RU717981C - Устройство дл измерени газового состава атмосферы - Google Patents
Устройство дл измерени газового состава атмосферыInfo
- Publication number
- RU717981C RU717981C SU782607348A SU2607348A RU717981C RU 717981 C RU717981 C RU 717981C SU 782607348 A SU782607348 A SU 782607348A SU 2607348 A SU2607348 A SU 2607348A RU 717981 C RU717981 C RU 717981C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- atmosphere
- gas
- laser
- gas composition
- radiation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Изобретение относитс к области лазерной Локации и может быть применено в метеорологии при измерении состава атмосферы в вертикальном и горизонтальном профиле, а также дл контрол газового состо ни атмосферы
Известны устройства дл контрол газового состо ни атмосферы, основанные на измерении резонансного рас- се ни относительно молекул рного или аэрозольного
Недостатком известных устройств дл анализа газового состава атмосферы вл етс недостаточна точность и надежность в определении газовых компонентово Это обусловлено большими техническими трудност ми, св занными с необходимостью высокой стабилизации частоты излучени лазера, настроенного на частоту спектральной линии атмосферЫв
Ввиду изменчивости спектрального состава за счет загр зн ющих газов нет гарантии, что рассе ние опорного излучени лазера обусловлено только молекул рным или аэрозольным рассе нием , т (,ео излучение может не попасть в спектральное окно прозрачности атмосферы
Известно также устройство дл измерени газовых характеристик атмрсферы оптическим зондированием, включающее лазер и оптическую приемную систему В устройстве установлены два лазера, измен ющие длины волн, одна из которых совпадает со спектральной линией исследуемого газа , а друга не совпадает о Сравнива рассто ни излучени от обоих лазеров, определ ют газовый состав атмосферы Настройка частоты излучени лазера на Спектральную /гинию ив окно прозрачности производитс при помощи дисперсионных элементов, помещенных в резонатрр лазера, а Также за счет сдвига линий в магнитном поле Возможен Подбор типа лазера, час 1гота которого совпадает с частотой линий погло1чени о В известном устройстве изменение состава атмосферы технически сложно в св зи с большими трудност ми стабилизации частоты и выбора окон прозрачности дл излучени опорного лазера Цель изобретени - повышение точности и надежности измерений газовых характеристик Достигаетс это тем, что в устрой стве дл измерени газового состава атмосферы оптическим зондированием, включающем лазер с резонатором и оптическую приемную систему, резонатор лазера выполнен в виде двух многоходовых кювет с оптическим переключателем , причем одна из кювет заполнена газовым составом, аналогичным составу атмосферы., а друга таким же составом без измер емого в атмосфере компонента На чертеже показано предлагаемое устройство Устройство содержит две многоходовые герметические кюветы 1 и 2, которые помещены в резонатор лазерао На оптической оси кювет 1,2 расположены оптический переключатель 3, активный элемент, например рубин , полупрозрачное зеркало 5 Опорный сигнал, направл емый в атмосферу , отводитс пластинкой 6 и направл етс на фотоприемник 7 Рассе нное излучение улавливаетс линзой 8 и фотоприемником 9о-Сигнал от фотоприемников 7 и 9 измер етс измерителем отношений 10„ Устройство работает следующим образом , В процессе зондировани газового состава атмосферы генерации попеременно от импульса к импульсу осуществл ютс на резонаторе, образованном многоходовой кюветой 1 или 2 и выходным зеркалом 5с Переключение на соответствующий резонатор осущест вл етс оптическим переключателем 3 Кювета 1 заполн етс газом включающим те молекулы газа, которые необходимо определить, В этом случае при генерации на резонаторе с кюветой 1 за счет резонансного поглощени спектральной линией молекулами исследуемого газа находитс в кювете 1, в спектре излучени лазера образуетс провал, обусловленный гашением генерации на частоте линии поглощени Подбором концентрации поглощающего и постороннего газа и длины кюветы Можно добитьс полного гашени генерации по всему контуру спектральной линии, при этом энерги генерации перекачиваетс в область, где отсутствует селективное поглощение Кювета 2 заполн етс также атмосферой , но в этом случае в кювете отсутствуют молекулы, наличие и состав которых необходимо определить При зондировании газового состава атмосферы опорный сигнал от фотоприемника 7 сравниваетс с рассе нным излучением, улавливаемым линзой 8 и выдаваемым фотопрйемником 9 На линзу 8 попеременно поступает рассе нное излучение от импульсов с провалом в спектре излучени и без Отношение мощностей этих импульсов будет иметь вид j KqQ) J KuO)d где КцО), ) - контуры линии излучени и поглощени ; р - плотность исследуемого газа; 2 - рассто ние, пройденное рассе нным . излучением Количественное содержание газа, который исследуют в атмосфере, 6предел ют по отношению энергий рассе нного атмосферного излучени лазера при генерации, когда резонатор образован кюветой без поглощающего газа, к энергии рассе нного излучени , при генераций, когда в резонатор помещён исследуемый газ, количество которого необходимо определить Причем оптическа толща исследуемого газа в резонаторе такова, что генераци на линии не происходит, в св зи
S7
с чем излучение в атмосфере не испытывает резонансного поглощени . Величина этого поглощени зависит от величины поглощенной энергии спектральной линией исследуемого газа в атмосфере при прохождении рассе нного излучени (при генерации, когда в резонаторе отсутствует исследуемый газ) дл исключени неточностей в измерении, завис щих от нестабильности энергии генерации лазера от импульса.к импульсу Указанное отношение сравниваетс с опорным сигналом , который отвод щей пластиной 6, подаетс на фотоприемник 7 и измеритель отношений 10о
При измерении газового состава, когда спектральна ширина посылаемых импульсов много меньше ширины
79816
линии поглощени и газовый состав определ етс по отношению сигналов на линии и вне ее, точность определени газового состава зависит от воспроизводимости частоты используемого лазерао Так, например, при смещении частоты лазера на 0,1 см коэффициент поглощени линии К() изме 0 н етс в 10 раЗо На высоте l6 км при смещении на 0,1 измен етс К{) в 100 раЗо
Устройство может найти широкое применение при зондировании атмосферы с целью определени промышленных . загр знений, в метеорологии и в различных отрасл х промышленности, где необходим дистанционный контроль за вредными газовыми примес ми. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782607348A RU717981C (ru) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | Устройство дл измерени газового состава атмосферы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782607348A RU717981C (ru) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | Устройство дл измерени газового состава атмосферы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU717981C true RU717981C (ru) | 1993-01-07 |
Family
ID=20760977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782607348A RU717981C (ru) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | Устройство дл измерени газового состава атмосферы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU717981C (ru) |
-
1978
- 1978-04-24 RU SU782607348A patent/RU717981C/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4934816A (en) | Laser absorption detection enhancing apparatus and method | |
Schiff et al. | Tunable diode laser systems for measuring trace gases in tropospheric air | |
CN102735643B (zh) | 利用自定标的光腔衰荡光谱测量水汽含量的装置和方法 | |
CN104237135A (zh) | 基于石英音叉增强型光声光谱技术的co气体检测系统及方法 | |
He et al. | Rapidly swept, continuous-wave cavity ringdown spectroscopy with optical heterodyne detection: single-and multi-wavelength sensing of gases | |
WO1982003687A1 (en) | Measuring the concentration of gaseous hydrogen fluoride | |
CN101644673A (zh) | 基于量子级联激光器的红外光腔衰荡光谱痕量气体检测方法 | |
WO2005108939A1 (en) | Cavity ringdown spectroscopy with swept-frequency laser | |
Patel | Laser detection of pollution | |
Hinkley | Laser spectroscopic instrumentation and techniques: long-path monitoring by resonance absorption | |
CN104729996A (zh) | 反射式的激光在线气体分析仪光路装置 | |
Milton et al. | Measurements of toluene and other aromatic hydrocarbons by differential-absorption LIDAR in the near-ultraviolet | |
US3843258A (en) | Dual beam absorption type optical spectrometer | |
Rocco et al. | A diode-laser-based spectrometer for in-situ measurements of volcanic gases | |
Armerding et al. | OH multipass absorption: Absolute and in situ method for local monitoring of tropospheric hydroxyl radicals | |
JPH07270308A (ja) | 光学式ガス分析装置 | |
RU717981C (ru) | Устройство дл измерени газового состава атмосферы | |
CN204514794U (zh) | 反射式的激光在线气体分析仪光路装置 | |
Armerding et al. | In situ measurements of tropospheric OH radicals—a challenge for the experimentalist | |
Rothe | Monitoring of various atmospheric constituents using a cw chemical hydrogen/deuterium laser and a pulsed carbon dioxide laser | |
Friedrichs | Sensitive absorption methods for quantitative gas phase kinetic measurements. Part 2: Cavity ringdown spectroscopy | |
Inomata et al. | Study of laser radar system using the differential absorption method for detection of air pollutants | |
Wolf et al. | Remote detection of atmospheric pollutants using differential absorption lidar techniques | |
RU660461C (ru) | Способ измерени концентрации газа | |
Wiegleb | Radiation Emission and Laser Technology |