本發(fā)明涉及環(huán)境檢測(cè)和采樣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于無人機(jī)的外掛式大氣VOC采樣設(shè)備。

背景技術(shù)：

國內(nèi)對(duì)于無人機(jī)的大氣采樣仍是空白，現(xiàn)仍使用傳統(tǒng)的采樣方法，傳統(tǒng)的大氣采樣需要工作人員攜帶采樣設(shè)備設(shè)置在采樣點(diǎn)并人工采樣，而且一般情況下只能水平方向設(shè)置采樣點(diǎn)，對(duì)于垂直方向的采樣條件限制大耗時(shí)耗力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種基于無人機(jī)的外掛式大氣VOC采樣設(shè)備，取代傳統(tǒng)的人工采樣，節(jié)省人力、物力、財(cái)力，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能水平方向設(shè)置采樣點(diǎn)，對(duì)于垂直方向的采樣條件限制大耗時(shí)耗力的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于無人機(jī)的外掛式大氣VOC采樣設(shè)備，所述無人機(jī)設(shè)有用于檢測(cè)和錄像的攝影設(shè)備，所述大氣VOC采樣設(shè)備包括采樣控制器和采樣裝置，所述采樣控制器用于檢測(cè)所述無人機(jī)信號(hào)變化、設(shè)定采樣參數(shù)以及控制大氣采樣，所述采樣裝置由蘇碼罐、接頭和流量控制器組成。

進(jìn)一步的，所述無人機(jī)上設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述攝影設(shè)備角度的可旋轉(zhuǎn)設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述采樣控制器采用MCU構(gòu)成，所述MCU連接有復(fù)位按鍵和觸摸顯示屏，所述復(fù)位按鍵和所述觸摸顯示屏與分別與所述MCU電性連接，所述觸摸顯示屏用于輸入設(shè)置和以及顯示采樣容量和采樣時(shí)間，所述MCU還連接有繼電器和電磁閥，所述電磁閥固定在所述采樣裝置上，所述MCU通過所述繼電器控制所述電磁閥的開關(guān)，所述電磁閥控制所述采樣裝置的開啟與關(guān)閉。

進(jìn)一步的，所述采樣裝置包括蘇碼罐、C式氣動(dòng)快速接頭和流量控制器，所述流量控制器和所述電磁閥設(shè)在C式氣動(dòng)快速接頭上，所述C式氣動(dòng)快速接頭一端連接進(jìn)氣口，另一端連接所述蘇碼罐的接口。

進(jìn)一步的，所述蘇碼罐的容量為2.7L、3.2L、6L或15L。

進(jìn)一步的，所述MCU還連接有電源、電源電量檢測(cè)模塊和報(bào)警模塊，所述電源用于供電，所述電源電量檢測(cè)模塊分別與所述電源和報(bào)警模塊電性連接。

進(jìn)一步的，所述電源采用LIPO電池，所述電源電路檢測(cè)模塊采用電壓轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。

進(jìn)一步的，所述采樣控制器連接有無線通信電路，所述無線通信電路與遙控器無線通信，遙控器通過所述無線通信電路發(fā)送采樣命令至所述采樣控制器，所述采樣控制器根據(jù)接收到的采樣命令控制采樣裝置開始或停止大氣采樣。

本發(fā)明的有益效果在于：在無人機(jī)上設(shè)置大氣VOC采樣設(shè)備，取代傳統(tǒng)的人工采樣，節(jié)省人力、物力、財(cái)力，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能水平方向設(shè)置采樣點(diǎn)，對(duì)于垂直方向的采樣條件限制大耗時(shí)耗力的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明基于無人機(jī)的外掛式大氣VOC采樣設(shè)備的原理框圖；

圖2為采樣控制器的電路原理圖；

圖3為采樣控制器的外觀結(jié)構(gòu)圖；

圖4為采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-MCU；2-繼電器；3-電磁閥；4-無人機(jī)；5-復(fù)位按鍵；6-觸摸顯示屏；7-電源；8-電源電量檢測(cè)模塊；9-報(bào)警模塊；10-工作指示燈；11-電源開關(guān)；12-采樣控制器；13-采樣裝置；14-蘇碼罐；15-接頭；16-流量控制器；17-進(jìn)氣口；18-閥門。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-圖4所示，本發(fā)明提出了一種基于無人機(jī)的外掛式大氣VOC采樣設(shè)備，無人機(jī)4設(shè)有用于檢測(cè)和錄像的攝影設(shè)備，大氣VOC采樣設(shè)備包括采樣控制器12和采樣裝置13，采樣控制器12用于檢測(cè)無人機(jī)4信號(hào)變化、設(shè)定采樣參數(shù)以及控制大氣采樣，采樣裝置13由蘇碼罐14、接頭15和流量控制器16組成。在實(shí)施過程中，采樣裝置13為硬件機(jī)械結(jié)構(gòu)，采樣控制器12包括控制器殼體和設(shè)在控制器殼體內(nèi)的電路板。

本發(fā)明在無人機(jī)4上設(shè)置大氣VOC采樣設(shè)備，取代傳統(tǒng)的人工采樣，節(jié)省人力、物力、財(cái)力，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能水平方向設(shè)置采樣點(diǎn)，對(duì)于垂直方向的采樣條件限制大耗時(shí)耗力的問題。

本發(fā)明能夠適用于大部分高端無人機(jī)4。其核心是將無人機(jī)4的信號(hào)變化作為采樣的啟動(dòng)信號(hào)，針對(duì)客戶的需求能夠自主選擇適用的成熟安全可靠的無人機(jī)4，具有通用性。

在本實(shí)施例中，一般蘇碼罐14的重量為1kg-4kg不等，再加上采樣控制器12的自重，需要無人機(jī)4載重能力在5kg以上。

無人機(jī)4上設(shè)有用于調(diào)節(jié)攝影設(shè)備角度的可旋轉(zhuǎn)設(shè)備。攝像設(shè)備最主要包括攝像頭，主要用于觀測(cè)采樣點(diǎn)空中情況和周圍障礙物情況。一般要求360可旋轉(zhuǎn)，并擁有超過120度俯仰角調(diào)節(jié)。

采樣控制器12采用MCU1構(gòu)成，MCU1的型號(hào)為STC12系列；MCU1連接有復(fù)位按鍵5和觸摸顯示屏6，復(fù)位按鍵5和觸摸顯示屏6與分別與MCU1電性連接，觸摸顯示屏6用于輸入設(shè)置和以及顯示采樣容量和采樣時(shí)間，用戶可通過觸摸顯示屏6輸入采樣信息。還可通過復(fù)位按鍵5復(fù)位采樣控制器12的采樣信息。具體的，觸摸顯示屏6采用TFTLCD液晶顯示屏構(gòu)成，其優(yōu)點(diǎn)為低電壓驅(qū)動(dòng)、功耗低、屏幕響應(yīng)速度10ms。

具體的，控制器殼體正面設(shè)有觸摸顯示屏6、工作指示燈10、電源開關(guān)11和復(fù)位按鍵5。

MCU1還連接有繼電器2和電磁閥3，電磁閥3固定在采樣裝置13上，MCU1通過繼電器2控制電磁閥3的開關(guān)，電磁閥3控制采樣裝置13的開啟與關(guān)閉。

采樣裝置13包括蘇碼罐14、C式氣動(dòng)快速接頭15和流量控制器16，流量控制器16和電磁閥3設(shè)在C式氣動(dòng)快速接頭15上，C式氣動(dòng)快速接頭15一端連接進(jìn)氣口17，另一端連接蘇碼罐14的接口。

在本實(shí)施例中，流量控制器16可采用節(jié)流閥，節(jié)流閥可以對(duì)氣體流量進(jìn)行控制，電磁閥3控制C式氣動(dòng)快速接頭15的通斷。

蘇碼罐14的容量為2.7L、3.2L、6L或15L。蘇碼罐14上還設(shè)有閥門18。

MCU1還連接有電源7、電源電量檢測(cè)模塊8和報(bào)警模塊9，電源7用于供電，電源電量檢測(cè)模塊8分別與電源7和報(bào)警模塊9電性連接。

電源7采用LIPO電池，優(yōu)點(diǎn)超輕超薄、高容量、無漏液且高安全性。電源7電路檢測(cè)模塊采用電壓轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。

具體的，無人機(jī)4的起飛和飛行以及停在采水點(diǎn)上空需要無人機(jī)4遙控器進(jìn)行遙控，無人機(jī)4遙控器發(fā)送控制信號(hào)至無人機(jī)4，控制無人機(jī)4發(fā)出電平信號(hào)，采樣控制電路采樣該電平信號(hào)，判斷電平信號(hào)的變化是否與設(shè)定相符，若是，則進(jìn)入采樣模式，否則，繼續(xù)等待捕獲符合設(shè)定的電平信號(hào)的變化。

本發(fā)明進(jìn)行大氣采樣的流程具體包括以下步驟：

流速校準(zhǔn)：在無人機(jī)4飛行之前對(duì)流量控制器16進(jìn)行校準(zhǔn)。

開機(jī)：正確的開機(jī)步驟是打開遙控機(jī)連接上顯示設(shè)備→啟動(dòng)無人機(jī)4電源7→打開采樣器開關(guān)。

采樣控制器12的設(shè)置：起飛前要對(duì)本次采樣進(jìn)行設(shè)定，通過觸摸顯示屏6輸入校準(zhǔn)后的參數(shù)(包括采樣容量和采樣時(shí)間)。同時(shí)有一個(gè)快速復(fù)位按鈕，可以復(fù)位采樣器的設(shè)置狀態(tài)。設(shè)置的參數(shù)由觸摸顯示屏6顯示出來。

操作無人機(jī)4飛往采樣地點(diǎn)：起飛(有一鍵起飛功能)，高度達(dá)到10-20m的飛行高度(必須高于周圍樹木建筑)，手動(dòng)控制飛往采樣地點(diǎn)的空中(可以使用地面站在地圖上點(diǎn)擊目的地自動(dòng)飛行)，然后使用攝像頭觀察周圍的情況一邊慢慢下降一邊調(diào)整位置，停在預(yù)想的采樣高度。

撥動(dòng)采樣開關(guān)開始采樣：MCU1檢測(cè)到無人機(jī)4發(fā)出的信號(hào)變化，發(fā)出控制信號(hào)給繼電器2，繼電器2閉合，電磁閥3的電閥門18打開，采樣開始并計(jì)算時(shí)間，當(dāng)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值，MCU1發(fā)送信號(hào)斷開繼電器2，電磁閥3發(fā)熱電閥門18閉合，完成采樣。然后便可操作無人機(jī)4返回。

在其他實(shí)施例中，采樣控制器12連接有無線通信電路，無線通信電路與遙控器無線通信，遙控器通過無線通信電路發(fā)送采樣命令至采樣控制器12，采樣控制器12根據(jù)接收到的采樣命令控制采樣裝置13開始或停止大氣采樣。

在其他實(shí)施例中，還可采樣控制器12集成在無人機(jī)4芯片里面，能夠于無人機(jī)4通信實(shí)現(xiàn)信息交換可以完成更高程度的自動(dòng)化和更多樣化的功能。但是具有更高技術(shù)的門檻和穩(wěn)定性的問題，并需要高資本的投入。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。