WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 64 |

Приборы и методы контроля и мониторинга воздействия автотранспорта на атмосферный воздух северных городов

-- [ Страница 22 ] --

Исследовано тепловое «загрязнение» (тепловая страфикация) искусственного образца морской воды. Интенсивность, положение и форма основного максимума в спектре КР в морской воде являются функцией температуры. Этот результат аналогичен измерениям в чистой воде. Наличие ионов растворенного вещества в воде не изменяет температурной зависимости спектра. Спектры рассеяния на границе раздела «воздух – вода» (чистая) и воздух – нефть на поверхности воды приведены на рисунке 24. Проведено дистанционное определение концентрации примесей в воде методом лазерной спектроскопии с калибровкой по КР. [105,108,109,134,136,145] 1 — от границы раздела «воздух — нефтяная пленка на поверхности воды»; 2 — от границы раздела «воздух — чистая вода»; возб = 532 нм Применение комбинационных лидаров для исследования атмосферы и ее загрязнений При исследовании с помощью комбинационного лидара паров воды ( = 347,1 нм) спектральным прибором является двойной монохроматор. Найдено распределение паров воды в атмосфере на высоте до 2 км. Тенденция к возбуждению спектров коротковолновым излучением получила дальнейшее развитие. Так, с помощью лидара на второй гармонике излучения рубинового лазера с пространственным разрешением около 100 м измерено распределение водяных паров в атмосфере. [106,108,109,110,134,136].

Использование для возбуждения четвертой гармоники лазера на неодиумовом стекле или на кристалле иттрий-алюминиевого гранита ( = 266,0 нм) позволяет применить резонансные методики, так как излучение с такой не очень сильно поглощается низкими слоями атмосферы и попадает в спектральную область с ничтожно малой светимостью неба. Поэтому становятся доступными круглосуточные наблюдения, что чрезвычайно важно на практике. Создана соответствующая аппаратура, пороговая концентрационная чувствительность которой на высоте 2, 3 км равна 0,005 и 0,05 млн –1 соответственно, что определяется почти резонансными условиями возбуждения спектров. Наибольшего успеха удалось достичь в индикации O2 и SO2. Однако лидар оказался гораздо менее чувствительным по отношению к другим компонентам (таким, как пары воды и углекислота).

Исследована проблема качественной и количественной диагностики загрязнений в атмосфере. Ряд экспериментов проведен в условиях, моделирующих реальные, что позволило осуществить практический вариант лидара, предназначенного для индикации продуктов сгорания топлива. Установка была оснащена рубиновым лазером с удвоителем частоты.

Рисунок 25 - Спектры СКР чистой атмосферы (а), дыма, образующегося при сгорании масла (б), и выхлопных газов автомобиля (в): возб = 337 нм В дальнейшем источниками возбуждения служили излучение с азотного лазера и второй гармоники лазера на кристалле Nd3+YAG( = 532,0 нм). Последняя система положена в основу промышленного образца прибора. Разработанные лидары были использованы для проведения физических исследований атмосферы, в частности, для измерения концентрации посторонних веществ. Удалось отождествить в дыму и выхлопных газах автомобиля повышенное содержание СО2, и СО (0,11 и 0,43%), а также SО2, С2Н4, Н2СО, NО, Н2, С3Н4, СН4, паров воды (рисунок 25). [105,108,109,134,136,145] Исследована проблема дистанционного определения загрязняющих веществ в атмосфере. Изучено около 200 веществ в жидком и газообразном состояниях с целью получения отправных данных, необходимых для конструирования полевого экземпляра аппаратуры. Объекты исследования выносились на расстояние примерно от 100 м до 1 км.

Свет собирался небольшим конденсором. В некоторых случаях вещества распылялись в атмосфере в виде облака. Весь комплекс предварительных исследований положен в основу разработки варианта лидара для проведения дистанционных измерений в дневное время в чистой и загрязненной атмосфере в условиях хорошей видимости и в тумане. Измерялось содержание в атмосфере Н2О, СО2, SO2 и паров углеводородов на высоте до 800 метров (разрешение 10 м), время накопления 50 с. Для первых трех компонент концентрационная Комбинационный лидар по чувствительности превосходит приборы такого назначения более чем на 2 порядка.

На рисунке 26-а показан спектр обратного рассеяния для нефтяных дымов, измеренный с помощью комбинационного лазерного локатора. Нефтяное топливо сжигалось в камере. Дым, проходящий через вытяжную трубу в атмосферу, был настолько разрежен, что едва различался глазом.

Интенсивные пики наблюдались на длинах волн, соответствующих молекулам SO2, С2Н2, Н2СО, NО, СО, Н2, СН4, а также молекулам основных компонент атмосферы СО2, О2, N2. Последние три молекулы представляют удобные опорные точки для методов комбинационной лазерной локации. Довольно широкая спектральная полоса с центром на длине волны 38000 нм может быть отнесена к молекуле жидкой воды, что соответствует лабораторным измерениям. На рисунке 26-б представлен комбинационный спектр выхлопных автомобильных газов. Выхлопные газы отводились через трубу в атмосферу.

Кроме полос, соответствующих обычным, в газах присутствуют молекулы С2Н4, NO, CO.

Поскольку спектры Н2СО, H2S и СН4 перекрываются, наличие их в газах нельзя считать доказанным. В указанных экспериментах время интегрирования составляет 5 с. Время наблюдений, необходимое для того, чтобы выполнить полное сканирование в интервале длины волны 500 нм, равно 40 мин. Для измерений центрального пика комбинационной полосы любой молекулы достаточно 10 с.

2.6 Современные лазерные и лидарные средства контроля атмосферы Лидары (Lidar) предназначены для оперативного дистанционного определения концентрации газовых загрязнителей атмосферы; для дистанционного определения профиля сигналов обратного аэрозольного рассеяния в наклонных направлениях, получения информации о параметрах атмосферных аэрозолей; определения условий видимости ориентиров.Рассмотрим современные лазерные и лидарные средства контроля атмосферы. [2,5,6,12,19,20,28, 43,80,81,87,92,94-97,104,110,126,127,134,136] Это лазерные локаторы, радиус действия которых составляет 10-35 км (рисунок 27). Луч лазера обладает свойством рассеиваться:





1) на аэрозолях;

2) на облаках;

3) на поверхности моря;

4) на косяках рыбы или на морском дне.

Рисунок 27 - Лазерные локаторы, радиус действия которых составляет 10-35 км Отражается и приходит в приемный телескоп. За это время он:

1) изменяется: поглощается, рассеивается и т.д.;

2) поляризуется;

3) испытывает разные когерентные преобразования.

Возвращаясь, световой луч несет с собой богатейшую информацию об оптической среде озоновые дыры, парниковый эффект, лесные пожары, загрязнение атмосферы и т.д.

К настоящему времени разработаны лазерные газоанализаторы, в том числе для контроля СО, СО2, СН и серосодержащих компонентов, а также для установления размеров твердых частиц аэрозолей и для других целей. Газоанализаторы на основе полупроводниковых лазеров отличаются уникальной чувствительностью и быстродействием; к их числу относятся трассовые измерители концентраций различных газов, в том числе СО в атмосфере.

Лидарная система, разрабатываемая НИИ приборостроения, использует источники лазерного излучения с повышенной выходной энергией, что существенно увеличивает их дальность действия. Лидарная система НИИ приборостроения, получившая наименование «Комплекс автоматизированной аппаратуры дистанционного зондирования с целью контроля выбросов вредных веществ в атмосферу для автоматизированной системы экоинформации», предназначена для контроля выбросов вредных веществ лазернолокационным методом.

Система состоит из двух типов лидарных систем: лидара кругового обзора;

передвижной лидарной установки. Лидар первого типа устанавливается в промышленных зонах на доминирующих строениях и предназначен для непрерывного круглосуточного контроля выбросов аэрозоля, NOХ, и SО2 на территории с радиусом 7-15 км и измерения азимута и расстояния до источника загрязнения. В случае обнаружения повышенных концентраций загрязнения в атмосфере оператор подает команду на выезд передвижной лидарной установки в указанный район для уточнения обстановки. Характеристики этого лидара указаны в таблице 24.

Таблица 24 - Характеристики лидара кругового обзора Лидар второго типа — лидар комбинационного рассеяния, смонтированный на базе автомобиля для многокомпонентного дистанционного анализа загрязняющих выбросов. Он предназначен для определения газового состава шлейфов промышленных выбросов из дымовых труб, вентиляционных вытяжек и т.д., а также для определения границ опасных зон в аварийных ситуациях (разрывы газопроводов, транспортные аварии и т.д.).

Предельная чувствительность передвижного лидара составляет 10 моль/см3, дальность действия — от 0,5 до 1 км. Число определяемых компонент равно 10, погрешность измерения равна 20%, а время измерения — 2 мин. Передвижной лидар весит 1000 кг, мощность его не более 10 кВт.

Комплекс обладает аппаратурой для связи с системой экомониторинга Москвы по телефонным каналам через модемы, а также радиосвязью между элементами комплекса.

использованием метода дистанционного лазерного зондирования, при котором измеряются сигналы обратного рассеяния в УФ, видимом и инфракрасном спектральном диапазонах.

предназначен для обнаружения дыма пожаров и измерения его пространственных и спектральном диапазоне.

Измерения проводятся с использованием метода дистанционного лазерного зондирования, при котором измеряются сигналы обратного рассеяния в УФ спектральном диапазоне.

п о в е р х н о с т и (рисунок 29). Предназначен для контроля областей нефтяных измерения стратосферного озона нефтепродуктов на взволнованной загрязнений прибрежных морей и внутренних водоемов с авиационных носителей, позволяет производить обнаружение области загрязнения нефтепродуктами, картирование зоны загрязнения. Работа прибора основана на принципе лазерного зондирования морской поверхности, регистрации и обработки рассеянного излучения.

Область применения: Службы МЧС, экология.

Преимущества: Возможность осуществления оперативного контроля Техническая характеристика: Высота зондирования с авиационного носителя, до 10 км.

На рисунке 30 приведены стационарный и передвижной лидары.

Б о р т о в о й л и д а р « А м а р и л - 3. Рассмотрим бортовой лидар «Амарил-3».

Его общий вид показан на рис. 31, а характеристики приведены в таблице 25.

Таблица 25 - Характеристики бортового лидара «Амарил-3»

Глубина зондирования «чистой» воды (в зависимости от ее замутненности) Технико-экономические Уменьшает влияние зеркальных бликов от микроволнения преимущества Подстраивает параметры лидара под изменяющиеся условия и Контроль атмосферы Определение фазового состояния и оптической плотности облаков и высоты их верхней и нижней границ Контроль шельфа и мелководья Проведение измерений глубины дна на шельфовом мелководье Обнаружение естественных и антропогенных загрязнений подповерхностных слоев воды рек, озер, морей и океанов Контроль водных слоев Обнаружение пленок нефти и нефтепродуктов на поверхности Лазерный дистанционный спектрометр (лидар) ЭХО-2 (рисунок 32) предназначен для определения биоресурсов моря и дистанционного определения источников загрязнения окружающей среды:

контроля газового состава атмосферы на предприятиях;

диагностика потенциально опасных в экологическом отношении объектов;

контроля уровня загрязнения почвы;

определения углеводородного состава мест загрязнения водных поверхностей.

Его технические характеристики приведены в таблице. 26.

Таблица 26 - Технические характеристики лидара «Эхо-2»



Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 64 |
 


Похожие работы:

« ЛЮБЧИК АННА НИКОЛАЕВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.И. Крапивский САНКТ-ПЕТЕРБУРГ -2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СТАДИИ СИНТЕЗА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ КОРРЕКЦИИ ЕГО ФРАКЦИЙ НА ОСНОВЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ технологического процесса синтеза этаноламинов как ...»

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.