RU2720637C1 - Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра - Google Patents
Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2720637C1 RU2720637C1 RU2018142058A RU2018142058A RU2720637C1 RU 2720637 C1 RU2720637 C1 RU 2720637C1 RU 2018142058 A RU2018142058 A RU 2018142058A RU 2018142058 A RU2018142058 A RU 2018142058A RU 2720637 C1 RU2720637 C1 RU 2720637C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind direction
- toxic chemicals
- atmosphere
- wind
- passive infrared
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 title claims abstract description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 claims 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0289—Field-of-view determination; Aiming or pointing of a spectrometer; Adjusting alignment; Encoding angular position; Size of measurement area; Position tracking
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерения физико-химических характеристик газовых сред и касается способа обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами. Способ включает в себя использование инфракрасного спектрометра дистанционного действия и автоматизированного метеокомплекта. Угол обзора прибора химической разведки составляет 180 градусов. Информация о направлении ветра, получаемая с помощью автоматизированного метеокомплекта, поступает на автоматизированное рабочее место оператора и одновременно на устройство согласования, где осуществляется ее обработка и формирование сигнала, который направляется на повторный механизм прибора для корректировки сектора обзора с учетом изменения направления ветра. Технический результат заключается в повышении вероятности своевременного обнаружения облака токсических химических веществ. 1 ил.
Description
Предлагаемый способ относится к оптическим методам измерения физико-химических характеристик газовых сред и может быть использован для оперативного обнаружения зараженности приземных слоев атмосферы токсичными химическими веществами (ТХВ) пассивными инфракрасными (ИК) спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра.
В современных условиях идет интенсивное развитие дистанционных средств наблюдения за контролем зараженности атмосферы различными ТХВ на основе пассивных инфракрасных спектрометров. Но вопросы полной автоматизации данного процесса являются до настоящего времени недостаточно решенными.
Для определения зараженности атмосферы ТХВ используются различные подходы (авт. свид. СССР №953, 997; патенты на полезную модель №46.858, 123, 527; патенты РФ №2.155.954, 2.180.126, 2.313.779, 2.342.648, 2.377.597, 2.374.667, 2.385.473, 2.441.220, 2.474.811, 2.469.335, 2.649.094; патенты США №№4.725.773, 5.315.115, 6.477.907; патент WO №93/19.357; Сивцов Г.А. и др. Система технических средств химической разведки и химического контроля армий стран НАТО. М.: ВУ РХБЗ, 2003, 120 с.; Морозов А.Н. Основы Фурье-спектрорадиометрии. Под ред. Васильева С.К. - М: Наука, 2006 и другие). Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ дистанционного обнаружения тонкодисперсных аэрозолей токсичных веществ в местах их хранения и уничтожения при возникновении нештатных ситуаций с помощью пассивных инфракрасных спектрометров (патент РФ №2.441.220, GO 1N 21/35, 2012), который и выбран в качестве прототипа.
Данный способ обнаружения ТХВ в атмосфере основан на сканировании облака ТХВ, содержащего мелкодисперсный аэрозоль, с помощью сигнала пассивных ИК спектрометров, а идентификация веществ осуществляется по максимальному коэффициенту корреляции спектра сигнала с образцовыми спектрами базы данных ТХВ. Представленный способ реализуется в приборе химической разведки дистанционного действия (ПХРДД-2).
Одной из основных характеристик ПХРДД-2 является диапазон введения химического наблюдения по азимуту 360°. При этом время, затрачиваемое на круговой обзор, составляет 5 минут. Угол сканирования в ПХРДД-2 задается вручную и в дальнейшем его корректировка осуществляется таким же образом.
Вместе с тем известно, что распространение облака ТХВ происходит, как правило, по направлению ветра, следовательно, в целях своевременного его обнаружения измерительный инфракрасный канал оптико-механического блока ПХРДД-2 должен быть направлен навстречу ветру. При заданном секторе обзора с определенным углом химическое наблюдение будет осуществляться только в пределах этого сектора. В этом случае данный режим исключает возможность учета изменения направления ветра, постоянно изменяющегося, как во времени, так и в пространстве. В соответствии с статистикой, за сутки оно может поменяться минимум два раза. Это обусловлено разницей температуры и атмосферного давления над сушей и водной поверхностью в дневное и ночное время. Суша, в отличие от водной поверхности, быстро нагревается днем и быстро остывает ночью. В дневное время на суше пониженное давление, а над водной поверхностью повышенное, ночью - наоборот. Поэтому дневной ветер дует со стороны водной поверхности на более теплую сушу, а ночью с более охлажденной суши в сторону воды. Как было отмечено выше, в известном способе изменение направления ветра в течение суток не учитывается, что снижает вероятность своевременного обнаружения облака ТХВ.
Технической задачей изобретения является повышение вероятности своевременного обнаружения облака ТХВ путем автоматической корректировки угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия с учетом изменения направления ветра. Поставленная задача решается выбором угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия в 180 градусов, а также поступлением информации о направлении ветра, в режиме реального времени, на поворотный механизм прибора для корректировки угла обзора в автоматическом режиме.
Структурная схема устройства для корректировки сектора обзора учетом изменения направления ветра представлена на фиг.1, где введены следующие обозначения:
1 - прибор химической разведки дистанционного действия (ПХРДД-2);
2 - автоматизированный метеокомплект (АМК);
3 - устройство согласования;
4 - поворотный механизм;
5 - автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. Информация о направление ветра с АМК (2) в режиме реального времени поступает не только на АРМ (5) оператора но и на устройство согласования (3), где осуществляется ее обработка и выдача сигнала на поворотный механизм (4) ПХРДД-2 для корректировки сектора обзора с устройством изменения направления ветра.
Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения, обеспечивает повышение вероятности своевременного обнаружения облака ТХВ. Это достигается выбором угла обзора в 180 градусов, позволяющем гарантированно зафиксировать распространения облака ТХВ, а также автоматической корректировкой угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия с учетом изменения направления ветра.
Claims (1)
- Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра, отличающийся выбором угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия в 180 градусов, поступлением информация о направлении ветра, получаемой с помощью автоматизированного метеокомплекта, не только на автоматизированное рабочее место оператора, но и одновременно на устройство согласования, где осуществляется ее обработка и формирование сигнала, который направляется на повторный механизм указанного прибора для корректировки сектора обзора с учетом изменения направления ветра.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142058A RU2720637C1 (ru) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142058A RU2720637C1 (ru) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2720637C1 true RU2720637C1 (ru) | 2020-05-12 |
Family
ID=70735122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018142058A RU2720637C1 (ru) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2720637C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU947888A1 (ru) * | 1977-05-18 | 1982-07-30 | Институт технической теплофизики АН УССР | Устройство дл контрол загр знени воздуха |
| US20110063116A1 (en) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | Selex Galileo Limited | Sensing network and method |
| CN108061721A (zh) * | 2016-11-09 | 2018-05-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 大气污染物监测设备 |
-
2018
- 2018-11-28 RU RU2018142058A patent/RU2720637C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU947888A1 (ru) * | 1977-05-18 | 1982-07-30 | Институт технической теплофизики АН УССР | Устройство дл контрол загр знени воздуха |
| US20110063116A1 (en) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | Selex Galileo Limited | Sensing network and method |
| CN108061721A (zh) * | 2016-11-09 | 2018-05-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 大气污染物监测设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| С.В. Башкин и др. "Результаты экспериментальных исследований панорамного инфракрасного фурье-спектрорадиометра" ВЕСТНИК МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА. СЕР. "ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ", No 2, 2016 г., стр. 51-64. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Haarig et al. | Triple-wavelength depolarization-ratio profiling of Saharan dust over Barbados during SALTRACE in 2013 and 2014 | |
| Baars et al. | Target categorization of aerosol and clouds by continuous multiwavelength-polarization lidar measurements | |
| Ehrlich et al. | A comprehensive in situ and remote sensing data set from the Arctic CLoud Observations Using airborne measurements during polar Day (ACLOUD) campaign | |
| Murayama et al. | An intercomparison of lidar‐derived aerosol optical properties with airborne measurements near Tokyo during ACE‐Asia | |
| Seidel et al. | Case study of spatial and temporal variability of snow cover, grain size, albedo and radiative forcing in the Sierra Nevada and Rocky Mountain snowpack derived from imaging spectroscopy | |
| Vodacek et al. | Remote optical detection of biomass burning using a potassium emission signature | |
| Knobelspiesse et al. | Combined retrievals of boreal forest fire aerosol properties with a polarimeter and lidar | |
| Ahn et al. | A comparison of cloud microphysical properties derived from MODIS and CALIPSO with in situ measurements over the wintertime Southern Ocean | |
| Biondi et al. | Supporting the detection and monitoring of volcanic clouds: A promising new application of Global Navigation Satellite System radio occultation | |
| Frish et al. | Low-cost lightweight airborne laser-based sensors for pipeline leak detection and reporting | |
| He et al. | Heterogeneous nucleation of midlevel cloud layer influenced by transported Asian dust over Wuhan (30.5° N, 114.4° E), China | |
| Allen et al. | Atmospheric composition and thermodynamic retrievals from the ARIES airborne TIR-FTS system–Part 2: Validation and results from aircraft campaigns | |
| Kalakoski et al. | Validation of GOME-2/Metop total column water vapour with ground-based and in situ measurements | |
| Shin et al. | The retrieval of the Asian dust depolarization ratio in Korea with the correction of the polarization-dependent transmission | |
| RU2720637C1 (ru) | Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра | |
| McFarquhar et al. | Measurements of Aerosols, Radiation, and Clouds over the Southern Ocean (MARCUS) field campaign report | |
| Stefanutti et al. | The APE-THESEO tropical campaign: An overview | |
| Li et al. | Comparison of summer Arctic sea ice surface temperatures from in situ and MODIS measurements | |
| Cosofret et al. | Passive infrared imaging sensor for standoff detection of methane leaks | |
| Fiorucci et al. | Measurements of low amounts of precipitable water vapor by millimeter wave spectroscopy: An intercomparison with radiosonde, Raman lidar, and Fourier transform infrared data | |
| Mukai et al. | Investigation of atmospheric aerosols based on polarization measurements and scattering simulations | |
| Smith et al. | The validation of ATSR using aircraft radiometer data over the tropical Atlantic | |
| Hansen et al. | Atmospheric monitoring at the Norwegian Antarctic station Troll: measurement programme and first results | |
| Picard et al. | Estimation of superficial snow specific surface area from spectral albedo time-series at Dome C, Antarctica | |
| Zha et al. | Aerosol Optical Properties Measurement using the Orbiting High Spectral Resolution Lidar onboard DQ-1 Satellite: Retrieval and Validation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201129 |