基于多旋翼平台的烟气监测系统及其方法

文档序号:9577936
基于多旋翼平台的烟气监测系统及其方法
【专利说明】
[0001]
技术领域: 本发明属于环保监测领域,涉及一种基于多旋翼平台的烟气监测系统及其方法。
[0002]
【背景技术】: 基于多旋翼平台的烟气监测系统,是为环保部门移动执法要求而设计、生产的,是为保 证对气体排放浓度监测而专门设计的监控装置,克服了传统的烟气监测仪在监测过程中的 人为干扰数据不真实性、监测时间长等缺点,能够随机、随时地对烟囱排气口处未经稀释的 源烟气现场采集分析、实时监测,具有准确、真实、快速、便捷等优点。环保部门可以借此实 现远程监测大气排放达标情况,通过进一步建设环保监测中心软件平台,实现监测目标统 一管理,提高环境监测的效率和效果。可对热电厂、煤矿、化工厂等烟@排放气体的主要成 分进行分析,包括S02、N0、C0、C02、02,CH4,HCL等有害气体及尘埃颗粒。该系统基于多 旋翼平台,可直接到达烟@顶部对气体进行采集,在线分析,从而使环保部门得到更准确的 烟气排放数据。
[0003]

【发明内容】
: 本发明的目的是为了克服现有烟气监测仪的不足,提供一种能直接到达烟@顶部对气 体进行采集,在线分析,从而使环保部门得到更准确的烟气排放数据的基于多旋翼平台的 烟气监测系统及其方法。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为: 一种基于多旋翼平台的烟气监测系统,包括:自主飞行平台、现场采集单元和视频图像 处理单元、通讯单元及通讯方式、烟气监测分析仪表和地面控制站及监控软件。在自主飞行 平台上安装有现场采集单元和视频图像处理单元、通讯单元及通讯方式、烟气监测分析仪 表,地面控制站及监控软件设置在现场地面或监测车内。
[0005] 优选的,所述自主飞行平台是指象多旋翼飞机一样的一种无人飞行器,通过机身 固定架及便携式烟气监测仪支架,将现场采集单元和视频图像处理单元、通讯单元及通讯 方式、烟气监测分析仪表安装固定在自主飞行平台上。利用空气动力来克服自身重量,可自 主或遥控飞行,其飞行方式、状态受地面控制站的控制,能够原地垂直起降,可以进行手动 和自动飞行,在空中可以实现定点悬停和固定航迹飞行。可直接到达烟囱顶部对气体进行 采集,在线分析,将所得信息传送至地面控制站及监控软件,从而使环保部门得到更准确的 烟气排放数据。
[0006] 优选的,所述现场采集单元和视频图像处理单元包括烟气采集泵和摄像设备,多 旋翼飞机机载烟气现场采集单元和视频图像处理单元自主或手动控制飞行至烟气排放口 上方,盘旋或悬停以供现场采集单元统通过耐高温的烟气采集泵和采样探头从烟道出口上 方采集烟气样品和进行视频录像。将采集的数据和视频通过无线通讯单元实时传输至地面 监控站,及时分析烟气排放达标情况。
[0007] 优选的,所述通讯单元及通讯方式中的远程通讯采用无线方式,数据无线传输采 用的是GPRS通讯网络,视频无线传输采用的是无线网桥,根据实际需要可以选用3G网络。 系统采用GPRS无线透明数据传输方式。GPRS模块产品基于中国电信部门的GPRS网络,具 有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,提供标准232 (或485)数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接,传输速率达171Kbps,具有远程诊断、测 试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。 优选的,所述烟气监测分析仪表包括耐高温二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化 氮传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器等,可对热电厂、煤矿、化工厂等烟@排放气体 的主要成分S02、N02、NO、CO、C02等有害气体及尘埃颗粒进行分析,并将所得信息经通讯 单元传送至地面控制站。
[0008] 优选的,所述地面控制站及监控软件设置在现场地面或监测车内,其功能特性有: 烟气监测任务的设定;移动平台飞行状态的实时监测和显示;烟气监测数据的存储和视频 数据的存储;实时监测及显示移动平台的飞行参数;进行烟气监测数据的显示、分析及历 史数据查询;对系统操作进行日志记录,支持任务操作的过程回放。
[0009] 本发明还提供一种烟气监测方法,所述监测方法包括以下步骤: 1) 、将现场采集单元和视频图像处理单元、通讯单元及通讯方式、烟气监测分析仪表安 装固定在自主飞行平台上; 2) 、通过遥控自主飞行平台,使其飞到烟@顶部,直接到达烟@顶部对气体进行采集样 品和进彳丁视频录像; 3) 、烟气监测分析仪表可对所采集的烟气样品的主要成分S02、N02、NO、CO、C02等有 害气体及尘埃颗粒进行分析,并将所得信息经通讯单元传送至地面控制站; 4) 、地面控制站存储烟气监测数据及视频数据,显示、分析烟气监测数据及查询历史数 据,及时分析烟气排放达标情况,比较烟气排放是否符合国家标准。
[0010] 本发明的有益效果是:多旋翼平台可通过手动遥控或GPS自动定位悬停至烟囱上 方,采集图像。通过烟气传感器装置采集排放的烟气,实时在线分析,以比较烟气排放是否 符合国家标准。环保部门可以借此实现远程监测大气排放达标情况,通过进一步建设环保 监测中心软件平台,实现监测目标统一管理,提高环境监测的效率和效果。
[0011]
【附图说明】: 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012] 图1是本发明的工作示意图。
[0013]【具体实施方式】: 如图1所示,一种基于多旋翼平台的烟气监测系统,包括:自主飞行平台、现场采集单 元和视频图像处理单元、通讯单元及通讯方式、烟气监测分析仪表和地面控制站及监控软 件。在自主飞行平台上安装有现场采集单元和视频图像处理单元、通讯单元及通讯方式、烟 气监测分析仪表,地面控制站及监控软件设置在现场地面或监测车内。
[0014]性能指标: 支持自主起飞、降落 能够抵御5级风力 有效载荷〉5kg 双频双通道差分GPS,定位误差〈2米 支持2M无线带宽,传输距离>2km 支持高清视频采集 激光雷达防碰撞:扫描范围>200度,扫描距离>4m,扫描频率>10Hz能够完全还原移动平台运行参数,具有防水,防火能力 能够实时采集风速,为飞行条件提供判断依据 能够实时采集风向,提供飞行参数调整的参考依据 能够保证在150°C烟气环境中机载设备正常工作。
[0015]所述现场采集单元和视频图像处理单元包括烟气传感器和摄像设备,多旋翼飞机 机载烟气现场采集单元和视频图像处理单元自主或手动控制飞行至烟
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