WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |   ...   | 64 |

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

-- [ Страница 23 ] --

Диапазон измеряемых концентраций по основным загрязняющим газам (СО, NO, SO, H2S, пропан, бутан) на расстоянии 150 м а т м о с ф е р ы п л а н е т. Лидар предназначен для работы в составе научной аппаратуры сети малых станций на марсианской поверхности для решения следующих научных задач:

измерений суточной и сезонной динамики вертикальной структуры приповерхностного аэрозоля атмосферы Марса;

обнаружения появления облачности и приповерхностной дымки;

измерений потока рассеянного солнечного излучения в узком спектральном диапазоне и узком угле зрения.

Техническая реализация лидара представлена описанием прототипа, установленного на борту посадочного модуля проекта NASA MSP-98.

серии « Л о з а ». Лидары предназначены для регистрации массовой концентрации аэрозоля в атмосфере. Общий вид лидара представлен на рисунке 33. Его технические характеристики приведены в таблице 27.

Рисунок 33 - Внешний вид лидара «Лоза»

Таблица 27 - Технические характеристики лидара «Лоза»

с п е к т р о с к о п и я. Дифференциальная оптическая абсорбционная спектроскопия это метод дифференциального измерения поглощения излучения газами при прохождении их через оптический луч с известными световыми характеристиками. Измеренные спектры поглощения дают возможность идентифицировать газы и получить информацию об их концентрации (рисунок 34).

Рисунок 34 - Дифференциальная оптическая абсорбционная спектроскопия ДОАС-4Р - ультрафиолетовый трассовый газоанализатор построен по коаксиальной схеме с использованием одного телескопа (рисунок 35).

Принцип работы ДОАС:

1. Световое излучение дуговой ксеноновой лампы направляется передающим каналом коаксиального телескопа на открытую атмосферную трассу (длиной от 200 до 1000 м), отражается уголковым кварцевым отражателем и поступает в приемный канал телескопа.

2. Далее излучение по оптико-волоконному световоду поступает в монохроматор, где разлагается в спектр.

3. Спектр излучения регистрируется линейкой фотодиодов и анализируется с помощью компьютера для определения средней концентрации загрязняющих газов на трассе.

Спектр излучения ДОАС-4Р представлен на рисунке 36. Его характеристика приведена в таблице 28.

Таблица 28 - Характеристика лидара «ДОАС-4Р»

Высокая точность мониторинга на открытых трассах и, следовательно, возможность регистрации очень низких уровней измеряемых концентраций (на уровне миллиардных долей) Оперативность измерений на измерение концентрации и получение данных необходимо всего 3 мин Система может измерять одновременно концентрации до 10 газов Достоинства База данных прибора содержит информацию о 30 атмосферных примесях и может преимущества Возможны продолжительные непрерывные измерения Измерения могут проводиться в полностью автоматизированном режиме Система самокалибрующаяся (с помощью специальной газовой кюветы) Возможен как стационарный, так и мобильный вариант прибора (в а/м типа «Газель») Разработан в ГНЦ «Всероссийский научно-исследовательский институт физикотехнических и радиотехнических измерений». Предназначен для измерения поглощения оптического излучения в воздухе на трассах 100 м ± 20% (оптическая трасса 200 м ± 20%), 35 м ± 20% (оптическая трасса 70 м ± 20%).

Его технические характеристики приведены в таблице 29.

Таблица 29 - Технические характеристики спектрофотометра ТАОС При измерении поглощения воздушных загрязнений ТАОС позволяет обеспечить определение концентраций загрязнителей (SO2, NO2, фенол, бензол, ацетон, толуол, формальдегид, нафталин, пирен, ксилол и др.) на уровне 5-20 ppb.

Порог определения концентраций загрязнителей на уровне ПДК и ниже.

Измерение концентрации не требует пробоотбора, образцовых газовых смесей и какой-либо физико-химической обработки.

Возможна оперативная выдача протокола результатов контроля на печать.

Уникальная технология, основанная на применении акустооптического монохроматора, обеспечивает решающие преимущества при количественном определении газообразных веществ.

Контроль содержания вредных примесей в атмосфере необходим в равной степени для охраны здоровья населения и для охраны окружающей среды.

В состав ТАОС входят:

оптический блок, включающий излучатель;

фотоприемное устройство с объективом и монохроматором;

оптический прицел и оптический столик для нацеливания оптического блока;

уголковые ретроотражатели для трасс различной длины;

компьютерный блок управления прибором и обработки информации.

Г а з о а н а л и з а т о р С А Г А в составе подвижных измерительных лабораторий производит постоянный и/ или периодический контроль загрязненности атмосферы в зоне действия промышленных предприятий и в жилых зонах населенных пунктов.

Принцип действия спектрального акустооптического газоанализатора (САГА) основан на анализе величины поглощения на специфических для каждого загрязнителя длинах волн. Общий вид газоанализатора представлен на рисунке 37.

Рисунок 37 - Подвижная станция экологического контроля загрязнений воздуха на основе спектрального акустооптического газоанализатора (САГА Важнейшим преимуществом акустооптического монохроматора является немеханическая настройка на фиксированные длины волн без каких-либо промежуточных состояний. Это существенно уменьшает время измерений за счет накопления только информационно-значимых данных и увеличивает достоверность и точность полученных результатов.





Его технические характеристики приведены в таблице 30.

Таблица 30 - Технические характеристики газоанализатора САГА Длина измерительной трассы микроавтобусов УАЗ, РАФ и т.п.

Таблица 31 - Качественные показатели газоанализатора САГА Порог обна- Максимально Порог обна- Максимально Переводной Измеряемый ружения, измеряемая ружения измеряемая коэффициент загрязнитель ppm, не бо- концентрация ppm, не бо- концентрация ррм мГ/м возможность регистрации низких концентраций газовых загрязнителей и утечек на производстве, газопроводах (углеводороды) и опасных для человека газов (углекислый, угарный и др. газы).

Отличительной особенностью оптопар, состоящих из спектрально и оптически согласованных свето- и фотодиодов, являются малые габариты, низкое энергопотребление и рабочее напряжение, возможность работы при повышенных температурах и в условиях взрывоопасной атмосферы, высокая надежность и эффективность, что достигается за счет применения узкозонных гетероструктур А3В5 на основе арсенида и антимонида индия.

Использование оптопары состоящей из фотодиода InAs (1-3.6 мкм) и светодиода InGaAs (4.3 мкм) позволило создать трассовый измеритель утечек метана на линиях длиной до 100 м, предназначенный для системы безопасности нефтеперегонных заводов.

Общий вид инфракрасных светодиодов представлен на рис. 38.

Ведется разработка диодных оптопар для детектирования сернистого ангидрида(3, мкм) и углекислого газа (4,3 мкм), а также для многокомпонентных анализаторов (СО 2, СО, СН) для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгорания.

Технические характеристики приведены в таблице 32.

Таблица 32 - Инфракрасные светодиоды mA, PCW, µm д и а п а з о н е 9-13,5 мкм м е т о д о м ДПР. Существуют две основных долговременных проблемы, связанные с охраной окружающей среды. Это каталитическое разрушение озонного слоя Земли и возникновение так называемого парникового эффекта.

Хлорфторуглероды (ХФУ, известные также под названием фреонов) считались раньше полностью безвредными из-за их химической инертности. Однако результаты расчетов указали на возможность попадания стабильных молекул ХФУ в стратосферу, где под воздействием ультрафиолетовой (УФ) радиации они диссоциируют с образованием свободных атомов хлора, которые дают вклад в каталитическое разрушение озона.

Другая долговременная проблема, с которой сталкивается человек, связана с ростом содержания в атмосфере двуокиси углерода (СО2), образующейся в результате сжигания ископаемых видов топлива. Согласно оценкам специалистов, содержание СО2 в атмосфере в результате деятельности людей увеличилось за последнее столетие на ~15%. Важность изучения концентрации СО2 обусловлена радиационными свойствами этого газа: он прозрачен для излучения видимого диапазона, но относительно непрозрачен для теплового ИК-излучения. Это приводит к так называемому парниковому эффекту: солнечная радиация сравнительно беспрепятственно проходит через атмосферу, в то время как тепловое излучение земной поверхности захватывается молекулами СО2 в атмосфере.

Вклад в этот эффект могут давать и другие молекулы. Например, как показано в работе [136], фреон-11 и фреон-12 могли бы вызвать повышение температуры земной поверхности на 0,9°К при содержании в атмосфере с отношением смеси, не превышающим нескольких долей 109 (млрд.–1), что обусловлено их сильными полосами поглощения в спектральном интервале 8-12 мкм, где сосредоточена значительная часть энергии ИК излучения Земли.

Важное значение для применения лазеров в дистанционном зондировании имело осознание того факта, что излучение с длинами волн, отличными от длины волны лазерного излучения, содержит информацию о составе вещества в области мишени. Этот подход получил дальнейшее развитие с появлением возможности широкого выбора длин волн излучения лазеров, а также возможности проведения резонансного возбуждения молекул (или атомов) на длине волны лазера. Эта способность лидарных систем проводить эффективный спектральный анализ удаленных мишеней открывает новое направление дистанционного зондирования и делает возможным множество дополнительных приложений: от наземного зондирования малых составляющих мезосферы до самолетного зондирования хлорофилла в океане в целях обнаружения районов, богатых рыбой. [92,94-97,104,110,126,127,134,136] Сформулируем наиболее общие направления лазерного зондирования и их применения.

1. Измерение концентраций как основных, так и малых составляющих атмосферы (в связи с этим лазеры достаточно удобны для контроля загрязнений).

2. Определение термических, структурных и динамических характеристик атмосферы, океана и подстилающей поверхности.

3. Пороговое обнаружение некоторых составляющих (использование лазеров для целей контроля аварийных ситуаций).

4. Получение карт параметров рассеяния шлейфами выбросов и их эволюции во времени.

5. Распознавание определенных мишеней, таких, как нефтяные пятна, по спектральным характеристикам. [2,5,6,12,19,20,28, 43,80,81,87,92,94-97,104,110,126,127,134,136] Мы остановимся на перспективах использования ИК лазеров, связанных с их использованием для контроля загрязнений атмосферы, в частности, такими, как ХФУ. Т.к.

полосы поглощения ХФУ лежат в области 8-12 мкм, наиболее перспективным представляется использование NH3 – CO2 лазерного комплекса перестраиваемого в диапазоне 9-13,5 мкм. При этом зондирование необходимо проводить по методу дифференциального рассеяния и поглощения (ДПР), который является одним из самых чувствительных.



Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |   ...   | 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.