[發明專利]一種富營養化水體水質采樣無人機系統及其水質采樣方法

在審

• 申請號: 202210668348.2
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN115078001A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 李健;蔣自成;唐國金;卞波;杜芳;陽京
• 申請（專利權）人: 廣東英諾威盛科技有限公司
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14;B64C39/02;B64D47/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 牛念

本發明涉及無人機領域，公開了一種富營養化水體水質采樣無人機系統及其水質采樣方法。無人機系統包括無人飛行器和水質采樣裝置。無人飛行器設置有控制單元，控制單元用于控制無人飛行器的啟停。水質采樣裝置，與控制單元電連接；水質采樣裝置包括安裝支架、取水組件和噴氣組件。當無人飛行器協同水質采樣裝置移動至目標取水點處時，首先啟動噴氣組件，氣動移除目標取水點水體表面的干擾物；再啟動取水組件中的采樣泵，從而實現順利采集到富營養化水體的水樣部分而非干擾物部分，以避免了直接用采樣泵采樣導致水體表面的干擾物吸入并堵塞采樣管、以及采集到的水樣中含有大量干擾物雜質的風險，提高了樣品的質量和純度。

技術領域

本發明涉及無人機領域，更具體地，涉及一種富營養化水體水質采樣無人機系統及其水質采樣方法。

背景技術

在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他干擾物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡，從而造成水體富營養化，已成為環境水體污染的一種普遍現象。因此，對于富營養化水體的監測，是目前環境污染類型中的重要研究話題。

在水環境監測中，對樣品進行監測的第一步就是取樣。然而，在富營養化水體中，由于干擾物大量繁殖，造成水體表面被各類干擾物覆蓋，從而影響人們對于富營養化水體的直接采樣。因此在實際采樣過程中，對于離岸較遠的采樣點，通常需要采樣人員乘坐船只等工具抵達采樣點，并使用濾網、竹竿等工具驅離藍藻、紅藻等干擾物之后，再用塑料瓶或桶進行采樣，存在操作過程復雜、人工成本過高、人為操作危險系數大、采樣效率低、樣品質量難以保證等缺陷。

現有專利“一種用于水質自動采樣的無人機裝置及采樣方法”提供了一種用于水質自動采樣的無人機裝置及采樣方法，包括無人機飛行器主體、設置在無人機飛行器主體側面的無人機支腳以及能源與控制單元，無人機裝置還包括設置在無人機飛行器主體下側的安裝支架，安裝支架上安裝有自動水質采樣單元。該裝置能夠在一個工作周期中依次采集多個采樣點水質樣品，便于返回后進行同步分析，進一步提高采樣效率。然而該裝置僅適用于對一般的水域進行遠程采樣和監測，不能對富營養化水體進行直接采樣。

現有專利“一種基于無人機平臺的水質采樣裝置”提供了一種基于無人機平臺的水質采樣裝置，包括無人機和采水裝置，采水裝置包括采樣箱、采樣瓶、采樣水桿、水泵、轉向舵機、軟管、控制器；采樣瓶、水泵設置于采樣箱中，采樣瓶環繞水泵放置，水泵通過軟管與各采樣瓶連通，采樣水桿位于采樣箱下方，與水泵進水口連接，水泵的出水口通過軟管與各采樣瓶口設置的電磁閥連接，轉向舵機與采樣水桿連接，電磁閥和轉向舵機均與控制器連接。該裝置通過無人機、水泵和多個采樣瓶相配合，可以提高采樣精確度。然而該裝置同樣也不能對富營養化水體進行直接采樣。

現有專利“一種基于遙感的湖泊富營養化監測方法”公開了一種基于遙感的湖泊富營養化監測方法，該方法雖然是針對富營養化水體的監測，但實際上是對監測到湖泊富營養化程度較高后，對湖泊富營養化進行自動化處理和治理的方法，因而并未涉及如何對富營養化水體進行采樣。

由此可見，亟需一種行之有效的對富營養化水體進行自動化采樣的裝置和方法來解決上述問題。

發明內容

本發明為克服上述現有技術的操作過程復雜、人工成本過高、人為操作危險系數大、采樣效率低或樣品質量難以保證等缺陷，提供一種富營養化水體水質采樣無人機系統。

本發明的另一目的在于提供一種富營養化水體水質采樣無人機系統的水質采樣方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種富營養化水體水質采樣無人機系統，包括：無人飛行器和水質采樣裝置。

進一步地，無人飛行器設置有控制單元，控制單元用于控制無人飛行器的啟停。

更進一步地，無人飛行器為無人直升機、無人旋翼機、無人飛艇和無人傘翼機的任意一種。