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激光雷達(dá)在(zài)環境(jìng)監測中的應用(yòng)
更(gēng)新時(shí)間(jiān):2018-08-02
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激光雷達的研(yán)究起(qǐ)源(yuán)於(yú)上世(shì)紀60年代(dài)末,起初主要(yào)用於軍用領域;自(zì)1995年(nián)正式(shì)實(shí)現商業化(huà)之(zhī)後,在(zài)測繪(huì),資源(yuán)勘探等領域發(fā)揮了越來越(yuè)多的(dí)作用;近年(nián)間(jiān)盛(shèng)行(háng)的(dí)“黑科技(jì)”無人(rén)駕駛(shǐ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)上,激光雷達更是(shì)核(hé)心(xīn)技(jì)術(shù)之一;隨(suí)著(zhuó)技(jì)術(shù)的發(fā)展和*,激光(guāng)雷(léi)達的應用範圍(wéi)也越來(lái)越廣(guǎng),其(qí)中環境監(jiān)測領域(yù)就(jiù)是(shì)很重(zhòng)要(yào)的(dí)一個方(fāng)麵,可以用(yòng)來測(cè)量顆(kē)粒物,臭(chòu)氧(yǎng),溫度和(hé)濕度的變(biàn)化等(děng)等(děng)。
激光雷達(dá)的(dí)核心技(jì)術(shù)要素:
激(jī)光(guāng)雷達(dá)主要(yào)由激光器,發射和接受光學(xué)係(xì)統,探(tàn)測(cè)器(qì),高速數據采集(jí)卡(qiǎ)和(hé)數據分(fēn)析軟(ruǎn)件等部件組成,其核(hé)心技術(shù)在於(yú)穩定可(kě)靠的激光器和性(xìng)能優(yōu)良的反(fǎn)演算法。激光(guāng)器單(dān)脈(mài)衝能(néng)量(liáng)大小直(zhí)接(jiē)決(jué)定了(liǎo)激(jī)光雷達(dá)的探測高(gāo)度。保(bǎo)證激(jī)光器(qì)單脈(mài)衝(chōng)能(néng)量,能夠有效保(bǎo)證(zhèng)係(xì)統(tǒng)信(xìn)噪(zào)比(bǐ),實(shí)現理(lǐ)想(xiǎng)高度的探測。
激(jī)光雷(léi)達環(huán)境監(jiān)測原(yuán)理(lǐ)概述(shù):
激光雷達(LIDAR:Light Detection and Ranging)是利(lì)用Nd:YAG激光(guāng)器出光打到大氣中,通(tōng)過測(cè)量激光(guāng)打到顆(kē)粒物或者(zhě)氣體分(fēn)子上(shàng)的後向(xiàng)散(sàn)射(shè)光的(dí)消光(guāng)比(bǐ)或者偏(piān)振狀(zhuàng)態變化,從而(ér)分(fēn)析出大(dà)氣(qì)中的(dí)顆粒物(wù)或(huò)氣體(tǐ)成分(fēn),以(yǐ)及它們的(dí)分布高(gāo)度,濃度(dù)等(děng)情況。
激光雷(léi)達按照探(tàn)測介質不(bù)同,可(kě)分(fēn)為(wéi):
1氣溶(róng)膠(jiāo)雷達(dá)
Nd:YAG激(jī)光器(qì)發(fā)射355nm和(hé)532nm兩(liǎng)種(zhǒng)波長的激光,激光(guāng)打到(dào)顆粒(lì)物上麵(miàn)產生(shēng)後向散射光(guāng),通過望遠(yuǎn)鏡(jìng)收(shōu)集這兩種(zhǒng)波(bō)長的激光(guāng),得到355nm波長激光的消光(guāng)信號變(biàn)化和532nm波長激光的垂直偏(piān)振和(hé)水平(píng)偏振的消(xiāo)偏(piān)信號變(biàn)化(huà),再(zài)由軟(ruǎn)件(jiàn)分析處理,即(jí)可(kě)識(shí)別顆粒物(wù)(沙(shā)塵,水雲,冰雲,PM10等(děng)汙染(rǎn)物)的(dí)種(zhǒng)類(lèi),濃度(dù),邊(biān)界層(céng)高(gāo)度等信息以(yǐ)及隨時間的變化情況(kuàng)

氣(qì)溶膠激光(guāng)雷(léi)達(dá)示(shì)意圖(tú)顆粒(lì)物隨(suí)位置的變(biàn)化(huà)
氣溶膠雷達(dá)係統先(xiān)鋒科技可以為您提供緊(jǐn)湊型(xíng)激(jī)光器:
燈(dēng)泵(bèng)Nd:YAG激(jī)光(guāng)器Ultra 100 緊(jǐn)湊,耐(nài)用(yòng),級別(bié)
2臭(chòu)氧雷達
臭(chòu)氧(yǎng)是氧(yǎng)的同(tóng)素異形體(tǐ),在(zài)常溫(wēn)下,它是一種有(yǒu)特(tè)殊(shū)臭味的淡(dàn)藍色氣體(tǐ)。當它在距(jù)離(lí)地麵(miàn)10公裏(lǐ)-50公(gōng)裏的高空(kōng)時,臭(chòu)氧(yǎng)能吸收紫(zǐ)外綫,保護地(dì)球上的生(shēng)物(wù)。但一旦臭氧到了(liǎo)距離(lí)地(dì)麵10到100米(mǐ)左右的近(jìn)地麵(miàn)層,就會(huì)變成(chéng)“健康殺手”,對臭(chòu)氧的(dí)檢測(cè)和治理(lǐ)也是刻(kè)不(bù)容(róng)緩(huǎn)。
臭氧(yǎng)雷達係(xì)應用(yòng)差分(fēn)吸收原理,通過(guò)高(gāo)能Nd:YAG激光(guāng)器發射(shè)266nm的紫外(wài)脈(mài)衝激光(guāng),其(qí)中(zhōng)一束位(wèi)於(yú)臭氧(yǎng)氣(qì)體(tǐ)的吸收綫(xiàn)上,另(lìng)一束(shù)位於吸收綫之(zhī)外,組(zǔ)成一對(duì)探(tàn)測(cè)波(bō)長。266nm激光通(tōng)過(guò)拉(lā)曼管後(hòu)產生289nm,299nm和316nm三個波(bō)長(cháng)激光,266nm和(hé)289nm,289nm和(hé)299nm,299nm和316nm一共組成(chéng)3個波長(cháng)對(duì),分別(bié)對(duì)應(yīng)不(bù)同(tóng)的探(tàn)測(cè)高(gāo)度(dù)和探測(cè)時(shí)間(jiān)(白天(tiān)或(huò)夜晚)。每(měi)一(yī)個(gè)波長對(duì)的(dí)其中一個波長位於臭氧(yǎng)吸收(shōu)較(jiào)強的位(wèi)置,而(ér)另(lìng)一個(gè)波(bō)長位(wèi)於(yú)臭氧吸收很弱或(huò)物(wù)吸(xī)收(shōu)的位置(zhì),利(lì)用臭氧對(duì)這兩(liǎng)個(gè)激(jī)光波(bō)長的吸收差別(兩種波長(cháng)光(guāng)信號(hào)的消光比),確定兩個脈(mài)衝激光(guāng)共(gòng)同(tóng)路(lù)徑(jìng)上(shàng)臭氧(yǎng)的濃度,從而(ér)實現(xiàn)對臭(chòu)氧時空分布的(dí)探測(cè)。
臭(chòu)氧激光雷(léi)達示意圖(tú)臭氧濃度伴隨高度的測量結果
臭(chòu)氧雷(léi)達(dá)係(xì)統(tǒng)先(xiān)鋒科技可以(yǐ)為您提供高能型(xíng)激(jī)光器(qì):
燈(dēng)泵(bèng)Nd:YAG激(jī)光器Q-Smart 850 緊(jǐn)湊,模(mó)塊化(huà),自動位(wèi)相匹配
3測風雷(léi)達
測(cè)風(fēng)激(jī)光雷達,按(àn)照(zhào)工作體製(zhì)分類(lèi),可以(yǐ)分為(wéi)相(xiāng)幹(gān)探測和(hé)直接探測(cè)兩種(zhǒng)方(fāng)式。伴(bàn)隨(suí)光纖(xiān)激光器(qì)的出(chū)現(xiàn),市(shì)場現在主要偏(piān)向(xiàng)基(jī)於(yú)1550nm人(rén)眼(yǎn)安全激光(guāng)相(xiāng)幹探測(cè)原理進行測(cè)風激(jī)光的(dí)研究(jiū)。相(xiāng)幹探(tàn)測(cè)是(shì)通(tōng)過對回(huí)波信(xìn)號的(dí)多普(pǔ)勒(lè)頻(pín)移進行(háng)測(cè)量得到風(fēng)速的變化(huà),與直接測量不(bù)同的(dí)是,相幹(gān)探測(cè)是將信號光與本(běn)振光(guāng)進(jìn)行(háng)相幹混頻,混頻(pín)的(dí)信(xìn)號光進(jìn)行(háng)到(dào)探(tàn)測器,通過探測器(qì)中的中(zhōng)頻濾波得(dé)到移頻信號,從而得到風速的變化(huà)信(xìn)息。
主(zhǔ)要(yào)原理(lǐ):單頻窄綫(xiàn)寬1550nm激光,通過分束器後(hòu)分成(chéng)二(èr)束(shù)光,一(yī)束作(zuò)為本振光,用於和(hé)接收到的回波激光(guāng)進(jìn)行光(guāng)混頻(pín);另(lìng)外(wài)一(yī)束(shù)通(tōng)過聲光(guāng)頻移調製後,形成(chéng)頻移的脈(mài)衝信(xìn)號光,經過脈(mài)衝激(jī)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)後(hòu),產生(shēng)高能量的脈衝激光通(tōng)過光學(xué)係(xì)統(tǒng)發射到(dào)空中。光信(xìn)號探測(cè)模塊接(jiē)收(shōu)回(huí)波激光(guāng)與種(zhǒng)子光(guāng)分(fēn)束(shù)的本(běn)振光,通過混頻效(xiào)應(yīng),轉(zhuǎn)換成電信號,電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大,濾波後送往後續信(xìn)號處(chǔ)理單(dān)元(yuán),再(zài)經過軟(ruǎn)件(jiàn)反演(yǎn)算(suàn)法處(chǔ)理(lǐ),終可得到風向,風速等信息,圖像或(huò)風(fēng)場結構(gòu)。
相幹探(tàn)測測(cè)風雷(léi)達(dá)結構示(shì)意圖風(fēng)向與(yǔ)風速(sù)測(cè)量結果圖(tú)
測風雷達係統(tǒng)先鋒(fēng)科(kē)技(jì)可(kě)以(yǐ)為(wéi)您(nín)提供高性(xìng)能,窄綫(xiàn)寬的(dí)各種(zhǒng)激光(guāng)器(qì):
光(guāng)纖激光(guāng)器PEFL-EOLA 皮(pí)實(shí),緊湊(còu),超低噪聲,高(gāo)功(gōng)率
注(zhù):部(bù)分文字來(lái)源(yuán):儀(yí)器(qì)信息網
上(shàng)一(yī)個(gè):傅(fù)裏(lǐ)葉(yè)紅外光(guāng)譜食品(pǐn)檢測(cè)方案
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