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激光探測儀 實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣環(huán)境

閱讀:836      發(fā)布時(shí)間:2019-3-21
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西安理工大研究生發(fā)明了一款便攜式霧霾空間分布激光探測儀,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣污染物的儀器,打破了傳統(tǒng)環(huán)保部門測量大氣污染物的方法,將激光遙感技術(shù)應(yīng)用到了霧霾監(jiān)測領(lǐng)域。據(jù)悉,該儀器還榮獲了陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽一等獎(jiǎng)。

打破陳規(guī)用激光遙感監(jiān)測領(lǐng)域

目前,相關(guān)部門監(jiān)測大氣污染物主要采用的是直接稱重、多點(diǎn)監(jiān)測、人工取樣等方法,上述方法都僅是單點(diǎn)測量。例如直接稱重法,是抽取等量空氣將污染物停留在過濾膜上,直接稱其重量,計(jì)算單位體積中的污染物濃度。而多點(diǎn)監(jiān)測需要架設(shè)許多儀器,不僅耗時(shí)耗力,還不具有實(shí)時(shí)性。因?yàn)榇髿馐橇鲃?dòng)的,往往當(dāng)工作人員把儀器上的數(shù)據(jù)整理出來時(shí),污染源的位置、霧霾污染的空間分布等已經(jīng)發(fā)生了變化。

實(shí)際上,城市每個(gè)區(qū)域的PM2.5數(shù)值都不一樣,而且數(shù)據(jù)也是不斷變化的,這就讓代晨昱萌生了用專業(yè)知識(shí)發(fā)明一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣污染物的儀器的想法。經(jīng)過近兩年努力,他和同學(xué)們完成了設(shè)計(jì)發(fā)明工作。探測儀彌補(bǔ)了現(xiàn)有霧霾探測儀無法進(jìn)行大面積探測的缺陷,大大拓展了探測距離。這款儀器的夜間探測距離為10-20km,白天探測距離為5-8km。

探測儀整體系統(tǒng)主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、光學(xué)接收系統(tǒng)、光電探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及三維掃描控制系統(tǒng)五部分組成。代晨昱解釋,這套系統(tǒng)主要運(yùn)用了光散射和光測距兩大原理。由激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出脈沖激光進(jìn)入大氣,激光與大氣中的霧霾顆粒發(fā)生散射后,由光學(xué)接收系統(tǒng)接收后向散射回波信號(hào),再由光電探測系統(tǒng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),后由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)利用模擬探測方式完成數(shù)據(jù)采集與處理。

實(shí)時(shí)監(jiān)測,霧霾無處逃遁

這款便攜式霧霾空間分布激光探測儀,相較于單點(diǎn)測量,擴(kuò)大了探測范圍,還可對(duì)污染源的位置、污染程度、污染物的擴(kuò)散方式及傳播途徑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,繼而對(duì)霧霾污染的出現(xiàn)提前預(yù)警,使有關(guān)部門前移工作關(guān)口,采取應(yīng)對(duì)措施緩解污染問題。彌補(bǔ)了現(xiàn)有霧霾探測儀無法進(jìn)行大面積探測的缺陷,大大拓展了探測距離。這款儀器的夜間探測距離為10-20km,白天探測距離為5-8km。

以城區(qū)面積約為860余平方公里的西安市為例,實(shí)驗(yàn)表明,4-6臺(tái)探測儀就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)西安市區(qū)的覆蓋探測,工作效率著實(shí)提升了不少。

代晨昱表示,這款儀器可以與現(xiàn)有的顆粒物監(jiān)測儀器設(shè)備配合工作,不僅可以彌補(bǔ)現(xiàn)有儀器的缺陷,配合工作后測試出來的結(jié)果精度更高。他們也期待可以和有關(guān)單位部門、企業(yè)合作,為治污減霾貢獻(xiàn)出自己的一份力量。

年輕的大學(xué)生也懂得要以己之力,為社會(huì)貢獻(xiàn)一份力量。身為地理信息行業(yè)的從業(yè)者,手握各種地理空間技術(shù),在這場休戚與共的霧霾反擊戰(zhàn)中,也應(yīng)多思考,多行動(dòng),多出力,守護(hù)蒼穹之下的那片藍(lán)天。

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