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申请/专利权人：江苏省环境科学研究院

摘要：本发明提供了一种无人机双半球采样装置与大气污染源排放定量方法，所述装置包括在线监测装置、双旋臂采样装置、板载计算机数据传输控制系统；所述装置同时对双点位进行监测采样，尤其适合双球面采样。配合无人机监测路径规划系统，能快速获得排气筒周边烟羽规定点位阵列的大气污染物浓度数据。所述方法基于无人机双球面大气污染物监测结果，计算每个网格的大气污染物排放通量并求和，结合飞行时间，计算得到排气筒整体大气污染物排放量，具有较好的流场闭合性和稳定性，减轻了环境空气小微尺度复杂三维气象场影响以及空气质量模拟方法的不确定性影响。本发明装置与方法能有效提升排气筒烟羽排放定量的有效性、准确性和稳定性。

主权项：1.一种无人机双半球采样装置，其特征在于，包括搭载在无人机上的在线监测装置（4）、双旋臂采样装置、板载计算机数据传输控制系统；所述双旋臂采样装置用于采集环境样品，实现在一个采样位置同时完成双点位大气环境样品采集；所述板载计算机数据传输控制系统包括基于单片机系统设计的控制板，所述板载控制板中集成有双半球飞行路径建模系统，所述双半球飞行路径建模系统用于产生飞行轨迹与监测点位数据，所述板载计算机数据传输控制系统读取双半球飞行路径建模系统产生的飞行轨迹与监测点位数据，并发送控制飞行所需参数，同时与在线监测装置、双旋臂采样装置联动，将在线监测数据和采样数据传输回地面站；所述在线监测装置包括高分辨率大气环境六参数仪器、辅助无人机定位的基于全球卫星导航系统的实时载波相位差分定位RTK模块；所述高分辨率大气环境六参数仪器用于同时测量NO2、CO、O3、SO2浓度气体浓度和PM2.5和PM10颗粒物质量浓度；所述实时载波相位差分定位RTK模块用于实时获取无人机的GPS坐标和飞行高度；所述双旋臂采样装置包括采样管旋转控制装置和恒流恒温的样品采集控制系统；所述采样管旋转控制装置包括第一采样管（5）和第二采样管（6）、金属连接件（10）、行星齿轮减速机构；所述采样管包括石英进样头（17）、石英过滤棉（18）、塑料连接部件（19）、聚四氟采样管（20）、碳纤维管（21）；所述塑料连接部件（19）用于连接聚四氟采样管（20）和石英进样头（17）；所述石英进样头（17）入口处填充石英过滤棉（18）；所述行星齿轮减速机构包括两组行星减速齿轮组、带旋转编码器的双出轴减速驱动电机（15）、固定座（8）、固定块（9）；所述固定块（9）与采样管固定连接；每组行星减速齿轮组包括一个太阳齿轮（16）、三个行星齿轮（13）和一个外圈齿轮（12）；所述两组行星减速齿轮组、带旋转编码器的双出轴减速驱动电机（15）、固定块（9）和固定座（8）相连接；所述固定座（8）与无人机的碳纤维板连接；所述行星减速齿轮组的动力来源为双出轴减速驱动电机（15），双出轴减速驱动电机（15）与行星减速齿轮组中心的太阳齿轮（16）同轴固定安装；分布在行星减速齿轮组的中间的三个行星齿轮（13）等间距分布，通过齿轮啮合方式，实现将太阳齿轮（16）的动力输入，转换到外圈齿轮（12）输出；所述旋转编码器提供高精度位置信号，从而实现多级减速下的采样管转动角度的控制；所述双旋臂采样装置通过行星齿轮减速机构实现采样管精确旋转，所述行星齿轮减速机构通过太阳齿轮输入，实现前向0~90°正转和后向0~负90°的旋转；所述双旋臂采样分析装置通过旋转采样管实现前后两个不同半径球面的取样。

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