38944

Применение лидаров для обнаружения и идентификации нефтяного поверхностного загрязнения вод

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Если ЗЛИ имеет соответсвующую длину волны УФ то возникает флюоресценция свечение нефтяного пятна: стрелки 22 а также комбинационное рассеяние КР ЛИ стрелки 33 и на молекулах воды стрелки 44. Жизнеспособность фитопланктона свидетельствует о чистоте воды. Эффект флюоресценции воды можно использовать для индикации сильных органических загрязнений и т. О наличии на поверхности воды нефтяной пленки можно судить и по интенсивности отраженного ЛИ 11.

Русский

2013-09-30

564 KB

20 чел.

3. МЛДЗ

  1.  Применение лидаров для обнаружения и идентификации нефтяного
    поверхностного загрязнения вод.

Лидары – лазерные локационные ОЭС активного типа, предназначенные для активного дистанционного зондирования окружающей среды лазерным излучением (ЛИ) с целью получения информации для решения научных, военных, производственных, экологических и метеорологических задач.

Допустим, что загрязненная нефтяной пленкой поверхность облучается ЛИ от лидара, установленного на самолете (см. рис.1). При этом ЛИ частично отразится от поверхности нефтяной пленки (стрелки 1-1), частично проникнет в пленку и поглотится в ней, оставшаяся часть излучения попадает в чистую воду. Если ЗЛИ имеет соответсвующую длину волны (УФ), то возникает флюоресценция (свечение нефтяного пятна: стрелки 2-2), а также комбинационное рассеяние (КР) ЛИ (стрелки 3-3), и на молекулах воды (стрелки 4-4). Регистрируя с помощью приемного устройства лидара спектр и интенсивность спектральных линий флюоресц-го излучения нефтяной пленки, можно установить наличие нефтяного загрязнения и определить его состав, т.к. различные виды нефти флюоресцируют по-разному. Если исследовать еще вторичный спектр за счет КР (3-3), то можно определить и толщину пленки.

Лидары, использующие эффект флюоресценции называются ФЛЮОРОМЕТРАМИ. Они же могут использоваться для обнаружения фитопланктона и определения в нем концентрации хлорофилла. Жизнеспособность фитопланктона свидетельствует о чистоте воды. Он флюоресцирует на длине волны 0,68 мкм (а утративший способность к фотосинтезу флюоресцирует на других длинах волн). Сканируя по водной поверхности зондирующий лазерный луч может быстро определить границу участка, богатого фитопланктоном. Эффект флюоресценции воды можно использовать для индикации сильных органических загрязнений и т.о. наблюдать рассеивание шлейфов сточных вод.

О наличии на поверхности воды нефтяной пленки можно судить и по интенсивности отраженного ЛИ (1-1). Объясняется это тем, что на длине волны от 10 до 12 мкм отражательная способность нефтяной пленки в 4-6 раз выше, чем у воды. В связи с этим в лидаре можно использовать СО2 лазер с длиной волны 10,6 мкм. Достоинством такого лидара по сравнению с лазерным флюорометром (ЛФ) является относительная простота аппаратуры.

Обычно ЛФ дополняет другую, имеющуюся на борту самолета аппаратуру для обнаружения нефтяного загрязнения с большой высоты, н-р, многоканальные фотокамеры, радиолокаторы для картирования, ИК устройства и микроволновые радиометры. Как только один из этих приборов обнаружит наличие аномалии ан поверхности воды, самолет снижается до такой высоты, когда ЛФ сможет зондировать эту аномалию, чтобы определить является ли аномалия нефтяным пятном и определить тип нефтяного продукта. Реальным примером ЛФ для дистанционного зондирования нефтяных загрязнений воды может служить лидар, установленный на вертолетах службы береговой охраны «ША» для обнаружения нефтепродуктов.

В передающем устройстве этого лидара (рис2 в тетр) используется газовый лазер на молекулярном азоте (N2 лазер), работающий в импульсном режиме с длиной волны 0,3371 мкм (что соответсвует УФ излучению) с пиково мощностью излучения 105 Вт, длительностью импульсов излучения 10 нс и частотой повторения импульсов <= 500 Гц.

В состав Пр.у. входит:

  •  Телескоп Ньютона с диаметром главного зеркала 30 см;
  •  Диссектор в качестве ПОИ;
  •  Оптический многоканальный анализатор для записи и обработки полного спектра флюорисцентного излуч.

Пр.у. ЛФ работает в 2 режимах: детектирования и классификации.

В режиме детектирования (обн-я) работает только 2 из 35 каналов анализатора, которые откалиброваны по флюоресценции чистой морской воды и используются для обнаружения аномалии в принятом сигнале флюоресценции. При обнаружении аномалии ЛФ автоматически переключается в режим классификации, когда функционируют все каналы анализатора.

Как правило, существует некоторая разница в спектрах флуоресцентного излучения морской воды и нефтепродуктов в ночное и дневное время. В точном смысле спектр флюоресцентного излучения нефтепродуктов не позволяет идентифицировать нефтепр по их природе, но их можно идентифицировать по трем группам:

  •  легкие очищенные продукты: дизельное топливо:
  •  сырая нефть;
  •  тяжелые остаточные нефтепродукты: мазут.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7888. Поняття про форму організації навчання 28.5 KB
  Поняття про форму організації навчання Відповідь на питання Як навчати? виводить нас на ще одну важливу категорію педагогіки - категорію форм організації навчання. Якщо поняття метод характеризує змістову або внутрішню сторону навчального процесу ...
7889. З історії розвитку організаційних форм навчання 23.57 KB
  З історії розвитку організаційних форм навчання Загальні форми організації навчання часто називають організаційними системами навчання. У різні періоди розвитку суспільства перевага надавалася тим чи іншим організаційним системам навчання. Найстаршо...
7890. Класно-урочна система навчання, її суть та історія розвитку 19.33 KB
  Класно-урочна система навчання, її суть та історія розвитку Класно-урочна система навчання - це така організація навчального процесу, при якій учні групуються по класах і основною формою навчання є урок. Зміст навчання в кожному класі визначаєт...
7891. Причини, привід та початок Першої світової війни 35.5 KB
  Тема уроку. Причини, привід та початок Першої світової війни. Мета: розкрити причини, привід та початок Першої світової війни розвивати аналітичні вміння при вивченні всесвітньої історії виховувати в учнів зацікавленість до новітнього періоду всес...
7892. Воєнні кампанії 1915-1918 років 19.03 KB
  Тема уроку. Воєнні кампанії 1915-1918 років. Мета: розкрити зміст воєнних кампаній 1915-1918 років розвивати аналітичні вміння при вивченні всесвітньої історії виховувати в учнів зацікавленість до новітнього періоду всесвітньої історії Обладнання:...
7893. Юридична відповідальність 48.5 KB
  Тема. Юридична відповідальність Мета: Розглянути поняття юридична відповідальність, ознаки, види, характеристика розвивати в учнів здатність застосовувати отримані на практиці виховувати в ліцеїстів правову культуру та законослухняність. Обладнанн...
7894. Історія Київської Русі 71 KB
  Історія Київської Русі 1.Київська Русь. Загальна характеристика. За часів князювання Володимира Великого (980-1015 рр.) було завершено формування території Київської Русі. Вона займала територію від Чудського, Ладозького й Онезького озер на пі...
7895. Правопорядок і правопорушення. Юридична відповідальність 57 KB
  Правопорядок і правопорушення Мета: Розглянути правопорядок, законність як важливі суспільно-правові явища, визначити зміст поняття правопорушення та його структуру формувати в учнів позитивну правосвідомість розвивати критичне мислення. Обладнанн...
7896. Правоохоронні органи України 58.5 KB
  Правоохоронні органи України Мета: закріплення знань про правоохоронні органи України, їхню структуру та функції розвиток вміння використовувати на. практиці знання, набуті на уроках з правознавства виховання поваги до органів державної влади (у ц...