機載跟隨裝置及機載式氣體遙測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光電分析，尤其涉及機載跟隨裝置及機載式氣體遙測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 氣體監(jiān)測和檢測非常重要，但是在一些特殊條件下，人工攜帶檢測設備進入現(xiàn)場 非常危險，如在燃燒現(xiàn)場，在有爆炸、輻射、有毒污染的環(huán)境，在瀕臨坍塌的樓宇附近。
[0003] 綜上，提供一種非人工進入的氣體含量檢測方式成為氣體檢測領域迫切需要解決 的技術問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 為解決上述現(xiàn)有技術方案中的不足，本實用新型提供了一種定位精確、高效的機 載跟隨裝置。
[0005] 本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
[0006] 機載跟隨裝置，所述機載跟隨裝置包括：
[0007] 旋翼無人機；
[0008] 第一光源，所述第一光源用于發(fā)出定位光束；
[0009] 至少三個探測器，所述至少三個探測器相互隔離且設置在所述旋翼無人機上，分 別接收到所述定位光束的光強，并傳送到比對電路；
[0010]比對電路，所述比對電路用于比對至少三個探測器分別接收到的光強，光強之間 的偏差傳送到控制電路；
[0011] 控制電路，所述控制電路用于根據(jù)所述偏差而調(diào)整所述旋翼無人機的空間位置， 使得所述至少三個探測器分別接收到的光強間的偏差在閾值內(nèi)。
[0012] 根據(jù)上述的機載跟隨裝置，可選地，所述第一光源安裝在監(jiān)測車車頂。
[0013] 根據(jù)上述的機載跟隨裝置，優(yōu)選地，所述至少三個探測器為四個。
[0014] 本實用新型的目的還在于提供了一種應用上述跟隨裝置的高精度、功能強大的機 載式氣體遙測系統(tǒng)，該實用新型目的通過以下技術方案得以實現(xiàn)：
[0015] 機載式氣體遙測系統(tǒng)，所述機載式氣體遙測系統(tǒng)包括：
[0016] 無人機跟隨裝置，所述無人機跟隨裝置采用上述的機載跟隨裝置；
[0017] 遙測裝置，所述遙測裝置包括：
[0018] 第二光源，所述第二光源用于發(fā)出測量光，所述測量光的波長覆蓋待測氣體的吸 收譜線;所述第二光源安裝在所述機載跟隨裝置的旋翼無人機上；
[0019] 測量光探測器，所述測量光探測器用于將接收到的被反射物反射回來的測量光信 號轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到分析模塊;所述測量光探測器安裝在所述旋翼無人機上；
[0020] 分析模塊，所述分析模塊根據(jù)吸收光譜技術及所述電信號得出待測氣體的含量。
[0021] 根據(jù)上述的機載式氣體遙測系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述分析模塊設置在監(jiān)控室或監(jiān)控車 內(nèi)；所述測量光探測器通過無線方式將輸出的電信號傳送到所述分析模塊。
[0022] 根據(jù)上述的機載式氣體遙測系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第二光源僅為一個，所述第二光源 還用于發(fā)出脈沖光信號。
[0023] 根據(jù)上述的機載式氣體遙測系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述測量光探測器僅為一個。
[0024] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有的有益效果為：
[0025] 1.本實用新型創(chuàng)造性地將旋翼無人機用于氣體遙測中，如大氣、室內(nèi)氣體遙測中， 無需人工進入，安全；
[0026] 2.定位精確
[0027]利用至少三個探測器去接收定位光束，利用至少三個探測器輸出的光強的電信號 的偏差去調(diào)整旋翼無人機的空間位置，使得旋翼無人機處于所述第一光源的正上方，為高 精度的遙測室內(nèi)氣體打下基礎；
[0028] 3.遙測精度高
[0029] 利用僅有的一套光學系統(tǒng)(一個光源、一個探測器)準確地測得室內(nèi)窗戶到墻面的 距離，也即，可以準確地測得室內(nèi)待測氣體的含量；
[0030] 4.結(jié)構(gòu)簡單、低成本
[0031] 僅使用一套光學系統(tǒng)即可測出室內(nèi)窗戶到墻面的距離以及光學路徑上待測氣體 對測量光的吸收，顯著地降低了遙測系統(tǒng)的復雜度及成本，提高了可維護程度；
[0032] 5.應用領域廣
[0033]將僅有的一套光學系統(tǒng)安裝在旋翼無人機上，無人機飛到不同的高度，從而通過 遙測測得不同樓層內(nèi)室內(nèi)氣體的含量，拓展了應用領域；
[0034] 6.功能強大
[0035]測得的含量信息可實時發(fā)送到業(yè)主的通信終端上，即使在外也可知曉室內(nèi)氣體的 含量，及早發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏信息，排除安全隱患。
【附圖說明】
[0036]參照附圖，本實用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的 是:這些附圖僅僅用于舉例說明本實用新型的技術方案，而并非意在對本實用新型的保護 范圍構(gòu)成限制。圖中：
[0037] 圖1是根據(jù)本實用新型實施例的機載式氣體遙測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0038] 圖1和以下說明描述了本實用新型的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實 施和再現(xiàn)本實用新型。為了教導本實用新型技術方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領 域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本實用新型的范圍內(nèi)。本領域技 術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實用新型的多個變型。由此，本實 用新型并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0039] 實施例1:
[0040] 圖1示意性地給出了本實用新型實施例的機載式室內(nèi)氣體遙測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 圖，如圖1所示，所述機載式室內(nèi)氣體遙測系統(tǒng)包括：
[0041] 機載跟隨裝置，所述機載跟隨裝置包括：
[0042] 旋翼無人機；
[0043] 第一光源，如半導體激光器;所述第一光源用于發(fā)出定位光束;所述第一光源可設 置在監(jiān)測車頂；
[0044]至少三個探測器，所述至少三個探測器相互隔離且設置在所述旋翼無人機上，分 別接收到所述定位光束的光強，并傳送到比對電路；
[0045] 比對電路，所述比對電路用于比對至少三個探測器分別接收到的光強，光強之間 的偏差傳送到控制電路；
[0046] 控制電路，所述控制電路用于根據(jù)所述偏差而調(diào)整所述旋翼無人機的空間位置， 使得所述至少三個探測器分別接收到的光強間的偏差在閾值內(nèi)，以使得所述旋翼無人機處 于所述第一光源的正上方；
[0047]遙測裝置，所述遙測裝置包括：
[0048] 第二光源，所述第二光源用于發(fā)出測量光，所述測量光的波長覆蓋待測氣體(如甲 烷，天然氣的主要成分是甲烷）的吸收譜線;所述光源優(yōu)選半導體激光器;所述第二光源安 裝在所述旋翼無人機上；
[0049] 測量光探測器，所述測量光探測器用于將接收到的被反射物反射回來的脈沖光信 號轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到分析模塊;所述測量光探測器安裝在所述旋翼無人機上；
[0050] 分析模塊，所述分析模塊根據(jù)所述測量光探測器得到電信號、吸收光譜技術得出 室內(nèi)待測氣體的含量，如專利CN1204391C中所述；
[0051] 為了降低旋翼無人機的載重量以提高無人機的續(xù)航能力，進一步地，所述分析模 塊設置在監(jiān)控室或監(jiān)控車內(nèi)；所述測量光探測器通過無線方式將輸出的電信號傳送到所述 分析模塊。
[0052]本實用新型實施例的機載式氣體遙測方法，也即上述遙測系統(tǒng)的工作過程，所述 機載式氣體遙測方法包括以下步驟：
[0053] (B1)旋翼無人機攜帶跟隨裝置及遙測裝置到達待測環(huán)境處，在此過程中，跟隨方 式包括以下步驟：
[0054] (A1)第一光源發(fā)出定位光束；
[0055] (A2)安裝在旋翼無人機的至少三個探測器分別接收所述定位光束，輸出的電信號 分別傳送到比對電路；
[0056] (A3)比對電路比對接收到的電信號，電信號間的偏差傳送到控制電路：
[0057] 若偏差小于閾值，則所述旋翼無人機維持現(xiàn)狀；
[0058]若偏差不小于所述閾值，則進入步驟(A4);
[0059] (A4)控制電路根據(jù)所述偏差調(diào)整所述旋翼無人機的空間位置，并進入所述步驟 (A3);
[0060] (B2)待旋翼無人機到達待測環(huán)境，旋翼無人機(飛離監(jiān)測車或處于監(jiān)測車正上方） 上的第二光源發(fā)出的測量光射入待測環(huán)境內(nèi)，待測氣體(如甲烷，天然氣的主成分是甲烷） 吸收后的測量光被所述反射物反射，被測量光探測器接收并轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到分析 豐旲塊；
[0061] (B3)分析模塊根據(jù)所述測量光探測器得到的電信號、吸收光譜技術得出室內(nèi)待測 氣體的含量，如專利CN1204391C中所述。
[0062] 為了獲得待測環(huán)境內(nèi)待測氣體的絕對濃度，優(yōu)選地，所述待測氣體的含量C為：
[0063]
[0064