Wykorzystanie dronów w badaniach powietrza - Wprowadzenie

Wykorzystanie dronów w badaniach powietrza - Wprowadzenie
- przegląd aktualnych rozwiązań

 

Małe, bezzałogowe pojazdy latające (UAV - Unamanned Aerial Vehicle - DRONY) zmieniają dotychczasowe podejście do badań zanieczyszczenia powietrza i badań atmosferycznych. Istnieją dwa podstawowe sposoby próbkowania - pierwszy polega na pobraniu próbki powietrza (mieszaniny gazów, w tym szkodliwych), a następnie na naziemnej analizie materiału badań, zaś drugi, tzw. pomiar on-line wykorzystuje czujniki cząstek stałych i elektrochemiczne czujniki gazów, z których dane są odczytywane i przesyłane do operatora w czasie rzeczywistym. Największy problem stanowi dobór czujników skorelowany z zakresem substancji szkodliwych oraz stabilność układu, na którą składają się: optymalny czas reakcji czujnika, wpływ zakłóceń zewnętrznych (warunki atmosferyczne, zakłócenia elektromagnetyczne) oraz wewnętrzne związane z warunkami lotu drona (przepływ powietrza, utrzymanie stałej pozycji podczas pomiaru).

Tommaso F. Villa i zespół [1] w swoich badaniach zwrócili uwagę na rozwiązania i ograniczenia, które generują problemy w uzyskaniu reprezentatywnych wyników.  Rozważali również wpływ lokalizacji wlotu czujnika powietrza na optymalizowanie procesu pomiaru [2]. Zaproponowali umieszczenie go w centralnej, spodniej części drona. Konsekwencją siły nośnej drona (efektem downwash i upwash) jest mieszanie się powietrza w obszarze próbkowania. Pobieranie próbek musi uwzględniać udział wirnika w zakłóceniu tego procesu. Analizując ten problem, ustalono, że pozycja wlotu silnie wpływa na wyniki pomiaru gazu i występuje znaczny udział zakłócający oporu wiatru spowodowany przez drona [3,4]. Zaś Patrick P. Neuman [3] rozpatrywał trzy przypadki podawania gazu (CO2). Optymalizacja lokalizacji montażu czujnika może poprawić sposób odwzorowania zanieczyszczeń emitowanych przez źródło punktowe oraz pomoc w zebraniu reprezentatywnych danych.

 

 



[1] Villa, T.F. et al. An Overview of Small Unmanned Aerial Vehicles for Air Quality Measurements: Present Applications and Future Prospectives; Sensors 2016, No. 16(7). doi: org/10.3390/s16071072.

[2] Villa, T.F. et al. Development and Validation of a UAV Based System for Air Pollution Measurements. Sensors 2016, No. 16(2). doi.org/10.3390/s16122202.

[3] Neumann, P.P. Gas Source Localization and Gas Distribution Mapping with a Micro-Drone. Freie Universitat Berlin, Fachbereich Mathematik und Informatik: Berlin, 2013. doi: org/10.17169/refubium-11738.

[4] Juan, R. et al. Mini-UAV based sensory system for measuring environmental variables in greenhouses. Sensors 2015, No. 15, pp. 3334-3350.

 
0
0
0
1
7
1
4
6