒速度下降，空氣通過進(jìn)氣漏斗2進(jìn)入采氣袋1中，隨著采氣袋1內(nèi)的氣體越來越多，空氣阻力也越來越大，待采氣袋1充盈達(dá)到一定程度后，采氣袋1的下端與進(jìn)氣漏斗1連接的進(jìn)氣口部分脫離進(jìn)氣漏斗1的頸部，彈性皮筋8收緊綁扎采氣袋的開口，同時與采氣袋1連接的重量塊6脫離機(jī)身，在重力作用下下降，拉繩7拉緊，帶動與拉繩7連接的封口球4向下封住采氣袋1的進(jìn)氣口，或者彈性封口卡9封住采氣袋的開口，在重力作用下，整個大氣采氣裝置下落飄落到地面。本發(fā)明設(shè)備每次可采集設(shè)定高度上的幾十至幾百升大氣樣本，供大氣成分分析用。
【權(quán)利要求】
1.一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，連接在無人直升機(jī)機(jī)身(3 )頂部的安裝欄架(5 )上，其特征在于:包括倒扣后與安裝欄架(5)固定連接的進(jìn)氣漏斗(2)以及連接在進(jìn)氣漏斗(2)上端頸口上的采氣袋(I);所述采氣袋(I)的開口套在進(jìn)氣漏斗(2)的上端頸口上并通過彈性皮筋(8)與上端頸口連接固定；所述進(jìn)氣漏斗(2)的上端頸口與采氣袋(I)連通，下端漏斗口與大氣相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，其特征在于:所述采氣袋(I)內(nèi)還設(shè)有封口球(4)和位于采氣袋(I)外在采氣前期放置在機(jī)身頂上、采氣后期脫離機(jī)身拉動封口球(4)對采氣袋進(jìn)行密封的重量塊(6)，所述重量塊(6)與封口球(4)通過拉繩(7)進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，其特征在于:所述采氣袋(I)的開口處還設(shè)有彈性封口卡(9 )，所述彈性封口卡(9 )位于彈性皮筋(8 )的上部，卡在進(jìn)氣漏斗上端頸口外側(cè)的采氣袋(I)外，固定采氣袋(I)與上端頸口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，其特征在于:所述重量塊(6)是如鐵塊或鉛塊，其直徑范圍為2?3厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，其特征在于:所述封口球(4)是空心或?qū)嵭乃芰锨?，其直徑范圍??4厘米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，其特征在于:所述彈性皮筋(8)在上端頸口上設(shè)置I?3道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人直升機(jī)大氣采氣裝置，其特征在于:所述采氣袋(I)為聚氯乙烯袋或聚乙烯袋。
8.一種利用權(quán)利要求1?7任意一項(xiàng)所述的無人直升機(jī)大氣采氣裝置進(jìn)行的高空氣體收集方法，其特征在于，包括如下采集步驟: 步驟一、將采氣裝置連接在無人直升機(jī)機(jī)身(3)頂部的安裝欄架(5)上； 步驟二、控制無人直升機(jī)升空到采樣高度后，使無人直升機(jī)以5?6米/秒速度下降； 步驟三、空氣通過進(jìn)氣漏斗(2 )下端的漏斗口進(jìn)入采氣袋(I)中，隨著采氣袋(I)內(nèi)的氣體越來越多，空氣阻力也越來越大； 步驟四、待采氣袋(I)充盈達(dá)到一定程度后，采氣袋(I)的下端與進(jìn)氣漏斗(2)連接的進(jìn)氣口部分脫離，彈性皮筋(8)收緊綁扎采氣袋的開口 ； 步驟五、與采氣袋(I)連接的重量塊(6)脫離機(jī)身，在重力作用下下降，拉繩(7)拉緊，帶動與拉繩(7 )連接的封口球(4 )向下，封住采氣袋(I)的進(jìn)氣口； 步驟六、在重力作用下，采氣袋(I)飄落到地面。
【文檔編號】G01N1/22GK104458347SQ201410694068
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】李楊, 馬舒慶 申請人:中國氣象局氣象探測中心