机载跟随装置及机载式气体遥测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光电分析，尤其涉及机载跟随装置及机载式气体遥测系统。
【背景技术】
[0002] 气体监测和检测非常重要，但是在一些特殊条件下，人工携带检测设备进入现场 非常危险，如在燃烧现场，在有爆炸、辐射、有毒污染的环境，在濒临坍塌的楼宇附近。
[0003] 综上，提供一种非人工进入的气体含量检测方式成为气体检测领域迫切需要解决 的技术问题。 【实用新型内容】
[0004] 为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种定位精确、高效的机 载跟随装置。
[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 机载跟随装置，所述机载跟随装置包括：
[0007] 旋翼无人机；
[0008] 第一光源，所述第一光源用于发出定位光束；
[0009] 至少三个探测器，所述至少三个探测器相互隔离且设置在所述旋翼无人机上，分 别接收到所述定位光束的光强，并传送到比对电路；
[0010]比对电路，所述比对电路用于比对至少三个探测器分别接收到的光强，光强之间 的偏差传送到控制电路；
[0011] 控制电路，所述控制电路用于根据所述偏差而调整所述旋翼无人机的空间位置， 使得所述至少三个探测器分别接收到的光强间的偏差在阈值内。
[0012] 根据上述的机载跟随装置，可选地，所述第一光源安装在监测车车顶。
[0013] 根据上述的机载跟随装置，优选地，所述至少三个探测器为四个。
[0014] 本实用新型的目的还在于提供了一种应用上述跟随装置的高精度、功能强大的机 载式气体遥测系统，该实用新型目的通过以下技术方案得以实现：
[0015] 机载式气体遥测系统，所述机载式气体遥测系统包括：
[0016] 无人机跟随装置，所述无人机跟随装置采用上述的机载跟随装置；
[0017] 遥测装置，所述遥测装置包括：
[0018] 第二光源，所述第二光源用于发出测量光，所述测量光的波长覆盖待测气体的吸 收谱线;所述第二光源安装在所述机载跟随装置的旋翼无人机上；
[0019] 测量光探测器，所述测量光探测器用于将接收到的被反射物反射回来的测量光信 号转换为电信号，并传送到分析模块;所述测量光探测器安装在所述旋翼无人机上；
[0020] 分析模块，所述分析模块根据吸收光谱技术及所述电信号得出待测气体的含量。
[0021] 根据上述的机载式气体遥测系统，优选地，所述分析模块设置在监控室或监控车 内；所述测量光探测器通过无线方式将输出的电信号传送到所述分析模块。
[0022] 根据上述的机载式气体遥测系统，优选地，所述第二光源仅为一个，所述第二光源 还用于发出脉冲光信号。
[0023] 根据上述的机载式气体遥测系统，优选地，所述测量光探测器仅为一个。
[0024] 与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
[0025] 1.本实用新型创造性地将旋翼无人机用于气体遥测中，如大气、室内气体遥测中， 无需人工进入，安全；
[0026] 2.定位精确
[0027]利用至少三个探测器去接收定位光束，利用至少三个探测器输出的光强的电信号 的偏差去调整旋翼无人机的空间位置，使得旋翼无人机处于所述第一光源的正上方，为高 精度的遥测室内气体打下基础；
[0028] 3.遥测精度高
[0029] 利用仅有的一套光学系统(一个光源、一个探测器)准确地测得室内窗户到墙面的 距离，也即，可以准确地测得室内待测气体的含量；
[0030] 4.结构简单、低成本
[0031] 仅使用一套光学系统即可测出室内窗户到墙面的距离以及光学路径上待测气体 对测量光的吸收，显著地降低了遥测系统的复杂度及成本，提高了可维护程度；
[0032] 5.应用领域广
[0033]将仅有的一套光学系统安装在旋翼无人机上，无人机飞到不同的高度，从而通过 遥测测得不同楼层内室内气体的含量，拓展了应用领域；
[0034] 6.功能强大
[0035]测得的含量信息可实时发送到业主的通信终端上，即使在外也可知晓室内气体的 含量，及早发现天然气泄漏信息，排除安全隐患。
【附图说明】
[0036]参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的 是:这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护 范围构成限制。图中：
[0037] 图1是根据本实用新型实施例的机载式气体遥测系统的基本结构图。
【具体实施方式】
[0038] 图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实 施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领 域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技 术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实 用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0039] 实施例1:
[0040] 图1示意性地给出了本实用新型实施例的机载式室内气体遥测系统的基本结构 图，如图1所示，所述机载式室内气体遥测系统包括：
[0041] 机载跟随装置，所述机载跟随装置包括：
[0042] 旋翼无人机；
[0043] 第一光源，如半导体激光器;所述第一光源用于发出定位光束;所述第一光源可设 置在监测车顶；
[0044]至少三个探测器，所述至少三个探测器相互隔离且设置在所述旋翼无人机上，分 别接收到所述定位光束的光强，并传送到比对电路；
[0045] 比对电路，所述比对电路用于比对至少三个探测器分别接收到的光强，光强之间 的偏差传送到控制电路；
[0046] 控制电路，所述控制电路用于根据所述偏差而调整所述旋翼无人机的空间位置， 使得所述至少三个探测器分别接收到的光强间的偏差在阈值内，以使得所述旋翼无人机处 于所述第一光源的正上方；
[0047]遥测装置，所述遥测装置包括：
[0048] 第二光源，所述第二光源用于发出测量光，所述测量光的波长覆盖待测气体(如甲 烷，天然气的主要成分是甲烷）的吸收谱线;所述光源优选半导体激光器;所述第二光源安 装在所述旋翼无人机上；
[0049] 测量光探测器，所述测量光探测器用于将接收到的被反射物反射回来的脉冲光信 号转换为电信号，并传送到分析模块;所述测量光探测器安装在所述旋翼无人机上；
[0050] 分析模块，所述分析模块根据所述测量光探测器得到电信号、吸收光谱技术得出 室内待测气体的含量，如专利CN1204391C中所述；
[0051] 为了降低旋翼无人机的载重量以提高无人机的续航能力，进一步地，所述分析模 块设置在监控室或监控车内；所述测量光探测器通过无线方式将输出的电信号传送到所述 分析模块。
[0052]本实用新型实施例的机载式气体遥测方法，也即上述遥测系统的工作过程，所述 机载式气体遥测方法包括以下步骤：
[0053] (B1)旋翼无人机携带跟随装置及遥测装置到达待测环境处，在此过程中，跟随方 式包括以下步骤：
[0054] (A1)第一光源发出定位光束；
[0055] (A2)安装在旋翼无人机的至少三个探测器分别接收所述定位光束，输出的电信号 分别传送到比对电路；
[0056] (A3)比对电路比对接收到的电信号，电信号间的偏差传送到控制电路：
[0057] 若偏差小于阈值，则所述旋翼无人机维持现状；
[0058]若偏差不小于所述阈值，则进入步骤(A4);
[0059] (A4)控制电路根据所述偏差调整所述旋翼无人机的空间位置，并进入所述步骤 (A3);
[0060] (B2)待旋翼无人机到达待测环境，旋翼无人机(飞离监测车或处于监测车正上方） 上的第二光源发出的测量光射入待测环境内，待测气体(如甲烷，天然气的主成分是甲烷） 吸收后的测量光被所述反射物反射，被测量光探测器接收并转换为电信号，并传送到分析 丰旲块；
[0061] (B3)分析模块根据所述测量光探测器得到的电信号、吸收光谱技术得出室内待测 气体的含量，如专利CN1204391C中所述。
[0062] 为了获得待测环境内待测气体的绝对浓度，优选地，所述待测气体的含量C为：
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