Analizorul gazului laser LGAU-02 este proiectat pentru a măsura concentrația de hidrocarburi gazoase în aer, pompată prin cuvele de gaz a dispozitivului. Analizorul de gaz poate fi utilizat atât în \u200b\u200bversiunea autonomă, cât și ca parte a autovehiculelor mobile și active. Complexul include:
- analizor de gaz laser "LGAU-02";
- unitate de control la distanță cu semnale de sunet;
- În plus: computer personal cu software instalat.
Smochin. unu
Schema organizației în aer este prezentată pentru a căuta scurgeri de la conductele de gaze subterane este prezentată în fig. 1 În aeriaborator, este posibil să se facă fără un consum, oferind o presiune eficientă de admisie a aerului complicat și pe un cărucior manual, este posibil să se utilizeze de la distanță în loc de dispozitivul de eșantionare a suprafeței.
Avantajele analizorului de gaz "LHAU-02" se manifestă la rezolvarea problemelor:
- detectarea scurgerilor de pe conductele de gaze subterane ale rețelelor de gaze urbane, precum și de conductele principale și de distribuție utilizând o unitate de mașină care măsoară în mișcare;
- detectarea scurgerilor de la conductele de gaze subterane, terestre și de aer utilizând un camion manual care măsoară în mișcare;
- detectarea scurgerilor de la conductele principale de gaz utilizând un aeriactor de aer;
- măsurătorile variațiilor de metan (hidrocarburi) pe suprafețe mari (fotografia hidrocarburilor) utilizând aeriaboratorul pentru a căuta petrol și gaze și monitorizarea mediului a stării atmosferei.
Smochin. 2.
- Software-ul vă permite să efectuați arhive. Există, de asemenea, un jurnal de evenimente.
Complexul funcționalității
- Analizorul de gaz este realizat sub forma unei unități de măsurare a electronilor optici într-o carcasă rezistentă la praf și stropi pe IP54 și este echipată cu un panou de control la distanță, echipat cu un indicator analogic, singurul buton al setării zero și două- Sunetul de sunet și alarmele luminoase ale concentrațiilor crescute cu praguri reglabile de declanșare. Instalarea și întreținerea ușoară a dispozitivului, fiabilitatea ridicată, dimensiunile mici și consumul de energie vă permit să o utilizați offline, pe camioane, mașini și la bord aproape orice purtători de aeronave, inclusiv deltaplană și ministershalt. Analizorul de gaz poate funcționa complet autonom și, în loc de telecomandă, orice dispozitiv de măsurare a tensiunii DC de la 0 la 5 V. Documentarea datelor de măsurare și construcția unui grafic în timp real pot fi efectuate pe un computer personal convențional cu un RS Interfață 232C, inclusiv portabilă. Atunci când se conectează la sistemul de navigare prin satelit al analizorului de gaze, este posibil să se hărită câmpul de alimentare cu gaz. Căutarea debitului poate fi conectată printr-un buton de tensiune de alimentare specială pe instrumentul panoului frontal.
Experiență de funcționare
- Experiență de funcționare. Din 1998, economia gazelor din St. Petersburg "Lengaz" și din 2004, întreprinderea unitară unitară de stat Moscova "Mosgaz" Exploit Autolaboratoarele pentru a căuta scurgeri de gaze naturale de la conductele de gaze subterane urbane bazate pe LGAU-02. Probele experimentate ale dispozitivului au fost operate ca parte a unui aeriaborator atunci când efectuează sondaje atmogeochimice într-un complex de lucrări Gasneftepeskoy în Tatarstan, Chuvashia și la nord de teritoriul Krasnoyarsk și cu o examinare de mediu a atmosferei de Tula și orașele Moscovei. În plus, dispozitivele au fost utilizate ca parte a autocolaboratoarelor cu o examinare geoecologică a teritoriilor pentru răspândirea solurilor provocate de om într-o serie de domenii de dezvoltare în masă a Moscovei, precum și în mod autonom - atunci când efectuează fotografiere geochimică la sol în Coreea . Pe baza analizorului de gaz, a fost creată un complex computerizat la bord pentru ancheta gazului de hidrocarburi aviatice. În sezonul de câmp din 2001, complexul complexului la bordul unei aeronavei 2 fără un singur refuz al dispozitivului a depășit 600 de ore, iar volumul total al zonei acoperite a fost de aproximativ 30 mii de metri pătrați. km.
Perspective pentru dezvoltarea complexului
- Implementarea interfețelor USB suplimentare;
- Conectarea unui dispozitiv de navigare prin satelit GPS cu o zonă interactivă a zonei;
- Implementarea opțiunilor suplimentare pentru utilizator.
Jurnalul "Dispozitive și tehnologie de experiment", 1999, №5
Analizor de gaz laser pentru căutarea scurgerilor de gaze de la conductele de gaze subterane
Revista "dispozitive și sisteme de management", 1998, №9
Analizor de gaze de absorbție cu laser lateral al hidrocarburilor
Copyright 1998-2005 Centrul de inginerie MEPI
Utilizare: Controlul substanțelor nocive conținute în aer. Rezumatul invenției: Dispozitivul conține un tub de evacuare a gazului laser, o unitate de formare a fasciculului realizată sub forma unei rețele de difracție pe o bară Piezo, care se află într-un nod tangențial asociat cu un motor pas cu pas, o optică-acustică Celulă, o cuvă de referință, Microfon de măsurare și fundal și doi senzori piroelectrici, conectați prin convertizor analog-digital și o unitate de asociere pentru intrarea calculatorului personal. 1 il.
Prezenta invenție se referă la echipamentele de măsurare și este destinată controlului substanțelor nocive conținute în aer. Listele de substanțe nocive în aer din zona de lucru sau rezidențiale sunt sute de substanțe care afectează corpul uman. O varietate de dispozitive sunt cunoscute, de exemplu, angajat pentru controlul compoziției aerului utilizând diferite metode de măsurători: analitice chimice, cromatografice, coulometrice etc. Una dintre cele mai potrivite măsurători operaționale cu posibilitatea de a controla un număr mare de substanțe nocive este metoda utilizând absorbția radiației IR. Analizoarele de gaz cunoscute cum ar fi GIAM destinate înregistrării uneia dintre următoarele gaze: CO, CO 2, CH 4, SO 2, nr. Ca surse de radiații IR, acestea sunt utilizate la incandescente (lămpi), având o gamă solidă de radiații. Pentru a izola gama spectrală corespunzătoare spectrului de absorbție al substanței de testat, se utilizează filtrele ușoare. Măsurătorile se efectuează utilizând cuvele comparative cu gaz de referință. Un flux de lumină intermitentă este trimis alternativ la cuvele de lucru și comparative, trecând prin care (fluxul luminos) este înregistrată cu un detector acustic optic umplut cu gaze măsurate. Prin diferența de semnale de la detectoare, se determină concentrația substanței studiate în aer. Instrumentele de acest tip, care posedă o eficiență bună (timpul de stabilire a citirilor este de aproximativ 10 secunde), nu permite înregistrarea mai multor componente a poluanților simultan (într-o probă). Monitorul universal de gaz Universal 1302 de firme din Bruhl și Kier vă permit să vă înregistrați simultan până la cinci impurități într-un eșantion de aer. Ca sursă de radiație IR, incandescența este utilizată în dispozitiv. Schimbarea spectrului de radiații IR care se încadrează în volumul sensibil al celulei acustice optice este furnizată automat în timpul procesului de măsurare utilizând un set de filtre de bandă îngustă instalate pe discul rotativ. Eșantionul de aer umple volumul celulei acustice optice. La momentul măsurării, intrarea și ieșirea celulei se suprapune din aerul exterior. Cu ajutorul microfoanelor, amplitudinea fluctuațiilor presiunii care apar în celulă atunci când este absorbită fluxul luminos intermitent al defalcării testului. Măsurătorile sunt efectuate pentru fiecare filtru de lumină. Timpul total de măsurare al unei probe este de aproximativ 2 minute. Conform rezultatelor măsurătorilor, se determină o concentrație de până la cinci impurități într-o probă. Funcționarea instrumentului și procesul Rezultatele măsurătorilor este furnizat utilizând procesorul încorporat. Un set separat furnizat de două 2 filtre de lumină îngustă înlocuibile permite înregistrarea unui număr mare de impurități absorbante de radiații IR. Cu toate acestea, dispozitivul permite măsurătorile numai în compoziția a priori cunoscută de poluanți. În caz contrar, suprapunerea benzilor de absorbție a diferitelor substanțe nu permite obținerea unor informații adecvate despre compoziția substanțelor nocive în aer. Cea mai apropiată de soluția propusă este analizorul de gaz laser descris în și conținând un tub de evacuare a gazului laser la care sursa tensiunii de înaltă tensiune și unitatea de răcire situată pe aceeași axă optică, unitatea de formare a fasciculului și celula acustică optică La care este conectat unitatea de admisie a aerului, măsurarea microfonului și a senzorului piroelectric, convertorul analog-digital conectat printr-o unitate de asociere și un bloc de intrare și o ieșire de date cu o mașină electronică de calcul electronică. Ieșirea căreia prin intermediul unității de asociere este conectată la intrarea unității de comandă. Utilizarea unei surse laser de radiații IR vă permite să implementați o rezoluție spectrală ridicată în dispozitiv aproximativ (10-20 Nm). Înregistrarea absorbției în gazul de studiu este efectuată cu ajutorul unei celule optice-acustice. Analizorul de gaze constă din trei părți principale: sursa radiației IR reconstruite, celulele optice-acustice (OAA), sistemul de înregistrare și de prelucrare a informațiilor. În dispozitiv, unitatea de formare a fasciculului este realizată sub forma unui modulator legat optic, formator, oglindă, lentilă de focalizare și o grilă de difracție. Metoda de ajustare a lungimii de undă a radiației laserului selectate în dispozitiv utilizând o latură de difracție și o oglindă rotativă vă permite să implementați eliberarea a 36 de linii de emisie. Identificarea liniilor de radiații se efectuează numai la reglarea dispozitivului. Când radiația este absorbită în gazul de testare, umplerea OA, se formează un val acustic înregistrat de un microfon condensator. Semnale de la un microfon și un receptor de radiații piroelectrice, înregistrând puterea radiației laser, sunt alimentate la intrarea unui sistem de înregistrare cu două canale constând din două detectoare sincrone. Înregistrarea analogică a semnalelor înregistrate se efectuează utilizând un recorder. Informațiile pot fi citite cu un voltmetru digital și un computer. Deficiențele prototipului sunt un număr limitat de linii de radiații, care afectează multicomponanța într-o singură probă de aer și lipsa de control asupra lungimii de undă de radiație. Obiectivul invenției este de a asigura analiza expresă multicomponenta a compoziției aerului în substanțe nocive cu o precizie ridicată. Această sarcină într-un dispozitiv care conține un analizor de gaz laser care conține un tub de evacuare a gazului laser la care este conectat sursa de tensiune de înaltă tensiune și unitatea de răcire situată pe o axă optică a unității de formare a fasciculului, realizată sub forma unei zăbrele de difracție Pe un piezicator și o celulă acustică optică la care blocul de gard de aer conectat și microfonul de măsurare, un senzor piroelectric conectat printr-un convertor analog-to-digital conectat și o unitate de asociere la intrarea PEVM este rezolvat datorită faptului că gazul Analizor conține suplimentar un microfon de fundal situat pe o axă optică a cuvetei de referință și un senzor suplimentar piroelectric conectat, în mod similar, principalul senzor piroelectric, precum și amplificatorul diferențial, în unitatea de formare a fasciculului, grila de difracție și piezo-stereo sunt Situat într-un nod tangențial asociat cu un motor pas cu pas și ieșirile microfoanelor de măsurare și fundal Conectat printr-un amplificator diferențial la ADC, ieșirea unității de comandă este conectată la intrările corespunzătoare ale motorului piezo-corector și la unitatea de formare a fasciculului, ieșirea computerului personal prin intermediul unității de asociere este conectată la unitatea de comandă. Esența invenției este aceea că execuția propusă a unității de formare a fasciculului vă permite să aveți o suprafață mare (până la 70 de radiații IR) un set de lungimi de undă cu o lungime de undă fixă \u200b\u200bși controlată (multicomponenta și precizia); Software-ul și banca de date utilizată în PEVM și conexiunea prin intermediul unității de asociere și a unității de comandă cu toți senzorii analizorului de gaz asigură eficiența corectării îngrijirii parametrilor și a procesului de procesare a informațiilor. Desenul prezintă schema structurală a analizorului de gaz. Acesta conține un tub LGRT cu gaz, o unitate de alimentare de înaltă tensiune 2 LGRT, unitatea de răcire 3 servește la răcirea LGRT, diafragma 4 ajustează puterea de radiație, grila de difracție 5, rotirea care modifică radiația lungimea de undă, piezo-sterear 6 compensează instabilitatea de temperatură, blocul tangențial 7, mișcarea longitudinală a căreia cu 20 mm conduce la rotația gropiului de difracție 5 până la 14 o, motorul pas cu pas 8 deplasează unitatea tangențială 7, oglinzile 9, Ghidajele radiației IR de pe fereastra de intrare a Aoya, elementele 4, 5, 6, 7, 8 și 9 alcătuiesc unitatea de formare a fasciculului 26, senzorul piroelectric 10, la care radiația IR cade, reflectată parțial din intrare Fereastra senzorului Pyroelectric 11, înregistrând radiația IR, care a trecut prin OAI prin intermediul cuvei de referință, fundalul microfonului 12, care nu "văzând" volumul sensibil al OAI, microfonul de măsurare 13, înregistrând o schimbare periodică a presiunii Din cauza absorbției Rensh fluxul luminos, celula optică-acustică OAP 14 element sensibil al analizorului de gaz, cuve de referință 15 cu umplutură cunoscută, utilizată pentru a controla lungimea de undă de radiație, supra-încărcare 16, alimentarea aerului în supapele electromagnetice 17, 18 și 19, reglarea Fluxul aerului sub studiu, admisia de aer (tub) 20, obturator 21, angajat pentru o întrerupere periodică a fluxului de radiații, filtrul 22, senzorul de temperatură 23 în sistemul de răcire, senzorul de presiune 24 din sistemul de răcire, senzorul de presiune 25 În circuitul de admisie a aerului, PEVM 27 gestionează lucrarea și colectarea rezultatelor măsurătorilor, unitatea de asociere 28 este legată de rețeaua cu PEVM 27, cu o unitate de control 29, un convertor analog-digital al ADC 30, IBM PC Tipul 27 este prevăzut cu software 31 și o bancă de date 32 (prezentată condiționat). Semnalele cu 13 și 12 sunt scăzute de una dintre celelalte, diferența este normalizată pe citirile senzorului piroelectric 10. Măsurătorile sunt efectuate la lungimile de undă definite de pevm 27 (fiecare lungime de undă corespunde unei anumite etape a motorului pas cu pas 8 ). Unitatea de asociere 28 servește la conjugarea PEVM 27 și partea de acționare a analizorului de gaz cu ADC 30, care transformă semnalele de la senzorii piroelectrici 10, 11 și de la amplificatorul diferențial 33 la codul digital. Unitatea de control 29 efectuează funcționarea mecanismelor de performanță ale supraîncărcării 16, piezocorrectoor 6, motor pas cu pas 8, supape electromagnetice 17, 18 și 19. Unitatea de control 29 îndeplinește, de asemenea, controlul presiunii și temperaturii în circuitul de răcire al LGRT 1 și presiunea Controlul în sistemul de admisie a aerului. Gardul de probă din OAY 14 se realizează prin tubul de admisie a aerului 20, filtrul 22. Aerul de pe tubul 20 se deplasează sub acțiunea supraîncărcării 16. Reglarea direcției de curgere este efectuată de supapele 17, 18, 19. Senzorul de presiune 25 este utilizat pentru a verifica sistemul de admisie a aerului. În modul de măsurare, porțiunea de radiație este absorbită de gazul testat în OAY 14, provocând fluctuații de presiune periodică cu o frecvență egală cu frecvența fasciculului de radiație de către cauciucul 21, care sunt înregistrate de microfonul 13. Parte a radiației, Trecerea prin fereastra de ieșire a OAI 14, se încadrează în șanțul de referință 15 și apoi pe senzorul piroelectric 11. Când se utilizează semnale de la un amplificator diferențial 33 (intrările care sunt conectate la microfoanele 12 și 13) și piroelectric Senzor 11, normalizat pe mărturia senzorului 10. Gestionarea funcționării analizorului de gaz, colectarea și prelucrarea rezultatelor se efectuează utilizând PEVM-ul IBMHC 27 utilizând software special conceput 31 și banca de date 32. Operațiunea a analizorului de gaz, operatorul și scopul funcțional al programelor sunt descrise mai jos. Lucrul cu analizorul de gaze începe cu includerea PC 27 la rețea și descărcați software-ul sco 2 care conține următoarele programe: 1. Control; 2. Testul 3. Linia de testare; 4. spectre; 5. Calculul; 6. Rezultat; 7. bancă. După încărcarea SCO2, mesajul "Pornirea analizorului de gaz" este afișat pe ecranul afișajului Pevm 27, programul "Control" este activat, oferind o inspecție a funcției analizorului de gaz înainte de începerea măsurătorilor. Volumul obturatorului 21, supraîncărcătorul 16, supapele 17, 18 și 19 sunt efectuate. În continuare, în conformitate cu programul "Control", se afișează o solicitare pe ecranul afișajului "Conduce măsurarea testului". Dacă aveți nevoie de o măsurătoare de testare confirmată prin apăsarea tastei D, operatorul deține operatorul în cadrul programului "Testul". Mesajul "Completați cu Zero Gas" apare pe ecranul afișajului. "Ready", programul de măsurare rulează pentru a umple tasta X: Măsurătorile semnalelor de microfon 12 și 13, senzorul de alimentare pointric 10 sunt efectuate la valori diferite ale liniilor de emisie (adică la diferite valori ale pasului de numărul motorului pas cu pas 8. Rezultatele sunt înregistrate în memoria PC 27 pentru utilizare în programul de calcul). După aceasta, pe ecran apare mesajul "Măsurarea zero". Dacă programul "Test" nu măsoară, atunci apare imediat acest mesaj. Măsurătorile se efectuează în conformitate cu programul "Linia de testare" prin apăsarea D. Prin Oy 14, supraîncărcătorul 16 este pompat aer, supapele 18 și 19 sunt închise, supapa 17 se deschide, după care superchargerul 16 este oprit și Semnalele de la microfoanele 12 și 13 conectate la amplificatorul diferențial sunt efectuate Dacă nu există măsurători privind programul "Test", atunci semnalele de microfon 12 și 13 sunt scrise în fișierul de procesare din programul "Calculul", în caz contrar nu sunt utilizate în continuare; Semnalul de la senzorul 11 \u200b\u200beste introdus în fișierul pentru programul de măsurare de bază Spectra. La finalizarea programului, pe ecran apare mesajul "Modul de scanare". Când apăsați tasta D, lucrarea va fi efectuată în conformitate cu programul "Spectra" cu semnale de microfon de măsurare 12 și 13 și senzorul piroelectric 10 în întreaga gamă de radiații, pe fiecare grup de pași corespunzând prezenței radiațiilor. În același timp, rezultatele măsurătorilor cu măsurătorile de la senzorul 11 \u200b\u200bși datele de pe spectrul de absorbție a gazului în cuvele de referință 15 sunt comparate pentru a controla spectrul de radiație al radiației. Dacă este necesar, un amendament este introdus în numerotarea pașilor specificați de programul "Spectra", rezultatele măsurătorilor sunt introduse în fișierul pentru programul de calcul. Dacă refuzați să lucrați în modul de scanare (apăsând tasta "H"), apare mesajul "Introduceți numele poluanților din lista numită", lucrarea continuă în conformitate cu programul de spectru. O listă de poluanți apare pe ecran. După selectarea poluanților, mesajul "Modul de operare este unic". Când apăsați tasta D, se efectuează o singură măsurătoare: se obține testul de aer al OAI 14, semnalele sunt măsurate de la microfoanele 12 și 13 și senzorul 10 pe liniile de absorbție ale substanțelor dorite determinate de etapa motorului pas cu pas luând în considerare măsurarea zero. Rezultatele măsurătorilor sunt introduse într-un fișier pentru procesare în cadrul programului de calcul. În cazul unei eșecuri a unei singure măsurători (apăsând tasta H), apare mesajul "Setarea timpului de măsurare în ceas", după care există măsurători continue în funcție de programul Spectra pentru un timp specificat. Intervalul dintre dimensiunile individuale este de 5 minute. Rezultatele măsurătorilor sunt introduse într-un fișier pentru procesare în conformitate cu programul de calcul. Rezultatele măsurătorilor de procesare se efectuează în conformitate cu programul "Calculul" la sfârșitul măsurătorilor (mod unic), între măsurătorile individuale (modul continuu). Prelucrarea se efectuează utilizând o bancă de date (program bancar), care conține spectre instrumentale de absorbție a gazelor, sensibilitate la fiecare gaz individual, cantități minime detectabile, spectrul de absorbție al cuvei de referință, concentrațiile maxime admisibile ale gazelor ADN pentru aerul Zona de lucru și rezidențială. Rezultatele sunt afișate sub forma unei mese (măsurători unice) sau grafică (măsurători continue) în comparație cu MPC. În caz de incertitudine în rezultatele procesării (de exemplu, spectrele de absorbție corespunzătoare) afișează un mesaj despre inadecvarea măsurătorilor. Astfel, în analizorul de gaz propus, sunt prevăzute mijloace tehnice pentru determinarea expresă a vârfurilor de absorbție a diferitelor impurități de aer (până la 60 de componente într-o probă), magnitudinea vârfului de absorbție este determinată de concentrația de impurități, care favorabile o deosebește de analogi și prototip.
REVENDICARE
Analizor de gaz laser care conține un tub de evacuare a gazului cu laser la care sursa tensiunii de înaltă tensiune și unitatea de răcire situată pe o axă optică cu un tub de evacuare a gazului laser al unității de formare a fasciculului realizat sub forma unei rețele de difracție pe a Piezo-corector și o celulă acustică optică (OAA) la care blocul este conectat de admisie a aerului și microfonul de măsurare, un senzor piroelectric conectat printr-un convertor analog-digital conectat (ADC) conectat (ADC) și un bloc de conjugare la un computer personal Intrare, caracterizată prin aceea că analizorul de gaz conține suplimentar un microfon de fundal amplasat pe o axă optică cu o celulă optică acustică a cooferului de referință și un senzor suplimentar piroelectric conectat în mod similar cu senzorul principal pyroelectric, precum și un amplificator diferențial, în Unitatea de formare a fasciculului, grila de difracție și piezo-stereo sunt situate într-un nod tangențial asociat cu un motor pas cu pas, pentru asta O oglindă pivotantă este instalată cu o oglindă rulantă care ghidează radiația la fereastra de intrare a OAA, iar ieșirile microfoanelor de măsurare și fundal prin amplificatorul diferențial sunt conectate la ADC, ieșirile unității de comandă sunt conectate la cele corespunzătoare Intrări ale piezo-corectorului și a motorului de pasare a unității de formare a fasciculului, ieșirea calculatorului personal prin intermediul unității de asociere este conectată la controlul blocului.Pentru drepturile manuscrise
Dolgiy Serghei Ivanovich.
Analizoare de gaz laser bazate pe metoda de absorbție diferențială
01.04.01 - Instrumente și metode de fizică experimentală
disertații pentru gradul de candidat la științele fizice și matematice
Barnaul - 2004.
Lucrarea a fost efectuată la Institutul de Atmosferă Optică a Sucursala Siberiană a Academiei Ruse de Științe
Liderul științific: - Doctor în științe fizice și matematice
profesor, membru corespondent al lui Ras Zuev Vladimir Vladimirovich
Oponenții oficiali: - Doctor în științe fizice și matematice
profesorul Sorochin Igor Anatolyevich. - Candidatul științelor fizice și matematice Cercetător Senior Prokopyev Vladimir Egorovici.
Organizația de conducere: Universitatea Politehnică Tomsk
Apărarea va avea loc "15 decembrie" decembrie 2004. la 14 ore. 00 min. La reuniunea Consiliului de Disertație D 212.005.03 la Universitatea de Stat Altai la adresa: 656049, Barnaul, Lenin Ave., 61
Disertația poate fi găsită în biblioteca Universității de Stat din Altai.
Secretarul științific
consiliul de disertație K.F-M.N.
DD. Ruder.
Relevanța subiectului. Sub influența diferiților factori, mediul suferă schimbări. Dezvoltarea rapidă a industriei, a energiei, a agriculturii și a transportului duce la o creștere a impactului antropogen asupra mediului. O serie de subproduse dăunătoare sub formă de aerosoli, gaze, ape gospodării și ape tehnice, produse petroliere etc., vine în atmosferă, hidrosferă și litosferă în atmosferă. Prin urmare, problema actuală a modernității este controlul mediului.
În prezent, analizoare chimice, termice, electrice, cromatografice, spectrale și gaze optice sunt utilizate pentru a controla starea atmosferei. În plus, numai acestea din urmă sunt neelectri, nu necesită eșantionare, ceea ce face erori suplimentare în valoarea măsurabilă. Un loc special printre metodele optice de analiză a gazului aparține metodelor laser, care sunt inerente: sensibilitatea la concentrații ridicate a măsurătorilor și a rezoluției spațiale, a îndepărtării și a vitezei. În primul rând, se referă la analizoarele cu gaz laser care lucrează pe efectul absorbției rezonante, care are cea mai mare secțiune transversală a interacțiunii radiației optice cu mediul sub studiu, care asigură sensibilitatea maximă. Astfel de analizoare de gaz sunt implementate, de regulă, o schemă de absorbție diferențială. Odată cu dezvoltarea tehnologiei laser în țara noastră și în străinătate, dezvoltarea optică-acustică (pentru analiza gazelor locale) și a pieselor (oferind valori integrale ale concentrațiilor de gaz laser), precum și LiDars (Lidar - Abrevierea de la cuvintele engleze Detectarea luminii și variind), oferind informații privind concentrația de gaze în atmosferă cu rezoluție spațială. Dar pentru perioada de început a muncii la disertație, cu o excepție rară, toate au fost layout-uri de laborator concepute pentru a măsura una, maximum două componente de gaz, în timp ce monitorizarea mediului necesită o analiză multicomponenta a gazelor.
Toate componentele de gaz ale atmosferei de teren, cu excepția principalelor: azot, oxigen și argon, sunt considerate că se referă la așa-numitele componente mici de gaz (MGS). Procentajul MGS din atmosferă nu este suficient, dar creșterea conținutului lor datorită factorului antropic are un impact semnificativ asupra multor procese care apar în atmosferă.
După cum rezultă din surse literare, în sensul analizei gazelor laser a MGS, regiunea medie IR a spectrului este cea mai potrivită. Iată principalele dungi de rotație vibraționale ale majorității MGS, care au permis structurile. În acest domeniu, laserele moleculare de înaltă energie emit, inclusiv lasere de fiabile și eficiente de CO și CO2. Pentru aceste lasere, au fost dezvoltate convertoare de frecvență parametrice extrem de eficiente (PPC), care vă permit să închideți suficient pentru a suprapune liniile de emisie
o atmosferă spectrală INT Transparență
Simioteka I.
sfere. O altă gamă spectrală informativă pentru analiza gazelor laser este regiunea UV. Iată benzile electronice puternice ale multor gaze poluante. Spre deosebire de regiunea IR de mijloc a spectrului UV, banda de absorbție este neselectivă și recreată reciprocă. Cea mai mare dezvoltare din acest domeniu a fost metoda ozonometrică datorită prezenței benzilor de absorbție a lui Hartley Haggin Ozone.
Scopul de a lucra. Dezvoltare bazată pe metoda de absorbție diferențială a analizoarelor de gaze pentru detectarea și măsurarea concentrațiilor MGS și determinarea distribuției lor spațial-temporale în atmosferă.
Au fost efectuate următoarele sarcini în timpul lucrării:
Crearea unui canal de detectare a canalului distribuției verticale a ozonului (VRO) în stratosferă (pe baza oglinzii de recepție 0 0,5 m) pe stația Ladar Siberian (SLS);
Controlul stării ozoneospherei în modul de măsurare de rutină;
Studiul climatologiei ozoneospherei, evaluarea tendințelor ozonului stratosferic.
Apărarea are loc:
2. Analizoarele de gaz laser dezvoltate ale seriei TRAL, pe intervalul mediu al spectrului IR, permițându-vă să măsurați rapid concentrațiile de mai mult de 12 gaze la nivel și sub MPC de pe piste până la 2 km folosind o oglindă sau o retroreflex de oglindă sau topografică.
3. Creat de Autorul Ozonului UV Lidar, bazat pe un laser Xeq Excimer, care a asigurat o sondare neîntreruptă pe termen lung a ozoneoferei asupra Tomsk la stația Ladar Siberian, în intervalul de 13-45 km înălțime, cu o rezoluție maximă verticală 100 m.
Noutatea științifică a muncii:
Pentru prima dată, lungimile de undă informative ale lungimii de undă ale MGC ale atmosferei utilizând lasere moleculare IR și PPC sunt selectate și verificate experimental;
Au fost create un număr de analizoare de gaze mobile și staționare unice, permițându-vă să efectuați rapid o analiză multicomponenta a compoziției gazelor din atmosferă;
Mișcările zilnice ale concentrației de MGC (cum ar fi C2H4, NH3, H20, CO2, CO, OZ, N0, etc.) au fost efectuate în mediul înconjurător și expuse la sarcini antropice semnificative ale regiunilor țării;
Folosind rezultatele muncii. Datele obținute prin analize de gaz au fost prezentate pentru Comitetul Olimpic al URSS în 1979-1980. La Moscova, precum și în organizațiile de mediu G.G. Tomsk, Kemerovo, Sofia (NRB), a intrat în rapoartele finale ale Ioo SB RAS pentru diverse granturi ale Federației Ruse, Contracte, Contracte și Programe, cum ar fi "TOR" (studii de ozosferic troposferic), "Satosferic și Troposferic studii de ozone) și altele.
Valoarea practică a lucrării este după cum urmează: - Analizorul de gaze acustice este dezvoltat, ceea ce face posibilă măsurarea concentrației cu precizie ridicată, ca sumele hidrocarburilor metanice și metanul separat și hidrocarburile mai grele într-un amestec natural și asociat gaze petroliere. Cu acest analizor de gaz, este posibil să căutați uleiul și gazul pe halistrii gazelor de gaze cu vedere la suprafața hidrocarburilor;
Analizoarele de gaze dezvoltate pot măsura concentrațiile MGC la nivel și sub MPC dintr-o listă largă de gaze poluante prioritare;
Creați un canal de sunet al canalului distribuției verticale a ozonului ozon pe baza unei oglinzii de 0,5 m, care permite profiluri fiabile ale VRO în intervalul de 13-45 km înălțime, cu o rezoluție maximă de 100 m.
Este asigurată acuratețea rezultatelor lucrării: - acceptarea deorațională a datelor experimentale obținute de analizoarele de gaze dezvoltate și datele obținute în același timp prin alte metode, precum și; datele obținute de alți autori în condiții climatice și de mediu similare;
O bună coincidență a profilurilor în stratosferă, măsurată de Lidar, date de ozoneozonda, precum și măsurătorile prin satelit în cadrul erorii dispozitivelor utilizate.
Aprobarea muncii. Rezultatele principale ale tezei obținute de autor au fost publicate în 11 articole în reviste științifice de la egal la egal la egal, raportate la: VI, VII și XI Simpozioane de sincronizare la laser și senzație acustică (Tomsk, 1980, 1982, 1992); VI Simpozionul All-Union pentru răspândirea radiației laser în atmosferă (Tomsk 1881); XII Conferința Uniunii privind optica coerentă și neliniară (Moscova, 1985); V Seminar școlar internațional privind electronica cuantică. Lasere și utilizarea lor (NRB, Sunny Beach, 1988); 5 Adunarea Științifică a Asociației Internaționale de Fizică și Meteorologie Atmosferică (călărie, Regatul Unit, 1989); Simpozionul XI privind senzația laser și acustică (Tomsk, 1992); Și, III, IV și VI simpozioane inter-republicane "Optica atmosferei și Oceanului" (Tomsk, 1995, 1996, 1997 și 1999); III Reuniunea Siberiană privind monitorizarea ecologică a climei (Tomsk, 1999); I Întâlnire interregională "Ecologie de râuri Siberian și Arctic" (Tomsk 1999); VII Simpozionul Internațional privind Optica atmosferei și oceanului (Tomsk 2000); VIII și IX Simpozioane internaționale pentru optica atmosferei și a fizicii oceanice și atmosferice (Tomsk 2001 și 2002); 11 Măsurători de radiații atmosferice (Atlanta, USA 2001); Grupul de lucru IX "Aerosoli Siberia" (Tomsk 2002); 21 și 22 Conferința internațională laser (Quebec, Canada, 2002, Matera, Italia 2004); II Conferința internațională "Mediu și ecologie din Siberia, Orientul Îndepărtat și Arctica" (Tomsk 2003). Conferința internațională privind tehnologiile optice pentru studiile atmosferei, oceanului și mediului (Beijing, China 2004).
Contribuție personală. Lucrarea utilizează rezultatele obținute fie de către autor personal, fie în participare directă. Aceasta este participarea autorului în dezvoltarea atât a sistemelor generale pentru construirea analizoarelor de gaz, cât și a componentelor și blocurilor individuale individuale și a blocurilor; Realizarea adunării și punerii în funcțiune. Dezvoltarea tehnicilor de măsurare, testul și testele de expediționare și de teren create de analizoarele de gaze, prezentate și în lucrare, au avut loc cu participarea directă a autorului. Din 1996, aproape toate observațiile statului ozoneosphere asupra salinelor au avut loc cu participarea activă a autorului. A fost creată o testată îmbunătățită a canalului distribuției ozonului de ozon pe baza laserului XEQ și a oglinzii de primire 0 0,5 m. Renanalizarea autorului efectuată de VRO autorizat a făcut posibilă determinarea caracteristicilor climatologiei de ozon-sofosfera pe Tomsk ..
Dezvoltarea analizorilor de gaz IR "LAG-1" și "Rezonanța-3" a fost efectuată în comun cu KF-M.N. G.S. Khmelnitsky, rezultatele rămase au fost obținute sub îndrumarea unui membru corespunzător. Ras, d.f-m.n. V.V. Zueva cu participarea angajaților laboratorului său în diferite etape de muncă.
În introducere, relevanța subiectului este justificată, sunt formulate obiectivele și obiectivele studiului, noutatea științifică și semnificația practică sunt subliniate, principalele dispoziții supuse protecției sunt subliniate.
Primul capitol descrie metoda acustică optică, diagrama unui analizor de gaze optic-acustic destinat măsurării separate a concentrațiilor metanice și a altor hidrocarburi limitative în probele de aer.
Numeroase studii au arătat prezența concentrațiilor crescute de hidrocarburi (HC) în atmosferă și eșantioane de aer de sol peste zonele depozitelor de petrol și gaze. Autorii au exprimat opinia că acest lucru se datorează randamentului HC de la depunerea la suprafața zilei. În aceste fapte, se bazează metodele geochimice pentru găsirea depozitelor de petrol și gaze. Conform procentului (în funcție de volum), compoziția gazelor naturale ale fostelor depozite URSS: Metan 85-95%; Ethan până la 7%; propan de până la 5%; Bhutan până la 2%; Pentan și mai greu HC până la 0,4%. Compoziția gazelor asociate cu ulei de câmpuri de ulei și gaz: metan până la 80%; Ethan până la 20%; propan de până la 16%; izobutan + n-butan la 6%; Pentans și WCS mai mare până la 0,9%. Astfel, Pentans și hidrocarburile mai grele fac o contribuție minoră la conținutul de halisare a gazelor pe câmpurile de petrol și gaze.
Smochin. 1. Diagrama de curgere a analizorului de gaz 1- 2-C G cu o rețea de difracție; 4, 5-non-laser; 7, 9, 10 formarea impulsurilor; 8 modulator; Unitate de control al modulatorului. Spectrofon de 12 camere; 13 mspochon; 14-amplificator selectiv; 15- ADC!; Meter de 16 frecvență; 17-atenuator; 18-receptor; 19-ceas electronic; 20-ацп2; 21- unitate de control; 22-microelectrice; 23-digital.
Atunci când se caută câmpuri de petrol și gaze peste halistrii de gaz cu vedere la câmpurile hidrocarburilor de hidrocarburi, este de mare importanță pentru o măsurare separată a concentrației metanului și a HC mai grele, deoarece metanul poate fi un produs de structuri adânci, ci și superior Straturile biologic active și nu sunt întotdeauna precursorul câmpului. Aceasta este caracteristică, de exemplu, pentru
siberia paradinală, unde metanul poate fi generat în cantități mari de mlaștini situați pe teritoriul său, în timp ce hidrocarburile grele din straturile superioare ale crustei Pământului nu sunt generate. Lucrarea analizează posibilitatea unei astfel de măsurători separate, cu condiția ca în amestecurile, conținutul de metan să nu depășească 100 de ori mai mare decât conținutul altor HC.
Analizorul de gaze optic-acustice foarte sensibile "LAG-1" vă permite să înregistrați concentrații în orice raport de amestec de metan și alte HC. Schimbul de diagramă al analizorului de gaz este prezentat în fig. unu.
Presiunea gazului în camera de spectrofă cilindrică (detector optic-acustic) atunci când trece prin acesta, radiația cu laser modulată la frecvența de modulare a frecvenței radiației CO depinde de puterea radiației laserului și de coeficientul de absorbție al gazului AOR și Frecvența de calitate a rezonatorului acustic la frecvența de modulare Q (CO) ca:
5 BG02 [CO2 + T1) "
unde £) este un cilindru -diametru; Tg Spectrofon de relaxare a temperaturii.
Pulsările de presiune sunt transformate într-un semnal electric cu un microfon de condensator de tip MKD / MV 101 (13). Mai mult, semnalul este îmbunătățit de amplificatorul selectiv de tip U2-8 (14), ADC1 (15) este digitizat și intră în sistemul de prelucrare a rezultatelor. Radiația laserului a trecut prin spectrofonul camerei este slăbită de atenuatorul (17), se află pe receptorul termoelectric (18), ADC2 (20) este digitizat și intră, de asemenea, la sistemul de prelucrare a rezultatelor
Sistemul calculează coeficienții de absorbție:
și concentrația gazului în cazul absorbției predominante la un singur canal:
/ \u003d /, 2, 3 ... P,
unde coeficientul L de calibrare a spectrofonului; Măsurători de schimb de p; £ / s / -signal de la microfon; - semnal, putere proporțională a radiației laserului; - spectrofonul semnalului de fundal; Coeficientul de absorbție în masă prin testul de gaze. Rezultatul calculului împreună cu codul și timpul lungimii de undă este afișat pe digital.
În zona de rearanjare a laserului SH, linia de radiații la o lungime de undă de 1,15 μm coincide cu linia de absorbție prin feribotul de apă a atmosferei și linia de 3,39 μm - cu banda de absorbție a hidrocarburilor din grupul de metan, pornind de la metan. În zona de restructurare a lungimii de undă a laserului CO2 (9,1-10,8 μm) există benzi de absorbție UV, începând cu
aceasta, astfel, măsurarea concentrațiilor de cantități de hidrocarburi și separat etan, propan și butan devine posibil pentru a determina concentrația de metan. Tabelul 1 prezintă o listă a acestor componente de gaz, coeficienții lor de absorbție pe lungimile de undă ale undelor de radiații și la Lasters SO2:
tabelul 1
Gaz non-mea x. \u003d 3.39mkm A, a se vedea "1 atm" 1 C02
A, μm A, vezi "1 atm" 1
Methane 9.0 - - -
Ethan 4.1 10.8847 0.5
Propan 9.0 10.8352 0.45-0.5
N-butan 12.6 10.4762 0,9
Isobutan 13 10,8598 0.4
Datorită faptului că laserul de CO2 are o gamă largă de restructurare, este posibilă măsurarea separată a etanului, propanului, n-butanului, izobutanului, etilenă și benzenului și a altor componente ale gazelor. Din același tabel, se poate observa că coeficienții de absorbție a hidrocarburilor cu radiații cu laser CO2 sunt de 10-20 ori mai mici decât coeficienții de radiații ai radiației W-N-Laser. Dar pentru o spectrofon rezonant, sensibilitatea este proporțională cu puterea radiației laser care trece prin ea (Formula 1), apoi la puterea laserului LG-126 laser la lungime
valuri de 3,39 μm 8 MW și un laser de CO2 10 W Acest analizor de gaz are o sensibilitate de 100 de ori mai mare în HC greu.
Figura 2 prezintă rezultatele măsurătorilor comparative ale HC obținute în timpul uneia dintre expedițiile de-a lungul râului Ou mai diferite analizoare de gaze: LAG-1 (măsura atât cantitatea de HC cu metan, cât și separat HC), "solicitantului" Cantitatea de HC cu metan a fost măsurată) și SCR-LIDAR (s-a măsurat cantitatea de HC fără metan). Datele obținute de toate aceste dispozitive sugerează o creștere accentuată a conținutului HC în atmosferă deasupra câmpurilor de ulei și gaze.
Distanța hm.
Smochin. 2. Concentrația hidrocarburilor pentru măsurătorile diferitelor analizoare de gaze
Departe de domeniile concentrației de etan, propan și butan nu
a depășit 0,02 milioane "1, metan-1,7-2 milioane" 1, dar, pe măsură ce concentrația de hidrocarburi mai grele a abordat câmpurile explorate ca concentrația de hidrocarburi mai grele abordate. De exemplu, în zona câmpului de petrol din zonele inferioare ale râului VAKH (punctul 650 km în figura 2.) Au fost măsurate următoarele concentrații: suma de 5,1 milioane "1, etano-1,0 milioane" 1 , propan-1,7 milioane "1, butan-0,3 milioane" 1, cu o concentrație de metan de 2,1 milioane "1. Astfel, se poate observa că, cu variații relativ mici ale concentrației de metan în atmosferă (1,5-2,0 milioane 1), Valorile mari ale cantității de depozite hidroelectrice de petrol și gaz sunt obligate la creșterea concentrațiilor de HC greu.
Testele de testare au arătat caracteristicile bune de performanță ale analizorului de gaz Lag-1 din domeniu. Rezultatele obținute cu ajutorul său sunt bine compatibile cu rezultatele obținute pe alte sisteme de măsurare în timpul măsurătorilor comune, arată precizia acestora. Utilizarea a două surse laser în complex (non-CO2) și spectrofon vă permite să măsurați concentrația unei game largi de atmosferă de gaz atmosferice și poluante. Care este deosebit de important, este posibilă măsurarea separată a fracției de metan și a hidrocarburilor mai grele într-un amestec de gaz natural și asociat. Acest lucru face posibilă speranța de utilizare a analizorului de gaz propus să caute câmpuri de petrol și gaze asupra halistelor de gaz de gaz de hidrocarburi, precum și pentru analiza operațională a fracției de gaze de bază în timpul forajului de explorare a puțurilor.
Al doilea capitol oferă o descriere a unei serii de analizoare de gaze "rezonanță-3", "TRAL-3", "TRAL-3", "TRAL-ZM", "TRAL-4" care lucrează pe baza metodei de absorbție diferențială (DP) rezumă metoda în sine.
Puterea semnalului optic preluat în timpul I, la metoda de urmărire DP pentru o lungime de undă x poate fi înregistrată în formularul:
unde r - puterea optică transmisă (W),
g este distanța (cm), viteza luminii - 3 x y.10 cm / s,
P, (g) ~ Eficiența optică totală a transmițătorului,
<т,- поперечное сечение поглощения (см2),
Apeca Aperture (cm2),
a (g) - coeficientul de atenuare (vezi "1),
I, - Obiectivele unghiului de împrăștiere a corpului (CF "1),
/ "- indexul lungimii de undă, / \u003d / și 2, pentru lungimi de undă la absorbție maximă și minimă, respectiv, concentrația de gaz N0 (vezi" 3).
Pentru două lungimi de undă apropiate:
Apoi, concentrația medie a gazului în volumul studiat poate fi exprimată după cum urmează, precum și LiDars (abreviere Lidar de la cuvintele în limba engleză Detectarea luminii și variind), oferind informații cu o rezoluție spațiu-timp pentru a studia concentrația MGC în atmosferă. Dar pentru perioada de începere a disertației, cu excepții rare, toate au fost calculate pe măsurarea unuia, maximum două componente ale gazului sau au fost laboratoare, în timp ce monitorizarea mediului necesită o analiză multicomponenta a gazelor la autostrăzile suficient de extinse ( de-a lungul autostrăzilor orașului, teritoriul întreprinderilor industriale mari).
După cum rezultă din surse literare în scopul analizei gazelor laser, regiunea IR medie a spectrului este cea mai potrivită. Iată principalele dungi vibraționale și rotative ale majorității MGG-urilor. Există structuri permise și linii individuale de absorbție de aproape toate gazele atmosferice, cu excepția simplă, de tip N2, O2, H2.
Pe media IR - gama de spectru, așa cum este cunoscută, lasere moleculare extrem de eficiente radiază: CO, CO2, NH3, HF, DF și altele. Dintre acestea, laserele extrem de eficiente sunt cele mai fiabile și acceptabile în scopul analizei gazelor. În aceste lasere, în plus față de benzile tradiționale 9,6 și 10,6 μm, benzile secvențiate sunt deplasate în raport cu tradiția de aproximativ 1 cm "1, precum și benzi principale de 4,3 μm și linii de radiații fierbinți. Dacă luăm în considerare ceea ce este posibil și CO2 Isotopii Pentru a obține un set suplimentar de linii de generare schimbate, vom obține un set bogat de linii de radiații pentru această sursă laser.
Recent, a dezvoltat convertoare de frecvență parametrice extrem de eficiente bazate pe cristale neliniare ZGNP2, CDGEAS2, Tlasse3, Agse2, etc. au permis obținerea celei de-a doua, a treia și a patra armonice ale radiației laserului SG, precum și frecvențele totale de diferență de două CO2 și alte lasere, cum ar fi, NH3, Erbiu etc. Pentru probarea laser a MG-urilor atmosferice, este important ca majoritatea acestor linii de emisie, inclusiv convertite, să cadă în ferestrele spectrale ale transparenței atmosferei.
Astfel, un laser de CO2 molecular cu presiune joasă, echipat cu un set de convertizoare de frecvență parametrică din ZGNGEP2, CDGEAS2, Tlasse3 și Aggse2, satisface cele mai multe dintre următoarele cerințe. Distanța dintre liniile adiacente ale acestor lasere este de aproximativ 1,5-2 cm "1, ceea ce simplifică problema selecției spectrale și restructurarea acestora în frecvență. Folosind o conversie în două etape, de exemplu, un CO2 al laserului sau diferența totală Frecvențele a două C02 sau CO2 și lacurile. Și armonicile lor, este posibil foarte strâns, cu un pas către Yu ^ cm "1, se suprapun intervalul de la 2 la 17 microni. Poziția centrelor de radiații laser cu pompă și o lățime spectrală destul de îngustă (2x 10 "3 cm" 1) este asigurată de parametrii fizici ai mediului activ. Poziția centrelor de linii și, în consecință, poziția liniilor de radiație ale frecvențelor transformate sunt cunoscute cu o precizie foarte mare, care elimină problema controlului caracteristicilor spectrale. Eficacitatea acestor convertoare este suficient de mare și variază de la zecimi până la zece procente, ceea ce vă permite să creați analizoare de gaze care utilizează obiecte topografice și aerosoli atmosferici ca reflectori.
O altă gamă spectrală informativă pentru analiza gazelor laser este regiunea UV. Iată benzile electronice puternice ale multor gaze poluante. Spre deosebire de regiunea IR de mijloc a spectrului UV, banda de absorbție este neselectivă și recreată reciprocă. Cea mai mare dezvoltare din acest domeniu a fost metoda ozonometrică datorită prezenței benzilor de absorbție a lui Hartley Haggin Ozone.
Abilitatea de a efectua măsurători permise spațial de ozon atmosferic Lidar a fost prezentată pentru prima dată în 1977 (inextină etc.). Și, din a doua jumătate a anilor '80 ai secolului trecut, senzația laser a ozoneosferei a dobândit un caracter regulat pe o serie de observatori. Oferă informații despre distribuția verticală a ozonului (VRO), complementarea cu succes a acestor informații obținute prin metoda de contact utilizând ozoneozonde și rachete, în special peste 30 km, în cazul în care datele din Ozoneozonds devin nereprezentative.
În stația Ladar Siberian, observația ozoneospherei se desfășoară din decembrie 1988. În această perioadă, tehnica Lidar a fost îmbunătățită în mod constant, a fost elaborată și îmbunătățită metoda de măsurare și prelucrare a datelor, software-ul a fost creat pentru a controla procesul de măsurare, pachetele noi de procesare a programelor obținute.
Scopul de a lucra. Dezvoltare bazată pe metoda de absorbție diferențială a analizoarelor de gaze pentru detectarea și măsurarea concentrației MGS și determinarea distribuției lor temporale spațiale în atmosferă.
Au fost efectuate următoarele sarcini în timpul lucrării;
Dezvoltarea unui analizor de gaze acustice optice pentru analiza locală a gazelor și un studiu cu ajutorul unei distribuții spațiale a hidrocarburilor și a altor MG;
Dezvoltarea și crearea de analizoare de gaz laser cu traseu pentru studiul compoziției gazelor din atmosferă;
Dezvoltarea metodelor de măsurare a MG-urilor în atmosferă;
Teste bazate pe domiciliu ale dispozitivelor dezvoltate pe baza metodelor de măsurare dezvoltate;
Studiul dinamicii temporale a MG-urilor în mediul înconjurător și expus la regiunile semnificative de încărcare antropogenă a țării;
Crearea unui canal de detectare a canalului distribuției verticale a ozonului (VRO) în stratosferă (pe baza oglinzii de recepție 0 0,5 m) CJIC;
Controlul stării ozoneospherei în modul de măsurare de rutină; -Investirea climatologiei ozoneoferei, evaluarea tendințelor de ozon stratosferic.
Apărarea are loc:
1. Analizorul de gaze acustice laser dezvoltate, care permite metoda metodei create să măsoare separat concentrațiile de metan și hidrocarburi mai grele în amestecurile de gaze naturale și asociate cu orice raport al componentei din amestec.
2. Dezvoltarea analizelor de gaz laser ale seriei TRAL, pe intervalul mediu de spectru IR, permițându-vă să măsurați rapid concentrațiile de mai mult de 12 gaze la nivel și sub MPC de pe piste până la 2 km folosind o oglindă sau o retroreflector topografică.
3. Creat de Autorul UV ozon Lidar, bazat pe un laser de soluție excibil1, care a asigurat detectarea neîntreruptă pe termen lung a ozoneospherei peste Tomsk la stația Siberiană Ladar în intervalul de 13-45 km înălțime, cu o rezoluție maximă verticală 100 m.
Noutatea științifică a muncii.
Pentru prima dată, lungimile de undă informative ale lungimii de undă de detectare ale MGC ale atmosferei sunt alese și experimentale.
Un număr de analizoare de gaze mobile și staționare unice au fost create pe baza laserelor moleculare regale cu convertoare de frecvență de radiație, permițându-vă să efectuați rapid o analiză multicomponenta a compoziției gazelor din atmosferă;
Mișcările zilnice ale concentrației de MGC (cum ar fi C2H4, NH3, H20, CO2, CO, O3, N0, etc.) au fost efectuate în mediul înconjurător și expuse la sarcini antropice semnificative ale regiunilor țării;
Caracteristicile climatologice ale ozoneospherei de mai sus Tomsk sunt determinate pe baza măsurătorilor regulate și pe termen lung ale profilurilor distribuției verticale a ozonului;
Folosind rezultatele muncii. Datele obținute prin analize de gaz au fost prezentate pentru Comitetul Olimpic al URSS în 19791980. La Moscova, precum și în organizațiile de mediu G.G. Tomsk, Kemerovo, Sofia (NRB). Ei au intrat în rapoartele finale ale Ioo SB RAS pentru diverse granturi ale RFR, contracte, contracte și programe, cum ar fi "TOR" (Cercetare Torposferică Ozone), "Sator" (studii de ozon stratosferic și troposferic) și altele.
Valoarea practică a lucrării este după cum urmează:
A fost dezvoltat un analizor de gaze optic-acustic, ceea ce face posibilă măsurarea concentrației cu o precizie ridicată, deoarece sumele hidrocarburilor de metan și a metanului separat și hidrocarburi mai grele într-un amestec de gaze naturale naturale și asociate. Cu acest analizor de gaz, este posibil să căutați uleiul și gazul pe halistrii gazelor de gaze cu vedere la suprafața hidrocarburilor;
Analizoarele de gaze dezvoltate pot măsura concentrațiile MGC la nivel și sub MPC dintr-o listă largă de gaze poluante prioritare;
Un canal de detectare a canalului distribuției verticale a ozonului CJIC pe baza oglinzii de recepție este de 0 0,5 m, ceea ce permite obținerea unor profile fiabile ale VRO în intervalul de 13-45 km cu o rezoluție maximă de 100 m.
Este asigurată acuratețea rezultatelor lucrării: - acceptarea deorațională a datelor experimentale obținute de analizoarele de gaze dezvoltate și datele obținute în același timp prin alte metode, precum și; date; obținute de alți autori în condiții similare climatice și de mediu;
O bună coincidență a profilurilor în stratosfera măsurată de Lidar, baza de date a Ozoneozondă, precum și măsurătorile prin satelit în cadrul erorii dispozitivelor utilizate (15%).
Contribuție personală. Lucrarea utilizează rezultatele obținute fie de către autor personal, fie în participare directă. Aceasta este participarea autorului în dezvoltarea atât a sistemelor generale pentru construirea analizoarelor de gaz, cât și a componentelor lor optice și electronice individuale, asamblarea și punerea în funcțiune. Dezvoltarea tehnicilor de măsurare, testul și expeditorul ^ și testele de teren ale analizoarelor de gaz create, prezentate și în lucrare, au avut loc cu participarea directă a autorului. Din 1996, aproape toate observațiile asupra stadiului ozoneospherei pe CJIC au trecut cu participarea activă a autorului. Acestea au creat un canal de detectare a canalului îmbunătățit al distribuției verticale a ozonului CJIC pe baza laserului Xen și a oglinzii de primire 0 0,5 m. Renanalizarea autorului efectuată de VRO autorizat a făcut posibilă determinarea caracteristicilor climatologiei ozoneospherei pe Tomsk .
Procesul de în curs de dezvoltare a analizorilor de gaz, testele lor de testare, prelucrarea rezultatelor obținute în timpul activității de expediere, mulți ani de acumulare de informații mai mari de informații empirice privind VRO și analiza sa nu au putut fi implementate fără participarea activă a unei întregi echipe, fără pe care această activitate de disertație nu ar avea loc. Sarcina și conducerea științifică în diferite etape au fost efectuate de CC. Ras Zuevov V.V. Și k.f-m.n. Khmelnitsky G.S. Dezvoltarea analizatorilor de gaze și testele lor de testare și câmp au fost efectuate împreună cu D.F-M.N. Andreyev yu.m., d.f-m.n. Gaiko P.P., Cercetător Subin S.F. Lucrările teoretice privind căutarea lungimilor de undă informative au fost făcute de un D.N. Miceter A.A., D.F-M.N Kataev M.U., K.F-M.N. PTASHNIK I.V., K.F-M.N. Romanovski o.a. Măsurătorile Ladar ale VRO au fost efectuate în comun de S.N. Nevzorov A.V., K.F-M.N. Burlakovov V.D. și d.f-m.n. Marichev, V.N., și prelucrarea datelor care se simt împreună cu K.F-M.N. Bondarenko cl. și d.f-m.n. Ylannikom a.v.
Aprobarea muncii. Rezultatele principale ale tezei obținute de autor au fost publicate în 11 articole în reviste științifice de la egal la egal la egal, raportate la: VI, VII și XI Simpozioane de sincronizare la laser și senzație acustică (Tomsk, 1980, 1982, 1992); VI Simpozionul All-Union pentru răspândirea radiației laser în atmosferă (Tomsk 1881); XII Conferința Uniunii privind optica coerentă și neliniară (Moscova, 1985); V Internațional încetează: Sunt un seminar privind electronica cuantică. Lasere și utilizarea lor (NRB, Sunny Beach, 1988); 5 Adunarea Științifică a Asociației Internaționale de Fizică și Meteorologie Atmosferică (călărie, Regatul Unit, 1989); Simpozionul XI privind senzația laser și acustică (Tomsk, 1992); Și, III, IV și VI simpozioane inter-republicane "Optica atmosferei și Oceanului" (Tomsk, 1995, 1996, 1997 și 1999); III Reuniunea Siberiană privind monitorizarea ecologică a climei (Tomsk, 1999); I Întâlnire interregională "Ecologie de râuri Siberian și Arctic" (Tomsk 1999); VII Simpozionul Internațional privind Optica atmosferei și oceanului (Tomsk 2000); VIII și IX Simpozioane internaționale pentru optica atmosferei și a fizicii oceanice și atmosferice (Tomsk 2001 și 2002); 11 Măsurători de radiații atmosferice (Atlanta, USA 2001); Grupul de lucru IX "Aerosoli Siberia" (Tomsk 2002); 21 și 22 Conferința internațională laser (Quebec, Canada, 2002, Matera, Italia 2004); Conferința internațională "Mediu și ecologie din Siberia, Orientul Îndepărtat și Arctica" (Tomsk 2003); Conferința internațională privind tehnologiile optice pentru studiile atmosferei, oceanului și mediului (Beijing, China 2004).
Structura și domeniul de aplicare al disertației. Lucrarea de disertație constă în introducere, trei capitole și concluzii. Cantitatea de disertație de 116 pagini, conține 36 de desene, 12 mese. Lista referințelor utilizate conține 118 articole.
Concluzie de disertație pe "Dispozitive și metode de fizică experimentală"
Concluzie
În cursul activității de disertație, autorul ca parte a echipei a fost realizat după cum urmează:
A fost elaborat un analizor de gaze optic-acustic pentru analiza gazelor locale, cu ajutorul său un studiu al distribuției spațiale a hidrocarburilor (în timpul mai multor expediții de pe nava motorului) în zonele în care se află depozitele de petrol. Creșterea măsurată a conținutului de hidrocarburi în probele de aer în zona depozitelor de ulei a confirmat ipoteza cu privire la prezența halisolilor de gaz peste câmpurile de hidrocarburi și perspectivele de utilizare a acestui analizor de gaz pentru a căuta depozitele de petrol și gaze;
Un complex de analizoare de gaz laser care funcționează în regiunea IR a spectrului pe metoda de absorbție diferențială și lăsată să se măsoare concentrații de mai mult de 12 gaze la nivel și sub MPC;
Se elaborează metoda de măsurare a MGS în atmosferă;
Au fost efectuate teste occidentale ale dispozitivelor dezvoltate;
Experimental, au fost făcute o pereche de lungimi de undă informative și concluzii cu privire la adecvarea lor în scopul analizei gazelor pe TIR;
Există studii privind dinamica timpului MG-urilor în mediul înconjurător și expuse la sarcini antropice semnificative ale regiunilor țării;
Măsurătorile comparative au fost efectuate de concentrațiile de MG dezvoltate de analizoarele și dispozitivele cu gaz laser care lucrează pe baza metodelor standard, care au arătat un acord bun cu privire la rezultatele obținute;
Un canal de examinare Distribuția verticală a ozonului (VRO) a fost creată în stratosferă (pe baza oglinzii de recepție 0 0,5 m) CJIC, care a furnizat în timpul unei perioade de timp de mai multe ani pentru a obține profile fiabile Vro peste Tomsk confirmat de bine- în concordanță cu datele prin satelit și ozon-vizuale. Acest lucru a permis studiile climatologice și a evalua tendințele de ozon stratosferic, care a arătat că în stratosfera inferioară la înălțimi mai mici de 26 km.. La o altitudine de 26 km, în zona căreia există o binecuvântare, ozoneosfera este împărțită în două părți: în partea de jos a comportamentului său este determinată în principal de procese dinamice și în partea de sus - fotochimică. O analiză mai detaliată a modificărilor intra-cost, permite distincția următoarelor puncte: a) la o altitudine de 14 km, unde, aparent, efectul fluctuațiilor înălțimii tropopauzei, nu se observă maximum localizat; b) în intervalul de până la 18 km inclusiv, maximul oscilațiilor sezoniere se încadrează în februarie și în intervalul 20-26 km - până în martie; Cea mai mare conformare a modificărilor de anul de ani la mișcarea anuală OSO este observată în intervalul de înaltă tensiune de 20-24 km, în special la o altitudine de 22 km. c) La toate altitudinile, tendințele Vro au fost nesemnificative din punct de vedere statistic. În același timp, în partea inferioară a ozoneoferei, ele sunt caracterizate de valori slab negative și în planul superior - slab. În zona de localizare a ozonului stratosferic maxim 20 km), valorile tendințelor negative sunt mici (-0,32% pe an). Aceste rezultate sunt în concordanță cu o tendință minoră nesemnificativă din punct de vedere statistic (0,01 + 0,026% pe an) pentru aceeași perioadă de șase ani.
Lista surselor disertații și abstract de fizică, candidat la științe fizice și matematice, Long, Serghei Ivanovich, Tomsk
1. Kuznetsov I. E., Troitskaya T. M. Protecția bazinului de aer din contaminare cu substanțe nocive. - M.: Chimie, 1979. - 340 p.
2. Infamizează G. P., Bogushevskaya K.K. și alții. Concentrațiile maxime admise de substanțe nocive de aer și apă. Ed. 2 Per. si adauga. L.: Chimie, 1975. - P. 455.
3. Detri J. Atmosfera ar trebui să fie curată. M., 1973. - 379 p.
4. Hrgian A. X. Fizica de ozon atmosferic. L.: Hydrometeoisdat, 1973. -292 p.
5. Bazhazh n.m. Metan în atmosferă. // revista educațională siriană, 2000. T. 6. №3.-c. 52-57.
6. Hinkley E.D., Melfi S.h. și colab. Monitorizarea laser a atmosferei. - Berlin, Helidelberg, New-York: Springer-Verlag, 1976.-416 p.
7. Intretto H. spectroscopie laser analitică. M., Lumea 1982. 606 p.
8. Schotland R.M. Decizia profilului vertical al gazelor atmosferice prin intermediul unui radar optic bazat pe sol. // proc. Al treilea Simpozion la teledetecția mediului, Michigan: Ann, Arbor, SUA, 1964. P. 215-224.
9. UCHNO O., Maeda M., HIRONO M. - aplicarea laserelor de excitare la observațiile laser-radar ale atmosferei superioare // Jeee J. QUNT ELECT., 1979, V. QE 15, N 10, P. 10 S 4-1100.
10. Grant W.B., Hake R.D. Măsurarea la distanță SO2 și O3 prin tehnică de absorbție diferențială // J. APPL. Phys. -1975.v. 46, n 5.- P. 3019-3024.
11. P. CHMELNITSKY G.S. Fondurile de gaze în atmosferă privind absorbția moleculară a radiației unui laser de CO2 reconstruit. Dis. Cand. Fiz Mat. ştiinţă - Tomsk. 1979. - 241 p.
12. Middleton W.e.K., SPILHAUS A.F., // Instrumente meteorologice, Univ. Toronto Ptress, Toronto, 1953 P. 208.
13. Ku R.T., Hinkley E.D., și colab. Monitorizarea pe cale lungă a monoxidului de carbon atmosferic cu un laser diode reglabil // appl. Opt.-1975- v.14. N 4, - P. 854-861.
14. Hinkley E.D., Ku R.T., NILL K.W. Et. Al. Monitorizare pe cale lungă: Instrumente avansate cu un laser diode reglabil // APPL. Opt.-1976- v.15. N 7.- p.1653-1655.
15. Samokhvalov i.v., Sosnin A.b., Khmelnitsky G.S. și colab. Determinarea concentrației unor gaze pe piste orizontale din atmosferă utilizând un laser tun. // Jurnalul Spectroscopiei Aplicate, 1980. T32. Vol. 3.- S. 525-531.
16. Măsuri R.M., Pilon G.A. Un studiu al tehnicilor laser reglabile pentru maparea la distanță a atmosferei, opto-electronice 4, P. 141-153, (1972).
17. Byer R.L. Măsurarea poluării aerului la distanță. // Electronică optică și cuantică 1975. V 7. P. 147-177.
18. ASI K., Igarashi T. Detectarea ozonului prin absorbție diferențială utilizând laserul C02. // opt. QUPT. Electron., 7. P. 211-214, (1975).
19. Fredriksson K., Galle V., Nystrom K., Sanberg S. Lidar System aplicat în monitorizarea poluării atmosferice. // appl. Opt., 18. P. 2998-3003, (1979).
20. Murray E.r., Hake R.D., și colaboratori, et al, Măsurători de vapori de apă cu apă cu un sistem de apelare de 10 micrometri. // appl. Phys. Lett., 28. P. 542-543, (1976).
21. Wetkam C. Distribuția clorurii de hidrogen în prunul navelor de incinerare: dezvoltarea de noi sisteme de măsurători, deșeuri în ocean. Voi 3, Wiley. 1981.
22. Husson N., Chedin A., Scott N.a. și colab. Banca de date a parametrilor de linie de spectroscopică Geisa. -Annales geofizic. Fass. 2, Ser. A. (1986).
23. Rothman L. S., Gamache R.R., Goldman A. și colab. // appl. OPTA. 1987 V.26. №19. -P. 4058-4097.
24. Butkevich V.I., Privalov V.e. Caracteristicile utilizării laserelor în măsurători analitice de precizie. // ZHPS, T. 49. Nr. 2. P. 183-201.
25. Philip L. Hanst. Măsurarea poluării aerului prin spectroscopie de absorbție a căii îndelungate. // proc. Al doilea intern. Curățați Congresul Air. Washington D. C., 6-11 decembrie 1970., NY-Londra 1971. P. 492-499.
26. EUGENIO ZANZOTTERA Absorbție diferențială Tehnici Lidar în determinarea parametrilor de urmărire a traseului și a parametrilor fizici ai atmosferei. // Chimie analitică, 1990, V. 21, Ediția 4 P. 279-319.
27. Grasyuk A.3., Ethanov B.C., Lobko B.B. Lasere moleculare IR cu pompare laser rezonantă (revizuire). // Electronics cuantum, 1980. T. 7. № 11.-S. 2261-2298.
28. Hinckley E. D., Nrill K.V., Bloom F.a. Spectroscopie laser cu infraroșu utilizând lasere casere. / Atomi de spectroscopie laser și molecule. -M.: MIR, 1979. P. 155-159.
29. Berper I. M., Petukhov V.O., Trushin S. A., Churakov B.B. Ceaiul Sog-Laser, reconstruit pe liniile oscilante și de rotație ale celei de-a doua pagini a secvenței. // Preprint No. 262, Institutul de Fizică Ban SSR, Minsk, 1982. -30 p.
30. Kislinger D.K., Menyuk N., Defeo W.e. Senzarea la distanță a CO utilizând frecvența dubdată de radiație laser C02 // Apll. Phys. Lett. 1980. V. 36. P. 402-405.
31. Andreev Yu.M., Bokkov D.S., VOEVODIN V.G. și colab. Generarea a doua armonică a CO2 a laserului în cristalele ZGNEP2. // în kn: tr. VII din simpozionul All-Union pe laser și acustic care sună atmosfera. 1982. - De la 306-309.
32. Andreev Yu.M., Vedernikova T.V., Betin A.a. și colab. Conversia radiațiilor cu laser CO2 și CO într-un cristal ZGNEP2 la intervalul spectral JX 2.3-3.1 JX. // SOV. J. Quantum Electron., 15.-P. 1014-1015.
33. Andreev Yu.M., Geiko P.P., Zuev V.V. Conversia de înaltă eficiență a laserelor IR cu ZGNP2 și CDGEAS2. // Buletinul Societății Americane Fizice., 1987. V. 32.-P.1632-1633.
34. Churnsid j.h. Wilson J.J., Gribenicov A.i., Shubin S.F., Dolgii S.I., Andreev Y.m., Zuev V.V., Conversia frecvenței unui laser CO2 cu ZGNEP2. Memorandumul tehnic NOAA ELL WPL-224. Laboratorul de propagare a undelor, Boulder, Colorado iulie 1992. 18 p.
35. Andreev Yu. M., Gaiko P.P. și colab. Sursa de perspectivă a radiației coerente pentru analiza gazelor laser a atmosferei bazată pe TL3ASSE3 neliniară3. // Optica atmosferei și oceanului, 1988. T. 1. Nr. 1. P. 126129.
36. Witteman V. C02-Laser. Pe. din engleza M.: MIR, 1990. 360 p.
37. Megie G. și colab. Profile verticale ale ozonului stratosferic prin lidar sondând de la sol. // Nature, 1977. V. 270. N 5635. P. 349-351.
38. ZUEV V.V. Controlul optic la distanță al modificărilor stratosferice. Tomsk: IHP "Rasco", 2000. - 140 p.
39. Bell F.g. Generarea de valuri optp-acustice. // FILFO. Mag., 1881. V. 11. -P.510-513
40. Wingers M.L. // Dan Ussr, 1938, .ț. 19. P. 687.
41. Kerr E.l., Atwood J.G. Spectrofonul de absorbție iluminat cu laser: o metodă de măsurare a absorbției slabe la lungimile de undă cu laser. // appl. Opt, 1968. V. 7. №5.-p. 915-921.
42. AGEEV B.G., Căpitane V.A. Ponomarev Yu.N. Analizoare cu gaz laser optic-acustic. // Producția științifică 2003. Nr. 9. P. 30-31.
43. Dewey C.F. Opto-fcoist-spectroscopie. // Inginerie optică, 1974, V. 3, P. 483-488.
44. Goldan P., Goto K. Un sistem rezonant acustic pentru detectarea absorbției infraroșii cu nivel scăzut la poluanți atmosferici. // J. APPL. Phys., 1974. V. 45. Nr. 10. -P. 4350-4355.
45. Max E., Rosengren L.G. Caracteristicile unui detector rezonant de concentrație de gaze optoucousstice. // Comunicarea optică, 1974. V.L 1. Nr. 4. P.422-426.
46. \u200b\u200bAntipov A.B, Căpitanul V.A., Ponomarev Yu.N., Sapozhnikova V.A. Metoda acustică optică în spectroscopia laser a gazelor moleculare. -Nosbirsk: știință, 1984. 128 p.
47. Shumate M. S., Menzies R.T., Margolis J.S., Rozengren L.G. Absorbția vaporilor de apă a radiației laser dioxid de carbon. // appl. Opt., 1976. V. 15. Nr. 10. -P. 2480-2488.
48. Sidorenko A.b., Sidorenko C.a. // în KN: probleme moderne de geologie și geochimie a fosilelor combustibile. M.: Science, 1973.
49. Sidorenko A.V., Sidorenko S.A., Teniakov V.A. Procesele metamorfice sedimentare și "respirația gazului" a crustei Pământului. // Dan, 1978. T. 238. Nr. 3-p. 705-708.
50. BARTASHEVICH O.V., Zorkin Ji.M., Zubayakin C.JI. Principiile de bază și rezultatele aplicării metodelor geochimice directe de căutări pentru câmpurile de petrol și gaze. / Metode chimice auto de căutare a depozitelor de minereu. Essentuki, 1976 - pp. 41-47.
51. Briryulin V.P., Golubev O.A., Mironov V.D., Popov A.i. și colab. Căutări geochimice pentru depozitele de gaz-minef de către spectrometrie laser la distanță metan și aer de suprafață. // geologia petrolului și gazului, 1979. №4.-S. 27-31.
52. Kolobashkin V.M., Popov A.i. Noi caracteristici ale metodei de absorbție cu laser. // Nature, 1981. №7. S.50-57.
53. Mironov V.D., Popov A.i., Sadchikhin AV // Zhps, T. 33. voi. 4. 1980. -S. 742-744.
54. Dolgriy S.I., Ippolitov I.I., Khmelnitsky G.S., Shubin S.F. Analizor de gaze acustice rezonante laser pentru controlul impurităților atmosferice mici. // l.: Instrumentație 1982, T. XXV. Nr. 12 pp. 71-74.
55. Antipov A.b., Antipov B.a., Sapozhnikova V.A. Coeficienții de absorbție a unor hidrocarburi în domeniul generației OCG C A, \u003d 3,39 μm. // Știri despre universități, fizică. 1974. Nr. 2. P. 157-158.
56. Makushkin Yu.S., Mitzel A.a., Khmelnitsky G.S. Diagnosticarea absorbției laser a gazelor atmosferice. // Zhps, 1981. T. 35. voi. 5. Din 785-791.
57. Andreev Yu.M., Zuev V.V., Romanovsky O.a. Motorul de căutare automatizat pentru lungimi de undă optimă pentru metoda de analiză a gazelor de absorbție diferențială. // m.: VINITI, 1988. Nr. 4059-B88 62 S.
58. Enciclopedia chimică. M.: Enciclopedia sovietică, 1988. T. 1.1. C.476-477.
59. Măsuri Analiza ecuației R. M. Lidar care permite durata de puls laser pe durata de viață a obiectivelor și a perioadei de integrare a detectorului. // appl. Opt., 16 1092, 1977.
60. Krekov G.m., Rakhimov R.f. Modelul de locație optică a aerosolului continental. Novosibirsk: știința 1982. -196 p.
61. KARAUPUSIKOV A.I., PTASHNIK I.V. și colab., posibilitatea de a folosi un lidar de elicopter bazat pe radiația unui laser tunic de ceai sog pentru a detecta scurgerile metanice. // Optica atmosferei și oceanului, 1999. T. 12. №4.-c. 364-371.
62. Rothe K.W., WERTHER N., Werner J. Măsurători de absorbție diferențială cu ir și lasere UV cu frecvență fixă \u200b\u200b// Senzarea la distanță optică și laser. Kishinger.
63. D. K. și Mooradian A., Eds., Springer-Verlag, Berlin, 1983.
64. Murray e.r. Măsurători de la distanță ale gazelor utilizând lasere cu infraroșu regretă. // opt. Eng., 16, 284. 1977.
65. Prokhorov a.m., Bunkkin F.m., Gochelashvili K.S., Shimov V.I. Propagarea radiației laser în medii aleatorii neomogene. // UFN, 1974.- 415-456.
66. Gurvich A.S., KON A.I. și alții. Radiația laser într-o atmosferă turbulentă. M.: Science, 1976. - p. 279.
67. ENTIBUM V.YA., KHMELEVTSOV S.S. Extinderea grinzilor luminoase concentrate într-o atmosferă turbulentă. // IZV. Universități. Ser. Fizica, 1972. №3. -S.91-96.
68. Selby j.e.a. Și McClatchey R.A. Transmisie atmosferică de la 0,25 la 28,5 pm: Codul computerului Lowtran 2. // Tech. REP, AFCR-TR-72-0745, 1972.
69. Zuev V. E. Răspândirea valurilor vizibile și în infraroșu în atmosferă. -M.: OV. Radio, 1970.- 496 p.
70. McClatchey R.A., Benedict W.S., Clough S.A. și colab. / Compilarea parametrilor de parametri de absorbție atmosferică AFCR. // tech. REP, AFCRL-TR-73-0096, ERP N. 434, 1973.
71. Rothman L.S., GAMACHA R.R., Goldman F. și colab. Baza de date HITRAN: ediția din 1986. // appl. OPTA. 1987. V. 26. Nr. 19. P. 4058-4097.
72. Bondarenko S.L., Dolgiy S.I, Zuev V.V., Kataev M.Yu., Mitzel A.a., Plimsky OA, PTASHNIK I.V. și alții. Analiza gazelor multicomponente cu laser a stratului de suprafață a atmosferei. // Optica atmosferei și oceanului, 1992. T. 2. Nr. 6.-S.611-634.
73. Dolgriy S.I., Kudinova L.P., Mitzel A.a., Khmelnitsky G.S., Shubin S.F. Sistemul de determinare a concentrației gazelor cu ajutorul unui laser este preparat în C02. / Sisteme experimentale de automatizare pentru optica atmosferică. - Tomsk, 1980. - P. 67-78.
74. Zharov V.P., Bishalov B.C. Spectroscopie acustică optică laser. -M. Știință, 1984.-320 p.
75. Andreev Yu.M., Voevodin V.G., Gribenyukov A.i. și colaboratori de gaze de traseu bazat pe un laser C02 rearanjat cu un dublu de frecvență .// ZHPS 1987. T. 47. Nr. 1. - P. 15-20.
76. Dolgriy S.I., Khmelnitsky G.S., Shubin SF. Analizele de gaze la distanță în atmosferă cu un CO2 reconstruit discret al laserului. // Procedură: Metode de absorbție cu laser pentru analiza microcentrațiilor de gaze. - M.: Energoatomizdat, 1984. - C.121-130.
77. Tikhonov a Ar., Arsenin V.Ya. Metode de rezolvare a sarcinilor incorecte. M.: Science, 1974, 351 p.
78. Dolgiy S.I., | 3UV V.V., Smirnov S.V., Shubin S.F. Analizoarele de gaz laser IR de absorbție diferențială "TRAL-3" și "TRUBLE ZM". // atmosfera optică, 1991. T. 4. Nr. 5.- S. 515-521.
79. Chimie. Ghid de referință. Pe. Cu acesta. Ji.: Chimie. 1975. - 575 p.
80. Dolgriy S.I., Ippolitov I.I., Khmelnitsky G.S., Shubin S.F. Studiul slăbirii radiațiilor laser în atmosfera Moscovei olimpice. / Rezumatele rapoartelor VII ale simpozionului All-Union privind răspândirea radiațiilor laser în atmosferă. Tomsk 1981.- S.62-65.
81. Yelnikov a.b., Zuev B.B., Bondarenko S.L. La restaurarea profilurilor de ozon stratosferic din aceste senzații Lidar // Optica atmosferei și oceanului. 2000. T 13. Nr. 12 p. 1112-1118.
82. Claude N., Sconenborn F., Streinbrecht W., Vandersee W. Dial Măsurătorile de ozon la MET. OBS. Hohenpei | 3neberg: climatologie și tendințe. // proc. 17-TH ILRC se abține. De lucrări, Sendai, Japonia. 1994.p.413-415 Sendai, Japonia.L994.p.
83. Proiectarea sistemelor optice Mcdermit pentru un sistem lidar stratosferic // appl. OPTA. 1995 v34. N. 27 P. 6201-6210.
84. Godin S., David C., Lakoste a.m. Măsurători sistematice de ozon și aerosol Lidar la OHP (44 ° N, 6 ° E) și Dumont // AbSr. De lucrări ale celor 17 ILRC. Sendai, Japonia. P. 409-412. 1994.
85. Stefanutti L., Castagnoli F., Delguasta. și colab. Un depolarizare de patru lungimi de undă de blocare Lidar pentru monitorizarea IISC // appl. Phys. 1992, V. B55. P.13-17.
86. Tikhomirov A.a. Clasificarea metodelor de comprimare hardware a gamei dinamice a semnalelor Lidar și a criteriilor lor estimate // Tez. Dokl.Vii All-Union. Simp. Pe Laz. Și acustici. Sondă. Atmosfera. -Tomsk: TF de la Academia de Științe a URSS, 1982.- din 173-176.
87. Pravdin B.Jl, Zuev V.V., Nevzorov A.V. Controlul electronic al coeficientului de amplificare FES la înregistrarea semnalelor Lidar cu o gamă dinamică mare în modul de cont fotonic // Optica atmosferei și oceanului, 1996. T. 9. Nr. 12 pp. 1612-1614.
88. Zuev V.V., Elnikov A.V., Burlakov V.D. Solicitarea laser a atmosferei medii. / Sub ediția generală a CORR. Ras V.V. Zeva Tomsk: Rasco, 2002.-352 p.
89. Flee J.A., Morris J.R., Feit M.D.// appl. Phys. 1976. V.10.№ 1.-p.129-139
90. Astafurov V.G., Mitzel A.a. Caracteristicile prelucrării semnalelor Lidar atunci când măsurați atmosfera impurităților de gaze. // Automotor. 1984. №1.-c. 92-97.
91. Marichev V.N., Zuev V.V., Kharpov P.A., Dolgiy S.I., Nevzorov A.V. Ladar observațiile distribuției verticale a ozonului stratosferic peste Tomsk în vara anului 1998 // Optica atmosferei, 1999. T. 12. Nr. 5, - P.428-433.
92. Yelnikov A.V., Zuev V.V., și alții. Primele rezultate ale observațiilor Lidar ale Ozonului stratospheric asupra Siberiei de Vest. // atmosfera optică, 1989. t.2. № 9. P. 995-996.
93. Dolgriy S.I., Zuev V.V., Marichev V.N., Sharabarin E.V. Rezultatele experimentului pe probarea lidar a ozonului și temperaturii în troposferă și stratosfera. // atmosfera optică, 1996. T. 9. Nr. 8-S. 11231126 ,.
94. Long S.I. ,. Zuev V.V., Marichev V.N., Kataev M.Yu., Nevzorov A.V. Extinderea funcționalității DP-Lydar. În carte: Tezele de rapoarte ale simpozionului IV // Optica atmosferei și oceanului, 1997. P. 210.
95. Zuev V.V., Kataev M.Yu., Mitzel A.a. Prelucrarea acestor ozon stratosferic obținută de două valuri UV DP-Lidar: codul sonor al computerului. // Știri ale fizicii universităților, №11. Per. №2672-B94. 25c.
96. BONDERKO C.JI. Restaurarea caracteristicilor stratului de ozon stratosferic conform datelor experimentale. Doctor Disertație -Tomsk, 2002.- 136 p.
97. Nakane N., Sugimoto N., Hayashida S., Sagano Ya. Și Matsui I. Cinci ani Lidar Observarea profilurilor verticale de ozon stratosferic la Nies, Tsukuba (36 ° N, 140 ° E) // Proc 17- Ilrc Sendai, Japonia. 1994.-p.416-419.
98. Kruger A.J., Minzner R.A. Un model de ozon latitudine latitudine pentru atmosfera standard din 1976 US. // geofilii. Res. 1976. V. 81. N 24. P. 4477-4487.108. http: //www-sage2.larc.nasa.gov/introdaction.
99. Dolgriy S.I., Zuev B.B., Bazhenov O.e. Climatologie și tendințe de ozon stratosferic peste Tomsk. // Optica atmosferei și oceanului, 2004. T.17.№4.-s. 312-316.
100. ZUEV V.V., Dolgii S.I., Bondarenko S.L., Bondarenko M.A. Comparația profilurilor distribuției verticale a ozonului obținute la stația Lidar Siberiană împotriva datelor prin satelit. // procedura de spie. 2004, V. 5743. P.498-501.
101. Zuev V.V., Dolgii S.I., Nevzorov A.V. Climatologia și tendința de ozon stratosferic față de Tomsk pentru perioada 1996-2003. // Rezumatele celei de-a 22-a conferințe internaționale de radar laser. Matera, Italia. P. 585-589.
102. Zuev V.V., Dolgii S.I., Nevzorov A.V. Dial Măsurători ale ozonului stratosferic asupra Tomsk pentru perioada 1996-2003., // în: Rezumatele ICOT 2004 Beijing, China., 2004. P 12.
103. Long S.I. Rezultatele cercetării integrat de poluare în domeniul câmpurilor de petrol și gaze. // Procedura de întâlnire interregională "Ecologia va înțelege râurile siberice și arctica" / sub. ed. Zueva v.V. Novosibirsk: Editura SB Ras, 1999. P. 171-176.
104. Zuev V.V., Zuev V.E., Burlakov V.D., Dolgin S.I., Elnikov A.v., Nevzorov A.V. Climatologia aerosolului stratospheric și a ozonului în funcție de observațiile perene în stația Ladar Siberiană. // Optica atmosferei și oceanului, 2003. T16. № 8. S.719-724.
105. Burlakov VD, Dolgiy S.I., Nevzorov A.V. Modernizarea complexului de măsurare a stației Ladar Siberian // Optica atmosferei și oceanului, 2004. T.17. Nr. 10. P.857-864.
106. Zuev V.V., Dolgiy S.I. Climatologie și tendințe de ozon stratosferic peste Tomsk. // Lucrări ale Conferinței internaționale II "Mediu și ecologie din Siberia, Orientul Îndepărtat și Arctica (EESFEA-2003) Tomsk, 2003. T. 1.-S. 74.
107. Schwartsev, Savichhev O.g. și alții. Studii complexe eco-geochimice ale apei p. Obi. // Procedura de întâlnire interregională "Ecologia râurilor Siberian și Arctic". Tomsk, 1999. - P. 110-115.
108. Belitskaya E.a., Guznyaeva M.Yu. și alții. Impurități organice în apele din mijlocul OB. // Procedura de întâlnire interregională "Ecologia râurilor Siberian și Arctic". Tomsk, 1999. - P. 122-129.
Analizorul de gaz laser foarte sensibil este conceput pentru a analiza conținutul de gaze de impuritate în probele de aer. Elementele principale ale analizorului de gaz: un CO 2 -Laser Wavelat, o celulă acustică optică rezonantă, precum și un computer, în biblioteca care conține informații despre liniile de absorbție de 37 de gaze. Sunt prezentate informații despre limitele de detectare a gazului analizorului de gaz dezvoltate de analizorul de gaz. Limita de detecție față de amoniac cu o eroare de 15% este de 0,015 ppb.
Necesitatea unui control constant asupra conținutului unui număr mare de poluare în domenii semnificative în costurile rezonabile de fonduri și forța de muncă este stabilit pentru a dota serviciul de control al mediului cu analizoare de gaze care îndeplinesc următoarele cerințe: 1) pragul de detectare la nivelul de concentrațiile maxime admisibile de substanțe analizate; 2) selectivitate ridicată în raport cu străinii; 3) analiza multicompenența; 4) viteza mare (timpul ciclului de măsurare mică în timpul gardului de eșantionare unic), oferind capacitatea de a lucra în mișcare și răspuns relativ rapid la excesul de concentrație specificat; 5) Continuitatea măsurătorilor timp de 2-4 ore pentru a determina dimensiunea zonei contaminate.
Metodele existente pentru detectarea gazelor pot fi împărțite în tradiționale (non-spectru) și optice (spectroscopice). Lucrarea enumeră avantajele și dezavantajele principalelor metode tradiționale în ceea ce privește utilizarea lor pentru analiza impurităților gazelor de compoziție complexă în aer.
Metode spectroscopice, dezvoltarea rapidă a cărei dintre acestea este determinată de caracteristicile unice ale laserelor, vă permit să eliminați dezavantajele de bază ale instrumentelor tradiționale și să furnizați viteza, sensibilitatea, selectivitatea și continuitatea necesară. În cele mai multe cazuri, media I.K.-regiune a spectrului, în care principalele benzi oscilative ale majorității covârșitoare a moleculelor sunt concentrate pentru a detecta poluarea aerului prin metode spectroscopice. Visible și U.F.-zona în această privință sunt mai puțin informative.
Un loc special în familia analizelor de gaze cu laser IK ocupă dispozitive cu 2 -Laser-MI. Aceste lasere sunt durabile, fiabile și ușor de utilizat și vă permit să detectați mai mult de 100 de gaze.
Analizorul de gaze (eșantion) este descris mai jos, satisfăcând cerințele de mai sus. Ca sursă de radiație, se utilizează un laser de undă de colecție CO 2, un element sensibil este o celulă optică rezonantă (R.O.Y.). Metoda optică-acustică se bazează pe înregistrarea unui val de sunet, excitat într-un gaz atunci când este absorbit de amplitudinea radiației laser în R.O.A. Presiunea valului de sunet proporțional cu puterea absorbită specifică este înregistrată de microfon. Schema structurală a analizorului de gaz este prezentată în fig. 3.1. Radiația modulată de la 2 -L-Zer cade pe unitatea de restructurare a lungimii de undă. Acest nod este o rețea de difracție care permite reconstruirea lungimii de undă de radiație în intervalul de 9,22-10,76 microni și recepționează 84 de linii laser. Apoi, radiațiile prin intermediul sistemului oglinzilor este trimis la volumul sensibil al R.O.A., unde se înregistrează aceste gaze care absorb radiațiile primite la acesta. Energia radiației absorbite crește temperatura gazului. Separate pe axa căldurii celulare prin, în principal, convecția este transmisă de pereții celulei. Radiația modulată determină modificarea corespunzătoare a presiunii de temperatură și gaze. Schimbarea presiunii este percepută de membrana microfonului capacitiv, care conduce la apariția unui semnal electric periodic, a căror frecvență este egală cu frecvența de modulare a radiațiilor.
Figura 3.1. Schema structurală a analizorului de gaze
Figura 3, 2 prezintă schița cavității interioare R.O.A.Y. Se formează din trei volume active cilindrice: volumul 1 și 2 amplasate simetric cu un diametru de 20 mm și volum interior 3 cu un diametru de 10 mm. Intrarea 4 și ferestrele de ieșire sunt fabricate din materialul BAF2. Microfonul este montat în partea inferioară a celulei și este conectat la volumul activ al orificiului 6 cu un diametru de 24 mm.
Figura 3.2 Cavitatea interioară a celulei acustice optice rezonante. 1, 2 - Volume externe, 3 - Volum intern. 4, 5 - Ferestre de intrare și ieșire, gaură de 6 - microfon
Rezonanța optică "cauzată de absorbția radiației laser cu gaz, în condiții normale, apare la frecvența de radiație de 3,4 kHz și semnalul de fundal datorită absorbției radiației cu Windows Roaya., Maxim la o frecvență de 3,0 kHz. Calitatea în ambele cazuri este\u003e 20. Un astfel de proiect ROAI oferă o sensibilitate ridicată a analizorului de gaz și vă permite să suprimați contribuția semnalului de fundal utilizând un amplificator de frecvență și de fază. În același timp, Raya. Este insensibil la zgomot acustic extern. Amplitudinea semnalului electric la măsurarea concentrației este determinată prin formula
În cazul în care K este o celulă permanentă este puterea de radiație a laserului, B - coeficientul de absorbție a radiației de gaz, concentrația de gaze.
Un analizor de gaz este calibrat înainte de măsurători utilizând gazul de calibrare (CO2) cu o concentrație cunoscută.
Măsurarea amplitudinii se efectuează utilizând tabla a.p.p., care face parte din compania Computer Advantech. Același computer este utilizat pentru a controla unitatea de rearanjare a lungimii de undă și pentru calcularea concentrațiilor de gaze măsurate.
Programul dezvoltat de procesare a informațiilor este destinat unei analize calitative și cantitative a amestecului de gaze pe spectrul de absorbție al radiației laser cu 2 laser. Informațiile sursă pentru program sunt spectrul de absorbție măsurat al amestecului de gaze analizate. Un exemplu de spectru de absorbție a azotului, construit în unități de grosime optică, prezentat în Rice3,3a și în figura 3.3b este un exemplu de spectru de absorbție cu o mică adăugare de amoniac.
Figura 3.3 Spectrele de absorbție: A - azot sub presiune atmosferică normală, B - Amestec de amoniac de azot.
Grosimea optică în cazul în care
Cm -1 atm -1 - coeficientul de absorbție al gazului J-Th pe linia laser I-OH, cu I, ATM - concentrația de gaz J-Th, i Biblioteca componentei posibile conține valorile coeficienților de absorbție și este o dimensiune de matrice (n x m). Numărul de gaze prezentate în biblioteca t \u003d 37, numărul maxim de linii laser analizate N - 84 (21 linii în fiecare ramură de CO 2 -LASER). În procesul de analiză a spectrului amestecului de gaz format prin suprapunerea liniilor de absorbție ale acelei părți ale amestecului de gaze, programul selectează din bibliotecă acele componente care permit cea mai bună modalitate de a descrie spectrul de amestec. Unul dintre principalele criterii de căutare pentru cel mai bun set al componentei este dimensiunea deviației standard între experimental și găsită ca urmare a iterații de către spectrul de absorbție: Algoritmul pentru rezolvarea problemei inverse - căutarea concentrațiilor conform spectrului de absorbție cunoscută - a fost construită utilizând metoda de excludere a Gauss și metoda de regularizare pentru Tikhonov, iar principalele dificultăți ale implementării sale sunt asociate cu o evaluare a rezoluției Soluție (elementele matricei coeficienților de absorbție, precum și membrii liberi, sunt cunoscute doar aproximativ), alegerea parametrului de regularizare și găsirea criteriilor de încetare a procesului iterativ. Tabelul prezintă informațiile estimate despre limitele pentru detectarea unor gaze de către analizorul de gaze descris: Limita de detectare, PPB Limita de detectare, PPB Acroleină Monometal hidrazină Percloretilenă t-butanol. Propanol. Clorură de vinil Hexafluorură de sulf Trichloretilenă Hexakhlorbutadienă Hidrazină Dimetilhidrazină 1.1 -Difluoretilenă. Isopropan. Cloroform de metil Acetat etilic Metil etil cetonă Caracteristicile principale de funcționare ale analizorului de gaz: numărul gazelor măsurate simultan - la 6; Timpul de măsurare 2 min; Limita de detecție pentru dioxidul de carbon 0,3 RRT: Limita de detecție pe amoniac 0,015 ppb: Domeniul de măsurare cu dioxid de carbon 1 RRT -10%; Domeniul de măsurare în amoniac 0,05 PPB-5 RRT; Eroare de măsurare 15%; Tensiunea sursei de alimentare 220V ± 10%. [ unu] Efectul analizorului de gaz laser Yokogawa TDLS200 se bazează pe metoda spectroscopiei de absorbție cu laser cu diode. Acest dispozitiv este caracterizat printr-o selectivitate ridicată și stabilitate pe termen lung, oferă o analiză rapidă "in-situ" (direct în țeavă) a gazelor cu componente corozive-agresive sau temperaturi ridicate. Care este principiul funcționării acestui dispozitiv și unde își găsește aplicația? Analizorul de gaz laser utilizează metoda spectroscopiei de absorbție bazată pe o diodă laser caser (TDLA) și are capacitatea de a măsura concentrația în proba de gaz cu selectivitate ridicată și fără contact direct, numai prin iradierea radiației eșantionului de gaze de către radiație a diodei laser reconstruite. Astfel, "in-situ" rapidă și exactă poate fi efectuată în procesul procesului tehnic în diferite condiții. De exemplu, măsurătorile pot fi efectuate la temperaturi de până la 1500 ° C, precum și în fluide cu presiune pulsantă. Analizorul gazului laser Yokogawa TDLS200 poate, de asemenea, să măsoare cu gaze corozive-agresive sau toxice. Semnalele analitice exacte formate de analizor au un timp minim de răspuns, care contribuie la o creștere a producției de produse, crește eficiența energetică și siguranța în diferite procese tehnologice de producție. Simplitatea designului (lipsa pieselor mobile și a componentelor cu o durată de viață limitată) garantează funcționarea și gestionarea aproape nici o întreținere. Analizor de gaz laser Yokogawa TDLS200 este un nou tip de analizoare de gaz laser utilizate pentru măsurători industriale. Utilizarea metodei de integrare a zonei de vârf elimină erorile de măsurare cauzate de o schimbare a presiunii și de prezența altor gaze din eșantion. De asemenea, vă permite să determinați cu precizie concentrația componentelor de gaz, chiar și în același timp, schimbarea simultană a temperaturii și a altor indicatori. Acest articol reprezintă o prezentare generală a analizorului de gaz laser TDLS200, a funcțiilor și a principiului măsurării acestuia și ia în considerare și exemple de aplicare a acesteia. Analizorul de gaz are o unitate de radiație și o unitate de detectare, care este de obicei plasată una de cealaltă pe laturile opuse (peste) a țevii de gaz, prin care fluxul de gaz al procesului tehnic. O astfel de opțiune este utilizată pentru conductele de gaz până la 20 m lățime. Ferestrele optice sunt separate de părțile interne ale analizorului din mediul măsurat. Radiația laserului semiconductor trece prin fereastra optică a unității de radiație, gazul măsurat, fereastra optică a blocului de detecție și atinge fotodetectorul. Un fotodetector înregistrează un fascicul laser și își transformă energia într-un semnal electric. Dispozitivul de calcul al unității de emisie definește spectrul de absorbție al componentei măsurate, calculează zona de vârf a spectrului, o convertește la concentrația componentă și afișează 4 ... 20 MA ca semnal analogic. Mecanismul de ajustare are o structură ondulată, care vă permite să simplificați reglarea unghiului axei axei optice, menținând în același timp etanșeitatea conductei, care este deosebit de importantă pentru procesele tehnologice din industrie. Conectarea blocului de radiație și a unității de detectare utilizând dispozitivul de reglare a axei optice simplifică setarea axei optice nu numai pentru configurația standard (două blocuri sunt plasate pe ambele părți ale țevii, după cum se arată în figura 1), dar și pentru alte opțiuni de instalare. Această soluție tehnică vă permite să alegeți metoda de instalare a dispozitivului care este cel mai potrivit pentru componentele măsurate și proiectarea procesului a procesului și, în același timp, garantează condiții optime de măsurare. TDLS200 utilizează o metodă de spectroscopie de absorbție cu laser cu diode (TDLAS). Metoda se bazează pe măsurarea spectrului de absorbție a radiațiilor (infraroșu / aproape de infraroșu), caracteristice moleculelor de substanță datorită energiilor oscilative și de rotație ale tranziției moleculelor în componenta măsurată. Sursa de radiație pentru formarea spectrului este un laser semiconductor cu o lățime de linie spectrală extrem de îngustă. Spectrul de absorbție optică specifică moleculelor principale, cum ar fi O2, NH3, H2O, CO și CO2, este situat în regiunea infraroșu în infraroșu învecinat. Măsurarea mărimii radiației absorbite la o anumită lungime de undă (capacitate de absorbție spectrală) face posibilă calcularea concentrației componentei măsurate. Spre deosebire de spectrometrele convenționale de rezoluție redusă, TDLS200 utilizează un fascicul laser cu o lățime de linie spectrală extrem de îngustă. Emițătorul este diodele laser reconstruit, lungimea de undă de radiație poate fi schimbată prin ajustarea temperaturii laserului și a curentului de excitație. Acest lucru vă permite să măsurați un singur vârf de absorbție din mai multe cadre în spectru. Astfel, după cum se arată în figura 6, un vârf de absorbție poate fi selectat pentru măsurarea, care nu este supus interferenței de la alte gaze. Datorită selectivității ridicate în lungimea de undă și absența interferențelor din alte componente din amestecul de gaze, nu este nevoie de prepararea suplimentară a probelor, ceea ce permite utilizarea TDLS200 "in-situ" (direct în timpul procesului). TDLS200 măsoară spectrul separat de absorbție al componentei amestecului de gaz, fără influența componentelor interferente. Măsurarea se efectuează prin extinderea lungimii de undă a diodei laser regulate de-a lungul unui singur vârf al absorbției componentei măsurate. Deși spectrul de absorbție măsurată prin TDLS200 este izolat din componentele interferabile, forma spectrului poate varia (efectul de expansiune) în funcție de temperatura gazului, presiunea gazului prezent în amestecul de gaz a componentelor terților. Pentru măsurători în astfel de condiții necesită compensații. Analizorul de gaz TDLS200 exercită o lungime de undă a valului de radiație a unui laser semiconductor de-a lungul liniei de absorbție a componentei măsurate și calculează concentrația asupra zonei de absorbție spectrală prin metoda de integrare a zonei de vârf. Analizor de gaz Yokogawa TDLS200 Datorită posibilității de măsurare rapidă a "In-situ" (direct în conductă), poate fi aplicată cu succes proceselor tehnice active ca și comenzile de mare viteză atunci când semnalele care sunt necesare pentru a controla semnalele Aceasta conține mărturia concentrațiilor componente sunt hrănite direct la RSU și pentru controlul stării procesului tehnic în timp real. Astfel, TDLS200 poate contribui la optimizarea indicatorilor diferitelor mașini de procesare industrială. În această secțiune, vom analiza măsurarea concentrației reziduale de NH3 în gazul de fum. Rețineți că utilizarea TDLS200 pentru optimizarea procesului de combustie a fost descrisă într-un alt articol al companiei Yokogawa (3). Pentru mai multe informații, consultați acest raport. Amoniacul (NH3) este introdus în gazul de ardere pentru a elimina NOx (curățarea gazelor de ieșire din oxizi de azot), creșterea eficienței colectorilor de praf și prevenirea coroziunii. Excesul NH3 îmbunătățește costurile de funcționare și cantitatea de NH3 reziduală, ceea ce duce la aspectul unui miros rotor. Astfel, cantitatea de NH3 în gazele de eșapament trebuie măsurată, monitorizată și reglată. De exemplu, în echipamentul de curățare a gazelor de eșapament, procesul Denox ICV (recuperare catalitică selectivă) este utilizat în oxizi de azot (recuperare catalitică selectivă), în care NOx este redus la N2 și H2O utilizând injecția NH3 și cataliza selectivă a recuperării Procesul și concentrația reziduală a NH3 (ordinea ppm) în gazele de ardere este măsurată în timp real. Dispozitivele tradiționale pentru măsurarea concentrației NH3 utilizând metode de măsurare indirectă NOx (analiza chemiluminescentă și metoda de electrozi) au un timp de răspuns excelent, necesită o setare a liniei de eșantionare, inclusiv țevi încălzite pentru a evita adeziunea NH3 și, în consecință, costurile de întreținere ridicate astfel de măsurare complexă sisteme. Pe de altă parte, după cum se arată în Figura 8, analizorul de gaz laser TDLS200 este instalat direct în conducta de proces și măsoară direct NH3, ceea ce reduce semnificativ timpul de răspuns și simplifică întreținerea. În plus, semnalul analitic al concentrației NH3 cu un răspuns rapid poate fi implicat în reglarea și optimizarea injectării NH3. Selectivitate ridicată, timp de răspuns mic, simplitatea întreținerii, realizată datorită tehnologiei de măsurare utilizate și execuției constructive a analizorului, oferă posibilitatea aplicării acestuia într-o gamă largă de procese tehnologice. Opțiunile de aplicare includ nu numai măsurarea NH3, luată în considerare în acest articol, ci și determinarea conținutului de CO și O2 în optimizarea proceselor de combustie, măsurarea cantității reduse de apă la instalațiile de electroliză etc. Utilizarea unui astfel de gaz Analizoarele pot aduce o contribuție semnificativă la conservarea mediului și reducerea costurilor de exploatare datorită cererii sale de gestionare a proceselor tehnologice și nu numai în scopul monitorizării. Casuto Tamura, Yukihiko takamatsu, Tomoyaki Nanko,
