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环境空气质量监测系统的发展趋势

发布日期:2020-07-09 12:32:59 发布人员:气象站厂家 浏览人次:1532次 本文有665个文字,预计需要2分钟阅读

  近年来,国外也致力于开发基于激光源的高灵敏度远程吸收光谱仪,但仍处于实验阶段。在大气污染检测激光雷达*域,近年来有望发展具有高检测灵敏度的差分吸收激光雷达。德国、美国、意大利和瑞典已开发了车载差分吸收激光雷达原型机,并正在进行实际测试。鉴于差分吸收式激光雷达的复杂性、成本和可靠性差,运维人员的技术素质过高,估计近期难以使用。因此,*也在发展拉曼激光雷达技术。拉曼激光雷达的灵敏度不高,结构简单,成本低,性能可靠,使用和维护方便,适合城市大气污染源的流量监测。

  激光雷达(光探测和距离)短激光器(全固态闪光泵激发的Tisapphire激光器,波长为750870nm)是建立在光学非线性晶体双频和三频设备上,将红外激光辐射转化为紫外辐射,波长为250400nm)脉冲到大气中,沿着其轨迹被小粒子散射(微小散射),并且被空气分子散射(雷利散射)。望远镜和敏感探测器接收到一小部分后向散射到激光雷达系统的光,接收信号作为时间函数获得。由于光速相等,时间与扩散器的距离有关,因此沿电子束轨迹检测空间信息。

  从收到的信号中得到的信息取决于发射光的波长以及检测方法。为了确定污染物的空间分布,有必要采用激光雷达(Lidar)差分吸收(Dial,DiampletabotationLidar)技术。拨号法利用要测量的气体吸收原理和大气的弹性后向散射(包括气体分子和气溶胶)。这两个因素结合在一起形成了差分吸收法的高灵敏度,再加上激光雷达的高距离分辨率和大规模实时测量的特点,使刻度激光雷达成为测量气体分子密度空间分布的有力工具。基本过程是扫描平面镜可以进行俯仰和方位旋转,实现三维立体扫描。通过自动控制指令,将发射光束反射到实测大气中,将大气的后向散射光信号反射到接收望远镜中,通过小孔径、衰减薄膜和窄带滤波器获得光,通过前置放大器和高速a/d大器和高速a/d转换器处理。

  激光雷达技术在环境监测中的应用受到国际社会的广泛关注。美国、德国、英国、加拿大和日本等发达*都有测量大气污染的激光雷达系统,在环境监测中发挥着重要作用。日本一般生产部已经开始研制一种用于监测三维大气中物质密度和组成的三维激光雷达,用于测量城市上空无x,sox,o3,甲烷等气体的三维分布。1974年开发的加拿大optech和德国elight、ohb等已经为环境监测和研究部门提供了一个原型。例如,德国ELIGH公司的5.1亿辆车载激光雷达能够监测五种污染气体(SO2、NO2、O3、甲苯、苯和气溶胶),昂贵(120万美元),暂时无法在国内装备。

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