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

47791. Методи розв’язування фізичних задач 196 KB
  Основні методи розвязування задач. Засоби наочності у розвязуванні задач. Класифікація текстових задач та особливості їх розвязування.
47792. Українська мова (за професійним спрямуванням). Курс лекцій 342 KB
  Будучи духовним надбанням усього народу, всієї нації, мова становить суспільне явище, пов’язане з матеріально-виробничим, загальнокультурним, інтелектуальним, побутовим життям людини
47793. СУДОВА ЕКСПЕРТОЛОГІЯ 194.5 KB
  Поняття судової експертизи. Поняття судової експертизи Ст. Фактичні підстави для призначення судової експертизи: ч.76 КПК Обовязкове призначення експертизи: для встановлення причин смерті; для встановлення тяжкості і характеру тілесних ушкоджень; для визначення психічного стану підозрюваного або обвинувачуваного при наявності у справі даних які викликають сумнів щодо його осудності; для встановлення статевої зрілості потерпілої у справах про злочини передбачені ст.
47794. Термічна обробка. Курс лекцій 620.5 KB
  Загальна характеристика термічної обробки Роль термічної обробки у матеріалознавстві Класифікація видів термічної обробки Основні положення теорії термічної обробки Роль термічної обробки у матеріалознавстві Фізикомеханічні і технологічні властивості металів і сплавів на практиці не задовольняють умовам виготовлення або експлуатації деталей виробів продукції машинобудування. Бочвар визначив такі види термічної обробки металів та сплавів залежно від характеру теплової дії: Власне термічна обробка ТО без зміни хімічного складу;...
47796. ТЕОРІЯ ЙМОВІРНОСТЕЙ І МАТЕМАТИЧНА СТАТИСТИКА 5.91 MB
  Класичне означення ймовірності появи події Ймовірність одне з основних понять теорії ймовірностей. Знайти ймовірність встановлення верстату що виготовлений: а третім заводом постачальником подія А; б першим заводомпостачальником подія В. Властивості ймовірності Ймовірність вірогідної події дорівнює одиниці. Ймовірність неможливої події дорівнює нулю.
47797. Информатика и вычислительная техника. Конспект лекций 3.51 MB
  Практические курсант должен по окончании курса иметь такие знания умения и навыки: Понятие информации ее виды формы и способы ее хранения передачи кодирования измерения; Назначение и функции операционных систем и операционных оболочек; Распространенное современное прикладное программное обеспечение назначение и основные функции систем обработки текстов электронных таблиц и их назначения системы управления базой данных Порядок составления алгоритмов и их реализацию. Создание базы данных в Microsoft Excel. Операции над базой...
47798. Основи екології. Курс лекцій 688.5 KB
  Науковотехнічний прогрес швидкість якого на декілька порядків перевищує швидкість адаптування організмів до змінених людиною умов існування породжує нові джерела збурення тиску на біосферу її забруднення знищення природних ресурсів катастрофічне зменшення біорозманіття. Трансграничні забруднення та локальні поліпшення стану довкілля за рахунок руйнування екосистем інших регіонів лише призведуть до подальшої деградації глобальної екосистеми та посилення небезпеки для всієї планети. Екологи України зробили вагомий внесок у розробку...