JPH08136455A - レーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置 - Google Patents
レーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置Info
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- JPH08136455A JPH08136455A JP6270038A JP27003894A JPH08136455A JP H08136455 A JPH08136455 A JP H08136455A JP 6270038 A JP6270038 A JP 6270038A JP 27003894 A JP27003894 A JP 27003894A JP H08136455 A JPH08136455 A JP H08136455A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザレーダを用いて大気の汚染を監視する
場合において、無害な水蒸気を粉塵から区別してより正
確な汚染状況を把握できるようにする。 【構成】 予め定められた監視対象域４にパルス状のレ
ーザ光を照射し、その監視対象域４からの反射光５を受
光して、その反射光５の強度と照射から受光までの時間
とから、それぞれ粉塵濃度とその存在地点を計測するよ
うにしたレーザレーダによる大気の汚染監視方法におい
て、前記レーザ光としてある一つの方向に偏光したレー
ザ光を用いるとともに、監視対象域４からの反射光５を
互いに異なる二つの方向における偏光成分に分離し、こ
の分離した偏光成分の強度の比率により大気中の水蒸気
と粉塵や発煙との識別を行うようにする。
場合において、無害な水蒸気を粉塵から区別してより正
確な汚染状況を把握できるようにする。 【構成】 予め定められた監視対象域４にパルス状のレ
ーザ光を照射し、その監視対象域４からの反射光５を受
光して、その反射光５の強度と照射から受光までの時間
とから、それぞれ粉塵濃度とその存在地点を計測するよ
うにしたレーザレーダによる大気の汚染監視方法におい
て、前記レーザ光としてある一つの方向に偏光したレー
ザ光を用いるとともに、監視対象域４からの反射光５を
互いに異なる二つの方向における偏光成分に分離し、こ
の分離した偏光成分の強度の比率により大気中の水蒸気
と粉塵や発煙との識別を行うようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鉄所や焼却処理設備
等の発煙・発塵のおそれのある工場の近辺において、発
煙・発塵の程度とその発生箇所の自動監視を行うことを
目的としたレーザレーダによる大気の汚染監視方法とそ
の監視装置に関する。
等の発煙・発塵のおそれのある工場の近辺において、発
煙・発塵の程度とその発生箇所の自動監視を行うことを
目的としたレーザレーダによる大気の汚染監視方法とそ
の監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、製鉄所や焼却処理設備等において
は、大気汚染の防止を目的としてＩＴＶカメラ等を設置
し、その映像を遠隔地点において監視員が監視したり、
或いは画像処理を行って発煙・発塵を自動的に監視する
方式（特開平４−３５８２８５号公報）が採用されてい
る。
は、大気汚染の防止を目的としてＩＴＶカメラ等を設置
し、その映像を遠隔地点において監視員が監視したり、
或いは画像処理を行って発煙・発塵を自動的に監視する
方式（特開平４−３５８２８５号公報）が採用されてい
る。
【０００３】しかし、この方式は、（１）方向によって
太陽光を直接観測したり、他の迷光の影響を受け易く、
（２）夜間・雨天等の天候や時間によっては観測ができ
ない、（３）観測点から発塵地点までの距離が特定でき
ない等の欠点を有する。これに対応する技術として、予
め定められた監視対象域にパルス状のレーザ光を照射
し、その監視対象域からの反射光を受光して、その反射
光の強度と照射から受光までの時間とから、それぞれ粉
塵濃度とその存在地点を計測するようにしたレーザレー
ダによる大気の汚染監視方法が提案されている（特願平
６−１５９００５号）。
太陽光を直接観測したり、他の迷光の影響を受け易く、
（２）夜間・雨天等の天候や時間によっては観測ができ
ない、（３）観測点から発塵地点までの距離が特定でき
ない等の欠点を有する。これに対応する技術として、予
め定められた監視対象域にパルス状のレーザ光を照射
し、その監視対象域からの反射光を受光して、その反射
光の強度と照射から受光までの時間とから、それぞれ粉
塵濃度とその存在地点を計測するようにしたレーザレー
ダによる大気の汚染監視方法が提案されている（特願平
６−１５９００５号）。
【０００４】この方法によれば、前述の欠点、すなわち
太陽光等の外部迷光や天候・時間の影響を受けることな
く発塵状況を観測することができ、また、発塵地点まで
の距離も知ることができる。
太陽光等の外部迷光や天候・時間の影響を受けることな
く発塵状況を観測することができ、また、発塵地点まで
の距離も知ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記レーザレ
ーダによる観測方法で工場内の大気を監視する場合、従
来では、単に後方散乱光の強度のみから発煙や発塵の程
度を計測するようにしていたので、その発煙又は発塵と
水蒸気との識別ができず、このため、本来的に無害であ
る水蒸気を有害な発塵と誤認することがある。
ーダによる観測方法で工場内の大気を監視する場合、従
来では、単に後方散乱光の強度のみから発煙や発塵の程
度を計測するようにしていたので、その発煙又は発塵と
水蒸気との識別ができず、このため、本来的に無害であ
る水蒸気を有害な発塵と誤認することがある。
【０００６】また、レーザ光のレーリー散乱やミー散乱
を利用する場合、後方散乱係数の大きい可視光域近辺の
光を用いると、走査域によっては人間の目に危険である
という欠点も有していた。本発明は、このような実情に
鑑み、レーザレーダを用いて大気の汚染を監視する場合
において、無害な水蒸気を粉塵から区別してより正確な
汚染状況を把握できるようにすることを第一の目的とす
る。
を利用する場合、後方散乱係数の大きい可視光域近辺の
光を用いると、走査域によっては人間の目に危険である
という欠点も有していた。本発明は、このような実情に
鑑み、レーザレーダを用いて大気の汚染を監視する場合
において、無害な水蒸気を粉塵から区別してより正確な
汚染状況を把握できるようにすることを第一の目的とす
る。
【０００７】また、本発明は、さらに人の目に安全なレ
ーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置を
提供することを第二の目的とする。
ーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置を
提供することを第二の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明方
法は、予め定められた監視対象域にパルス状のレーザ光
を照射し、その監視対象域からの反射光を受光して、そ
の反射光の強度と照射から受光までの時間とから、それ
ぞれ粉塵濃度とその存在地点を計測するようにしたレー
ザレーダによる大気の汚染監視方法において、前記レー
ザ光としてある一つの方向に偏光したレーザ光を用いる
とともに、監視対象域からの反射光を互いに異なる二つ
の方向における偏光成分に分離し、この分離した偏光成
分の強度の比率により大気中の水蒸気と粉塵や発煙との
識別を行うことを特徴とする（請求項１）。
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明方
法は、予め定められた監視対象域にパルス状のレーザ光
を照射し、その監視対象域からの反射光を受光して、そ
の反射光の強度と照射から受光までの時間とから、それ
ぞれ粉塵濃度とその存在地点を計測するようにしたレー
ザレーダによる大気の汚染監視方法において、前記レー
ザ光としてある一つの方向に偏光したレーザ光を用いる
とともに、監視対象域からの反射光を互いに異なる二つ
の方向における偏光成分に分離し、この分離した偏光成
分の強度の比率により大気中の水蒸気と粉塵や発煙との
識別を行うことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】この場合、光源から照射するレーザ光とし
て１．４μｍ以上の波長を用いることが望ましい（請求
項２）。また、本発明装置は、予め定められた監視対象
域にパルス状のレーザ光を照射する照射手段と、前記監
視対象域からの反射光を受光する受光手段と、前記反射
光の強度と照射から受光までの時間とからそれぞれ粉塵
濃度とその存在地点を計測する計測手段と、を備えたレ
ーザレーダによる大気の汚染監視装置において、レーザ
光をある一つの方向に偏光させる偏光要素を前記照射手
段に設け、監視対象域からの反射光を互いに異なる二つ
の方向における偏光成分に分離する分離手段を設け、こ
の分離した偏光成分の強度の比率により大気中の水蒸気
と粉塵や発煙との識別を行う識別機能を前記計測手段に
付与したことを特徴とする（請求項３）。
て１．４μｍ以上の波長を用いることが望ましい（請求
項２）。また、本発明装置は、予め定められた監視対象
域にパルス状のレーザ光を照射する照射手段と、前記監
視対象域からの反射光を受光する受光手段と、前記反射
光の強度と照射から受光までの時間とからそれぞれ粉塵
濃度とその存在地点を計測する計測手段と、を備えたレ
ーザレーダによる大気の汚染監視装置において、レーザ
光をある一つの方向に偏光させる偏光要素を前記照射手
段に設け、監視対象域からの反射光を互いに異なる二つ
の方向における偏光成分に分離する分離手段を設け、こ
の分離した偏光成分の強度の比率により大気中の水蒸気
と粉塵や発煙との識別を行う識別機能を前記計測手段に
付与したことを特徴とする（請求項３）。
【００１０】この場合、光源から発するレーザ光を１．
４μｍ以上の波長に変換する変換子を照射手段に設ける
ことが望ましい（請求項４）。
４μｍ以上の波長に変換する変換子を照射手段に設ける
ことが望ましい（請求項４）。
【００１１】
【作用】本願発明者らは、その計測経験及び種々の実験
結果から、監視対象域の微粒子が煙の場合と水蒸気の場
合とで、互いに異なる二つの方向における反射光（後方
散乱光）の偏光成分に相当な差が生じることを見出し
た。本発明は、かかる見地に基づいて成されたもので、
監視対象域からの反射光を互いに異なる二つの方向にお
ける偏光成分に分離し、この分離した偏光成分の強度の
比率により大気中の水蒸気と粉塵や発煙との識別を行う
ため、無害な水蒸気を粉塵から区別して計測できる。
結果から、監視対象域の微粒子が煙の場合と水蒸気の場
合とで、互いに異なる二つの方向における反射光（後方
散乱光）の偏光成分に相当な差が生じることを見出し
た。本発明は、かかる見地に基づいて成されたもので、
監視対象域からの反射光を互いに異なる二つの方向にお
ける偏光成分に分離し、この分離した偏光成分の強度の
比率により大気中の水蒸気と粉塵や発煙との識別を行う
ため、無害な水蒸気を粉塵から区別して計測できる。
【００１２】また、レーザレーダに用いる光源は短パル
ス（数〜数十ｎｓｅｃ）とは云え、その出力は数ｍＪ〜
数十ｍＪと大きいが、１．４μｍ以上の波長域であれば
人間の目に殆んど悪影響を与えることがない。
ス（数〜数十ｎｓｅｃ）とは云え、その出力は数ｍＪ〜
数十ｍＪと大きいが、１．４μｍ以上の波長域であれば
人間の目に殆んど悪影響を与えることがない。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を具体
的に説明する。図１は本実施例で採用した大気の汚染監
視装置の構成図を示し、本実施例では小形ミー散乱レー
ザレーダ（ライダー）システムを採用している。すなわ
ち、本実施例の監視装置１は、レーザ光源２の高調波成
分或いは光学結晶によるパラメトリック発振により得た
１．４μｍ以上の波長の短パルス光をその偏光面を揃え
て大気中に放射する照射手段３と、監視対象域４から戻
ってくる反射光（後方散乱光）５を集光して受光する受
光手段６と、その反射光５を互いに異なる二つの方向に
おける偏光成分に分離する偏光フィルタ又は偏光ビーム
スプリッタから構成された分離手段７と、を備えてい
る。
的に説明する。図１は本実施例で採用した大気の汚染監
視装置の構成図を示し、本実施例では小形ミー散乱レー
ザレーダ（ライダー）システムを採用している。すなわ
ち、本実施例の監視装置１は、レーザ光源２の高調波成
分或いは光学結晶によるパラメトリック発振により得た
１．４μｍ以上の波長の短パルス光をその偏光面を揃え
て大気中に放射する照射手段３と、監視対象域４から戻
ってくる反射光（後方散乱光）５を集光して受光する受
光手段６と、その反射光５を互いに異なる二つの方向に
おける偏光成分に分離する偏光フィルタ又は偏光ビーム
スプリッタから構成された分離手段７と、を備えてい
る。
【００１４】分離手段７の直後には、分離された偏光成
分を検出して電気信号に変換する検出器８が設けられ、
この検出器８は増幅器９を介してトランジェントレコー
ダ１０に接続され、このレコーダ１０にコンピュータ１
１が接続されている。なお、図示していないが、監視装
置１は、照射手段３と受光手段６とが連動して監視対象
域４を自動的に２次元走査する走査機構を有する。
分を検出して電気信号に変換する検出器８が設けられ、
この検出器８は増幅器９を介してトランジェントレコー
ダ１０に接続され、このレコーダ１０にコンピュータ１
１が接続されている。なお、図示していないが、監視装
置１は、照射手段３と受光手段６とが連動して監視対象
域４を自動的に２次元走査する走査機構を有する。
【００１５】コンピュータ１１は、各偏光成分の検出器
８での出力の比率（偏光解消度）を逐次演算し、その比
率より監視対象域４に存在するものが水蒸気か発塵・発
煙か或いはその混合物かを識別する演算プログラムを有
する。また、コンピュータ１１は、上記した各手段を制
御し、短パルス光の放射から反射光５を受光するまでの
時間から監視対象域４までの距離を求め、走査機構の角
度から水蒸気又は発塵の存在を３次元的（距離、方位
角、仰角）に求める演算プログラムも備えている。
８での出力の比率（偏光解消度）を逐次演算し、その比
率より監視対象域４に存在するものが水蒸気か発塵・発
煙か或いはその混合物かを識別する演算プログラムを有
する。また、コンピュータ１１は、上記した各手段を制
御し、短パルス光の放射から反射光５を受光するまでの
時間から監視対象域４までの距離を求め、走査機構の角
度から水蒸気又は発塵の存在を３次元的（距離、方位
角、仰角）に求める演算プログラムも備えている。
【００１６】前記照射手段３のレーザ光源２としては、
ＤＦＢ半導体レーザ等による直接発振手段を採用できる
が、本実施例ではＮｄ：ＹＡＧレーザを採用しており、
その発振波長は１．０６μｍである。このＮｄ：ＹＡＧ
レーザの前方に、ＫＴＰ結晶を用いたパラメトリック発
振器１２が設けられ、この発振器１２によりレーザ光源
２は人の目に特に安全な波長域である１．５５〜１．５
７μｍの波長に変換される。
ＤＦＢ半導体レーザ等による直接発振手段を採用できる
が、本実施例ではＮｄ：ＹＡＧレーザを採用しており、
その発振波長は１．０６μｍである。このＮｄ：ＹＡＧ
レーザの前方に、ＫＴＰ結晶を用いたパラメトリック発
振器１２が設けられ、この発振器１２によりレーザ光源
２は人の目に特に安全な波長域である１．５５〜１．５
７μｍの波長に変換される。
【００１７】また、発振器１２のＫＴＰ結晶はレーザ光
の偏光作用も兼ね備えており、当該発振器１２を通過す
るレーザ光はその波長が変換されるだけでなく、その進
行方向に直交するある特定の一つの方向に偏光される。
なお、発振器１２とは別に偏光フィルタを設けてレーザ
光を偏光させてもよいが、この場合、レーザ出力が大き
く低減するので、本実施例のように変調作用と偏光作用
を兼ね備えた上記ＫＴＰ結晶を採用するのが好ましい。
の偏光作用も兼ね備えており、当該発振器１２を通過す
るレーザ光はその波長が変換されるだけでなく、その進
行方向に直交するある特定の一つの方向に偏光される。
なお、発振器１２とは別に偏光フィルタを設けてレーザ
光を偏光させてもよいが、この場合、レーザ出力が大き
く低減するので、本実施例のように変調作用と偏光作用
を兼ね備えた上記ＫＴＰ結晶を採用するのが好ましい。
【００１８】上記パルス光は、パラメトリック発振器１
２の前方に設けたコリメータを通過し、２枚のミラー１
３により監視対象域４に向けて一定の走査速度で２次元
的に放射される。監視対象域４の方向に向かったパルス
光は途中の光路において粉塵や水蒸気等があれば散乱を
生じて僅かに後方にも散乱し、この後方散乱光５は前記
受光手段６でキャッチされる。
２の前方に設けたコリメータを通過し、２枚のミラー１
３により監視対象域４に向けて一定の走査速度で２次元
的に放射される。監視対象域４の方向に向かったパルス
光は途中の光路において粉塵や水蒸気等があれば散乱を
生じて僅かに後方にも散乱し、この後方散乱光５は前記
受光手段６でキャッチされる。
【００１９】この受光手段６は、望遠鏡型で内部に凹面
鏡１４を有する。この凹面鏡１４で集光された後方散乱
光５は、１．４μｍ以上の透過域を持つ干渉フィルタ１
５を通し、このフィルタ１５の背後に設けた偏光ビーム
スプリッタ（分離手段）７で波面振動が互いに直角な２
つの偏光成分に分離される。その後、各偏光成分に分離
された光は、この波長帯で感度の高いＩｎＧａＡｓより
なる検出器８で電気信号となりトランジェントレコーダ
１０に入る。
鏡１４を有する。この凹面鏡１４で集光された後方散乱
光５は、１．４μｍ以上の透過域を持つ干渉フィルタ１
５を通し、このフィルタ１５の背後に設けた偏光ビーム
スプリッタ（分離手段）７で波面振動が互いに直角な２
つの偏光成分に分離される。その後、各偏光成分に分離
された光は、この波長帯で感度の高いＩｎＧａＡｓより
なる検出器８で電気信号となりトランジェントレコーダ
１０に入る。
【００２０】なお、偏光ビームスプリッタ７による偏光
方向は必ずしも直交させる必要はなく、また照射時の偏
光方向からある程度はずれていてもよいが、分離後の受
光出力をなるべく大きくするには、一方を照射時の偏光
方向に一致させかつ他方をその方向に直交する方向とす
るのが望ましい。なお、本実施例に係る上記監視装置１
の各部の緒元をまとめると、次のＴａｂｌｅ１のように
なる。
方向は必ずしも直交させる必要はなく、また照射時の偏
光方向からある程度はずれていてもよいが、分離後の受
光出力をなるべく大きくするには、一方を照射時の偏光
方向に一致させかつ他方をその方向に直交する方向とす
るのが望ましい。なお、本実施例に係る上記監視装置１
の各部の緒元をまとめると、次のＴａｂｌｅ１のように
なる。
【００２１】
【表１】
【００２２】コンピュータ１１では発振レーザビームの
立上りから反射光５の受信時間Δｔを計算し、ｃ×Δｔ
×１／２＝Ｌとして、粉塵又は水蒸気までの距離を推定
する。なお、ｃは光速である。一方、反射光５の偏光成
分は水蒸気と粉塵等とでその様子が異なり、本発明はこ
の偏光成分の比率の相違から水蒸気と粉塵等とを区別す
る点に特徴がある。
立上りから反射光５の受信時間Δｔを計算し、ｃ×Δｔ
×１／２＝Ｌとして、粉塵又は水蒸気までの距離を推定
する。なお、ｃは光速である。一方、反射光５の偏光成
分は水蒸気と粉塵等とでその様子が異なり、本発明はこ
の偏光成分の比率の相違から水蒸気と粉塵等とを区別す
る点に特徴がある。
【００２３】すなわち、以下に示すＴａｂｌｅ２はある
一定の距離における煙からの後方散乱を検出したもの
で、偏向解消度は発振パルス光と同じ偏向成分とこれよ
り９０°偏光している成分の比を示している。また、Ｔ
ａｂｌｅ３はＴａｂｌｅ２と同じ条件で水蒸気の偏光解
消度を求めたもので、これらの表を比較すれば分かるよ
うに、煙と水蒸気とでは反射光５の偏光成分比が大きく
異なる。
一定の距離における煙からの後方散乱を検出したもの
で、偏向解消度は発振パルス光と同じ偏向成分とこれよ
り９０°偏光している成分の比を示している。また、Ｔ
ａｂｌｅ３はＴａｂｌｅ２と同じ条件で水蒸気の偏光解
消度を求めたもので、これらの表を比較すれば分かるよ
うに、煙と水蒸気とでは反射光５の偏光成分比が大きく
異なる。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】ここで、偏向解消度を与える各偏向成分の
出力値をそれぞれｘ、ｙとすると、Ｔａｂｌｅ２及び３
より検出したい濃度近辺での偏光解消度ｙ／ｘは０．３
３〜０．７７の範囲でバラついている。また、実際には
各偏向成分の出力の絶対値も水蒸気の含まれ具合により
大きく異なっている。このため、コンピュータ内部では
ｙ／ｘのほか（ｘ＋ｙ）／２を計算し、この（ｘ＋ｙ）
／２と先に求めた距離Ｌとで定まる係数Ｚ（＝０〜１．
０）を予め決めておき、水蒸気の濃度Ｍ、粉塵濃度Ｄを
それぞれＭ＝ｙ／ｘ×Ｚ×Ｒ1 、Ｄ＝ｙ／ｘ×（１−
Ｚ）×Ｒ2 として求めるようにしている。なお、Ｒ1 及
びＲ2 は測定系により定まる定数である。
出力値をそれぞれｘ、ｙとすると、Ｔａｂｌｅ２及び３
より検出したい濃度近辺での偏光解消度ｙ／ｘは０．３
３〜０．７７の範囲でバラついている。また、実際には
各偏向成分の出力の絶対値も水蒸気の含まれ具合により
大きく異なっている。このため、コンピュータ内部では
ｙ／ｘのほか（ｘ＋ｙ）／２を計算し、この（ｘ＋ｙ）
／２と先に求めた距離Ｌとで定まる係数Ｚ（＝０〜１．
０）を予め決めておき、水蒸気の濃度Ｍ、粉塵濃度Ｄを
それぞれＭ＝ｙ／ｘ×Ｚ×Ｒ1 、Ｄ＝ｙ／ｘ×（１−
Ｚ）×Ｒ2 として求めるようにしている。なお、Ｒ1 及
びＲ2 は測定系により定まる定数である。
【００２７】一方、コンクリート壁や樹木のようなハー
ドターゲットの場合の偏光解消度は、次のＴａｂｌｅ４
に示すように煙と水蒸気の場合に比べて中間的な値を示
すが、これらのハードターゲットは監視装置１に対して
予測可能な固定した位置にあるので、コンピュータ内で
マッピングする時に予め除去しておけばよい。
ドターゲットの場合の偏光解消度は、次のＴａｂｌｅ４
に示すように煙と水蒸気の場合に比べて中間的な値を示
すが、これらのハードターゲットは監視装置１に対して
予測可能な固定した位置にあるので、コンピュータ内で
マッピングする時に予め除去しておけばよい。
【００２８】
【表４】
【００２９】なお、図６に上記コンピュータ１１の処理
フローの概略を示す。 （実験例）図２は、上記監視装置１を用いてある観測位
置において一定高さで水平方向に走査した場合の正面図
であり、図３は、その水平走査の場合の計測結果を２次
元的に図示したものである。前述の如く、この中でＳ1
〜Ｓ3 、Ｃ1 などハードターゲットはあるが、これはコ
ンピュータ処理により容易に除外できる。
フローの概略を示す。 （実験例）図２は、上記監視装置１を用いてある観測位
置において一定高さで水平方向に走査した場合の正面図
であり、図３は、その水平走査の場合の計測結果を２次
元的に図示したものである。前述の如く、この中でＳ1
〜Ｓ3 、Ｃ1 などハードターゲットはあるが、これはコ
ンピュータ処理により容易に除外できる。
【００３０】また、図４（ａ）（ｂ）は、上記監視装置
１を用いて製鉄所内において煙突から出る排煙を上下方
向に走査観測した場合の正面図と側面図であり、図５
は、この上下走査の場合の計測結果を図示したものであ
る。
１を用いて製鉄所内において煙突から出る排煙を上下方
向に走査観測した場合の正面図と側面図であり、図５
は、この上下走査の場合の計測結果を図示したものであ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
監視対象域からの反射光を互いに異なる二つの方向にお
ける偏光成分に分離し、この分離した偏光成分の強度の
比率により大気中の水蒸気と粉塵や発煙との識別を行う
ので、無害な水蒸気を粉塵から区別して計測でき、監視
対象域の汚染状況を正確に把握することができる。
監視対象域からの反射光を互いに異なる二つの方向にお
ける偏光成分に分離し、この分離した偏光成分の強度の
比率により大気中の水蒸気と粉塵や発煙との識別を行う
ので、無害な水蒸気を粉塵から区別して計測でき、監視
対象域の汚染状況を正確に把握することができる。
【００３２】また、本発明によれば、人の目に安全な
１．４μｍ以上の波長域を採用しているので、監視区域
内に人間が作業していても、その目には殆んど悪影響を
与えることなく観測作業を行うことができる。
１．４μｍ以上の波長域を採用しているので、監視区域
内に人間が作業していても、その目には殆んど悪影響を
与えることなく観測作業を行うことができる。
【図１】本発明を用いたライダーシステムの構成図であ
る。
る。
【図２】一定高さで水平方向に走査した場合の正面図で
ある。
ある。
【図３】煙突と排煙の２次元平面分布を示す計測結果で
ある。
ある。
【図４】（ａ）は上下方向に走査観測した場合の正面
図、（ｂ）はその場合の側面図である。
図、（ｂ）はその場合の側面図である。
【図５】煙突と排煙の距離と高度分布を示す計測結果で
ある。
ある。
【図６】コンピュータの処理フローの一例を示す概略図
である。
である。
１ 監視装置 ２ レーザ光源 ３ 照射手段 ４ 監視対象域 ５ 反射光（後方散乱光） ６ 受光手段 ７ 分離手段（偏光ビームスプリッタ） １１ 計測手段（コンピュータ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002118 住友金属工業株式会社 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 (72)発明者 小林 喬郎 福井県福井市文京５−13−７ 上里宿舎５ −44 (72)発明者 東 洵 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 寺井 克浩 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 井野 勝己 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 旗手 崇文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 原木 裕 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 予め定められた監視対象域にパルス状の
レーザ光を照射し、その監視対象域からの反射光を受光
して、その反射光の強度と照射から受光までの時間とか
ら、それぞれ粉塵濃度とその存在地点を計測するように
したレーザレーダによる大気の汚染監視方法において、 前記レーザ光としてある一つの方向に偏光したレーザ光
を用いるとともに、監視対象域からの反射光を互いに異
なる二つの方向における偏光成分に分離し、この分離し
た偏光成分の強度の比率により大気中の水蒸気と粉塵や
発煙との識別を行うことを特徴とするレーザレーダによ
る大気の汚染監視方法。 - 【請求項２】 光源から照射するレーザ光として１．４
μｍ以上の波長を用いる請求項１に記載のレーザレーダ
による大気の汚染監視方法。 - 【請求項３】 予め定められた監視対象域にパルス状の
レーザ光を照射する照射手段と、前記監視対象域からの
反射光を受光する受光手段と、前記反射光の強度と照射
から受光までの時間とからそれぞれ粉塵濃度とその存在
地点を計測する計測手段と、を備えたレーザレーダによ
る大気の汚染監視装置において、 レーザ光をある一つの方向に偏光させる偏光要素を前記
照射手段に設け、監視対象域からの反射光を互いに異な
る二つの方向における偏光成分に分離する分離手段を設
け、この分離した偏光成分の強度の比率により大気中の
水蒸気と粉塵や発煙との識別を行う識別機能を前記計測
手段に付与したことを特徴とするレーザレーダによる大
気の汚染監視装置。 - 【請求項４】 光源から発するレーザ光を１．４μｍ以
上の波長に変換する変換子が照射手段に設けられている
請求項３に記載のレーザレーダによる大気の汚染監視装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6270038A JPH08136455A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | レーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6270038A JPH08136455A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | レーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136455A true JPH08136455A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17480671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6270038A Pending JPH08136455A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | レーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08136455A (ja) |
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