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

19 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

66437. Поняття модернізму і постмодернізму в українському літературознавстві 249 KB
  Об’єктом дослідження стали два потужних явища літератури: модернізм і постмодернізм. Зважаючи на усталеність і визнаність їх у світовому літературному процесі, прагнемо “узаконити” їх в українській літературі, оскільки ще точаться суперечки щодо правомірності вживання термінів...
66438. Стан та перспективи розвитку управлінського консультування на підприємствах України 747.5 KB
  У практичній частині проведений аналіз тенденцій консалтингового забезпечення підпрємств а також аналіз перешкод та приоритетів розвитку менеджмент-консалтингових компаній. Особливості взаємодії консалтингових компаній та підприємств замовників в контексті світових економічних тенденцій...
66439. Анализ особенностей фразеологического оборота в романе М.А. Шолохова «Поднятая целина» 126 KB
  Это произошло без участия сознательной авторской воли просто за прошедшие годы самостоятельность и зрелость были искоренены в крестьянстве приученном к тому что за самостоятельность наказывают вплоть до физического уничтожения.
66443. Програма підготовки майбутніх соціальних педагогів до зміцнення здоров’я дітей у сім’ї 141.62 KB
  В Україні формування відповідального ставлення до здоров’я в дитячому та молодіжному оточенні стає важливим соціально-економічним та гуманітарним складником державної політики. Особливе занепокоєння викликає те, що за даними міністерства охорони здоров’я за останнє...
66444. Российское экологическое законодательство: современное состояние и перспективы развития 170.5 KB
  Целями данного исследования являются: вопросы, связанные с определением общих и специальных факторов, воздействующих на экологическое законодательство; выделение тенденций развития экологического законодательства в субъектах РФ. В ходе работы над дипломным проектом использовались следующие методы: диалектический, логический, сравнительно-правовой, исторический, социологический и др.
66445. Разработка прибора РЭМИ – 4 (регистратор электромагнитного излучения) 4.49 MB
  Согласовываться две платы должны по гибкому шлейфу что облегчит сборку и возможные дальнейшие доработки устройства. Печатная плата индикации и управления крепится к крышке корпуса шестью винтами что обеспечивает надежное крепление печатной платы.