WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 22 | 23 || 25 | 26 |   ...   | 64 |

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

-- [ Страница 24 ] --

Сущность метода ДПР заключается в следующем: зондирование атмосферы ведется на двух длинах волн, одна из которых настроена на линию поглощения загрязнения, а другая является реперной. Сравнение сигнала обратного рассеяния на этих двух длинах волн позволяет определить степень загрязнения атмосферы. Особенностью работы NH3 – CO лазерного комплекса является возможность одновременной синхронной генерации на двух далеко отстоящих друг от друга длинах волн, одна из которых (линия 9R(30) или 9R(16) CO лазера) используется в качестве реперной, а другая (линия излучения NH3 - лазера из дипазона 11-13,5 мкм) в качестве основной зондирующей длины волны. В частности, для детектирования молекул CСl4 NH3 - лазер необходимо настроить на длину волны 796 см– (переход аР(7,3)). Возможности детектирования различных ХФУ с помощью NH3 – CO лазерной системы демонстрирует таблица 33.

Таблица 33 - Возможности детектирования различных ХФУ с помощью NH3 – CO2 лазерной системы Молекула Обозначение моды1 Частота колебаний, см–1 Лазерный переход Частота генерации, см– Данные взяты из справочника «Молекулярные постоянные неорганических соединений» под ред. К.С. Краснова. Л.: Химия, 1979.

Технические параметры NH3 – CO2 лидара для зондирования атмосферы в диапазоне 9-13,5 мкм определены методом ДПР.

Оптическая схема NH3 – CO2 лидара и его потенциальные возможности наиболее наглядно изложены в работах Б.И.Васильева и др. [136]. Приведем предполагаемые параметры NH3 – CO2 лидара (таблица 34).

Таблица 34 - Предполагаемые параметры NH3 – CO2 лидара Чувствительность зондирования Разработка компании «ПЕРГАМ-ИНЖИНИРИНГ» — Дистанционный Детектор Метана предназначен для обнаружения утечек природного газа из газопроводов высокого и низкого давления и других объектов. Прибор позволяет измерять превышение концентрации над фоновым значением с расстояния 20-150 м без использования дополнительных отражателей. Детектор Метана имеет относительно небольшие размеры и вес и может быть установлен на любой тип вертолета (а также на автомобиль).

Область диагностика газопроводов высокого и низкого давления;

применения: диагностика газохранилищ, резервуаров, крановых узлов и газораспределительных станций;

дистанционный контроль концентрации метана вблизи утечек газа;

экологический мониторинг в окрестности заводов, газозаправочных экологический мониторинг природных и сельскохозяйственных источников метана.

Прибор полностью автоматизирован и может непрерывно работать без оператора с сохранением результатов в памяти компьютера. В состав Детектора Метана входит система GPS, позволяющая с большой точностью определять координаты маршрута полета. Это позволяет получать распределение концентрации метана с привязкой по координатам.

Метод измерений: Детектор метана устанавливается на вертолете таким образом, чтобы излучение лазера было направлено вертикально вниз в течение полета вертолета. Диодный лазер излучает в импульсном режиме с длительностью импульсов 1 мсек на длине волны 1,65 мкм. При этом длина волны излучения диодного лазера сканируется в течение импульса в окрестности одной из сильных узких линий поглощения метана. Лазерный пучок, испущенный прибором, отражается топографическим объектом (земля, трава, лес, и т.д.), попадает на приемное параболическое зеркало и фокусируется на фотоприемник.

Также Детектор Метана включает в себя реперный канал, в котором часть лазерного пучка проходит через кювету с метаном и фокусируется на другом фотоприемнике (ФП).

Прибор автоматизирован при помощи компьютера типа Notebook, который соединен с компонентами оптического блока (лазером и фотоприемниками) посредством многофункциональной цифровой платы, включающей в себя набор АЦП и ЦАП.

Управление прибором производится при помощи специальной компьютерной программы, созданной в среде LabView. В результате обработки сигналов фотоприемников вычисляется концентрация метана вдоль длины оптического пути от прибора до топографического объекта. (рисунок 39) Высокий уровень чувствительности измерений при относительно малой мощности лазера (15 мВт) достигается в приборе не только за счет высокоэффективной приемной системы, но и за счет специальных процедур управления лазером и обработки сигналов.

Данная методика также обеспечивает высокую селективность измерений прибор нечувствителен к другим газам помимо метана. В Детекторе Метана применяется оптический фильтр для исключения помехи, связанной с солнечной засветкой фотоприемника. Результаты измерений выводятся на экран монитора в режиме реального времени с одновременной записью в память компьютера.

Технические характеристики прибора приведены в таблице 35.

Таблица 35 - Технические характеристики лазерного детектора метана «ДЛС-Пергам»

Максимальное расстояние детектирования Длительность измерений Минимальная толщина детектируемого слоя метана при атмосферном давлении 0,05 мм Диапазон сканирования длины волны излучения лазера * ppm*м – (partpermillion*метр) – количество молекул детектируемого газа на миллион молекул воздуха, умноженное на длину оптического пути.

При утечке газа из трубопровода (или из других источников метана) образуется облако метана с неоднородным распределением концентрации метана.

Характерные размеры облака и среднее значение концентрации метана в облаке зависят как от давления газа в трубе и диаметра отверстия, так и от направления и скорости ветра. При помощи системы GPS, используемой в приборе, можно получать пространственное распределение метана в окрестности места утечки, а координаты и величина утечки газа будут зафиксированы.





Составные части прибора:

1) оптическая часть диаметром 370 мм и длиной 600 мм, вес – 32 кг.;

2) электроника с компьютером в кейсе – размеры: 520430210 мм3, вес – 12 кг;

3) три кабеля, соединяющие оптическую часть прибора с кейсом электроники и один кабель питания от розетки бортового питания в вертолете.

Примеры результатов измерений изображены на рисунках 40, 41. На рисунке 40 приведен характер изменения концентрации метана по маршруту вертолета, измеренного лазерным детектором «ДЛС-Пергам». На рисунке 41 - измеренная концентрация метана (цветовая шкала) в зависимости от координат вертолета, измеренных при помощи системы GPS.

Рисунок 40 - Характер изменения концентра- Рисунок 41 - Измеренная концентрация метана ции метана по маршруту вертолета, измерен- (цветовая шкала) в зависимости от координат ного лазерным детектором «ДЛС-Пергам» вертолета, измеренных при помощи системы GPS Особенности лазерного детектора «ДЛС-Пергам»:

Безопасность излучение лазера на длине волны 1,65 мкм мощностью 15 мВт Надежность обеспечивается гарантированной стабильностью параметров лазера, устойчивостью оптики и электроники к внешним воздействиям (температура, вибрации и др.);

Экономичность для функционирования прибора не требуется расходных материалов, а потребление электроэнергии минимально;

Удобство эксплуатации прибор компактен и удобен при транспортировке. Его установка в вертолете и операции по включению занимают не более Перспективность путем замены лазера прибор может быть перестроен для детектирования других газовых компонентов в атмосфере, таких, как Обнаружение утечки при многократном пролете над местом утечки природного газа Таким образом, как показал анализ, проведенный в данной главе, особого внимания заслуживают лазерные методы, так как газоанализаторы на основе лазеров отличаются уникальной чувствительностью и быстродействием. Однако потенциальные возможности дистанционных, в частности, лидарных методов при определении антропогенных и природных веществ в окружающей среде реализованы пока в недостаточной степени.

Пока дистанционное определение концентрации может осуществляться только для весьма ограниченного числа химических веществ в воздухе. Необходимым условием для дальнейшего продвижения вперед является переход на более высокий технический уровень, позволяющий, прежде всего, с помощью одного лидара собирать и обрабатывать большую часть информации, которую несет сигнал обратного рассеяния. Это потребует как разработки специальных вычислительных систем, так и создания необходимых алгоритмов обработки. Успешное проведение этой программы в жизнь позволит с помощью лидара значительно увеличить объем информации о качестве атмосферного воздуха над большими площадями, проследить динамику процессов накопления и распада смога, оценить влияние отдельных источников аэрозоля на загрязнение воздушной среды. Установка лидара на борту автомобиля или самолета еще более расширяет возможности лазерного метода контроля, делая доступными обширные районы. Это позволяет, например, использовать лидары для оценки зон влияния промышленных центров на окружающие природные ландшафты. В настоящее время применение лидеров ограничено почти исключительно исследовательскими приложениями. Отчасти это объясняется тем, что лидар довольно дорогой и сложный инструмент, технически недостаточно отработанный. Однако быстрое развитие лазерной и вычислительной техники может значительно снизить остроту этой проблемы.

Представляется, что в ближайшее время можно ожидать существенного прогресса в развитии лидарной техники измерений. Этому способствует применение новых типов лазеров для активного зондирования атмосферы, постоянное улучшение аппаратурной базы, развитие теоретических основ. Обладая уникальными возможностями, лидарные методы должны увеличивать количество измеряемых характеристик и стать определяющими в вопросах дистанционного контроля атмосферы.

1. Лазерные методы заслуживают особого внимания, так как газоанализаторы на основе лазеров отличаются дистанционностью, уникальной чувствительностью и быстродействием, информативностью.

2. Для реализации лазерных дистанционных методов и средств контроля атмосферы, загрязненной автотранспортом, рассмотрены основы взаимодействия лазерного излучения с атмосферным воздухом.

3. Разработана модель оптического тракта лидара, в котором полная мощность сигнала, получаемая детектором в момент после прохождения лазерного импульса до мишени и обратно выраженна в виде лидарного уравнения.

4. Разработан лазерный дистанционный метод контроля вредных газов в атмосфере, основанный на комбинационном рассеянии, и устройство многопараметрового контроля выхлопных газов автотранспорта.

5. Получена аналитическая зависимость, в которой концентрация контролируемого газа пропорциональна отношению амплитуд сигналов в пиках линий комбинационного рассеяния, соответствующих искомому газу и молекулярному азоту, концентрация которого в атмосфере известна и постоянна.

Необходимым условием для дальнейшего продвижения вперед является переход на более высокий технический уровень, позволяющий, прежде всего, с помощью одного лидара собирать и обрабатывать большую часть информации, которую несет сигнал обратного рассеяния.

Глава 3 ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ И МОНИТОРИНГА

ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

3.1 Порядок контроля и мониторинга за состоянием атмосферного воздуха В крупных промышленных центрах степень загрязнения атмосферного воздуха может в ряде случаев превысить санитарно-гигиенические нормативы. Характер временной и пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе определяется большим числом разнообразных факторов. Знание закономерностей формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, тенденций их изменений является крайне необходимым для обеспечения требуемой чистоты воздушного бассейна.



Pages:     | 1 |   ...   | 22 | 23 || 25 | 26 |   ...   | 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.