一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型所提供的一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，所述装置包括：沿待巡检管道延伸方向飞行的无人机；搭载在所述无人机上的激光甲烷气体泄漏检测器；对所述无人机进行管道巡检路线操控的地面控制终端；以及接收所述激光甲烷气体泄漏检测器发送的管道巡检图像以及所述管道甲烷浓度值并进行显示的地面图像显示器；所述地面控制终端与所述无人机之间通过微波通信方式进行双向通信；所述激光甲烷气体泄漏检测器与所述地面图像显示器之间通过无线通讯进行连接。本实用新型实现了对燃气管道巡查、快速定位查漏与实时视频回传功能，提高了燃气巡查效率，对于燃气泄漏定位更加精确。
【专利说明】
一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及燃气管道技术领域，尤其涉及一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置。
【背景技术】
[0002]伴随燃气行业的发展，城镇燃气运行企业每12个月对居民用户进行一次安检，每I年对地上户外立管进行一次巡查，每2日对埋地中压市政管进行一次巡查，每I日对正常市政管道上的次高压管线进行一次巡查，每半个月对山体敷设的次高压管线徒步巡查一次。对于重点巡查的区域和管段，还需适当增加巡查频率。
[0003]而在安检与巡查中，现有常规手段是目测检查、肥皂水检测与利用手持式的小型燃气泄漏检测仪进行检测，个别公司对地上户外公共管道及埋地管道进行巡查时采用了激光甲烷遥距检测仪进行检测。目测检查主观和随机性大，对于微漏敏感性不强;肥皂水捡漏适合对个别接(焊)口泄漏情况的确认，但不能逐个接(焊)口进行检查;手持式小型燃气泄漏检测仪适用于人工检测，检测精度高，但单位时间内检查的有效范围小，同时，对于人员无法到达的区域(高层、多层建筑的外墙立管、排管，高压、次高压管道人员不便于巡查的位置)无法实现有效巡查。
[0004]由此可知，现有技术还有待于改进和发展。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，旨在解决多层、高层建筑燃气立管环管难以巡查及高压、次高压、中压燃气埋地管道快速巡查的问题，提高巡查效率。
[0006]本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]—种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其中，所述装置包括:
[0008]沿待巡检管道延伸方向飞行的无人机；
[0009]搭载在所述无人机上的激光甲烷气体泄漏检测器；
[0010]对所述无人机进行管道巡检路线操控的地面控制终端；
[0011]以及接收所述激光甲烷气体泄漏检测器发送的管道巡检图像以及所述管道甲烷浓度值并进行显示的地面图像显示器；
[0012]所述地面控制终端与所述无人机之间通过微波通信方式进行双向通信；
[0013]所述激光甲烷气体泄漏检测器与所述地面图像显示器之间通过无线通讯进行连接。
[0014]所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其中，所述地面控制终端包括依次相连的:
[0015]用于预存储所述无人机管道巡检航线的航线存储器；
[0016]用于根据所述管道巡检航线控制所述无人机进行飞行的地面飞行控制器；
[0017]以及发送控制信号至所述无人机以及接收所述无人机反馈信号的微波通信器。
[0018]所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其中，所述激光甲烷气体泄漏检测器包括:
[0019]用于采集管道巡检图像的摄像模块；
[0020]用于采集所述管道甲烷浓度值的激光检测浓度模块；
[0021 ]用于实时获取管道GPS地理位置信息的GPS模块；
[0022]以及用于保存所述管道巡检图像、所述管道甲烷浓度值、所述管道GPS地理位置信息的数据存储模块；
[0023]所述摄像模块、激光检测浓度模块、GPS模块均与所述数据存储模块相连；
[0024]所述数据存储模块与所述地面图像显示器相连。
[0025]所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其中，所述摄像模块包括依次相连的:
[0026]用于获取所述管道的光影图像的光学透镜单元；
[0027]用于把所述光影图像转换为电子信号的CCD单元；
[0028]用于将所述电子信号转换为模拟信号并进行放大处理的CDS/AGC单元；
[0029]以及用于将所述模拟信号转换为数字信号并进行图像输出处理的DSP单元；
[°03°]所述DSP单元另一端与所述数据存储模块相连。
[0031 ]所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其中，所述激光检测浓度模块包括依次相连的:
[0032]用于向所述管道发射甲烷气体泄漏检测激光信号的激光发射器；
[0033]用于接收所管道的反射激光信号的激光接收器；
[0034]用于对所述反射激光信号进行光谱分析处理的激光分析单元；
[0035]以及用于将所述分析处理结果进行保存并判定是否有甲烷泄露的主电路板；
[0036]所述主电路板另一端与所述数据存储模块相连。
[0037]所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其中，所述装置还包括:
[0038]与所述激光甲烷气体泄漏检测器相连用于当检测到甲烷泄露时触发报警的报警
目.ο
[0039]所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其中，所述无线通讯包括:3G通信、4G通信、Wifi通讯、以及zigbee通讯。
[0040]本实用新型所提供的一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，所述装置包括:沿待巡检管道延伸方向飞行的无人机;搭载在所述无人机上的激光甲烷气体泄漏检测器;对所述无人机进行管道巡检路线操控的地面控制终端；以及接收所述激光甲烷气体泄漏检测器发送的管道巡检图像以及所述管道甲烷浓度值并进行显示的地面图像显示器;所述地面控制终端与所述无人机之间通过微波通信方式进行双向通信;所述激光甲烷气体泄漏检测器与所述地面图像显示器之间通过无线通讯进行连接。本实用新型将现代无人机技术、激光甲烷气体泄漏检测技术、数字成像系统、通讯远传技术、以及GPS技术相结合，实现了对燃气管道巡查、快速定位查漏与实时视频回传功能，提高了燃气巡查效率，对于燃气泄漏定位更加精确。
【附图说明】
[0041]图1是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置的内部结构示意图。
[0042]图2是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置地面控制终端的内部结构示意图。
[0043]图3是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置激光甲烷气体泄漏检测器的内部结构示意图。
[0044]图4是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置摄像模块的内部结构示意图。
[0045]图5是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置激光检测浓度模块的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]本实用新型公开了一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0047]请参照图1。图1是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置的内部结构示意图。如图1所示，所述装置包括:沿待巡检管道延伸方向飞行的无人机10;搭载在所述无人机上的激光甲烷气体泄漏检测器20;对所述无人机进行管道巡检路线操控的地面控制终端30;以及接收所述激光甲烷气体泄漏检测器发送的管道巡检图像以及所述管道甲烷浓度值并进行显示的地面图像显示器40;所述地面控制终端30与所述无人机10之间通过微波通信方式进行双向通信;所述激光甲烷气体泄漏检测器20与所述地面图像显示器40之间通过无线通讯进行连接。
[0048]进一步地，所述装置还包括:与所述激光甲烷气体泄漏检测器相连用于当检测到甲烷泄露时触发报警的报警装置50。
[0049]优选地，所述无线通讯包括:3G通信、4G通信、Wifi通讯、以及zigbee通讯。
[0050]进一步地，请参照图2，图2是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置地面控制终端的内部结构示意图。如图2所示，所述地面控制终端30包括依次相连的:用于预存储所述无人机管道巡检航线的航线存储器31;用于根据所述管道巡检航线控制所述无人机进行飞行的地面飞行控制器32;以及发送控制信号至所述无人机以及接收所述无人机反馈信号的微波通信器33。实际应用中，无人机可按照预设的航行轨迹进行飞行，也可以按照地面控制终端实时传送的轨迹信息进行飞行。
[0051]进一步地，请参照图3，图3是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置激光甲烷气体泄漏检测器的内部结构示意图。如图3所示，所述激光甲烷气体泄漏检测器20包括:用于采集管道巡检图像的摄像模块21;用于采集所述管道甲烷浓度值的激光检测浓度模块22;用于实时获取管道GPS地理位置信息的GPS模块23;以及用于保存所述管道巡检图像、所述管道甲烷浓度值、所述管道GPS地理位置信息的数据存储模块24;所述摄像模块21、激光检测浓度模块22、GPS模块23均与所述数据存储模块24相连;所述数据存储模块24与所述地面图像显示器40相连。
[0052]进一步地，请参照图4，图4图4是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置摄像模块的内部结构示意图。如图4所示，所述摄像模块21包括依次相连的:用于获取所述管道的光影图像的光学透镜单元211;用于把所述光影图像转换为电子信号的CCD单元212;用于将所述电子信号转换为模拟信号并进行放大处理的CDS/AGC单元213;以及用于将所述模拟信号转换为数字信号并进行图像输出处理的DSP单元214;所述DSP单元214另一端与所述数据存储模块24相连。
[0053]进一步地，请参照图5，图5是本实用新型搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置激光检测浓度模块的内部结构示意图。如图5所示，所述激光检测浓度模块22包括依次相连的:用于向所述管道发射甲烷气体泄漏检测激光信号的激光发射器221;用于接收所管道的反射激光信号的激光接收器222;用于对所述反射激光信号进行光谱分析处理的激光分析单元223;以及用于将所述分析处理结果进行保存并判定是否有甲烷泄露的主电路板224;所述主电路板224另一端与所述数据存储模块24相连。
[0054]实际应用中，所述激光甲烷气体泄漏检测器20的工作原理为:(I)激光发射器向所述管道发射甲烷气体泄漏检测激光信号；(2)激光器接收经过管道检测区的反射激光光束，得到管道反射的反射激发激光光束；(3)激光分析单元分析所述反射激发激光光束的光谱；(4)主电路板根据所述反射激发激光光束的光谱变化进行分析并将所述分析处理结果保存，同时判定管道检测区是否有甲烷泄漏，并在判定有甲烷泄漏的情况下，由相连的报警装置发出浓度报警信号；(5)同一时间摄像模块的光学透镜单元的镜头将被摄管道结成影像投在CCD单元上，CCD单元由摄像管和固体摄像器件组成，具有成像面，成像面上有感光点，每一点就像一颗太阳能电池，被光照到后会产生电能，依照光的照度不同，会产生不同的电能，电讯号在CDS/AGC单元进过模拟信号转换以及信号放大后，送进DSP单元，DSP单元即数字信号处理器，DSP单元内部有一个模数转换器把模拟转换成数字后再进行运算，主要是进行颜色，亮度，白平衡等运算;DSP单元运算后又把信号转换成模拟信号输出，得出管道巡检的图像视频以及GPS信息并存储至数据存储模块24中，再由与所述数据存储模块24相连的地面图像显示器显示所述管道巡检图像及管道甲烷浓度值。
[0055]综上所述，本实用新型所提供的一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，所述装置包括:沿待巡检管道延伸方向飞行的无人机;搭载在所述无人机上的激光甲烷气体泄漏检测器;对所述无人机进行管道巡检路线操控的地面控制终端；以及接收所述激光甲烷气体泄漏检测器发送的管道巡检图像以及所述管道甲烷浓度值并进行显示的地面图像显示器；所述地面控制终端与所述无人机之间通过微波通信方式进行双向通信；所述激光甲烷气体泄漏检测器与所述地面图像显示器之间通过无线通讯进行连接。本实用新型将现代无人机技术、激光甲烷气体泄漏检测技术、数字成像系统、通讯远传技术、以及GPS技术相结合，实现了对燃气管道巡查、快速定位查漏与实时视频回传功能，提高了燃气巡查效率，对于燃气泄漏定位更加精确。
[0056]应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其特征在于，所述装置包括: 沿待巡检管道延伸方向飞行的无人机； 搭载在所述无人机上的激光甲烷气体泄漏检测器； 对所述无人机进行管道巡检路线操控的地面控制终端； 以及接收所述激光甲烷气体泄漏检测器发送的管道巡检图像以及所述管道甲烷浓度值并进行显示的地面图像显示器； 所述地面控制终端与所述无人机之间通过微波通信方式进行双向通信； 所述激光甲烷气体泄漏检测器与所述地面图像显示器之间通过无线通讯进行连接。2.根据权利要求1所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其特征在于，所述地面控制终端包括依次相连的: 用于预存储所述无人机管道巡检航线的航线存储器； 用于根据所述管道巡检航线控制所述无人机进行飞行的地面飞行控制器； 以及发送控制信号至所述无人机以及接收所述无人机反馈信号的微波通信器。3.根据权利要求1所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其特征在于，所述激光甲烷气体泄漏检测器包括: 用于采集管道巡检图像的摄像模块； 用于采集所述管道甲烷浓度值的激光检测浓度模块； 用于实时获取管道GPS地理位置信息的GPS模块； 以及用于保存所述管道巡检图像、所述管道甲烷浓度值、所述管道GPS地理位置信息的数据存储模块； 所述摄像模块、激光检测浓度模块、GPS模块均与所述数据存储模块相连； 所述数据存储模块与所述地面图像显示器相连。4.根据权利要求3所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其特征在于，所述摄像模块包括依次相连的: 用于获取所述管道的光影图像的光学透镜单元； 用于把所述光影图像转换为电子信号的CCD单元； 用于将所述电子信号转换为模拟信号并进行放大处理的CDS/AGC单元； 以及用于将所述模拟信号转换为数字信号并进行图像输出处理的DSP单元； 所述DSP单元另一端与所述数据存储模块相连。5.根据权利要求3所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其特征在于，所述激光检测浓度模块包括依次相连的: 用于向所述管道发射甲烷气体泄漏检测激光信号的激光发射器； 用于接收所管道的反射激光信号的激光接收器； 用于对所述反射激光信号进行光谱分析处理的激光分析单元； 以及用于将所述分析处理结果进行保存并判定是否有甲烷泄露的主电路板； 所述主电路板另一端与所述数据存储模块相连。6.根据权利要求3所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其特征在于，所述装置还包括: 与所述激光甲烷气体泄漏检测器相连用于当检测到甲烷泄露时触发报警的报警装置。7.根据权利要求1所述的搭载激光甲烷气体泄漏检测器的无人机管道巡检装置，其特征在于，所述无线通讯包括:3G通信、4G通信、Wifi通讯、以及zigbee通讯。
【文档编号】F17D5/00GK205504489SQ201620063184
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】郭乃飞, 付贵添, 王晓东, 吕枫, 游咏, 温永刚, 许嘉欣, 陈春玲
【申请人】深圳市燃气集团股份有限公司