專利名稱：飛行器機載環境氣體自動采集方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種飛行器機載環境氣體自動采集裝置及方法，特別是一種適用于在高空飛行中使用的空間環境氣體檢測方法及裝置。
背景技術：
環境氣體的采集中往往需要采集一定高度的氣體參數，利用飛行器攜帶氣體采集裝置自動采集空間環境氣體是一種有效的手段。但是，由于氣體傳感器在檢測氣體參數時，都有一定的響應時間，在飛行器飛行中，氣體傳感器輸出的檢測數據是前一段時間飛行器路過位置接觸的氣體參數，而且傳感器在飛行過程中不斷接觸新的環境氣體，檢測數據對應的位置難以確定，這個問題給空間環境氣體的分布研究造成了困難。
發明內容
本發明的目的是要克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作使用方便、定位效果好的飛行器機載環境氣體自動采集裝置及方法。本發明的目的飛行器機載環境氣體自動采集裝置，包括微處理器，微處理器的輸入端分別連接有A/D轉換器、速度檢測電路，微處理器的輸出端分別連接有無線通信電路、存儲器和開關電路，開關電路的輸出端分別連接有多個微型氣泵相，每個微型氣泵內均設有一個分別與A/D轉換器相連接的氣體傳感器，開關電路內設置的開關與微型氣泵數量相
坐寸ο所述的多個微型氣泵和氣體傳感器各有四個；所述微型氣泵的型號為SB550，氣體傳感器的型號為SRH-05，微處理器的型號為AVR MEG16，速度檢測電路的為MMA7455。一種使用上述裝置的飛行器機載環境氣體自動采集方法:將氣體采集自動裝置安裝在飛行器上，當飛行器升空后開始采集氣體，氣體采集自動裝置的微處理器通過開關電路依次控制多個微型氣泵依次間隔2.5秒鐘循環開啟采氣，并在采氣0.5秒后關閉；當多個微型氣泵開始采氣時，設在相應微型氣泵內的氣體傳感器對收集到的氣體進行氣體參數采集，并將采集到的氣體參數通過A/D轉換器發送至微處理器進行處理；當每個微型氣泵內的氣體傳感器開始采集氣體數據的同時，微處理器控制速度檢測電路記錄當前的速度信息，并通過速度信息X2.5秒得到空間采集環境氣體的位置間隔，由此確定檢測氣體參數對應的空間位置，之后微處理器將氣體數據和速度信息存儲到存儲器中，同時通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站；當微處理器接受到速度檢測電路檢測到飛行速度及方向時，即可判斷飛行器開始下降，微處理器關閉整個電路。有益效果:由于采用了上述方案，本發明利用飛行器高空環境氣體采集，根據采集的速度和氣體數據，以及微處理器的定時數據，獲得飛行器在空間飛行的不同位置對應的環境氣體參數，為空間環境氣體的分布研究創造條件。適合安全環境、碳排放、環保等領域的氣體監測，其結構簡單，操作使用方便。其優點:1.本發明的飛行器機載環境氣體自動采集方法解決了利用飛行器高空環境氣體采集的定位問題，能夠快速獲得空間確定位置的環境氣體參數；2.能夠獲得不同空間高度的環境氣體參數，為環境氣體的空間分布研究創造條件。
圖1是本發明的原理結構圖；圖2是本發明的信號采集過程的流程框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述:本發明的飛行器機載環境氣體自動采集裝置，主要由微型氣泵、氣體傳感器、A/D轉換器、速度檢測電路、微處理器、存儲器、開關電路和無線通信電路構成。所述微型氣泵的型號為SB550，氣體傳感器的型號為SRH-05，微處理器的型號為AVR MEG16，速度檢測電路的型號為MMA7455 ;其中，所述的微型氣泵和氣體傳感器各為多個,微處理器的輸入端分別連接有A/D轉換器、速度檢測電路，微處理器的輸出端分別連接有無線通信電路、存儲器和開關電路，開關電路的輸出端分別與多個微型氣泵相連接，每個微型氣泵上均設有一個分別與A/D轉換器連接的氣體傳感器，開關電路內設置的開關與微型氣泵數量相等，氣體傳感器的輸出端連接A/D轉換器的輸入端，A/D轉換器的輸出端連接微處理器的輸入端，速度檢測電路的輸出端連接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端分別連接存儲器、開關電路和無線通信電路的輸入端。實施例1.如圖1所示，實現飛行器機載環境氣體自動采集的裝置包括:四個微型氣泵a、b、C、d,四個氣體傳感器a、b、C、d, A/D轉換器、速度檢測電路、微處理器、存儲器、開關電路和無線通信電路。四個微型氣泵a、b、C、d的輸出分別接四個氣體傳感器a、b、C、d的輸出端，四個氣體傳感器a、b、c、d的輸出接A/D轉換器的輸入端,A/D轉換器的輸出接微處理器的輸入端，速度檢測電路的輸出接微處理器的輸入端，微處理器的輸出分別接存儲器、開關電路和無線通信電路的輸入端，開關電路的輸出端分別連接四個微型氣泵a、b、c、d的輸入端。由所述的微型氣泵、氣體傳感器、A/D轉換器、速度檢測電路、微處理器、存儲器、開關電路和無線通信電路構成一個整體，由電池供電，安裝在飛行器上。使用上述裝置的飛行器機載環境氣體自動采集方法:將氣體采集自動裝置安裝在飛行器上，當飛行器升空后開始采集氣體，通過微處理器的開關電路依次控制四個微型氣泵依次間隔2.5秒鐘循環開啟采氣，并在采氣0.5秒后關閉；當四個微型氣泵開始收集氣體時，設在對應四個微型氣泵a、b、c、d內的四個氣體傳感器a、b、C、d對收集的氣體分別進行氣體參數采集，并將采集到的氣體參數通過A/D轉換器3發送至微處理器4進行處理，每個氣體傳感器2在等到下次采集新氣體信息的間隔時間為2.5X4=10秒鐘，這段時間足夠保證氣體傳感器2每次檢測氣體的響應時間；當每個微型氣泵內的氣體傳感器開始采集氣體數據的同時，微處理器控制連接的速度檢測電路記錄當前的速度信息，通過速度信息X2.5秒得到空間采集環境氣體的位置間隔，由此可以確定檢測氣體參數對應的空間位置，之后微處理器將氣體數據和速度信息存儲到存儲電路中，同時通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站；當微處理器接受到速度檢測電路檢測到飛行速度及方向時，即可判斷飛行器開始下降，微處理器關閉整個電路。如圖2所示，本發明的具體采集和檢測過程為:1.飛行器升空后開始采集氣體，氣體采集自動裝置內微處理器首先控制開啟微型氣泵a采氣0.5秒后關閉，設在微型氣泵內的氣體傳感器a檢測氣泵采集的氣體數據，并將氣體參數通過A/D轉換器輸入至微處理器進行處理，在氣體傳感器采集氣體數據的同時單片機控制連接的速度檢測電路記錄當前的速度信息，微處理器將氣體參數和速度檢測電路采集到的數據存儲到存儲電路中，并且通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站；2.在開啟微型氣泵b后間隔2.5秒后，微處理器控制開啟微型氣泵b采氣0.5秒后關閉，設在微型氣泵內的氣體傳感器檢測氣泵采集的氣體數據，并將氣體參數通過A/D轉換器輸入至微處理器進行處理，在氣體傳感器采集氣體數據的同時單片機控制連接的速度檢測電路記錄當前的速度信息，微處理器將氣體參數和速度檢測電路采集到的數據存儲到存儲電路中，并且通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站；3.在開啟微型氣泵c后間隔2.5秒后，微處理器控制開啟微型氣泵c采氣0.5秒后關閉，設在微型氣泵內的氣體傳感器檢測氣泵采集的氣體數據，并將氣體參數通過A/D轉換器輸入至微處理器進行處理，在氣體傳感器采集氣體數據的同時單片機控制連接的速度檢測電路記錄當前的速度信息，微處理器將氣體參數和速度檢測電路采集到的數據存儲到存儲電路中，并且通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站；4.在開啟微型氣泵d后間隔2.5秒后，微處理器控制開啟微型氣泵d采氣0.5秒后關閉，設在微型氣泵內的氣體傳感器檢測氣泵采集的氣體數據，并將氣體參數通過A/D轉換器輸入至微處理器進行處理，在氣體傳感器采集氣體數據的同時單片機控制連接的速度檢測電路記錄當前的速度信息，微處理器將氣體參數和速度檢測電路采集到的數據存儲到存儲電路中，并且通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站。
權利要求
1.一種飛行器機載環境氣體自動采集裝置，其特征是:它包括微處理器，微處理器的輸入端分別連接有A/D轉換器、速度檢測電路，微處理器的輸出端分別連接有無線通信電路、存儲器和開關電路，開關電路的輸出端分別連接有多個微型氣泵相，每個微型氣泵內均設有一個分別與A/D轉換器相連接的氣體傳感器，開關電路內設置的開關與微型氣泵數量相等。
2.根據權利要求1所述的飛行器機載環境氣體自動采集裝置，其特征在于:所述的多個微型氣泵和氣體傳感器各有四個。
3.根據權利要求1或2所述的飛行器機載環境氣體自動采集裝置，其特征在于:所述微型氣泵的型號為SB550，氣體傳感器的型號為SRH-05，微處理器的型號為AVR MEG16，速度檢測電路的為MMA7455。
4.一種如權利要求1、2或3所述裝置的飛行器機載環境氣體自動采集方法，其特征在于: 將氣體采集自動裝置安裝在飛行器上，當飛行器升空后開始采集氣體，氣體采集自動裝置的微處理器通過開關電路依次控制多個微型氣泵依次間隔2.5秒鐘循環開啟采氣，并在米氣0.5秒后關閉； 當多個微型氣泵開始采氣時，設在相應微型氣泵內的氣體傳感器對收集到的氣體進行氣體參數采集，并將采集到的氣體參數通過A/D轉換器發送至微處理器進行處理； 當每個微型氣泵內的氣體傳感器開始采集氣體數據的同時，微處理器控制速度檢測電路記錄當前的速度信息，并通過速度信息X2.5秒得到空間采集環境氣體的位置間隔，由此確定檢測氣體參數對應的空間位置，之后微處理器將氣體數據和速度信息存儲到存儲器中，同時通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站； 當微處理器接受到速度檢測電路檢測到飛行速度及方向時，即可判斷飛行器開始下降，微處理器關閉整個電路。
全文摘要
一種飛行器機載環境氣體自動采集方法及裝置，裝置包括安裝在飛行器上的微型氣泵、氣體傳感器、A/D轉換器、速度檢測電路、微處理器、存儲器、開關電路和無線通信電路構成。當飛行器工作時，通過單片機定時控制，使開關電路依次開啟各個微型氣泵，依次采集高空環境中的氣體，采集的氣體通過氣體傳感器，將檢測參數通過A/D轉換器輸入至微處理器，微處理器將氣體采集數據和速度檢測數據進行存儲，并且通過無線通信電路發送至地面監測接收器或監測站。優點能夠克服氣體傳感器響應時間造成的定點采集誤差問題，可以獲取空間確定位置的環境氣體數據，為環境氣體的空間分布研究提供依據，適合安全環境、碳排放、環保等領域的氣體采集分析。
文檔編號G01N1/22GK103162992SQ20131004553
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月5日 優先權日2013年2月5日
發明者童紫原, 童敏明, 李猛, 唐守鋒 申請人:中國礦業大學