Отдел продаж:

sales@gank4.com

Позвоните нам:

+7 (495) 419-00-92
Вебинар на тему: "Различные методы отбора и анализа проб воздуха в сравнении с газоанализатором ГАНК-4", состоится 19 ноября 2019 г. в 11:00 по МСК. Зарегистрироваться или ознакомиться с расписанием вебинаров

Использование дронов в газоанализе

Использование дронов в газоанализе

В последнее время внимание Правительства РФ все больше обращается к качеству жизни граждан России и приоритетно к обеспечению здоровой среды обитания населения, как решающего фактора безопасности страны. Важнейший природный ресурс атмосферный воздух стал объектом инновационных исследований с применением новейших технологий, что позволило выполнять полные натурные измерения, системными обобщениями выявлять скрытые ранее закономерности, оперативно реагировать на изменения его качества.
Загрязнение атмосферного воздуха сопровождает человека в его повседневной жизни и вызывает необходимость минимизировать его влияние на здоровье. Результативно бороться с отрицательными проявлениями этого процесса можно только имея точную информацию о составе загрязнений, их пространственном и высотном распределении, механизмах и ареале распространения с оценкой степени опасности. Наиболее эффективным современной технологией подготовки ответа на эти вопросы является Системный газоанализ, выполняемый распределённой измерительной системой Мобильных Автоматических Газоанализаторов (МАГ) с целевой обработкой их позиционированной измерительной информации в серверной Системе Оценки Качества Окружающей Среды (СОКОС) в режиме реального времени и с прикладной визуализацией картографированных оценок.dbd73f271f6accbfd27b729119befea7.jpg

Использование МАГов на подвижных транспортных средствах позволило охватить исследованиями огромные площади и получать оперативные результаты, описанные в предыдущих публикациях в журнале «Оборона России». Для исследователей наибольший интерес представляет возможность коррекции плана исследований по визуализированным комплексным результатам начальной стадии. Результаты опытной эксплуатации подчеркнули необходимость включить в исследования 3-е измерение высоту распределения загрязнений атмосферного воздуха, так как источниками загрязнения зачастую являются промышленные выбросы, а приземные загрязнения при распространении перемещаются по вертикали в соответствии с их объёмными удельными весами и физическим состоянием. Инновационная технология 3-х мерного газоанализа (3D-газоанализ) реализована благодаря достижениям воздухоплавания и превращена в практику: это БесПилотные Летательные Аппараты (БПЛА) вертолётного типа с экологически чистым электрическим приводом, получившие названия «ДРОН» или «КОПТЕР», оснащенный измерительным средством МАТом, по техническим характеристикам обеспечивающий достаточное покрытие исследуемого региона по площади/высоте. Нафото представлена в исследовательском полёте одна из модификаций ДРОН квадрокоптер. Для выполнения анализируемых в статье измерений применена более мощная модификация ДРОН октокоптер.
Непрерывность мониторинга обеспечивалась ограничениями в пилотировании. Расстояние между независимыми точками пробоотбора на условной поверхности мониторинга не превышало 0,5 расстояния диффузионного распространения загрязняющего компонента за период между фиксируемыми системными отсчётами измеряемых концентраций. Время выполнения полного цикла измерений при мониторинге отдельной технологической точки выбросов загрязнений устанавливалось в 20% временного базиса применяемых в оценках санитарных норм.
Переход на 3-мерную визуализацию системной информации потребовало доработки Программного Обеспеченя (ПО) СОКОС. Выполняемые натурные измерения сопровождались фиксацией высоты каждой точки измерений над уровнем земли, вычисляемой по спутниковым сигналам позиционирования. Исследовалось два основных вида загрязнений: локальное распределённое (движение автотранспорта в исследуемом городском регионе) и переносимое ветром стороннее загрязнение (в дачной местности с малоэтажной застройкой). Серверная информация показала заметное расслоение по высоте компонентов комплексного загрязнения.
Обнаруженный эффект высотного расслоения комплексного многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха необходимо учитывать при изучении зон распространения опасных концентраций Загрязняющих Химических Веществ (ЗХВ) от промышленных и складских объектов, транспортных магистралей и узлов, свалок и могильников. Мониторинг загрязнений от транспортных и трубопроводных магистралей наиболее эффективно и быстро выполняется в исчерпывающем объёме мобильными измерителями в3-х измерениях. В условиях Чрезвычайных Происшествий (ЧИ) только мобильный 3D-газоанализ позволит оперативно планировать первоочередные меры по спасению личного состава и населения, проведению превентивных защитных работ, по расчету необходимых средств и техники.
При идентификации ЗАПАХА высотное расслоение его компонентов затрудняет распознавание вида, искажая общий годограф многокомпонентного представления запаха. При оценке пространственного распространения неприятных и раздражающих запахов вертикальное компонентное расслоение вместе с различием по вертикали скоростей переносящего ветра над различными видами земной поверхности оказывают существенное влияние на системы оценки и распознавания например, на состав измеренной сигнатуры запаха, а также на результирующую картографию распределения силы запаха при воздействии на человека.
На промышленных территориях мобильный ЗD-газоанализ, выполняемый МАГ ДРОном, обеспечивает оперативный контроль качества работающих технологий, оптимизацию расходов на производство. В решении вопросов экологии с местными властями протоколирование концентраций загрязнений по границам защитных зон предприятий позволяет избежать судебных преследований, обеспечивая нормальные условия проживания населения в близлежащих домах и посёлках. Системное накопление результатов периодического мониторинга выбросов конкретного объекта облегчит составление экологического паспорта действующего предприятия.
Видеопоток камеры ДРОНа весь активный период полёта автоматически записывается на носимую SD-карту, одновременно транслируется штатным радиоканалом на ноутбук оператора, где также может быть записан как дополнение к отчётной документации. Оптимизированный измерительный комплекс системного мобильного 3D-газоанализа СОКОС состоит из автомобиля повышенной проходимости с транспортностартовым боксом и ДРОНА-октокоптера с многокомпонентным измерителем концентраций ЗХВ МАГом на внешней подвеске. Наземный 3D-газоанализ выполняется при движении автомобиля без ограничения времени измерений, 3D-газоанализ при полёте ДРОНА выполняется с кратковременными перерывами на замену тягового аккумулятора. Предусмотрено подключение МАГа к сети питания автомобиля для длительного использования комплекса в режиме мобильного 3D-газоанализа. Экипаж комплекса: один водитель оператор БПЛА.
Перевод из транспортного в предстартовое положение ДРОНа занимает не более 4 минут, взлёт-посадка выполняются из бокса. Комплекс оснащён двумя дополнительными полётными аккумуляторами ДРОНа, время замены 2 минуты, подзарядка от автомобильной либо от бытовой сети. Полёт выполняется как в режиме ручного пилотирования, так и по запрограммированной траектории. При взлёте автоматика ДРОНа фиксирует точку возврата, в полёте контролируется остаточный ресурс на гарантированный возврат в точку вылета, который выполняется по требованиям безопасности при потере связи с оператором. Курсовая камера обеспечивает участие оператора в оценке безопасности движения на всей траектории и быстрый переход на ручное управление по радиоканалу, выполняемый за 1 секунду.
Опыт практического использования измерительного комплекса показал возможность выполнения непрерывных измерений при указанной комплектации.
В полиэкранном режиме ноутбука оператора через точку доступа в Интернет оценивает системно-обработанные результаты проводимых измерений комплекса в режиме реального времени и вносит текущую коррекцию полётного задания для обеспечения полноты представления.
DIDE03WW_(4).jpg

Копирайт: Виктор Ветров