Лідар на основі реєстрації диференційного поглинання

3.9.2 Лідар на основі реєстрації диференційного поглинання

Метод ґрунтується на реалізації істотної залежності коефіцієнта об’ємної екстинкції від довжини світлості хвилі. В основу роботи диференційного лідара покладено принцип опромінювання об’єкта, що контролюється, світлом із різними довжинами хвиль. Випромінювання з однією довжиною хвилі, що збігається з лінією поглинання об’єкта (газу чи забруднення), поглинається об’єктом, тоді як випромінювання з іншою довжиною хвилі , далекою від лінії поглинання, набуває пружного розсіювання (рис. 3.18). Критерієм оцінки забруднення атмосфери є відношення сигналів, що реєструються на обох довжинах хвиль. Лідар такого типу отримав в англомовній літературі назву DIAL (Differential Absorption Lidar) або DAS (Differential Absorption and Scattering).

Рис. 3.18. Принцип дії лідара на основі реєстрації диференційного поглинання

Мінімальна концентрація газу чи забруднювача, що вимірюється методом реєстрації диференційного поглинання, визначається за виразом:

 (3.15)

де - переріз диференційного поглинання, а величина описується рівнянням:

 (3.16)

Для практичних обчислень залежно від того, в яких одиницях вимірюється концентрація використовуються наступні вирази:

 (3.17)

 (3.18)

 (3.19)

В останньому виразі називають коефіцієнтом диференційного поглинання який можна пов’язати з  (см²) виразом:

 (3.20)

де см^-3*атм^-1 – густина молекул в атмосфері на рівні моря при температурі 0 ⁰С, або:

(3.21)

Приклад 3.6

Визначити мінімальну концентрацію молекул , якщо а м. Коефіцієнт диференційного поглинання  становить см^-1*атм^-1.

Розв’язок

Підставимо числові дані у вираз (3.19):

Контрольне завдання № 3.4

Визначити коефіцієнт диференційного поглинання (см^-1*атм^-1) озоном випромінювання з довжиною хвилі 0,29 мкм, якщо км і млн.^-1*атм^-1.

Відповідь: 12,5 см^-1*атм^-1.

3.9.3 Допплерівський лідар

Суть ефекту Допплера полягає в тому, що при опромінюванні об’єкта, який рухається із швидкістю , світлом певної довжини хвилі  відбувається розсіювання світла, причому частота (довжина хвилі) розсіяного світла залежить від швидкості руху об’єкта. Допплерівський зсув  частоти світла залежить від кута розсіювання  світла об’єктом, швидкості руху  об’єкта та від кута  між напрямком швидкості й напрямком поширення світла.

Допплерівський зсув частоти світла визначають за виразом:

 (3.22)

Приклад 3.7

Визначити швидкість руху частинок аерозолю під впливом вітру таких параметрів допплерівського розсіювання: Гц, Гц, ,

Розв’язок

Використовуючи формулу (3.22), отримуємо:

Контрольне завдання № 3.5

Визначити величину допплерівського зсуву, що реєструється при опромінюванні краплин дощу, для таких параметрів: нм, , , м*с^-1.

Відповідь: 9,4*10⁶ Гц.

Похожие работы

Моніторинг поверхневих вод Сандракського водосховища

Скачать

52277

3

0

... змінах клімату; — виявлення природних i антропогенних факторів, що зумовлюють зміну клімату; — виявлення критичних елементів біосфери, вплив на які може спричинити клiматичнi зміни.   Розділ 3. Моніторинг поверхневих вод   Вода вiдiграє вирішальну роль у пiдтриманнi життя людини. Її наявнiстъ i способи використання нерідко визначають долі народів i країн. Особливої гостроти набуває ця ...

Ландшафтний моніторинг

Скачать

45738

1

0

... з рубежами фізико-географічного районування. Вірогідність екстраполяції тим вище, ніж ближче в класифікаційній системі й у сітці районування лежать ландшафти-аналоги. 4. Організація ландшафтного моніторингу заповідних територій У межах Центрального Чернозем`я знаходиться сім державних заповідників: Воронезький (площею 31,1 тис. га), Хоперский (16,2 тис. га), Центрально-Чорноземний (4,9 тис. ...

Основи екології

Скачать

80696

0

1

... уполя, Донецька. Машинобудівна промисловість має багатогалузеву структуру (важке, електротехнічне, радіоелектронне, транспортне машинобудування, приладо-, верстатобудування й т. д. ), і кожній із галузей притаманні свої екологічні особливості: * Енергетика. В Україні ТЕС виробляють приблизно 55—60 % електроенергії (близько 37, 6 тис. МВт); майже всі вони розташовані в містах і є найбільшими серед ...

Екологія й економіка

Скачать

85356

1

0

... по приватизації державного майна. Умовами приватизаційних конкурсів не передбачався встановлений рівень екологічної безпеки об'єкта, що здобувається. Таким чином, виникає погроза економії на екологічних витратах. На жаль, законодавство ще недостатньо підготовлене до рішення природоохоронних завдань у специфічних умовах переходу до ринкових відносин. Відносно нова проблема - екологічна регламентац ...