本实用新型专利技术涉及甲烷泄漏探测设备技术领域，具体涉及一种基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机。包括防爆机体外壳、设置于防爆机体外壳一端开口处的机体外壳封盖、以及设置于防爆机体外壳另一端开口处的半球形外罩；防爆机体外壳内部设置有控制器、无线通讯模块，TDLAS甲烷传感器、视觉传感器、电源；控制器用于执行无人机起降、飞行的控制程序；无线通讯模块用于将无人机飞行参数、TDLAS甲烷传感器采集的数据以及视觉传感器采集的图像信号传递给地面控制器。该无人机不仅可以快速检测甲烷气体的浓度信息，而且具备在易爆环境中工作的防爆功能，在有害气体环境作业时，可避免操作人员进入危险区域引起的危害。可避免操作人员进入危险区域引起的危害。可避免操作人员进入危险区域引起的危害。
【技术实现步骤摘要】
一种基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机
[0001]本技术涉及甲烷泄漏探测设备
，具体涉及一种基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机。
技术介绍
[0002]随着工业化的发展，突发毒害气体泄漏引发的恶性事故频频发生，如天津港“8
·
12”重大爆炸事故。危险气体的泄漏不仅容易造成重大人员伤亡和财产损失，而且还会使生态环境受到严重破坏，甚至还引发社会恐慌等问题。因此专利技术一种用于危险环境中的防爆无人机平台着重要的意义。
[0003]现有技术中，常用的甲烷气体的探测设备可以分为接触式和非接触式两大类。非接触式探测设备是指探测仪器本体与甲烷气体在一定距离之内（一般几十到上百米）即可探测到甲烷气体浓度，如可调谐二极管激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS）传感器；接触式探测设备是指探测设备本体必须物理上接触到甲烷气体才能探测甲烷气体浓度，如金属氧化物传感器和电化学传感器等。
[0004]然而非接触式探测设备成本比较高，一个设备至少十万左右，且需要安装反射面，比较复杂。而使用接触式探测设备时，现有的接触式探测设备不具备在易爆环境中工作的防爆功能，不能够保障在易爆环境中的安全。
[0005]近年来，无人机发展十分迅猛，主要以电动无人机为主。天津中翔腾航科技股份有限公司专利技术了一种基于无人机的天然气管线巡检系统{ CN 106379536 A}，通过高清运动相机和气体检测仪对天然气管线进行巡检。西安交通大学专利技术了一种空中飞行人工嗅觉气体早期泄漏监测定位系统及方法{ CN 106090622 A}，并设计了人工嗅觉系统和泄漏源定位算法。
[0006]虽然无人机发展的速度比较快，但到目前为止，尚未有一款用于甲烷气体泄漏探测的防爆旋翼无人机。
[0007]基于以上描述，亟需一种用于甲烷气体泄漏探测的防爆旋翼无人机，以解决现有技术中使用非接触式探测设备成本比较高，使用接触式探测设备不具备在易爆环境中工作的防爆功能，不能够保障在易爆环境中安全的问题。
技术实现思路
[0008]本技术的目的在于提供一种基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机，该装置不仅可以快速检测甲烷气体的浓度信息，而且具备在易爆环境中工作的防爆功能，能够保障在易爆环境中的安全。
[0009]本技术的目的通过以下技术方案予以实现。
[0010]一种基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机，包括：
[0011]防爆机体外壳、设置于防爆机体外壳一端开口处的机体外壳封盖、以及
[0012]设置于防爆机体外壳另一端开口处的半球形外罩；
[0013]至少四个防爆电机外壳，每个所述防爆电机外壳内部设置有电机与电调电路板；
[0014]所述防爆机体外壳内部设置有控制器、无线通讯模块，TDLAS甲烷传感器、视觉传感器、电源及电源管理系统，所述控制器外侧设置有主机壳；
[0015]所述控制器用于执行无人机起降、飞行的控制程序；
[0016]所述无线通讯模块用于将无人机飞行参数、TDLAS甲烷传感器采集的数据以及视觉传感器采集的图像信号传递给地面控制器；
[0017]所述防爆机体外壳外侧均匀设置有至少两个机臂接口一，且机臂接口一的数量与防爆电机外壳的数量相等，每个所述防爆电机外壳的外侧设置有一个机臂接口二，每个机臂接口一与其中一个防爆电机外壳上的机臂接口二之间安装有一个机臂，所述机臂是空心的碳纤维管，所述控制器与每个电机之间分别通过线缆连接，所述线缆从对应的机臂内穿过；
[0018]所述防爆机体外壳外侧的下端设置有起落架；
[0019]所述防爆机体外壳外侧的顶端设置有超声视觉避障模块。
[0020]作为优选，所述无线通讯模块为数传与图传电台，所述数传与图传电台包括数传通道和图传通道，所述数传通道用于传输无人机飞行参数、TDLAS甲烷传感器采集的数据，所述图传通道用于传输视觉传感器传回来的图像信号。
[0021]作为优选，所述防爆机体外壳与机体外壳封盖之间通过十字槽盘头螺钉一固定连接，所述十字槽盘头螺钉一与机体外壳封盖之间设置有弹簧垫圈一。
[0022]作为优选，所述防爆机体外壳与机体外壳封盖之间设置有密封圈。
[0023]作为优选，所述防爆机体外壳与半球形外罩之间通过十字槽盘头螺钉二固定连接，所述十字槽盘头螺钉二与机体外壳封盖之间设置有弹簧垫圈二。
[0024]作为优选，所述防爆机体外壳内部设置有支撑架，所述TDLAS甲烷传感器固定安装在支撑架上；所述防爆机体外壳内壁上还设置有灯。
[0025]作为优选，所述防爆机体外壳外侧面涂有204
‑
1防锈油脂。
[0026]作为优选，所述TDLAS甲烷传感器的激光输出额定功率为11.90 mW，激光输出最大功率为13.34 mW。
[0027]作为优选，所述数传与图传电台的发射功率为1 W。
[0028]作为优选，所述机臂与起落架表面涂有防静电漆。
[0029]本技术的有益效果是：
[0030]本方案提供的一种基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机包括防爆机体外壳、设置于防爆机体外壳一端开口处的机体外壳封盖、以及设置于防爆机体外壳另一端开口处的半球形外罩；防爆机体外壳内部设置有控制器、无线通讯模块，TDLAS甲烷传感器、视觉传感器、电源、电机；控制器用于执行无人机起降、飞行的控制程序；无线通讯模块用于将无人机飞行参数、TDLAS甲烷传感器采集的数据以及视觉传感器采集的图像信号传递给地面控制器。该无人机可代替人工对天然气储运设备进行探测，能够对环境中的甲烷进行远程探测，为实现快速确定泄漏源与绘制环境中甲烷气体的浓度梯度图提供数据支持。该装置不仅可以快速检测甲烷气体的浓度信息，提高了探测效率，而且具备在易爆环境中工作的防爆功能，可保证无人机在易爆环境中正常工作。在有害气体环境作业时，可避免操作人员进入危险区域引起的危害，能够保障在易爆环境中的安全。
附图说明
[0031]图1是本实施例提供的无人机的俯视图；
[0032]图2是本实施例提供的无人机的主视图；
[0033]图3是本实施例提供的机体的主视图；
[0034]图4是图3中沿A
‑
A向的剖面图；
[0035]图5是本实施例提供的防爆电机外壳与机臂接口二的装配图；
[0036]图6是本实施例提供的无人机的系统框图。
[0037]图中：
[0038]1‑
防爆机体外壳；2
‑
机体外壳封盖；3
‑
数传与图传电台；4
‑
半球形外罩；5
‑
灯；6
‑
TDLAS甲烷传感器；7
‑
支撑架；8
‑
控制器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机，其特征在于，包括：防爆机体外壳、设置于防爆机体外壳一端开口处的机体外壳封盖、以及设置于防爆机体外壳另一端开口处的半球形外罩；至少四个防爆电机外壳，每个所述防爆电机外壳内部设置有电机与电调电路板；所述防爆机体外壳内部设置有控制器、无线通讯模块，TDLAS甲烷传感器、视觉传感器、电源及电源管理系统，所述控制器外侧设置有主机壳；所述控制器用于执行无人机起降、飞行的控制程序；所述无线通讯模块用于将无人机飞行参数、TDLAS甲烷传感器采集的数据以及视觉传感器采集的图像信号传递给地面控制器；所述防爆机体外壳外侧均匀设置有至少两个机臂接口一，且机臂接口一的数量与防爆电机外壳的数量相等，每个所述防爆电机外壳的外侧设置有一个机臂接口二，每个机臂接口一与其中一个防爆电机外壳上的机臂接口二之间安装有一个机臂，所述机臂是空心的碳纤维管，所述控制器与每个电机之间分别通过线缆连接，所述线缆从对应的机臂内穿过；所述防爆机体外壳外侧的下端设置有起落架；所述防爆机体外壳外侧的顶端设置有超声视觉避障模块。2.如权利要求1所述的基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机，其特征在于，所述无线通讯模块为数传与图传电台，所述数传与图传电台包括数传通道和图传通道，所述数传通道用于传输无人机飞行参数、TDLAS甲烷传感器采集的数据，所述图传通道用于传输视觉传感器传回来的图像信号。3.如权利要求1所述的基于TDLAS甲烷传感器的甲烷泄漏探测防爆旋翼无人机...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳荔成，孟庆浩，白金伟，
申请(专利权)人：冲之智能科技天津有限公司，
类型：新型
国别省市：
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