[发明专利]一种大气综合垂直测量系统

权利要求书

1.一种大气综合垂直测量系统，其特征在于，包括：

大气环境监测仪，其用于实时监测空气环境中污染物的浓度、温湿度和大气压力；

无人机平台，其上搭载所述大气环境监测仪，用于按照规划航线进行飞行，并根据无人机平台高空中飞行姿态，反演高空中风速风向；

地面控制站，其与所述无人机平台和所述大气环境监测仪通信连接，用于监测和控制无人机的飞行过程和飞行轨迹，并对所述大气环境监测仪进行操作控制和状态显示。

2.根据权利要求1所述的大气综合垂直测量系统，其特征在于，所述大气环境监测仪包括壳体，所述壳体外部设有若干与气体泵相连的进气通道，所述壳体内部设有单片机电路系统以及与所述单片机电路系统连接的用于测量颗粒物PM2.5和PM10质量浓度的颗粒物传感器、用于检测SO₂、O₃、NO₂、和CO气体浓度的四个电化学气体传感器、用于检测CO₂气体浓度的CO₂气体传感器、用于测量环境温度和相对湿度的温湿度传感器和用于测量大气压力的大气压力传感器。

3.根据权利要求2所述的大气综合垂直测量系统，其特征在于，所述单片机电路系统包括电路板，所述电路板上设置由单片机以及与所述单片机连接的启动电路、输入电路、A/D转换电路、放大电路、输出电路、供电电路和通信电路，所述颗粒物传感器、四个所述电化学气体传感器、所述CO₂气体传感器、所述温湿度传感器和所述大气压力传感器均安装在所述电路板上。

4.根据权利要求2所述的大气综合垂直测量系统，其特征在于，所述颗粒物传感器包括第一塑料外壳和PCB板，所述第一塑料外壳内部设置图像传感器、红外发射LED、放大器和编码器，所述图像传感器和所述红外发射LED光轴相交，所述图像传感器的顶部金属屏蔽层与所述第一塑料外壳相连，所述图像传感器的底部金属屏蔽层焊接在所述PCB板上。

5.根据权利要求2所述的大气综合垂直测量系统，其特征在于，每个电化学气体传感器包括第二塑料外壳，所述第二塑料外壳上开设有一个用于气体进入的栅孔，所述第二塑料外壳内沿气体扩散方向依次设置感应电极、辅助电极、参考电极和对电极，所述感应电极紧邻所述栅孔设置，且所述感应电极和所述辅助电极上均覆盖一层电解质薄膜，所述第二塑料外壳内部还设有电解液腔。

6.根据权利要求2所述的大气综合垂直测量系统，其特征在于，所述CO₂气体传感器包括第三塑料外壳，所述第三塑料外壳内部依次设置红外光源、气腔和光感应器，所述第三塑料外壳外部紧邻气腔处设置有进气口。

7.根据权利要求1所述的大气综合垂直测量系统，其特征在于，所述无人机平台为四旋翼无人机，包括：

机体，其包括机壳、位于所述机壳内部的内框架、位于所述机壳顶部的舱盖和连接在所述机壳上的四个可拆卸机臂，所述机臂与所述机壳采用铝合金螺纹圈锁紧连接，所述机体内部由隔板分上下两层，下部为设备舱，上部为电池舱；

起落架，其可拆卸固定在所述机体底部；

动力装置，其固定在所述机臂端部，包括电机、电调、螺旋浆和电缆；

电源装置，其固定在所述电池舱中；

飞行控制系统，其固定在所述设备舱中；

导航装置，其固定在所述机体上并与所述飞行控制系统连接；

任务载荷，其固定在所述机体底部；

电台，其与所述飞行控制系统和所述地面控制站双向通信连接。

8.根据权利要求7所述的大气综合垂直测量系统，其特征在于，所述起落架为T字型，由碳纤维卷管和高强度铝合金连接件组成。