[发明专利]一种富营养化水体水质采样无人机系统及其水质采样方法

说明书

本发明涉及无人机领域，公开了一种富营养化水体水质采样无人机系统及其水质采样方法。无人机系统包括无人飞行器和水质采样装置。无人飞行器设置有控制单元，控制单元用于控制无人飞行器的启停。水质采样装置，与控制单元电连接；水质采样装置包括安装支架、取水组件和喷气组件。当无人飞行器协同水质采样装置移动至目标取水点处时，首先启动喷气组件，气动移除目标取水点水体表面的干扰物；再启动取水组件中的采样泵，从而实现顺利采集到富营养化水体的水样部分而非干扰物部分，以避免了直接用采样泵采样导致水体表面的干扰物吸入并堵塞采样管、以及采集到的水样中含有大量干扰物杂质的风险，提高了样品的质量和纯度。

技术领域

本发明涉及无人机领域，更具体地，涉及一种富营养化水体水质采样无人机系统及其水质采样方法。

背景技术

在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他干扰物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，从而造成水体富营养化，已成为环境水体污染的一种普遍现象。因此，对于富营养化水体的监测，是目前环境污染类型中的重要研究话题。

在水环境监测中，对样品进行监测的第一步就是取样。然而，在富营养化水体中，由于干扰物大量繁殖，造成水体表面被各类干扰物覆盖，从而影响人们对于富营养化水体的直接采样。因此在实际采样过程中，对于离岸较远的采样点，通常需要采样人员乘坐船只等工具抵达采样点，并使用滤网、竹竿等工具驱离蓝藻、红藻等干扰物之后，再用塑料瓶或桶进行采样，存在操作过程复杂、人工成本过高、人为操作危险系数大、采样效率低、样品质量难以保证等缺陷。

现有专利“一种用于水质自动采样的无人机装置及采样方法”提供了一种用于水质自动采样的无人机装置及采样方法，包括无人机飞行器主体、设置在无人机飞行器主体侧面的无人机支脚以及能源与控制单元，无人机装置还包括设置在无人机飞行器主体下侧的安装支架，安装支架上安装有自动水质采样单元。该装置能够在一个工作周期中依次采集多个采样点水质样品，便于返回后进行同步分析，进一步提高采样效率。然而该装置仅适用于对一般的水域进行远程采样和监测，不能对富营养化水体进行直接采样。

现有专利“一种基于无人机平台的水质采样装置”提供了一种基于无人机平台的水质采样装置，包括无人机和采水装置，采水装置包括采样箱、采样瓶、采样水杆、水泵、转向舵机、软管、控制器；采样瓶、水泵设置于采样箱中，采样瓶环绕水泵放置，水泵通过软管与各采样瓶连通，采样水杆位于采样箱下方，与水泵进水口连接，水泵的出水口通过软管与各采样瓶口设置的电磁阀连接，转向舵机与采样水杆连接，电磁阀和转向舵机均与控制器连接。该装置通过无人机、水泵和多个采样瓶相配合，可以提高采样精确度。然而该装置同样也不能对富营养化水体进行直接采样。

现有专利“一种基于遥感的湖泊富营养化监测方法”公开了一种基于遥感的湖泊富营养化监测方法，该方法虽然是针对富营养化水体的监测，但实际上是对监测到湖泊富营养化程度较高后，对湖泊富营养化进行自动化处理和治理的方法，因而并未涉及如何对富营养化水体进行采样。

由此可见，亟需一种行之有效的对富营养化水体进行自动化采样的装置和方法来解决上述问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的操作过程复杂、人工成本过高、人为操作危险系数大、采样效率低或样品质量难以保证等缺陷，提供一种富营养化水体水质采样无人机系统。

本发明的另一目的在于提供一种富营养化水体水质采样无人机系统的水质采样方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种富营养化水体水质采样无人机系统，包括：无人飞行器和水质采样装置。

进一步地，无人飞行器设置有控制单元，控制单元用于控制无人飞行器的启停。

更进一步地，无人飞行器为无人直升机、无人旋翼机、无人飞艇和无人伞翼机的任意一种。