具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

如图1所示，本发明技术方案一种无人机在线气体监测装置，包括安装在无人机上的监测箱1，监测箱1内依次设置有颗粒物检测装置6和二氧化硫检测装置7，二氧化硫检测装置7后部连接有并接的氮氧化物检测装置8和臭氧检测装置9。颗粒物检测装置6前部设置有储气室4，储气室4的进气口上连接有第一气泵3和取样头2，取样头2伸出监测箱1实现取样。

基于上述技术方案，依次设置颗粒物检测装置6和二氧化硫检测装置7，并将氮氧化物检测装置8和臭氧检测装置9并接在二氧化硫检测装置7后部，使得同一待测气依次经过颗粒物检测装置6和二氧化硫检测装置7进行颗粒物和二氧化硫含量的检测，经过二氧化硫含量检测后的气体分为两份，分别实现对氮氧化物和臭氧的检测。这样就有效的保证了同一气体分别进行了不同物质的检测，对环境的检测具有可对比性。设置储气室，实现对提取的样气进行保存和暂存，一反面确保获得足够的样气，另一方面降低第一气泵3输送的气体的气流，使得气体能够平稳的进入检测装置，提高检测精度。

如图1所示，储气室4的出气口连接有第三流量计5，第三流量计5后部连接颗粒物检测装置6的进气口。利用第三流量计5获得进气颗粒物检测的待测气的气体流量，同样也是进入二氧化硫检测装置7的气体流量。

储气室4内设置有呈弧形的隔板41，隔板41将储气室4内部空间分隔为两个相互连通的进气区44和出气区45。储气室4的进气口42和出气口43分别设置在进气区44和出气区45上。储气室4的进气口42和出气口43不能直线连通。隔板41的设置和进气口42和出气口43不能直线连通，有效的阻隔气流，避免气流由进气口42直接进入出气口43排出，气流快速，影响检测精度。隔板41呈弧形，改变气流在隔板41上的直线运动轨迹，进一步降低气流流速。

如图1、图2和图3所示，取样头2包括取样管，取样管包括一竖直设置的圆柱形的总管21，总管21两端开口，总管21的底部开口27与第一气泵3的进气口连通，总管21的顶部开口为上迎风口26。上迎风口26在无人机向上飞行时进行取样，增加气体取样量。

总管21侧面均布设置有若干侧支管22，侧支管22倾斜设置，侧支管22设置方向与无人机飞行方向一致。且侧支管22的迎风面上设置有侧迎风口23，侧迎风口23与总管21连通。侧迎风口23在无人机与本侧支管22方向一致的飞行方向时进行气体取样。

总管21上还设置有与总管21平行且连通的下支管24，下支管24顶部和总管21连通，下支管24底部设置有下迎风口25，下迎风口25与总管21连通。下迎风口25在无人机向下飞行时进行气体取样。

如图1所示，颗粒物检测装置6包括颗粒物检测箱61和设置在颗粒物检测箱61内的检测通道66。检测通道66内设置有滤带64、检测单元发射器62和检测单元接收器63。颗粒物检测装置6的进气口和出气口分别置于滤带64两侧的检测通道66端部，颗粒物检测装置6的出气口上连接有第二气泵65。检测单元发射器62和检测单元接收器63分别置于滤带64两侧的检测通道66内，且检测单元接收器63靠近第二气泵65设置。第二气泵65的出气口与二氧化硫检测装置7连通。

基于上段技术方案，上述颗粒物检测装置的检测原理为：待测气在第二气泵65的抽气作用下由储气室4进入检测通道66内，并通过履带64，待测气中的颗粒物被滤带64截留，气体通过滤带64最终进入二氧化硫检测装置7。检测单元发射器62和检测单元接收器63正对滤带64上截留颗粒物部位设置，利用检测单元发射器62和检测单元接收器63实现对滤带64上颗粒物量进行检测，推算出一定流量或体积内的气体中颗粒物的含量，实现颗粒物的检测。本颗粒物的检测中，检测气量不会损耗，且不会改变检测气中的各个成分和成分占比，利于将通过颗粒物检测的检测气进入二氧化硫检测装置7进行继续二氧化硫的检测。

检测单元发射器62和检测单元接收器63分别为β射线放射源和β射线接收源，检测原理为：当β射线穿过一定厚度的吸收物质时，其强度随吸收层厚度增加而逐渐减弱，产生β吸收。

如图1所示，二氧化硫检测装置7包括二氧化硫密封检测管75，二氧化硫密封检测管75两端分别设置有进气口和出气口。二氧化硫密封检测管75的出气口上连接有第三气泵10。二氧化硫密封检测管75两端分别密封设置有第一紫外光发生器71和第一紫外光接收器73，第一紫外光发生器71和第一紫外光接收器73前部分别设置有第一滤光片72和第二滤光片74，第一紫外光接收器73上连接有第一光电倍增管。

基于上述技术方案，第一紫外光发生器71发出紫外光，第一滤光片72过滤213nm的紫外光并通过，213nm的紫外光在气体中二氧化硫的作用发激发为350nm紫外光，第二滤光片74通过350nm紫外光并被第一光电倍增管接收，第一光电倍增管将接收到的光信号转化为电信号并输出，实现对二氧化硫的检测。在本检测中，气体中的二氧化硫与紫外光产生作用，并发生跃迁，在第三气泵10后部设置一暂存室，将经过二氧化硫检测的检测气进入暂存室，进行暂存，使得二氧化硫回复为基态，即使得检测气恢复，通过第四气泵12将暂存室11内气体分为两份并分别通过氮氧化物检测装置8和臭氧检测装置9，提高氮氧化物和臭氧的检测精度。

如图1所示，二氧化硫检测装置7后部连接有第一支管和第二支管，即第四气泵12后部连接有直径相同的第一支管和第二支管。第一支管和第二支管分别与氮氧化物检测装置8和臭氧检测装置9连接，第一支管和第二支管上分别设置有第二流量计和第三流量计。通过第二流量计和第三流量计分别计量进入氮氧化物检测装置8和臭氧检测装置9气体流量。

如图1所示，氮氧化物检测装置8包括将NO氧化成NO2的氧化滤料筒82，氧化滤料筒82后部连接有将NO2转化成NO的转换炉84，转换炉84后部连接有反应室85，反应室85上连接有臭氧发生器83，反应室85上连接有第二光电倍增管86。NO在臭氧作用下转为为NO2，消耗臭氧，第二光电倍增管86通过监测反应后的臭氧量，判定臭氧消耗量，间接得出氮氧化为含量，即测出待测气中氮氧化物含量。

如图1所示，臭氧检测装置9包括密封设置的臭氧检测管91，臭氧检测管91上连接有进气口和出气口。臭氧检测管91的进气口与第二支管连通，臭氧检测管91的两端分别设置有第二紫外光发生器94和第二紫外光接收器92，第二紫外光接收器92上连接有第三光电倍增管93。本技术方案中，臭氧的检测原理为：臭氧吸收紫外光，改变紫外光的浓度，通过第三光电倍增管93接收到的紫外光信号，计算出光强度变化，并通过第三光电倍增管93转化为电信号并输出，间接计算出臭氧浓度。

本技术方案中，无人机上设置有控制器，控制器包括中央控制模块以及与中央控制模块信号连接的通讯模块、无人机控制模块和检测控制模块，有颗粒物检测装置、二氧化硫检测装置、氮氧化物检测装置和臭氧检测装置均由检测控制模块控制。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。