[發(fā)明專利]一種空中飛行人工嗅覺氣體早期泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610479042.7
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN106090622B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 馬登龍;張早校;高建民
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 張弘

1.一種空中飛行人工嗅覺氣體早期泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：無人飛行控制計算中心(1)、人工嗅覺系統(tǒng)模塊(2)、大氣環(huán)境監(jiān)測模塊(3)、泄漏源定位模塊(4)和姿態(tài)控制及GPS定位模塊(5)；

所述無人飛行控制計算中心(1)用于收到啟動信號，開始起飛執(zhí)行泄漏監(jiān)測任務，并收集計算來自其它模塊的信息；

所述人工嗅覺模塊(2)用于采集監(jiān)測目標氣體泄漏伴隨痕跡揮發(fā)性組分濃度數據，并傳遞給無人飛行控制計算中心(1)；

所述大氣環(huán)境監(jiān)測模塊(3)用于采集環(huán)境監(jiān)測數據并傳遞給無人飛行控制計算中心(1)；

所述的姿態(tài)控制及GPS定位模塊(5)用于對系統(tǒng)裝置飛行姿態(tài)調整，使其按照系統(tǒng)裝置要求軌跡飛行，并確定其空間位置；

所述泄漏源定位模塊(4)根據無人飛行計算控制中心(1)得到的濃度數據、環(huán)境監(jiān)測數據，控制系統(tǒng)裝置的姿態(tài)和位置變化，控制姿態(tài)控制及GPS定位模塊(5)，調整系統(tǒng)裝置空間飛行位置，進行泄漏源定位；

所述人工嗅覺模塊(2)包括取樣濃縮裝置(200)和模式識別模塊(205)，取樣濃縮裝置(200)內部為富集氣室(202)，富集氣室(202)的端口上設置有過濾膜(201)，富集氣室(202)的底部設置有氣敏傳感器陣列(203)；

人工嗅覺模塊(2)自動采集監(jiān)測區(qū)域氣體樣品，將氣體通過取樣濃縮裝置(200)富集后，氣敏傳感器陣列(203)對特定氣體組分信號響應，并輸入無人飛行計算控制中心(1)；

模式識別模塊(205)對輸入濃度數據進行定量分析，得到氣體組分中待測泄漏氣體組分的濃度值。

2.根據權利要求1所述的空中飛行人工嗅覺氣體早期泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)，其特征在于，氣敏傳感器陣列(203)由多個不同響應性能的傳感器組成；所述傳感器陣列(203)中的多個傳感器對微量痕跡氣體組分產生不同的響應信號，通過模式識別模塊(205)建立的特定氣體組分的定量識別模型輸出監(jiān)測氣體組分定量信號。

3.根據權利要求1所述的空中飛行人工嗅覺氣體早期泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的取樣濃縮裝置(200)的數量為四個，四個取樣濃縮裝置(200)以矩形形式分布在系統(tǒng)裝置安裝結構的四角對稱位置，其構成安裝結構的法線方向與系統(tǒng)裝置飛行方向平行。

4.根據權利要求1所述的空中飛行人工嗅覺氣體早期泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)，其特征在于，所述姿態(tài)控制及GPS定位模塊(5)包括水平位置控制模塊(500)、垂直位置控制模塊(501)及位置坐標定位模塊(502)，分別用于實現系統(tǒng)裝置在在水平方向、垂直方向的位置移動及確定系統(tǒng)裝置所在空間坐標位置。

5.根據權利要求1所述的空中飛行人工嗅覺氣體早期泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)，其特征在于，所述大氣環(huán)境監(jiān)測模塊(3)包括風速監(jiān)測模塊(300)和風向監(jiān)測模塊(301)，分別用于自動監(jiān)測環(huán)境風速和風向變化，并將相關監(jiān)測信號數據傳送給無人飛行計算控制中心(1)。

6.根據權利要求1所述的空中飛行人工嗅覺氣體早期泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括自動障礙躲避模塊(6)，其包括障礙物探測傳感器(600)和自適應障礙躲避模塊(601)；

所述的障礙物探測傳感器(600)用于自動感知障礙物信息，并將其傳送給計算控制中心(1)；

自適應障礙躲避模塊(601)用于根據障礙物探測傳感器(600)反饋的信息，自動調用姿態(tài)控制及GPS定位模塊(5)的數據，對系統(tǒng)裝置位置進行調整，躲避障礙物。