一种无人机搭载NO监测电化学传感器装置的制作方法

一种无人机搭载no监测电化学传感器装置
技术领域
1.本发明涉及大气环境监测技术领域，具体为一种无人机搭载no监测电化学传感器装置。


背景技术：

2.目前市面上搭载于无人机上的no监测电化学传感器大多依赖于进口的no监测电化学传感器型号为英国阿尔法alphasense一氧化氮传感器no-b4，国产no监测电化学传感器使用寿命较短，no特征电信号识别速度慢，灵敏度较低，此外，搭载于无人机上的no监测电化学传感器受体积限制，no监测量程范围小且窄，尤其在对不同区域进行采样检测时，现有的电化学传感器不便于将前一次检测的采样气体从其内侧清除干净，导致再次对大气采样检测时，无法精准的对此区域的一氧化氮浓度进行检测，从而存在着一定的弊端；因此，有必要提供一种无人机搭载no监测电化学传感器装置解决上述技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种无人机搭载no监测电化学传感器装置，通过驱动机构，能够有效的避免no监测电化学传感器本体在下一区域气体抽样检测时，即导致其内侧在上个区域检测后残留的气体与此区域取样抽进的气体混合而影响浓度检测精准性的问题，从而增加了每个区域no浓度检测的精准性，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人机搭载no监测电化学传感器装置，包括无人机本体，所述无人机本体上方设置有外壳，且所述外壳内侧连接有no监测电化学传感器本体，所述no监测电化学传感器本体底部安装有ic集成电路板，且所述ic集成电路板上方右侧连接有供电及信号输出电路，所述ic集成电路板下方设置有底座，且所述底座底部通过螺钉安装有支架，所述no监测电化学传感器本体上方固定有方形的抽气筒，且所述抽气筒左右两侧均连通有连接管，所述no监测电化学传感器本体内侧上方安装有即可便于抽吸机构启动工作又能将另一个区域的大气进行抽取采样的驱动机构，且所述no监测电化学传感器本体上方安装有可对其内侧上一次检测的一氧化氮气体完全抽出的抽吸机构；所述驱动机构包括安装在所述no监测电化学传感器本体内侧上方的微型电动伸缩杆，且所述微型电动伸缩杆左侧焊接有驱动杆，所述驱动杆左端外侧均安装有活塞块和堵头，且所述驱动杆上方右侧固定有齿条板；所述抽吸机构包括轴承连接在所述抽气筒内侧的螺纹杆，且所述螺纹杆末端外侧焊接有传动齿轮，所述螺纹杆外侧下方螺纹连接有阀板，且所述螺纹杆中间外侧螺纹连接有活塞板，所述活塞板左右两侧均开设有排气孔。
5.在进一步实施例中，所述no监测电化学传感器本体内侧上方安装有滤尘器，且所述滤尘器下方设置有毒气室，所述毒气室下方安装有多孔膜，且所述多孔膜下方储存有电解液，所述电解液下方通过隔板设置有储层，且所述电解液中间内侧依次安装有工作电极、辅助电极、参比电极和对电极，所述no监测电化学传感器本体底部左右两侧均安装有插销。
6.在进一步实施例中，所述ic集成电路板上方左侧分别设置有电源正负输入模块、
信号放大模块、循环伏安电信号控制模块和电信号接收存储计算模块。
7.在进一步实施例中，所述抽气筒左右两侧下方均开设有下呼吸孔，且所述抽气筒左右两侧上方均开设有上呼吸孔。
8.在进一步实施例中，所述活塞块和堵头外侧均与所述no监测电化学传感器本体左侧上方内部的通孔为密封滑动连接。
9.在进一步实施例中，所述连接管下端内侧固定有十字连接板，且所述十字连接板上方设置有橡胶垫片。
10.在进一步实施例中，所述橡胶垫片中间与所述十字连接板中间为固定连接，且所述橡胶垫片外圈底部与所述十字连接板外圈顶面相接触，所述橡胶垫片为外薄内厚形状。
11.在进一步实施例中，所述阀板和活塞板外侧均与抽气筒内壁构成升降滑动结构。
12.在进一步实施例中，所述传动齿轮外侧与所述齿条板相互啮合。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明，设置有驱动机构、抽吸机构，利用微型电动伸缩杆带动驱动杆和上方右侧的齿条板向左小距离快速移动的作用，从而有效的使得传动齿轮带动螺纹杆旋转，进而使得阀板和活塞板向上移动，利用活塞板向上移动的作用，能够配合着方形的抽气筒和连接管在抽力的作用下，同时配合这橡胶垫片向上变形的作用，从而能够有效的将no监测电化学传感器本体内腔在上一个区域检测后储存残留的气体完全抽进抽气筒内侧，进而随着阀板的上升将连接管上端的进气孔堵住，与现有的无人机搭载no监测电化学传感器装置相比，能够有效的避免no监测电化学传感器本体在下一区域气体抽样检测时，即导致其内侧在上个区域检测后残留的气体与此区域取样抽进的气体混合而影响浓度检测精准性的问题，从而增加了每个区域no浓度检测的精准性；2、本发明，设置有驱动机构，利用微型电动伸缩杆带动驱动杆向右侧大距离快速移动，能够有效的使得活塞块和堵头同时配合着no监测电化学传感器本体上方左侧的进气孔向左侧移动，使得堵头远离与进气孔处，从而通过遥控器控制按钮使得微型电动伸缩杆带动驱动杆在进气孔内侧向右移动，进而使得活塞块将此区域的气体进行抽取采样，并通过堵头有效的对进气孔堵住，与现有的无人机搭载no监测电化学传感器装置相比，能够有效的将此区域的采样气体进行封闭式的检测，从而进一步增加了每个区域no检测的精准性。
附图说明
14.图1为本发明提供的无人机搭载no监测电化学传感器装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示no监测电化学传感器本体与ic集成电路板的爆炸结构示意图；图3为图1所示no监测电化学传感器本体的主剖结构示意图；图4为图3所示微型电动伸缩杆与驱动杆的安装结构示意图；图5为图4所示的a处放大结构示意图；图6为钙钛矿型氧化物基气体扩散阴极对no电化学催化还原反应的循环伏安特性曲线图；图7为no电化学敏感性效果图。
15.图中：1、无人机本体；2、外壳；3、no监测电化学传感器本体；31、滤尘器；32、毒气室；33、多孔膜；34、电解液；35、储层；36、工作电极；37、辅助电极；38、参比电极；39、对电极；310、插销；4、ic集成电路板；41、电源正负输入模块；42、信号放大模块；43、循环伏安电信号控制模块；44、电信号接收存储计算模块；5、供电及信号输出电路；6、底座；7、支架；8、驱动机构；801、微型电动伸缩杆；802、驱动杆；803、活塞块；804、堵头；805、齿条板；9、抽气筒；901、下呼吸孔；902、上呼吸孔；10、连接管；1001、十字连接板；1002、橡胶垫片；11、抽吸机构；1101、螺纹杆；1101a、传动齿轮；1102、阀板；1103、活塞板；1103a、排气孔。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种无人机搭载no监测电化学传感器装置，包括无人机本体1、外壳2、no监测电化学传感器本体3、滤尘器31、毒气室32、多孔膜33、电解液34、储层35、工作电极36、辅助电极37、参比电极38、对电极39、插销310、ic集成电路板4、电源正负输入模块41、信号放大模块42、循环伏安电信号控制模块43、电信号接收存储计算模块44、供电及信号输出电路5、底座6、支架7、驱动机构8、微型电动伸缩杆801、驱动杆802、活塞块803、堵头804、齿条板805、抽气筒9、下呼吸孔901、上呼吸孔902、连接管10、十字连接板1001、橡胶垫片1002、抽吸机构11、螺纹杆1101、传动齿轮1101a、阀板1102、活塞板1103和排气孔1103a，无人机本体1上方设置有外壳2，且外壳2内侧连接有no监测电化学传感器本体3，no监测电化学传感器本体3底部安装有ic集成电路板4，且ic集成电路板4上方右侧连接有供电及信号输出电路5，ic集成电路板4下方设置有底座6，且底座6底部通过螺钉安装有支架7，no监测电化学传感器本体3上方固定有方形的抽气筒9，且抽气筒9左右两侧均连通有连接管10，no监测电化学传感器本体3内侧上方安装有即可便于抽吸机构11启动工作又能将另一个区域的大气进行抽取采样的驱动机构8，且no监测电化学传感器本体3上方安装有可对其内侧上一次检测的一氧化氮气体完全抽出的抽吸机构11。
18.实施例1请参阅图1-5，驱动机构8包括安装在no监测电化学传感器本体3内侧上方的微型电动伸缩杆801，且微型电动伸缩杆801左侧焊接有驱动杆802，驱动杆802左端外侧均安装有活塞块803和堵头804，且驱动杆802上方右侧固定有齿条板805，抽气筒9左右两侧下方均开设有下呼吸孔901，且抽气筒9左右两侧上方均开设有上呼吸孔902，活塞块803和堵头804外侧均与no监测电化学传感器本体3左侧上方内部的通孔为密封滑动连接，抽吸机构11包括轴承连接在抽气筒9内侧的螺纹杆1101，且螺纹杆1101末端外侧焊接有传动齿轮1101a，螺纹杆1101外侧下方螺纹连接有阀板1102，且螺纹杆1101中间外侧螺纹连接有活塞板1103，活塞板1103左右两侧均开设有排气孔1103a，连接管10下端内侧固定有十字连接板1001，且十字连接板1001上方设置有橡胶垫片1002，橡胶垫片1002中间与十字连接板1001中间为固定连接，且橡胶垫片1002外圈底部与十字连接板1001外圈顶面相接触，橡胶垫片1002为外薄内厚形状，阀板1102和活塞板1103外侧均与抽气筒9内壁构成升降滑动结构，传
0.73v(1000ppm)》-0.76v(500ppm)，因此通过设置循环伏安电信号控制模块43、电信号接收存储计算模块44等，在内部集成电路实现电信号转换存储，记录被监测no的电化学还原峰值电位，通过以上数据的线性关系，即可反演计算出被监测no的浓度。
19.工作原理：如图1-5所示，在使用时，当无人机本体1飞入指定区域对no取样检测时，通过遥控控制按钮启动微型电动伸缩杆801，注意微型电动伸缩杆801的型号为mntl，并带动驱动杆802和上方右侧的齿条板805向左小距离快速移动，同时带动传动齿轮1101a和螺纹杆1101旋转，使得螺纹杆1101上下外侧的阀板1102和活塞板1103向上移动，通过活塞板1103向上移动时，能够配合着方形的抽气筒9和连接管10在抽力的作用下，使得橡胶垫片1002向上变形，从而能够有效的将no监测电化学传感器本体3内腔在上一个区域检测后储存残留的气体完全抽进抽气筒9内侧，然后随着阀板1102的上升将连接管10上端的进气孔堵住，且还能通过活塞板1103的上升，并配合着左右两侧排气孔1103a与上呼吸孔902连通的作用，将抽入抽气筒9内侧的气体排放出去，此结构能够有效的避免no监测电化学传感器本体3在下一区域气体抽样检测时，即导致其内侧在上个区域检测后残留的气体与此区域取样抽进的气体混合而影响浓度检测精准性的问题，从而增加了每个区域no浓度检测的精准性；如图1-4所示，当no监测电化学传感器本体3内腔处于真空状态时，此时通过遥控器按钮再次启动微型电动伸缩杆801带动驱动杆802向右侧大距离快速移动，使得活塞块803和堵头804同时配合着no监测电化学传感器本体3上方左侧的进气孔向左侧移动，此时活塞块803位于进气孔的左端内侧，而堵头804位于进气孔外侧，然后在通过遥控器控制按钮使得微型电动伸缩杆801带动驱动杆802在进气孔内侧向右移动，使得活塞块803将此区域的气体进行抽取采样，并进入no监测电化学传感器本体3内腔，此时的活塞块803已进入no监测电化学传感器本体3内腔，而堵头804依然留在进气孔内侧，从而能够有效的将此区域的采样气体进行封闭式的检测，从而进一步增加了每个区域no检测的精准性；如图3和图6-7所示，当取样气体进入no监测电化学传感器本体3内侧时，此时会通过滤尘器31对进入的气体过滤，接着过滤后的气体进入毒气室32，在通过多孔膜33进入电解液34腔体，然后通过工作电极36、辅助电极37、参比电极38和对电极39进入储层35，下方便是对进入的采样气体检测的整个过程和检测结果的记录：通过ic集成电路板4及其上搭载的电源正负输入模块41、信号放大模块42，结合循环伏安电信号控制模块43，在电化学传感器模块施加循环伏安特性的电压；通过电信号接收存储计算模块44，记录被监测no的电化学还原峰值电位，通过数据的线性关系，即可反演计算出被监测no的浓度；最后通过信号输出电路，与无人机的信号传输通讯链路连接，从而可在无人机飞控端界面实现no监测数据可视化；电化学传感器主要利用的电化学方法有循环伏安法、交流阻抗法、电流-时间曲线等，电化学输出信号直接与被测物的浓度成线性关系，本项目中，通过对电化学传感器施加循环伏安特性的电压，在捕捉到no时，no与工作电极36发生选择性催化还原反应，电化学输出电信号发生改变，从实验结果可以看出，工作电极36上no还原反应峰随着no浓度升高而逐渐升高：-0.63v(3000ppm)》-0.67v(2000ppm)》-0.69v(1500ppm)》-0.73v(1000ppm)》-0.76v(500ppm)，因此通过设置循环伏安电信号控制模块43、电信号接收存储计算模块44等，在内部集成电路实现电信号转换存储，记录被监测no的电化学还原峰值电位，通过以上
数据的线性关系，即可反演计算出被监测no的浓度，这便是本案的工作原理，由此，完成一系列工作。
20.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。