[发明专利]一种无人机载污染气体分布检测装置

说明书

本发明的一种无人机载污染气体分布检测装置，可解决现有成像差分吸收光谱仪及其配套电路系统体积较大，不适合搭载无人机平台使用的技术问题。包括紫外镜头、入射狭缝、凹面反射镜、凸面光栅和CCD，还包括CCD驱动电路板和CCD成像控制电路板；所述CCD紧贴在散热块上，CCD引脚通过飞线方式穿过散热块的窗口连接到CCD驱动电路板；CCD成像控制电路板通过排针方式与CCD驱动电路板连接。成像控制电路板集成SD卡模块，可实现飞行过程中数据存储。本发明针对无人机平台特点，设计了基于无人机载平台的污染气体分布检测装置，体积小、重量轻，可在地面通过计算机连接装置，通过上位机软件设置CCD成像电路参数，适应无人机平台。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体涉及一种无人机载污染气体分布检测装置。

背景技术

大气污染气体差分吸收光谱仪可搭载不同的平台，实现对目标区域污染气体分布探测。卫星载荷可实现全球污染气体探测，通过周期扫描可获取污染气体的全球时空分布；搭载飞机平台可获取大范围地区污染气体分布趋势，但是受限于空域要求，飞行难度较大。随着无人机技术的发展，无人机载遥感技术也越来越普遍。同样，将差分吸收光谱仪搭载于无人机平台，可获取目标区域污染气体分布。因无人机飞行难度更低、空域更加自由，搭载于无人机的污染气体分布检测装置更具便利性和实用性。

现有成像差分吸收光谱仪及其配套电路系统体积较大，且通常需要连接计算机使用，不适合搭载无人机平台使用。

发明内容

本发明提出的一种无人机载污染气体分布检测装置，可解决现有成像差分吸收光谱仪及其配套电路系统体积较大，不适合搭载无人机平台使用的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种无人机载污染气体分布检测装置，包括紫外镜头、入射狭缝、凹面反射镜、凸面光栅和CCD，其中，

来自地表的散射光通过前置紫外镜头会聚进入光谱仪的入射狭缝，利用凹面反射镜和凸面光栅组成的Offner-Littrow成像光谱仪色散并成像到CCD；

还包括CCD驱动电路板和CCD成像控制电路板；

所述CCD紧贴在散热块上，CCD引脚通过飞线方式穿过散热块的窗口连接到CCD驱动电路板；

CCD成像控制电路板通过排针方式与CCD驱动电路板连接。

进一步的，所述CCD成像控制电路板包括FPGA模块，以及分别与FPGA模块通信连接的CDSAD、RAM、MCU；

所述CCD驱动电路板包括CCD和分别与其通信连接的CCD制冷驱动模块和CCD时序驱动模块；

所述CCD信号经相关双采样及模数转换模块处理后转换为数字信号，所述CCD时序驱动模块与FPGA模块通信连接；

其中，FPGA模块作为成像控制核心，负责产生CCD时序、控制CDSAD电路、缓冲CCD图像数据。

进一步的，所述CCD成像控制电路板设置USB接口，USB接口与MCU通信连接，MCU接收缓冲在RAM中的数据并将其转换成USB接口数据，传送至外接PC。

进一步的，所述CCD成像控制电路板还设置SD卡槽，SD卡槽与MCU通信连接，MCU将图像数据传送至SD卡保存。

进一步的，还包括供电模块，所述供电模块包括电平转换模块和供电接口，供电接口与电平转换模块通信连接；

供电模块使用11～13V电平供电，电平转换模块负责为CCD指令驱动电路、CCD时序驱动电路和CCD成像控制电路供电。

进一步的，所述CCD驱动电路板和CCD成像控制电路板通过平行方式放置在电子学箱体内。