無人機(jī)石油管道泄漏巡檢儀 

（深圳市圣凱安科技有限公司 譚工）

一、概述

    長輸油氣管道由于儲(chǔ)運(yùn)的介質(zhì)是原油、輕油、液化氣等高溫、高壓、易燃、易爆、易揮發(fā)和易于靜電聚集的流體，有的還含有毒物質(zhì)，泄漏不僅使所輸油品大量流失，由于漏出的油品往往會(huì)污染河流、地表和地下含水土層，從而污染飲用水，對(duì)國家和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)影響很大，一旦系統(tǒng)發(fā)生事故，泄漏的油氣極易起火、爆炸，釀成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失的惡性災(zāi)害。

    為了充分保障管廊內(nèi)環(huán)境安全，需要對(duì)其管道環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，以達(dá)到實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測長輸油氣管道的環(huán)境，其重要性不言而喻。然而，由于輸油管道的特殊性，夸區(qū)域面積大，占地面積廣，地理環(huán)境特殊，僅僅依靠人力及設(shè)置沿線站點(diǎn)已不足以滿足當(dāng)下的需求。因此，深圳市圣凱安科技根據(jù)此情況研發(fā)的無人機(jī)石油管道泄漏巡檢儀有效的解決了當(dāng)下的需求。

    作為繼航空、航天遙感后的第3代遙感技術(shù)的無人機(jī)遙感技術(shù), 具有立體監(jiān)測、響應(yīng)速度快、監(jiān)測范圍廣、地形干擾小等優(yōu)點(diǎn), 是今后進(jìn)行大氣突發(fā)事件污染源識(shí)別和濃度監(jiān)測的重要發(fā)展方向之一。

     但是由于無人機(jī)的載荷有限．要完成高精度的大氣環(huán)境監(jiān)測工作需要高精度的傳感器荷載．而傳統(tǒng)傳感器往往在體積、重量等方面的限制可供選擇的不多。因此．深圳市圣凱安科技有限公司研究開發(fā)適合無人機(jī)搭載的小型．輕型傳感器荷載來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)大氣污染監(jiān)測、無人機(jī)固定污染物。

二、無人機(jī)氣體檢測荷載特點(diǎn)

●軟件可以支持多家無人機(jī)制造商包括大疆所有系列。

●上千種氣體傳感器可以隨時(shí)更換，系統(tǒng)帶有自動(dòng)識(shí)別功能。

●外殼防水、防風(fēng)、防塵、防撞擊設(shè)計(jì)

●實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并生成對(duì)應(yīng)的趨勢曲線。

●可查看歷史實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并同時(shí)生成曲線分析圖，列表和圖表樣式顯示歷史數(shù)據(jù)，方便對(duì)比查看。

●同時(shí)顯示經(jīng)緯度、高度、飛機(jī)狀態(tài)、溫度、濕度、PM1、PM2.5、PM10、上千種氣體實(shí)時(shí)濃度值。

●檢測精度可達(dá)到ppb級(jí)。

●實(shí)時(shí)無線傳輸數(shù)據(jù)到地面端，也可以通過GPRS實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器。

三、無人機(jī)氣體檢測荷載參數(shù)

●適用：多旋翼無人機(jī)、固定翼

●檢測氣體：PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3、VOC等

●電化學(xué)、激光

●重量：1000克（7參數(shù)）

●尺寸：220×145×60mm

●供電：12-24V

●數(shù)據(jù)傳輸方式：GPRS /數(shù)傳

●工作環(huán)境溫度：(-30~+60)℃

●工作環(huán)境濕度：(15 ~ 95)% RH 無凝露

●設(shè)備壽命：氣體器件壽命2年

四、無人氣體檢測荷載尺寸圖

五、無人機(jī)氣體軟件界面及數(shù)據(jù)分析

    地面接收系統(tǒng)的軟件Green Ear是專門設(shè)計(jì)的可用于上述監(jiān)測檢測數(shù)據(jù)接收、解碼、顯示、處理、報(bào)告并向云端上傳的軟件，它與通用飛控軟件Mission Planner相結(jié)合，在獲取飛行路徑規(guī)劃及飛行器飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加我司的氣體檢測設(shè)備的實(shí)時(shí)濃度值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析融合，并支持多探測器同步數(shù)據(jù)回傳和處理功能。

    數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，主要功能應(yīng)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示、歷史數(shù)據(jù)查詢、區(qū)域的GPS經(jīng)緯度、時(shí)間等信息同步傳回地面接收系統(tǒng)。

(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示

   平臺(tái)可對(duì)各類監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)展示。將空氣質(zhì)量氣體傳感器數(shù)據(jù)、有毒有害氣體應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)匯入到統(tǒng)一平臺(tái)，統(tǒng)一管理，綜合展示。氣體傳感器數(shù)據(jù)以不同顏色代表不同污染級(jí)別。

(2)歷史數(shù)據(jù)查詢

   將各點(diǎn)位的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)分析，例如日變化分析、時(shí)間序列分析等，幫助采購方節(jié)約手動(dòng)分析時(shí)間成本，同時(shí)還能夠幫助采購方了解基本污染狀況。

六、無人機(jī)氣體檢測系統(tǒng)

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

    這套系統(tǒng)主要包括無人飛行器、NE sensor氣體檢測、數(shù)傳/GPRS、地面站/服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成。主要的作用于檢測大氣空氣質(zhì)量AQI與應(yīng)急檢測有毒有害氣體，其精度可以達(dá)到1PPB。改變了傳統(tǒng)固定點(diǎn)的檢測使得氣體檢測變得靈活、快速、準(zhǔn)確、方便。

2 氣體濃度數(shù)據(jù)采集的軟件實(shí)現(xiàn)

　　氣體檢測這塊有著成千上萬種氣體種類、量程、精度等。我司為了簡化用戶的操作與成本。我司特設(shè)計(jì)一套7NE系列的傳感器。有著一整套完整的軟件信息系統(tǒng)，把所有可以檢測到的氣體種類我們有效的劃分開實(shí)現(xiàn)全部智能化的識(shí)別系統(tǒng)?？蛻艨梢愿鶕?jù)不同的檢測場景搭配不同的傳感器；使得無人機(jī)氣體檢測非常靈活不受荷載的影響。數(shù)據(jù)采集主要如下圖所示。

　　3傳輸協(xié)議

   根據(jù)7NE系列氣體傳感器的通訊方式可以采用模擬電壓、模擬電流、TTL、RS485，我司的采用的是RS485、TTL兩組通訊方式。

串口波特率9600，校驗(yàn)位無，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位；數(shù)值為Hex

七、應(yīng)用市場