无人机大气环境检测系统的研制与应用研究.pdf

1、庞小兵庞小兵浙江工业大学环境学院浙江工业大学环境学院邮箱：邮箱：电话与微信：电话与微信：157158064082025年长三角空气质量管理技术研讨会，上海，年长三角空气质量管理技术研讨会，上海，8月月28-29日日无人机大气环境检测系统的研制与应用研究234目 录引言无人机大气环境检测仪的研制无人机大气环境检测仪的应用结论与展望11.引言无人机观测可以弥补 0-1000米之间观测空白弥补 0-1000米之间观测空白Sun et al.,Adv.Atmos.Sci.,2025Zhou et al.J.Environ.Sci.,2023无人机质谱检测与采样仪无人机质谱检测与采样仪无人机大气成分检测

2、仪器无人机大气成分检测仪器4无人机实现大气环境与气象立体检测、遥感探测、高空采样1.引言无人机水质遥感探测仪无人机水质遥感探测仪Zhang,J.,Hu,B,Environ.Sci.Tech.2025 234目 录引言无人机大气环境检测仪的研制无人机大气环境检测仪的应用结论与展望162.1无人机大气环境检测仪无人机大气环境检测仪可测参数多、能耗低、自动化、轻巧2KGNO2、NO、N2O、SO2、CO、O3、H2S、NH3、CO2、CH4、TVOC、PM1、PM2.5、PM10、GPS、温、湿度、大气压强、太阳辐射强度、风速、风向等25种大气成分和气象参数。2.无人机大气环境检测仪的研制 关键技术

3、：关键技术：先进的恒温除湿技术 和 共存干扰物信号去除技术实现检测室内恒温恒湿，去除环境温湿度和共存污染物的干扰恒温恒湿检测气室泡沫保温层温湿度传感器微波恒温模块Nafion除湿管干扰信号去除技术2.无人机大气环境检测仪的研制8温度影响25-55 CO2和CH4随温度升高而增加，温度影响吸收截面；PM浓度随温度偏差增加，布朗运动影响散射光强度。2.无人机大气环境检测仪的研制智能算法优化核心技术，提升仪器灵敏度和准确性电化学传感器PID传感器MOS传感器利用多元高斯分布形式对信号进行归一化处理优化传感器信号响应曲线测 量 结 果 与GC-MS对比相关性在0.9以上与进口仪器对比拥有非常好的一致性

4、关键技术：机器学习、集群优化、高斯优化关键技术：机器学习、集群优化、高斯优化2.无人机大气环境检测仪的研制2.1无人机大气检测仪与常规仪器检测比对蓝线：微型仪器；红线：常规仪器(Thermo Fisher)NO r2=0.88 CO r2=0.81NO2 r2=0.81O3 r2=0.92PM 2.5 与热电便携式PM2.5检测仪结果一致（R2=0.81）2.无人机大气环境检测仪的研制微型大气微型大气PM检测仪与商业便携式颗粒物检测仪垂直廓检测仪与商业便携式颗粒物检测仪垂直廓线检测实验装置图线检测实验装置图 微型大气多组分检测仪与商业便携式颗粒物检测仪（日本微型大气多组分检测仪与商业便携式颗粒

5、物检测仪（日本SIBATA LD-5R）垂直比对）垂直比对结果：两者变化趋势一致，结果：两者变化趋势一致，相关性（相关性（R20.9）微型大气多组分检测仪的性能测试及比对研制的便携式研制的便携式PM检测仪与检测仪与LD-5R对对500米以米以下下PM2.5的检测比对和相关性分析的检测比对和相关性分析Sensors，2022,22:43302.1 无人机微型大气颗粒物检测仪的垂直检测及比对2.无人机大气环境检测仪的研制仪器图片仪器图片体积体积/质量质量检测指标检测指标日常日常维护维护功率功率是否是否与与移移动电源动电源是否是否随随身携带身携带是否是否与与无无人机人机联用联用浙江浙江工业大学工业大

6、学152010cm质量质量3kg25种大气种大气成分成分和气象参数和气象参数用户用户20W是是是是是是北京雪迪龙AQMS-1100402050cm质量=10kg10种大气污染物和5项气象参数专业人员25W否否否河北先河环保XHAQSN-822质量=10kg9种大气污染物和5项气象参数专业人员40W否否否上海麦越环境M2062质量=28kg7种大气污染物和5项气象参数专业人员30W否否否与同类产品比，我无人机检测仪可测参数更多、能耗更低、更轻巧2.无人机大气环境检测仪的研制2.2 无人机恶臭检测仪：多类型传感器集群优化，矩形阵列排布，先进恶臭值算法无人机恶臭检测仪 2KG，实现高空检测三甲胺、硫