CN212621763U - 一种基于无人机的船舶烟羽so2排放采集、检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，包括：无人机航行***，无人机航行***包括无人机本体；动态控制***，动态控制***包括地面控制终端；气体采样***，气体采样***位于无人机本体上；气态污染物分析***，气态污染物分析***包括检测腔，检测腔内设有SO2传感器，SO2传感器通过无线通信模块与地面控制终端相连。本实用新型利用无人机飞行器对船舶尾气进行采集和分析，这种方式快速、便捷、操作简单，解决了现有技术中测试程序繁琐，排气温度高、废气难以收集的问题；同时，本实用新型还适用于非道路机械、内燃机车、飞机等多种大型非道路移动源的排放监测与执法，适用范围广泛。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境监测仪器技术领域，尤其涉及一种基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置。
背景技术
随着经济全球化进程的加快，国际贸易和船舶运输得到了空前发展，海上货运量逐年大幅度增长，船舶吨位和尺度也在不断增加。进而导致船舶污染也急剧增加，对海洋生态环境造成严重影响，船舶排放已成为我国港口城市和内河区域大气污染物的重要来源。船用燃油的含硫量远高于机动车燃油，船舶SO2排放主要来自于发动机燃烧排放。
目前，我国对船舶尾气排放的研究主要针对的是尾气中的气态污染物排放因子，基于船舶燃油消耗或船舶发动机功率进行估算，除利用便携气态污染物分析仪进行内河船舶气态污染物排放浓度实船检测外，缺乏针对沿海及远洋船舶在进、出港及航行工况下尾气中气态污染物的研究。我国航运船舶的燃料油普遍以普通柴油为主，规定油品含硫量不大于3.5％，但由于油品市场缺乏有效监管，实际硫含量普遍较高，平均在2000ppm以上。
由于沿海及远洋船舶发动机种类复杂、船舶功率大、排气温度高、排气流量难以控制，从而导致采样困难，常规的采样管及气态污染物分析仪都难以完成测试，无法在短时间内以及不同行驶工况下实施检测。
发明内容
本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供一种基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置。
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，包括：
无人机航行***，无人机航行***包括无人机本体，无人机本体上设有雷达测距模块和/或GPS定位模块；
动态控制***，动态控制***包括地面控制终端，地面控制终端通过无线通信模块与无人机本体的控制芯片相连；
气体采样***，气体采样***位于无人机本体上，气体采样***包括串联在一起的采样气泵、温湿度传感器、干燥过滤器，温湿度传感器通过无线通信模块与地面控制终端相连；
气态污染物分析***，气态污染物分析***包括检测腔，检测腔与气体采样***的输出端相连，检测腔内设有SO2传感器，SO2传感器通过无线通信模块与地面控制终端相连。
进一步的，无线通信模块包括两个无线信号收发器，两个无线信号收发器分别与无人机本体的控制芯片和地面控制终端相连。
进一步的，两个无线信号收发器通过3G网络或4G网络进行通信。
进一步的，采样气泵上设有气体流量计，气体流量计的信号输出端与采样气泵的控制芯片相连，采样气泵的控制芯片通过无线通信模块与地面控制终端相连。
进一步的，采样气泵的输出端通过采样管与干燥过滤器相连，温湿度传感器位于采样气泵的输出端或干燥过滤器的输入端。
进一步的，采样管为内壁光滑的特氟龙管。
进一步的，气态污染物分析***还包括多种其他气体传感器，其他气体传感器位于检测腔内。
进一步的，其他气体传感器为CO传感器、NOX传感器、THC传感器、CO2传感器、O3传感器中的一种或多种。
进一步的，还包括箱体，气体采样***和气态污染物分析***集成于箱体内，箱体上设有便于与无人机本体上的无线通信模块连接的接口。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用无人机飞行器对船舶尾气进行采集和分析，这种方式快速、便捷、操作简单，解决了现有技术中测试程序繁琐，排气温度高、废气难以收集的问题；同时，本实用新型还适用于非道路机械、内燃机车、飞机等多种大型非道路移动源的排放监测与执法，适用范围广泛。
附图说明
图1为各部件的连接关系示意图；
图2为检测时的示意图；
图中：1-无人机本体；2-地面控制终端；3-无线通信模块；4-采样气泵；5-温湿度传感器；6-干燥过滤器；7-检测腔；8-SO2传感器；9-箱体；
以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图所示，一种基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，包括：
无人机航行***，无人机航行***包括无人机本体1，无人机本体1上设有雷达测距模块和/或GPS定位模块；
动态控制***，动态控制***包括地面控制终端2，地面控制终端2通过无线通信模块3与无人机本体1的控制芯片相连；
气体采样***，气体采样***位于无人机本体1上，气体采样***包括串联在一起的采样气泵4、温湿度传感器5、干燥过滤器6，温湿度传感器5通过无线通信模块3与地面控制终端2相连，采样气泵4为真空泵；
气态污染物分析***，气态污染物分析***包括检测腔7，检测腔7与气体采样***的输出端相连，检测腔7内设有SO2传感器8，SO2传感器8通过无线通信模块3与地面控制终端2相连。
进一步的，无线通信模块3包括两个无线信号收发器，两个无线信号收发器分别与无人机本体1的控制芯片和地面控制终端2相连。
进一步的，两个无线信号收发器通过3G网络或4G网络进行通信。
进一步的，采样气泵4上设有气体流量计，气体流量计的信号输出端与采样气泵4的控制芯片相连，采样气泵4的控制芯片通过无线通信模块3与地面控制终端2相连。
进一步的，采样气泵4的输出端通过采样管与干燥过滤器6相连，温湿度传感器5位于采样气泵4的输出端或干燥过滤器6的输入端。
进一步的，采样管为内壁光滑的特氟龙管。
进一步的，气态污染物分析***还包括多种其他气体传感器，其他气体传感器位于检测腔7内。
进一步的，其他气体传感器为CO传感器、NOX传感器、THC传感器、CO2传感器、O3传感器中的一种或多种。
进一步的，还包括箱体9，气体采样***和气态污染物分析***集成于箱体9内，箱体9上设有便于与无人机本体1上的无线通信模块3连接的接口。
在船舶启动工况下，无人机本体1由地面控制终端2控制飞入船舶排气烟羽中，地面控制终端2通过雷达测距模块和/或GPS定位模块提取无人机采样位置及速度信息，控制无人机本体1的飞行速度与船舶航速一致；通过无线通信模块3将速度信息位置信息传送给地面控制终端2，地面控制终端2还通过岸基雷达获取船舶AIS***信息，得到该工况下船舶的有效功率及实时油耗。
检测时，船舶尾气首先由采样气泵4吸入，气体流量计对吸入尾气的流速进行测量并将测量结果反馈给采样气泵4的控制芯片，采样气泵4的控制芯片根据地面控制终端2设定的采样速度对采样气泵4进行调节，实现等速采样；温湿度传感器5对吸入尾气的温度和湿度进行实时监控；尾气经干燥过滤器6除湿后进入检测腔7，SO2传感器8和其他气体传感器对尾气中的有害气体进行检测，并将检测结果通过无线通信模块3输送给地面控制终端2，从而实现在线、快速的检测。依照上述检测流程对船舶行驶过程中烟羽排放进行采集及监测，可对比不同工况下船舶排放特征。
本实用新型利用无人机飞行器对船舶尾气进行采集和分析，这种方式快速、便捷、操作简单，解决了现有技术中测试程序繁琐，排气温度高、废气难以收集的问题；同时，本实用新型还适用于非道路机械、内燃机车、飞机等多种大型非道路移动源的排放监测与执法，适用范围广泛。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，包括：
无人机航行***，无人机航行***包括无人机本体(1)，无人机本体(1)上设有雷达测距模块和/或GPS定位模块；
动态控制***，动态控制***包括地面控制终端(2)，地面控制终端(2)通过无线通信模块(3)与无人机本体(1)的控制芯片相连；
气体采样***，气体采样***位于无人机本体(1)上，气体采样***包括串联在一起的采样气泵(4)、温湿度传感器(5)、干燥过滤器(6)，温湿度传感器(5)通过无线通信模块(3)与地面控制终端(2)相连；
气态污染物分析***，气态污染物分析***包括检测腔(7)，检测腔(7)与气体采样***的输出端相连，检测腔(7)内设有SO2传感器(8)，SO2传感器(8)通过无线通信模块(3)与地面控制终端(2)相连。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，无线通信模块(3)包括两个无线信号收发器，两个无线信号收发器分别与无人机本体(1)的控制芯片和地面控制终端(2)相连。
3.根据权利要求2所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，两个无线信号收发器通过3G网络或4G网络进行通信。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，采样气泵(4)上设有气体流量计，气体流量计的信号输出端与采样气泵(4)的控制芯片相连，采样气泵(4)的控制芯片通过无线通信模块(3)与地面控制终端(2)相连。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，采样气泵(4)的输出端通过采样管与干燥过滤器(6)相连，温湿度传感器(5)位于采样气泵(4)的输出端或干燥过滤器(6)的输入端。
6.根据权利要求5所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，采样管为内壁光滑的特氟龙管。
7.根据权利要求1所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，气态污染物分析***还包括多种其他气体传感器，其他气体传感器位于检测腔(7)内。
8.根据权利要求7所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，其他气体传感器为CO传感器、NOX传感器、THC传感器、CO2传感器、O3传感器中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的基于无人机的船舶烟羽SO2排放采集、检测装置，其特征在于，还包括箱体(9)，气体采样***和气态污染物分析***集成于箱体(9)内，箱体(9)上设有便于与无人机本体(1)上的无线通信模块(3)连接的接口。
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| CN202021501193.6U CN212621763U (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种基于无人机的船舶烟羽so2排放采集、检测装置 |
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| CN202021501193.6U CN212621763U (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种基于无人机的船舶烟羽so2排放采集、检测装置 |
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ID=74729139
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN212621763U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113155921A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-23 | 哈尔滨工程大学 | 一种嗅探式尾气遥测装置及方法 |
| CN113391034A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种适用于微型无人机的船舶尾气嗅探装置及方法 |
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2020
- 2020-07-27 CN CN202021501193.6U patent/CN212621763U/zh active Active
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