CN110332562B - 一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置 - Google Patents
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Abstract
一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，包括壳体、主控电路模块和点火控制电路模块；主控电路模块和点火控制电路模块均设置在壳体内，主控电路模块和点火控制电路模块通过排线连接；该装置采用无线充电方式，无需线缆连接，充电快捷方便。该装置凭弃了电池供电，采用电容储放电，充电速度快，存放时间长，无需更换，减小了环境污染。该装置采用旋翼无人机投掷方式点火，响应速度快，当发现有油气管道泄露的含硫化氢的石油气需要点燃时，该点火装置由旋翼无人机投掷后，落入含硫化氢的石油气体中，可瞬间将其点燃，防止有毒有害气体的扩散。
Description
技术领域
本发明属于无人机油气管道巡检应用技术领域，特别涉及一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置。
背景技术
油气管道是油气资源配送的主要方式，目前我国长输管道超过12万公里，并且分布于全国各地，因此管道的运行安全不仅关系中国各地经济的发展，同时直接关系沿线群众的生命财产安全。近年来随着我国经济的快速发展，油气管道建成后，管道沿线占压、安全间距不足以及其他危及管道的行为日益突出，给集输管道的运行带来了极大的安全隐患。
对于高含硫气田，处理和输送的介质为高温、高压、高含硫介质。一旦管道发生泄露，会产生大量的有毒有害气体，对周围十几平方公里乃至更远范围内的大气、土壤、水质都会造成严重污染。不仅企业会造成巨大经济损失，周边人民的生命、财产、生活安全也将受到严重威胁。
所以，一旦发生管道泄露，就需要第一时间点燃含硫化氢的油气。防止有毒有害气体的扩散。现有的点火方式，技术落后，需要人工近距离用明火接触式点燃，存在很大安全风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，包括壳体、主控电路模块和点火控制电路模块；主控电路模块和点火控制电路模块均设置在壳体内，主控电路模块和点火控制电路模块通过排线连接；
主控电路模块包括主控电路板、储能电容和感应线圈；储能电容和感应线圈连接，储能电容连接到主控电路板；感应线圈用于无线充电；
点火控制电路模块包括放电电极、电弧点火头、升压变压器和点火控制电路板；两个点火控制电路板并排设置，两个点火控制电路板之间设置有两个升压变压器，每个升压变压器都连接有电弧点火头，两个电弧点火头的端部均设置有放电电极；电弧点火头先与升压变压器连接，再与点火控制电路板连接，组成两组点火电路，主控电路板和点火控制电路板通过排线连接。
进一步的，主控电路板上还连接有干簧管，作为磁性接近开关，用于检测该点火装置与无人机挂载装置的结合与分离。
进一步的，每个火控制电路板上还设置有若干发光二极管。
进一步的，壳体上在发光二极管的位置设置有导光孔。
进一步的，壳体包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体对扣设置形成胶囊状壳体。
进一步的，上壳体外侧设置有凸起，凸起上设置有挂载孔。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明在一个具有流线型的圆柱状壳体内，设有内装点火控制电路的槽型腔体，在该圆柱壳体的前后两端各固有一个电弧点火头，提高了点火效率。壳体中部上方设有挂载孔，方便无人机挂载与投掷。该点火装置上壳体前内部上方置有干簧管，用于检测点火装置是否从无人机上抛离。该点火装置上壳体后内部上方置有感应线圈，内部采用电容储电，挂载在无人机上时，可对其无线快速充电。该装置采用无线充电方式，无需线缆连接，充电快捷方便。该装置凭弃了电池供电，采用电容储放电，充电速度快，存放时间长，无需更换，减小了环境污染。该装置采用旋翼无人机投掷方式点火，响应速度快，当发现有油气管道泄露的含硫化氢的石油气需要点燃时，该点火装置由旋翼无人机投掷后，落入含硫化氢的石油气体中，可瞬间将其点燃，防止有毒有害气体的扩散。
附图说明
图1是本发明的点火装置结构示意图；
图2是图1的内部结构剖视图；
图3是图1的工程装配图；
图4是图1的下壳体示意图；
图5是图1的内部结构剖视图；
1，上壳体；2，下壳体；3，挂载孔；4，干簧管；5，储能电容；6，主控电路板；7，放电电极；8，发光二极管；9，感应线圈；10，排线；11，升压变压器；12，电弧点火头；13，点火控制电路板；14，导光孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1至图5，一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，包括壳体、主控电路模块和点火控制电路模块；主控电路模块和点火控制电路模块均设置在壳体内，主控电路模块和点火控制电路模块通过排线(10)连接；
主控电路模块包括主控电路板(6)、储能电容(5)和感应线圈(9)；储能电容(5)和感应线圈(9)连接，储能电容(5)连接到主控电路板(6)；感应线圈(9)用于为该装置无线充电；
点火控制电路模块包括放电电极(7)、电弧点火头(11)、升压变压器(12)和点火控制电路板(13)；两个点火控制电路板(13)并排设置，两个点火控制电路板(13)之间设置有两个升压变压器(12)，每个升压变压器(12)都连接有电弧点火头(11)，两个电弧点火头(11)的端部均设置有放电电极(7)；电弧点火头(11)先与升压变压器(12)连接，再与点火控制电路板(13)连接，组成两组点火电路，主控电路板(6)和点火控制电路板(13)通过排线(10)连接。
主控电路板(6)上还连接有干簧管(4)，作为磁性接近开关，用于检测该点火装置与无人机挂载装置的结合与分离。
每个点火控制电路板(13)上还设置有若干发光二极管(8)。
壳体上在发光二极管(8)的位置设置有导光孔(14)。
壳体包括上壳体(1)和下壳体(2)，上壳体(1)和下壳体(2)对扣设置形成胶囊状壳体。
上壳体(1)外侧设置有凸起，凸起上设置有挂载孔(3)。
图1是本发明的点火装置结构示意图，该装置主体采用圆柱形设计，壳体两头结构为圆形，满足结构强度要求和减小空中投掷的空气阻力。两个电弧点火头位于壳体两头末端的U型槽口内。
图2是图1的内部结构剖视图，其中(4)为干簧管，作为磁性接近开关，用于检测该点火装置与无人机挂载装置的结合与分离。其中(9)为感应线圈，其主要作用是通过无人机上的充电装置为该点火装置无线充电。
图3是图1的工程装配图。直观的展示了该点火装置的结构和内部电路板的位置布局方式。该点火装置外壳结构由上下两部分组成，均由高分子聚合物材料制成，其中(1)为上壳体结构，(2)为下壳体结构。其中(3)为挂载孔结构，用于与无人机挂载装置的结合与分离。中间部分为该点火装置的控制电路，其中(11)为电弧点火头，共两个。其中，(7)为放电电极，每个电弧点火头由两个电极组成，由陶瓷绝缘材料和金属外壳制造。其中(13)为点火控制电路板，共两个。(8)为发光二极管，其中每个点火控制电路板上设计有三个，用于指示点火控制电路板的工作状态其中(12)为升压变压器，共两个。其中(6)为主控电路板。(5)为储能电容，主要用于该点火装置的充放电。点火控制电路和主控电路均采用微控制器作为控制芯片，可通过编程实现对点火方式和时序的控制，控制方式灵活多样。
其各电路连接关系为：电弧点火头(11)先与升压变压器(12)连接，再与点火控制电路板(13)连接，组成两组点火电路，最后分别与主控电路板(6)通过两组连接排线(10)连接。如图3所示。
图4是图1的下壳体示意图，其中(14)为导光孔，用于直观显示该点火装置的工作状态。
工作原理：该点火装置基于高压电弧放电点火原理。系统启动后，主控电路(6)的作用是通过检测干簧管(4)的开关状态，来判断其与无人机挂载装置的结合与分离。当该点火装置挂载在无人机上时，为结合状态，主控电路接收感应线圈(9)感应的电流经整流后为储能电容(5)充电。当该点火装置由无人机投掷后，主控电路即判断为分离状态，给两个点火控制电路(13)发送控制信号，使其启动点火，点火控制电路(13)的作用是接收来自主控电路(6)的控制指令并产生约15KHz的高频信号，由升压变压器(12)升压后，经电弧点火头(11)产生约7KV的高压，在两个电极(7)之间产生高频高压尖端放电。
工作过程：工作时，该点火装置挂载在无人机上，无人上的抛投充电装置为该点火装置无线快速充电。在日常无人机巡线中，一旦发生管道油气泄露事故，无人机可及时飞抵现场，探测到泄露点后，以自由落体的方式，投掷点火装置进行点火。通过与无人机的结合，可实现远距离探测和非接触式远程精准的石油气体点燃能力。
Claims (7)
1.一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，其特征在于，包括壳体、主控电路模块和点火控制电路模块；主控电路模块和点火控制电路模块均设置在壳体内，主控电路模块和点火控制电路模块通过排线(10)连接；
主控电路模块包括主控电路板(6)、储能电容(5)和感应线圈(9)；储能电容(5)和感应线圈(9)连接，储能电容(5)连接到主控电路板(6)；感应线圈(9)用于无线充电；
点火控制电路模块包括放电电极(7)、电弧点火头(11)、升压变压器(12)和点火控制电路板(13)；两个点火控制电路板(13)并排设置，两个点火控制电路板(13)之间设置有两个升压变压器(12)，每个升压变压器(12)都连接有电弧点火头(11)，两个电弧点火头(11)的端部均设置有放电电极(7)；电弧点火头(11)先与升压变压器(12)连接，再与点火控制电路板(13)连接，组成两组点火电路，主控电路板(6)和点火控制电路板(13)通过排线(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，其特征在于，主控电路板(6)上连接有感应线圈(9)，用于为该装置无线充电。
3.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，其特征在于，主控电路板(6)上还连接有干簧管(4)，作为磁性接近开关，用于检测该点火装置与无人机挂载装置的结合与分离。
4.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，其特征在于，每个点火控制电路板(13)上还设置有若干发光二极管(8)。
5.根据权利要求3所述的一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，其特征在于，壳体上在发光二极管(8)的位置设置有导光孔(14)。
6.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，其特征在于，壳体包括上壳体(1)和下壳体(2)，上壳体(1)和下壳体(2)对扣设置形成胶囊状壳体。
7.根据权利要求5所述的一种旋翼无人机投掷的石油气体点火装置，其特征在于，上壳体(1)外侧设置有凸起，凸起上设置有挂载孔(3)。
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