[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

说明书

本发明公开了一种单线激光的无人机气体检测系统及其检测方法，检测系统包括地面控制站和无人机端，所述地面控制站通过无线通讯模块与所述无人机端的数据传输链路相连，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、烟道、激光发射器、光电传感器、数据收集模块和气体数据分析及控制模块。本发明具有不受背景气体的影响、不受粉尘与视窗污染的影响、能自动修正温度压力对测量的影响的优点。

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种单线激光的无人机气体检测系统及其检测方法。

背景技术

目前，随着无人机技术的发展，气体检测技术也运用在了无人机上。使得面对一些特殊场景(如高空、灾害地点等)的气体测量作业时，简化了测试步骤，同时保护了工作人员的安全。

但是，目前的无人机气体检测技术均为气敏检测法，该类方法在无人机的飞行环境下进行作业时，存在着误差大，易受环境影响，仪器烟道易堵漏，仪器设备需频繁维护等问题。

专利号201420103431.6的实用新型专利公开了一种无人机载化学气体检测系统。虽然利用无人机方便了对高空或危险区域的检测，操作方便。但该种技术未解决误差大，易受环境影响，仪器烟道易堵漏，仪器设备需频繁维护等问题。

专利号201720431111.7的发明专利提供了一种无人机检测装置及系统，优点在于能利用维护人员能够通过终端设备获取无人机的检测结果，操作简便，使用安全。但该系统检测时易受干扰，灵敏度受温度变化影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单线激光的无人机气体检测系统及其检测方法，以解决现有技术中检测误差大，易受环境影响的缺陷。

所述的单线激光的无人机气体检测系统，包括地面控制站和无人机端，所述地面控制站通过无线通讯模块与所述无人机端的数据传输链路相连，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，设在所述无人机机体中与气体数据分析及控制模块相连，用于根据气体数据分析及控制模块发出的信号向激光发射器注入电流进行驱动和调频；

烟道，设在所述无人机机体中并具有连通外界的进口，所述烟道内设有吸气装置；

激光发射器，与所述半导体激光驱动模块相连，设在所述烟道的一侧；

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

数据收集模块，设在所述无人机机体中与所述气体数据分析及控制模块相连，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；

气体数据分析及控制模块，与所述数据传输链路相连，用于向半导体激光驱动模块发送信号使半导体激光驱动模块驱动所述激光发射器发出相应频率的激光，再从数据收集模块获取该频率激光扫描所述烟道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。

优选的，所述检测装置还包括设在所述烟道中的温度感应器和压力感应器，所述温度感应器与所述气体数据分析及控制模块相连，用于检测并传输所述烟道中气体的温度数据，所述压力感应器与所述气体数据分析及控制模块相连，用于检测并传输所述烟道中气体的气压数据，所述气体数据分析及控制模块还用于根据所述烟道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。

优选的，所述检测装置还包括设在所述烟道有所述激光发射器一侧的分光器和校验传感器，所述分光器设在相应的所述激光发射器的发射端，所述分光器的输出端有两个，一个连接到所述校验传感器，另一个连接到所述烟道并与所述光电传感器相对，校验传感器连接到所述气体数据分析及控制模块。