SE450913B - GAS CORRELATED SUFFER - Google Patents

GAS CORRELATED SUFFER

Info

Publication number
SE450913B
SE450913B SE8404064A SE8404064A SE450913B SE 450913 B SE450913 B SE 450913B SE 8404064 A SE8404064 A SE 8404064A SE 8404064 A SE8404064 A SE 8404064A SE 450913 B SE450913 B SE 450913B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
laser
gas
detected
passes
emitted
Prior art date
Application number
SE8404064A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8404064L (en
SE8404064D0 (en
Inventor
Hans Georg Edner
Sune Roland Svanberg
Leif Peder Uneus
Erik Wilhelm Wendt
Original Assignee
Hans Georg Edner
Sune Roland Svanberg
Leif Peder Uneus
Erik Wilhelm Wendt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Georg Edner, Sune Roland Svanberg, Leif Peder Uneus, Erik Wilhelm Wendt filed Critical Hans Georg Edner
Priority to SE8404064A priority Critical patent/SE450913B/en
Publication of SE8404064D0 publication Critical patent/SE8404064D0/en
Priority to AU47229/85A priority patent/AU4722985A/en
Priority to PCT/SE1985/000305 priority patent/WO1986001295A1/en
Priority to EP85904024A priority patent/EP0190280A1/en
Publication of SE8404064L publication Critical patent/SE8404064L/en
Publication of SE450913B publication Critical patent/SE450913B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/95Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • G01N21/3518Devices using gas filter correlation techniques; Devices using gas pressure modulation techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

15 20 25 30 35 450 913 dispersiv korrelationsspektroskopífl, och gaskorrelationsspektroskopí4v5. Samtidig registrering av flera våglängder kan också uppnås medelst användning av optiska mángkanaltekniker eller system med sträldelning. Gaskorrelationsspektroskopi är' en speciellt enkel och kraftfull teknik, där inkommande ljuš passerar antingen direkt till en detektor eller först passerar genom en cell innehållande ett optiskt tjockt prov av den gas som skall studeras. I det fall att atmosfären, är fri från denna gas, balanseras,ljusintensiteterna i ett utvalt vâglängdsomrâde ut medelst lock-in eller elektriska brygg-tekniker. Med gasen förekommande .iatmosfären är det ljus som passerar genom gascellen fortfarande detsamma, medan man erhåller ytterligare absorption i den direkta strálen som resulterar i en obalans i elektroniken, vilken efter kalibrering direkt kan uttryckas i ppm-m av gasen. 450 2013 450 913 dispersive correlation spectroscopy, and gas correlation spectroscopy4v5. Simultaneous recording of several wavelengths can also be achieved by using multi-channel optical techniques or beam splitting systems. Gas correlation spectroscopy is a particularly simple and powerful technique, in which incoming light passes either directly to a detector or first passes through a cell containing an optically thick sample of the gas to be studied. In the event that the atmosphere is free of this gas, the light intensities in a selected wavelength range are balanced out by means of lock-in or electric bridge techniques. With the gas atmosphere, the light passing through the gas cell is still the same, while obtaining additional absorption in the direct beam which results in an imbalance in the electronics, which after calibration can be directly expressed in ppm-m of the gas.

Beskrivninggr föreliggande uppfinnging Gaskorrelationstanken kan enkelt appliceras på lidartekniken och leder därvid till viktiga systemförenklingar och förbättringar i signal/brusförhållandet.Description of the present invention The gas correlation concept can be easily applied to the lidar technique and thereby leads to important system simplifications and improvements in the signal-to-noise ratio.

I synnerhet så behövs bara en relativt bredbandig laser och ingen laseravstämníng är nödvändig mellan pulserna. Pâ- och av-resonansvâglängderna utsändes och detekteras simultant. För att beskriva gaskorrelationslidartekniken väljer vi' ett enkelt modellexempel. Vi kommer att betrakta fallet med atmosfärisk (atomär) kvícksilverregistrering, för vilket vi nyligen har rapporterat konventio~ nella dialmätningar 10. Beskrivningen kommer att följa med hänvisning till Fig 1.In particular, only a relatively broadband laser is needed and no laser tuning is required between the pulses. The on and off resonant wavelengths are emitted and detected simultaneously. To describe the gas correlation lidar technique, we choose a simple model example. We will consider the case of atmospheric (atomic) mercury registration, for which we have recently reported conventional dial measurements 10. The description will follow with reference to Fig. 1.

Lasern avstämmes till Hg-resonanslinjen vid 2357 Å. (En pulsad, frekvensdubblad färgämneslaser kan användas.) Området med Hg-absorption (med hänsyn till isotopskíft, hyperfin struktur, Doppler och tryckbreddning) är ca 0,05 Å. Laser- bandbredden väljes så att den är ca tre gånger detta värde. Om en kort puls (få ns) användes, kommer inte någon uttalad modstruktur att erhållas, och en jämn pspektralfördelning för pulsen antages för enkelhetens skull såsom angivítsfi figuren. Laserpulsen utsändes i atmosfären genom ett Hg-moln på något avstånd från lider-systemet och träffar slutligen ett topografiskt mål eller en retroreflektor. Äterkastat ljus mottages av ett optiskt teleskop och överlappet mellan transmíssíons- och detektionsloberna erhålles på något avstånd från systemet. För en homogen atmosfär fås ett 1/R2-beroende av den registre- rade intensiteten. Med ett interferensfilter isoleras den intressanta spektral- 10 15 20. 25 30 35 iso 913 regionen för dämpning av bakgrundsljus. I motsats till det normala dialsystemet användes nu en stråldelare och tvâ detektorer i stället för e'n. En av strålarna passerar en gasfilterkorrelationscell -i det valda exemplet innehållande Hg med tillräckligt ângtryck - för att blockera ut den centrala delen av resonans- linjen. l dialsprâk registreras i denna detektionsarm av-resonanssígnalen (i verkligheten används företrädesvis tvâ närliggande våglängder samtidigt).The laser is tuned to the Hg resonance line at 2357 Å. (A pulsed, frequency-doubled dye laser can be used.) The range of Hg absorption (taking into account isotope shear, hyperfine structure, Doppler and print width) is about 0.05 Å. that it is about three times this value. If a short pulse (få ns) is used, no pronounced mode structure will be obtained, and an even spectral distribution of the pulse is assumed for simplicity as indicated in the figure. The laser pulse is emitted into the atmosphere through an Hg cloud at some distance from the sufferer system and finally hits a topographic target or a retroreflector. Reflected light is received by an optical telescope and the overlap between the transmission and detection lobes is obtained at some distance from the system. For a homogeneous atmosphere, a 1 / R2 dependence of the registered intensity is obtained. With an interference filter, the spectral region of interest is isolated from the iso 913 region for attenuation of backlight. In contrast to the normal dial system, a beam splitter and two detectors were now used instead of one. One of the jets passes a gas filter correlation cell - in the selected example containing Hg with sufficient vapor pressure - to block out the central part of the resonant line. In dial language, the resonant signal is registered in this detection arm (in reality, two adjacent wavelengths are preferably used simultaneously).

I 'den andra detektionsarmen mätes hela spektralfördelningen, vilkenfunder förutsättning att inget atmosfäriskt kvicksilver finnes, är densamma som den utskickade spektralfördelningen. I detta fall kan de detekterade signalerna i de två armarna göras lika (balanseras ut såsom i passiv gaskorrelation) genom strâldämpning eller förstärkningsjusteringar. Om. extern Hg finns närvarande dètekteras mindre signal i denna arm, medan signalen i gascellarmen är opåver- kad. Obalansen mellan de två armarna indikerar närvaron av den externa gasen.In the second detection arm, the entire spectral distribution is measured, which, provided that no atmospheric mercury is present, is the same as the transmitted spectral distribution. In this case, the detected signals in the two arms can be made equal (balanced out as in passive gas correlation) by beam attenuation or gain adjustments. If. external Hg is present, less signal is detected in this arm, while the signal in the gas cell arm is unaffected. The imbalance between the two arms indicates the presence of the external gas.

I figuren visas spektral och tidsberoendet vid olika punkter i systemet för att illïustrera mätningsprocessen. I synnerhet kan spektralfördelningarna studeras för slutliga mâlekon. Genom att dividera signalerna såsom visats i figuren - ett förfarande som också är allmänt i díal7 - erhålles en avvikelse från. 1 i närvaro av extern Hg. Märk att förhållandet Q(R) är oberoende av laserpulsenergin, turbulenseffekter, osv, eftersom mätningarna är simultant utförda på samma puls. Detta är sant för de signaler som registreras avståndsupplösta för alla avstånd. För en snabbt rörlig plattform är detta en stor fördel. Märk att den procentuella avvikelsen från 1 i den dividerade signalen är densamma som den som skulle ha erhållits i en dialmätning där lasern en gång skulle avstämmas till absorptionslinjen, och en gäng avstämmas helt av den linjen. Eftersom en linjebredd som är större än absorptíonslinjebredden användes är de relevanta absorptionstvärsnitten beroende av den aktuella laserlinjebredden, och ett optiskt djupberoende (avvikelse från Beer-Lamberts lag) föreligger också.The figure shows the spectral and time dependence at different points in the system to illustrate the measurement process. In particular, the spectral distributions can be studied for final measurement cones. By dividing the signals as shown in the figure - a method which is also common in dial7 - a deviation from is obtained. 1 in the presence of external Hg. Note that the ratio Q (R) is independent of the laser pulse energy, turbulence effects, etc., since the measurements are performed simultaneously on the same pulse. This is true for the signals that are recorded distance resolved for all distances. For a fast moving platform, this is a great advantage. Note that the percentage deviation from 1 in the divided signal is the same as that which would have been obtained in a dial measurement where the laser would once be tuned to the absorption line, and a bunch is completely tuned by that line. Since a line width greater than the absorption line width is used, the relevant absorption cross sections are dependent on the actual laser line width, and an optical depth dependence (deviation from Beer-Lambert's law) is also present.

Sålunda kal-ibreras bäst ett gaskorrelationslidarsystem genom 'att insätta celler med kända ppm~m-tal i strälgângen mellan teleskopet och detektorarrange- manget i direkt anslutning till den aktuella mätningen.Thus, a gas correlation conductor system is best calibrated by inserting cells with known ppm ~ m numbers in the beam path between the telescope and the detector arrangement in direct connection with the current measurement.

För praktiskt använda lasrar kommer spektralfördelningen inom laserbandbredden att variera från puls till puls och detta faktum kommer att resultera i en starkt ökad brusnivå, eftersom de två detekteringsarmarna inte längre kan balanseras ut. Emellertid är det möjligt att registrera de relevanta spektralvariationerna 10 15 20 25 30 35 450 913 hos lasern genom att detektera förhållandet Qo för intensiteten hos en laser- strále som går direkt till detektorn och för en som passerar en identisk gaskorre- lationscell. Inget speciellt arrangemang behövs för detta. De omedelbara signa- lerna från ljusspridníng i teleskopet kan justeras till 'en lämplig nivâ och kan isoleras från en atmosfärisk âterspridning genom eninitial separering av den utsända laserstrâlen från teleskopets optiska axel. Signalerna registreras till- sammans med den atmosfäriska reflexen såsom angivits i Fighl. Om en liten . extern gaskoncentration kan förväntas nära teleskopet och en laser-effekt som 'ger en tillräcklig atmosfärisk âterspridning såsom i figuren användes, kan också Qof-värdet erhållas från -den närbelägna âterspridningen. Det kan' lätt visas att I ' t exp(- 2Û/R0(n(r)dr) k: (1) därdär den effektiva absorptíonskoefficienten för den använda bandbredden hos det studerade ämnet vid koncentrationen n(r). k är förhållandet mellan signalerna för våglängden som inte absorberats av gaskorrelationscellen vid gascelldetektorn resp vid direktpassagedetektorn. Om Q(R) och Qo registreras för varje puls pâverkas inte det integrerade koncentrationsvärdet av turbulens, laserns spektrala variationer osv, och en mycket brusfri mätsituation har upp- nåtts. I praktiskt bruk, och med hänsyn till den approximativa naturen hos Ekvation (1) kalibreras systemet lämpligast genom insättning av' celler med känd koncentration framför sträldelaren. Problem med eventuell Fabry-Pérot- -inverkan elimineras också högst väsentligt. i i I avsikt att demonstrera 'gaskorrelationslidartanken genomfördes nâgra prelimi- nära experiment på kvicksilver med en experimentell uppställning liknande den i Fig 1. En excímer-pumpad färgämneslaser, frekvensdubblad till 254 nm-re- gionen användes, Lidaruppställningen var liknande den som beskrivits i vårt tidigare arbete på Hgw. Laserstrålen riktades genom en avlägset anordnad 2 _m långt öppen kammare (pâ 7.0 m avstånd), där en lig-innehållande atmosfär kunde erhållas genom att införa lig-droppar. Efter passage av kammaren åter- reflekterades strâlen tillbaka till lidarteleskopet, vilket hade en diameter av 25 cm. Signalerna från de tvâ detektorerna registrerades på en tvâkanals boxcar-integrator som var inställd pä reflektorekot och ansluten till en mini- w *1o 15 20 25 30 35 450 913 i dator.- Förhâllandet Q registrerades varigenom fjärrdetektionen av införande och avlägsnande av Hg-dropparna illustreras. Inget försök attkalibrera systemet gjordes i' denna demonstration, inte heller kompenserades de spektrala varia- tionerna (fluktuationerna).For practically used lasers, the spectral distribution within the laser bandwidth will vary from pulse to pulse and this fact will result in a greatly increased noise level, since the two detection arms can no longer be balanced out. However, it is possible to record the relevant spectral variations of the laser by detecting the ratio Qo for the intensity of a laser beam going directly to the detector and for one passing an identical gas correlation cell. No special arrangement is needed for this. The immediate signals from light scattering in the telescope can be adjusted to a 'suitable level' and can be isolated from an atmospheric scattering by initial separation of the emitted laser beam from the optical axis of the telescope. The signals are registered together with the atmospheric reflex as stated in Fig. About a little. external gas concentration can be expected near the telescope and a laser effect which gives a sufficient atmospheric scattering as used in the figure, the Qof value can also be obtained from the nearby scattering. It can be easily shown that I 't exp (- 2Û / R0 (n (r) dr) k: (1) where the effective absorption coefficient of the bandwidth used of the studied substance at the concentration n (r). K is the ratio between If the Q (R) and Qo are detected for each pulse, the integrated concentration value is not affected by turbulence, the spectral variations of the laser, etc., and a very noise-free measuring situation has been achieved. use, and taking into account the approximate nature of Equation (1), the system is most appropriately calibrated by inserting cells of known concentration in front of the beam splitter. some preliminary experiments on mercury with an experimental setup similar to that in Fig. 1. An excimer-pumped dye laser, frequency doubled to the 254 nm region was used, the lidar arrangement was similar to that described in our previous work on Hgw. The laser beam was directed through a remotely arranged 2 m long open chamber (at a distance of 7.0 m), where a lig-containing atmosphere could be obtained by introducing lig-drops. After passing through the chamber, the beam was reflected back to the lidar telescope, which had a diameter of 25 cm. The signals from the two detectors were recorded on a two-channel boxcar integrator which was set to the reflector echo and connected to a mini-w * 1o 15 20 25 30 35 450 913 in a computer. illustrated. No attempt was made to calibrate the system in this demonstration, nor were the spectral variations (fluctuations) compensated.

Fastän systemidébeskrivning och experimenten har avsett Hg är det uppenbart att samma princip är användbar för varje annan gas, där näraliggande våglängde- regioner med stark differentiell absorption föreligger. NO med ett skarpt band? -huvud “vid ca 226 nm är ett sådant fall, där normala dialmätningarhar utförts.Although the system concept description and the experiments have been Hg, it is obvious that the same principle is applicable to any other gas, where adjacent wavelength regions with strong differential absorption are present. NO with a sharp band? -head "at about 226 nm is one such case, where normal dial measurements have been performed.

Lasern avstämmes exakt till band-huvudet, varigenom både pá-och av-resonans- vâglängdskomponenterna genereras. Också i den närliggande Ill-regionen, vilken är tillgänglig exempelvis genom Raman-skiftning av ganska bredbandiga färgämneslasrar (jfr. exempelvis Ref.12), eller genom skillnadsfrekvensgenere- ring, kan mätningar på CH4, CO, HCl etc vara möjliga. För att uppnå en ännu mera dialu-liknande mätsituation och för bättre laserkontroll kan en laser användas som samtidigt emitterar två intilliggande våglängder (jfr. exempelvis Ref. 13 och referenserna däri) tillsammans med ovan beskrivna' gasfilterteknik.The laser is precisely tuned to the tape head, thereby generating both the on and off resonant wavelength components. Also in the nearby Ill region, which is available for example by Raman shifting of fairly broadband dye lasers (cf. for example Ref.12), or by differential frequency generation, measurements on CH4, CO, HCl etc. can be possible. To achieve an even more dial-like measuring situation and for better laser control, a laser can be used which simultaneously emits two adjacent wavelengths (cf. for example Ref. 13 and the references therein) together with the gas filter technique described above.

De skarpa absorptionsegenskaperna för gaser tillåter-en stabil separation av signaler vid intilliggande våglängder utan användning av skarp ínterferensoptik.The sharp absorption properties of gases allow a stable separation of signals at adjacent wavelengths without the use of sharp interference optics.

Det har nyligen föreslagits att dra fördel av dessa egenskaper i lidarsystem som detekterar Mie- och Rayliegh-spridning separat för erhållande av atmosfärs- temperatur”. I föreliggande arbete användes spektralkorrelatíonen mellan en atmosfärisk gas och gas innehàllen i en cell i stället för luftförorenings- bestämning. Det bör noteras att trots att perfekt spektralanpassning uppnås, skulle tillfälligt sammanfallande med en interfererande molekylabsorptionslinje kunna förorsaka ett fel på grund av den smala spektralregionen innehållande huvudsakligen endast en linje. Med användning av en bredbandslaser (tiotals Å) såsom de använda i bredbands-koherent anti-Stokes Raman spektroskopí (jfr exempelvis Ref. 15) bör sann gaskorrelation4 med automatisk undertryckning av intefererande ämnen uppnås, exempelvis _i ett NO2-lidarsystem. Vidare _ bör samma idé gälla för lämpligt valda våglängdsregioner för flerlinje HF/DF och C02 TEA-lasrar. 10. 11. 12. 13. . 14. is. 450 913 REFERENSER R M Schotland, i Proceedings of the Third Symposium on Remote Sensing I of the Environment (University of Michigan, Ann Arbor, 1964). å K W Rothe, g, 181 (1975). 3, 116 0974); U Brinkmann och H Walther, Appl. Phys.It has recently been proposed to take advantage of these properties in lidar systems that detect Mie and Rayliegh scattering separately to obtain atmospheric temperature ”. In the present work, the spectral correlation between an atmospheric gas and gas contained in a cell was used instead of air pollution determination. It should be noted that although perfect spectral matching is achieved, temporarily coinciding with an interfering molecular absorption line could cause an error due to the narrow spectral region containing essentially only one line. Using a broadband laser (tens of Å) such as those used in broadband coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (cf. e.g. Ref. 15), true gas correlation4 with automatic suppression of interfering substances should be achieved, e.g. in a NO2 lidar system. Furthermore, the same idea should apply to appropriately selected wavelength regions for Herline HF / DF and C02 TEA lasers. 10. 11. 12. 13.. 14. is. 450 913 REFERENCES R M Scotland, in Proceedings of the Third Symposium on Remote Sensing I of the Environment (University of Michigan, Ann Arbor, 1964). and K W Rothe, g, 181 (1975). 3, 116 0974); U Brinkmann and H Walther, Appl. Phys.

W B Grant, R D iI-lake, Jr, E M Líston, R C Robbins och E K Proctor Jr, Appl. Phys. Lett. _23 550 (1974).W B Grant, R D iI-lake, Jr, E M Líston, R C Robbins and E K Proctor Jr, Appl. Phys. Easy. _23 550 (1974).

T V Ward och H H Zwick, Appl. 0pt._1_4¿, 2896 (1975).T V Ward and H H Zwick, Appl. 0pt._1_4¿, 2896 (1975).

J H Davies, A R Bari-inger och R Dick, i D A i Killinger och A Mooradian (Eds). "Optical and laser remote sensing", Springer Series in Optical Sciences Vol. åg (Springer-Verlag, Heidelberg 1983).J H Davies, A R Bari-inger and R Dick, in D A in Killinger and A Mooradian (Eds). "Optical and laser remote sensing", Springer Series in Optical Sciences Vol. yoke (Springer-Verlag, Heidelberg 1983).

N Menyuk och D K Killínger, Opt. Lett. å, 301 (1981).N Menyuk and D K Killínger, Opt. Easy. å, 301 (1981).

K Fredriksson, B Galle, K Nyström och S Svanberg, Appl. Opt. Q, 41s1(19s1). - E V Browell, i boken citerad i Ref. 5.K Fredriksson, B Galle, K Nyström and S Svanberg, Appl. Opt. Q, 41s1 (19s1). - E V Browell, in the book quoted in Ref. 5.

U Platt och D Pemer, i boken citerad i Ref. 5.U Platt and D Pemer, in the book quoted in Ref. 5.

M Aldén, H Edner och S Svanberg, Opt. Lett. 1, 221 (1982).M Aldén, H Edner and S Svanberg, Opt. Easy. 1, 221 (1982).

M Aldén, H Edner och S Svanberg, Opt. Lett. 1, 543 (lg982). g H Edner, K Fredriksson, A Sunesson och S Svanberg, Lund Reports on Atomic Physics LRAP-27 (1983).M Aldén, H Edner and S Svanberg, Opt. Easy. 1, 543 (lg982). g H Edner, K Fredriksson, A Sunesson and S Svanberg, Lund Reports on Atomic Physics LRAP-27 (1983).

M Aldén, K Fredriksson och S Wallin, Appl. Opt, kommer att publiceras.M Aldén, K Fredriksson and S Wallin, Appl. Opt, will be published.

H Shimizu, S A Lee och C Y She, Appl. 0pt.¿2_2_, 1373 (1983).H Shimizu, S A Lee and C Y She, Appl. 0pt.¿2_2_, 1373 (1983).

M Aldén, H Edner och S Svanberg, Phys. Scr. ä, 29 (1983).M Aldén, H Edner and S Svanberg, Phys. Scr. ä, 29 (1983).

Claims (4)

10 15 20 25 450 913' PATENTKRAV10 15 20 25 450 913 'PATENT REQUIREMENTS 1. Ett förfarande för kontroll och avkänning i avsikt att registrera atmosfä- riska gaser med användning av lidarteknik, varvid en lasersträle emitteras vid en fixerad våglängd, k ä n n e t e c k n a t av att en reflekterad laserpuls 'eventuellt passerar genom ett interferensfilter för isolering av en önskad spek- tral region, varefter ljuset passerar genom en strâldelare och registreras av två detektorer; varvid en av strålarna passerar genom en gaskorrelationscell innehållande den förening som skall bestämmas i avsikt att blockera ut den centrala delen av en resonanslinje, varvid av-resonanssignalen bestämmes och registreras, och varvid den andra strálen användes för mätning av hela spektralfördelningen, varvid varje obalans mellan de två detekterande signalerna _ indikerar närvaron av en extern gas som är avsedd att detekteras.A method of control and sensing for the purpose of detecting atmospheric gases using lidar technology, wherein a laser beam is emitted at a fixed wavelength, characterized in that a reflected laser pulse 'may pass through an interference filter to isolate a desired speck. - tral region, after which the light passes through a beam splitter and is detected by two detectors; wherein one of the beams passes through a gas correlation cell containing the compound to be determined in order to block out the central part of a resonant line, the off-resonance signal being determined and recorded, and the other beam being used to measure the whole spectral distribution, each imbalance between the two detecting signals _ indicate the presence of an external gas which is intended to be detected. 2. Ett förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den odelade, reflekterade laserstrâlen passerar genom en kalibreringscell före passage av strâldelaren.A method according to claim 1, characterized in that the undivided, reflected laser beam passes through a calibration cell before passing the beam splitter. 3. Ett förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att en bredbands- laser användes.A method according to claim 1, characterized in that a broadband laser is used. 4. Ett förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av. att två laserstrålar medintilliggande våglängder emitteras och detekteras efter äterspridning.A method according to claim 1, characterized by. that two laser beams with adjacent wavelengths are emitted and detected after retransmission.
SE8404064A 1984-08-10 1984-08-10 GAS CORRELATED SUFFER SE450913B (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8404064A SE450913B (en) 1984-08-10 1984-08-10 GAS CORRELATED SUFFER
AU47229/85A AU4722985A (en) 1984-08-10 1985-08-08 Gas correlation lidar
PCT/SE1985/000305 WO1986001295A1 (en) 1984-08-10 1985-08-08 Gas correlation lidar
EP85904024A EP0190280A1 (en) 1984-08-10 1985-08-08 Gas correlation lidar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8404064A SE450913B (en) 1984-08-10 1984-08-10 GAS CORRELATED SUFFER

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8404064D0 SE8404064D0 (en) 1984-08-10
SE8404064L SE8404064L (en) 1986-02-11
SE450913B true SE450913B (en) 1987-08-10

Family

ID=20356697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8404064A SE450913B (en) 1984-08-10 1984-08-10 GAS CORRELATED SUFFER

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0190280A1 (en)
AU (1) AU4722985A (en)
SE (1) SE450913B (en)
WO (1) WO1986001295A1 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2264169B (en) * 1992-02-07 1995-08-02 Alan John Hayes Fluid monitoring
DE4300853C2 (en) * 1993-01-15 2003-09-04 Daimler Chrysler Ag Method for the spectroscopic determination of the nitrogen oxide content
DE4324154A1 (en) * 1993-07-19 1995-02-02 Kayser Threde Gmbh Device and method for analysis, with high spatial resolution, of at least one gas component in a gas mixture
CA2366574A1 (en) 2000-02-09 2001-08-16 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary cell and method for producing the same
US7411196B2 (en) * 2005-08-18 2008-08-12 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Multi-sensors and differential absorption LIDAR data fusion
EP1793220B1 (en) * 2005-12-01 2009-08-26 Pergam-Suisse Ag Mobile remote detection of fluids by a laser
US7884937B2 (en) * 2007-04-19 2011-02-08 Science & Engineering Services, Inc. Airborne tunable mid-IR laser gas-correlation sensor
FR2916849B1 (en) 2007-05-29 2010-04-23 Univ Claude Bernard Lyon METHOD FOR OPTICALLY REMOTE SENSING COMPOUNDS IN A MEDIUM
CN102353650A (en) * 2011-07-06 2012-02-15 南京信息工程大学 Method and system for detecting liquid explosive based on laser radar technology
CN103293116B (en) * 2013-05-03 2015-03-25 中国科学院合肥物质科学研究院 Automatic continuous detection device of micro-pulse differential absorption lidar water vapor spatial and temporal distribution
CN103575675A (en) * 2013-10-30 2014-02-12 中国科学院安徽光学精密机械研究所 Onboard multi-angle region pollution distribution scanning detection device
US10458904B2 (en) 2015-09-28 2019-10-29 Ball Aerospace & Technologies Corp. Differential absorption lidar
US10557939B2 (en) * 2015-10-19 2020-02-11 Luminar Technologies, Inc. Lidar system with improved signal-to-noise ratio in the presence of solar background noise
CN106442368B (en) * 2016-07-22 2019-07-30 天津理工大学 Sulfur dioxide ultraviolet difference absorption spectrum noise reduction reconstructing method based on EMD
CN110470630B (en) * 2018-05-11 2021-12-28 西安电子科技大学 Distributed optical fiber gas sensor based on differential mode
CN110470605B (en) * 2018-05-11 2022-02-18 西安电子科技大学 Multi-node photoacoustic gas detection method based on optical fiber coupling mode
US10921245B2 (en) 2018-06-08 2021-02-16 Ball Aerospace & Technologies Corp. Method and systems for remote emission detection and rate determination
CN109283550B (en) * 2018-11-23 2023-05-05 中国科学院合肥物质科学研究院 All-solid-state all-day water vapor scanning detection laser radar system and detection method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3723007A (en) * 1971-01-22 1973-03-27 Avco Corp Remote quantitative analysis of materials
DE2521934C3 (en) * 1975-05-16 1978-11-02 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch Device for determining the concentrations of components in an exhaust gas mixture
DE3007236A1 (en) * 1980-02-27 1981-09-10 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Atmospheric emission supervision - by laser beam with intermediate reflectors preceding terminal reflector
FR2531535B1 (en) * 1982-08-03 1985-08-30 Onera (Off Nat Aerospatiale) METHOD AND DEVICE FOR DOSING LOW CONTENT OF GASEOUS COMPONENTS
DE3334264A1 (en) * 1982-09-25 1984-04-05 Showa Denko K.K., Tokyo METHOD AND MEASURING DEVICE FOR MEASURING METHANE CONCENTRATION IN A GAS MIXTURE

Also Published As

Publication number Publication date
AU4722985A (en) 1986-03-07
SE8404064L (en) 1986-02-11
EP0190280A1 (en) 1986-08-13
SE8404064D0 (en) 1984-08-10
WO1986001295A1 (en) 1986-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE450913B (en) GAS CORRELATED SUFFER
US3820901A (en) Measurement of concentrations of components of a gaseous mixture
US4271124A (en) Non-dispersive infrared gas analyzer for testing gases containing water-vapor
US9068885B2 (en) Method and apparatus for remote detection of alcohol vapor in the atmosphere
EP1936355A1 (en) Differential photoacoustic detection of gases
WO2019112459A1 (en) Method for remote measurement of a concentration of gases in the atmosphere
US3843258A (en) Dual beam absorption type optical spectrometer
Edner et al. Gas-correlation lidar
US3091690A (en) Two path infrared gas analyzer having one enclosed path
US11650323B2 (en) Meteorological lidar
Sherstov et al. Development and research of a laser photo-acoustic SF 6 gas analyzer
RU2478192C2 (en) Method for optical remote detection of compounds in medium
US4068956A (en) Pulsed laser densitometer system
CN109580533A (en) Cigaratte filter monitoring method and system
JP7381085B2 (en) Light receiving system for weather observation lidar
Grishkanich et al. SRS-lidar for 13C/12C isotops measurements environmental and food
JPS59218936A (en) Remote spectrum analyzer
Fredriksson DIAL technique for pollution monitoring: improvements and complementary systems
Armerding et al. Fast scanning laser DOAS for local monitoring of trace gases, in particular tropospheric OH radicals
Behrendt et al. Combining water vapor DIAL and rotational Raman lidar for humidity, temperature, and particle measurements with high resolution and accuracy
Nowak et al. Fast optoelectronic sensor of water concentration
JPS63308543A (en) Scattered light measuring apparatus
JP7437022B2 (en) gas analyzer
JPS63313036A (en) Transitional absorption spectral method
Michaelis et al. Sensitive remote and in situ detection of air pollutants by laser light absorption measurements