[发明专利]一种单线激光的无人机气体检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种单线激光的无人机气体检测系统，其特征在于：包括地面控制站(1)和无人机端，所述地面控制站(1)通过无线通讯模块与所述无人机端的数据传输链路(2)相连，所述无人机端包括无人机机体和设在所述无人机机体中的检测装置，所述检测装置包括，

半导体激光驱动模块(4)，设在所述无人机机体中与气体数据分析及控制模块(3)相连，用于根据气体数据分析及控制模块(3)发出的信号向激光发射器(5)注入电流进行驱动和调频；

烟道(6)，设在所述无人机机体中并具有连通外界的进口，所述烟道(6)内设有吸气装置；

激光发射器(5)，与所述半导体激光驱动模块(4)相连，设在所述烟道(6)的一侧；

光电传感器(7)，设在所述烟道(6)的另一侧，与对应的所述激光发射器(5)彼此相对，并与数据收集模块(8)相连，用于接收激光发射器(5)发出穿过烟道(6)的激光，并将获得的激光光谱数据发送到数据收集模块(8)；

数据收集模块(8)，设在所述无人机机体中与所述气体数据分析及控制模块(3)相连，将收集到的每种频率激光的光谱数据记录后发送到气体数据分析及控制模块(3)；

气体数据分析及控制模块(3)，与所述数据传输链路(2)相连，用于向半导体激光驱动模块(4)发送信号使半导体激光驱动模块(4)驱动所述激光发射器(5)发出相应频率的激光，再从数据收集模块(8)获取该频率激光扫描所述烟道(6)中气体后所得到的光谱数据，并根据激光的频率和光谱数据分析得到相应气体的浓度数据，并发送到所述数据传输链路(2)。

2.根据权利要求1所述的一种单线激光的无人机气体检测系统，其特征在于：所述检测装置还包括设在所述烟道(6)中的温度感应器(9)和压力感应器(10)，所述温度感应器(9)与所述气体数据分析及控制模块(3)相连，用于检测并传输所述烟道(6)中气体的温度数据，所述压力感应器(10)与所述气体数据分析及控制模块(3)相连，用于检测并传输所述烟道(6)中气体的气压数据，所述气体数据分析及控制模块(3)还用于根据所述烟道(6)中气体的气压数据和温度数据对相应气体的浓度数据进行修正。

3.根据权利要求1所述的一种单线激光的无人机气体检测系统，其特征在于：所述检测装置还包括设在所述烟道(6)有所述激光发射器(5)一侧的分光器(12)和校验传感器(11)，所述分光器(12)设在相应的所述激光发射器(5)的发射端，所述分光器(12)的输出端有两个，一个连接到所述校验传感器(11)，另一个连接到所述烟道(6)并与所述光电传感器(7)相对，校验传感器(11)连接到所述气体数据分析及控制模块(3)。

4.根据权利要求1所述的一种单线激光的无人机气体检测系统，其特征在于：所述半导体激光驱动模块(4)设有电流调整电路和半导体制器，用于根据气体数据分析及控制模块(3)发出的信号将电流调制成锯齿形电流并对锯齿形电流进一步进行波谱调频，并调整激光发射器(5)的温度实现对激光的调频。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种单线激光的无人机气体检测系统，其特征在于：所述无人机端还包括图像采集模块(14)和连接到所述数据传输链路(2)的飞行控制模块(13)，所述图像采集模块(14)包括安装在所述无人机机体上的摄像头和连接到所述摄像头的图像存储器，所述图像存储器连接到所述飞行控制模块(13)，所述飞行控制模块(13)用于接收图像采集模块(14)发出的环境图像信息并发送到所述数据传输链路(2)，以及根据数据传输链路(2)发送的飞行数据控制无人机机体飞行。

6.根据权利要求5所述的一种单线激光的无人机气体检测系统，其特征在于：所述无人机端还包括分别连接到所述飞行控制模块(13)的GPS导航模块(15)，所述飞行控制模块(13)还用于获得GPS导航模块(15)发送的无人机位置信息和由数据传输链路(2)获得的飞行路径信息，并通过对比无人机位置信息和飞行路径信息控制无人机机体沿飞行路径飞行。