Laserowy analizator gazów. Laserowe analizatory gazów SITRANS SL Informacje o metodach pomiarowych

Laserowy analizator gazów Yokogawa TDLS200 opiera się na metodzie spektroskopii absorpcyjnej lasera diodowego.

Przyrząd ten charakteryzuje się wysoką selektywnością i długoterminową stabilnością, zapewniając szybką analizę in-situ (bezpośrednio w rurze) gazów ze składnikami korozyjnymi lub wysokimi temperaturami. Jaka jest zasada działania tego urządzenia i gdzie znajduje zastosowanie?

Laserowy analizator gazów wykorzystuje metodę spektroskopii absorpcyjnej z przestrajalną diodą laserową (TDLAS) i ma możliwość pomiaru stężenia w próbce gazu z wysoką selektywnością i bez bezpośredniego kontaktu - jedynie poprzez napromieniowanie próbki gazu promieniowaniem z przestrajalnej diody laserowej. W ten sposób można wykonywać szybkie i dokładne pomiary „in-situ” w kanałach technologicznych w różnych warunkach. Na przykład pomiary można przeprowadzać w temperaturach do 1500°C, a także w środowiskach o pulsującym ciśnieniu. Laserowy analizator gazów Yokogawa TDLS200 może również dokonywać pomiarów w obecności gazów korozyjnych lub toksycznych. Dokładne sygnały analityczne generowane przez analizator mają minimalny czas odpowiedzi, co zwiększa wydajność produktu, poprawia efektywność energetyczną i bezpieczeństwo w różnych procesach przemysłowych. Prostota konstrukcji (brak ruchomych części i komponentów ograniczających żywotność) gwarantuje działanie i kontrolę przy niewielkiej lub żadnej konserwacji.

Laserowy analizator gazów Yokogawa TDLS200 to nowy typ laserowe analizatory gazów używany do pomiarów przemysłowych. Zastosowanie metody całkowania powierzchni pików eliminuje błędy pomiarowe spowodowane zmianami ciśnienia oraz obecnością innych gazów w próbce. Pozwala również na dokładne określenie stężenia składników gazu nawet przy jednoczesnej zmianie jego temperatury i innych wskaźników. Ten artykuł zawiera przegląd laserowego analizatora gazów TDLS200, jego funkcji i zasady pomiaru, a także rozważa przykłady jego zastosowania.

Analizator gazów posiada jednostkę emisyjną i jednostkę detekcyjną, które zwykle są umieszczone naprzeciw siebie po przeciwnych stronach (poprzecznie) kanału spalinowego, przez który przepływa gaz procesowy. Podobną opcję stosuje się w przypadku kanałów gazowych o szerokości do 20 m.

Okna optyczne oddzielają wewnętrzne części analizatora od mierzonego medium. Promieniowanie lasera półprzewodnikowego przechodzi przez okno optyczne jednostki promieniowania, mierzony gaz, okno optyczne jednostki detekcyjnej i dociera do fotodetektora. Fotodetektor rejestruje wiązkę laserową i przetwarza jej energię na sygnał elektryczny. Urządzenie obliczeniowe jednostki radiacyjnej określa widmo absorpcji mierzonego składnika, oblicza powierzchnię szczytową widma, przekształca je na stężenie składnika i wyprowadza 4 ... 20 mA jako sygnał analogowy.

Mechanizm osiowania ma konstrukcję karbowaną, co pozwala na uproszczenie regulacji kąta osi optycznej przy zachowaniu szczelności rurociągu, co jest szczególnie ważne w procesach technologicznych w przemyśle. Połączenie jednostki emisyjnej i jednostki detekcyjnej za pomocą regulatora osi optycznej ułatwia regulację osi optycznej nie tylko w konfiguracji standardowej (dwie jednostki są umieszczone po obu stronach rury, jak pokazano na rysunku 1), ale także w innych opcje instalacji. To rozwiązanie techniczne pozwala wybrać sposób montażu urządzenia, który najlepiej odpowiada mierzonym elementom i projektowi technologicznemu procesu, a jednocześnie gwarantuje optymalne warunki pomiarowe.

TDLS200 wykorzystuje metodę spektroskopii absorpcji lasera diodowego (TDLAS). Metoda opiera się na pomiarze widma absorpcji promieniowania (podczerwień/bliska podczerwień) nieodłącznego w cząsteczkach substancji ze względu na energie oscylacyjne i obrotowe przejścia cząsteczek w mierzonym składniku. Źródłem promieniowania do tworzenia widma jest laser półprzewodnikowy o niezwykle wąskiej szerokości linii widmowej. Widmo absorpcji optycznej podstawowych cząsteczek, takich jak O2, NH3, H2O, CO i CO2 obejmuje zakres od podczerwieni do bliskiej podczerwieni. Pomiar ilości zaabsorbowanego promieniowania przy określonej długości fali (absorbancja widmowa) umożliwia obliczenie stężenia mierzonego składnika.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych spektrometrów o niskiej rozdzielczości, TDLS200 wykorzystuje wiązkę laserową o niezwykle wąskiej szerokości linii. Emiter jest przestrajalną diodą laserową, której długość fali emisji można zmieniać, dostosowując temperaturę lasera i prąd wzbudzenia. Umożliwia to pomiar pojedynczego piku absorpcji z kilku obecnych w widmie. Tak więc, jak pokazano na rysunku 6, do pomiaru można wybrać pojedynczy pik absorpcji, który nie jest zakłócany przez inne gazy.

Ze względu na wysoką selektywność długości fal oraz brak zakłóceń ze strony innych składników mieszaniny gazowej, nie ma potrzeby dodatkowego przygotowania próbki, co pozwala na zastosowanie TDLS200 „in-situ” (bezpośrednio w procesie).

TDLS200 mierzy izolowane widmo absorpcyjne składnika mieszaniny gazowej, wolne od zakłóceń powodowanych przez składniki zakłócające. Pomiar jest wykonywany poprzez przemiatanie długości fali przestrajalnej diody laserowej wzdłuż pojedynczego piku absorpcji mierzonego składnika.

Chociaż widmo absorpcji mierzone przez TDLS200 jest izolowane od składników zakłócających, kształt widma może się zmieniać (efekt poszerzenia) w zależności od temperatury gazu, ciśnienia gazu, obcych składników obecnych w mieszaninie gazowej. Do wykonania pomiarów w tych warunkach wymagana jest kompensacja.

Analizator gazów TDLS200 przesuwa długość fali lasera półprzewodnikowego wzdłuż linii absorpcji mierzonego składnika i oblicza jego stężenie z obszaru widma absorpcji poprzez całkowanie obszaru piku.

Analizator gazów Yokogawa TDLS200, dzięki możliwości szybkiego pomiaru „in-situ” (bezpośrednio w rurociągu), może być z powodzeniem stosowany w istniejących procesach technicznych zarówno do ich szybkiej regulacji, gdy sygnały niezbędne do sterowania procesem zawierają wskazania stężeń składników są wprowadzane bezpośrednio do DCS i służą do sterowania procesem w czasie rzeczywistym. W ten sposób TDLS200 może pomóc zoptymalizować wydajność różnych procesów przemysłowych. W tej sekcji przyjrzymy się pomiarom resztkowego stężenia NH3 w spalinach. Należy pamiętać, że użycie TDLS200 do optymalizacji procesu spalania zostało opisane w innym artykule firmy Yokogawa(3). Zobacz ten raport, aby uzyskać szczegółowe informacje.

Do spalin wprowadzany jest amoniak (NH3) w ​​celu usunięcia NOx (oczyszczanie spalin z tlenków azotu), poprawy sprawności odpylaczy oraz zapobiegania korozji. Nadmiar NH3 zwiększa koszty operacyjne i ilość resztkowego NH3, powodując zgniły zapach. W związku z tym ilość NH3 w spalinach musi być mierzona, monitorowana i regulowana. Na przykład, płuczka gazów odlotowych ze spalarni NOx wykorzystuje proces DeNOx SCR (selektywna redukcja katalityczna), który redukuje NOx do N2 i H2O poprzez wstrzykiwanie NH3 i selektywne katalizowanie procesu redukcji oraz pozostawianie resztkowego stężenia NH3 (w kolejności ppm) w spalinach są mierzone w czasie rzeczywistym.

Konwencjonalne mierniki stężenia NH3 wykorzystujące pośrednie metody pomiaru NOx (analiza chemiluminescencji i metoda elektrody jonowej) mają długi czas odpowiedzi, wymagają instalacji linii próbkowania wraz z podgrzewanymi rurami w celu uniknięcia adhezji NH3, a w konsekwencji wysokich kosztów utrzymania takich złożonych systemów pomiarowych. Z drugiej strony, jak pokazano na rysunku 8, laserowy analizator gazu TDLS200 jest instalowany bezpośrednio w rurociągu procesowym i mierzy bezpośrednio NH3, co znacznie skraca czas reakcji i upraszcza konserwację. Ponadto sygnał analityczny stężenia NH3 o szybkiej odpowiedzi może być wykorzystany do kontroli i optymalizacji wtrysku NH3.

Wysoka selektywność, krótki czas odpowiedzi, łatwość konserwacji, uzyskana dzięki zastosowanej technologii pomiarowej i konstrukcji analizatora, pozwalają na zastosowanie go w szerokim zakresie procesów technologicznych. Zastosowania obejmują nie tylko omówione w artykule pomiary NH3, ale także oznaczanie zawartości CO i O2 w optymalizacji procesów spalania, pomiary niewielkich ilości wody w instalacjach elektrolizy itp. Zastosowanie takich analizatorów znaczący wkład w ochronę środowiska i obniżenie kosztów eksploatacji, dzięki zastosowaniu do sterowania procesami, a nie tylko w celu monitorowania.

Kazuto Tamura,

Yukihiko Takamatsu,

Tomoyaki Nanko,

Rozdział 1. Metoda spektroskopii optyczno-akustycznej

1.1. Laserowy analizator optyczno-akustyczny gazów "LAG-1"

Rozdział 2

2.1. Metoda absorpcji różnicowej na długich drogach

2.2. Analiza informacyjnych zakresów widmowych dla sondowania MHS przez MDP

2.3. Charakterystyki pracy przetworników parametrycznych

2. 4. Wybór informacyjnych długości fal

2. 5. Analizator gazów „Resonance-3”

2. 5. 1. Blokada rejestracji

2. 6. Analizator gazów „Tral”

2. 7. Laserowe analizatory gazów IR „Tral-3” i „Tral-Zm”

2. 8. Laserowy analizator gazów „Tral-4”

2. 8. 1 „Tral-4”. Wyniki pomiarów terenowych

2. 9. „Rezonans-3”, „Tral”. Wyniki pomiarów in-situ MHS atmosfery

Rozdział 3

3.1 Metody zmniejszania zakresu dynamicznego sygnału lidarowego

3.2 Uwzględnienie współczynnika „przyklejania” impulsów jednoelektronowych

3.3 Kanał do wykrywania pionowego rozkładu ozonu SLS na podstawie lustra 0 0,5m.

3.4 Pakiet oprogramowanie"ATOS"

3.5 Klimatologia i trendy ozonu stratosferycznego nad Tomskiem w latach 1996-2003

3.5.1. Zmienność ozonu stratosferycznego w ciągu roku

3.5.2. Międzyroczna zmienność i trendy w ozonie stratosferycznym

3.6 Porównanie danych lidarowych i satelitarnych na profilach WRA 102 Wnioski 104 Bibliografia

Zalecana lista prac dyplomowych

• Laserowe wykrywanie atmosfery za pomocą absorpcji molekularnej 2012, doktor nauk fizycznych i matematycznych Romanowski, Oleg Anatolijewicz

• Zdalne wykrywanie optyczne aerozolu, temperatury i głównych małych składników gazowych atmosfery 1998, doktor nauk fizycznych i matematycznych Marichev, Valery Nikolaevich

• Pionowo-czasowa struktura warstwy aerozolu stratosferycznego według wyników sondowania laserowego 2003, doktor nauk fizycznych i matematycznych Elnikow, Andrey Vladimirovich

• Modernizacja techniczna kanałów sondowania laserowego stacji lidar syberyjskiej 2005, dr Nevzorov, Aleksiej Wiktorowicz

• Metody matematyczne, algorytmy i oprogramowanie do rozwiązywania problemów optycznej analizy gazów absorpcyjnych 2001, doktor nauk technicznych Kataev, Michaił Juriewicz

Wprowadzenie do pracy magisterskiej (część streszczenia) na temat "Laserowe analizatory gazów oparte na metodzie absorpcji różnicowej"

Podobne tezy w specjalności „Przyrządy i metody fizyki doświadczalnej”, 01.04.01 kod VAK

• Zdalna analiza gazów w atmosferze za pomocą laserów IR o wielu długościach fal 2013, kandydat nauk fizycznych i matematycznych Jakowlew, Siemion Władimirowicz

• Rekonstrukcja charakterystyk stratosferycznej warstwy ozonowej z danych eksperymentalnych 2002, kandydat nauk fizycznych i matematycznych Bondarenko, Svetlana Leonidovna

• Opracowanie metod i środków optoelektronicznych do laserowej kontroli operacyjnej wieloskładnikowych mieszanin gazowych paliw rakietowych i innych substancji toksycznych 2009, doktor nauk technicznych Gorodnichev, Wiktor Aleksandrowicz

• Zdalna diagnostyka laserowa aerozolowych i gazowych składników atmosfery metodami Romanowa i rozpraszania elastycznego 2005, doktor nauk fizycznych i matematycznych Veselovsky, Igor Aleksandrovich

• Metoda określania składu ilościowego złożonych mieszanin gazowych za pomocą laserowego analizatora optyczno-akustycznego 2010, kandydat nauk technicznych Eremenko, Larisa Nikolaevna

Zakończenie rozprawy na temat „Przyrządy i metody fizyki doświadczalnej”, Dołgij, Siergiej Iwanowicz

Spis piśmiennictwa do badań dysertacyjnych Kandydat nauk fizycznych i matematycznych Dołgij, Siergiej Iwanowicz, 2004

Zwracamy uwagę, że przedstawione powyżej teksty naukowe są kierowane do recenzji i uzyskiwane poprzez rozpoznanie oryginalnych tekstów prac dyplomowych (OCR). W związku z tym mogą zawierać błędy związane z niedoskonałością algorytmów rozpoznawania. W Pliki PDF rozprawy i abstrakty, które dostarczamy, nie ma takich błędów.

Zastosowanie: kontrola szkodliwych substancji zawartych w powietrzu. Istota wynalazku: urządzenie zawiera laserową rurę wyładowczą, zespół formujący wiązkę wykonany w postaci siatki dyfrakcyjnej na piezokorektorze, które znajdują się w węźle stycznym powiązanym z silnikiem krokowym, komórka optyczno-akustyczna, kuweta referencyjna, mikrofon pomiarowy i tła oraz dwa czujniki piroelektryczne, połączone za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego i jednostki interfejsu z wejściem komputera osobistego. 1 chora.

Niniejszy wynalazek dotyczy techniki pomiarowej i ma na celu kontrolę szkodliwych substancji zawartych w powietrzu. Listy szkodliwych substancji w powietrzu obszaru pracy lub zamieszkania obejmują setki substancji, które wpływają na organizm człowieka. Znanych jest wiele urządzeń np. służących do kontroli składu powietrza różnymi metodami pomiarowymi: chemicznymi analitycznymi, chromatograficznymi, kulometrycznymi itp. Jedną z najbardziej odpowiednich do wykonywania pomiarów operacyjnych z możliwością kontroli dużej liczby szkodliwych substancji jest metoda wykorzystująca absorpcję promieniowania IR. Znane analizatory gazów typu GIAM przeznaczone do rejestracji jednego z następujących gazów: CO, CO 2 , CH 4 , SO 2 , NO. Jako źródła promieniowania podczerwonego wykorzystują żarowe żarniki (lampy) o ciągłym widmie emisyjnym. Filtry świetlne służą do wyodrębnienia zakresu widmowego odpowiadającego widmu absorpcji badanej substancji. Pomiary wykonuje się za pomocą kuwety referencyjnej z gazem referencyjnym. Przerywany strumień światła kierowany jest naprzemiennie do ogniwa roboczego i porównawczego, przez które przechodzi (strumień światła) jest rejestrowany przez detektor optoakustyczny wypełniony mierzonym gazem. Różnica sygnałów z detektorów określa stężenie badanej substancji w powietrzu. Urządzenia tego typu, charakteryzujące się dobrą wydajnością (czas ustalenia wskazań ok. 10 s), nie pozwalają na jednoczesną (w jednej próbce) rejestrację więcej niż jednego składnika zanieczyszczeń. Znany uniwersalny gazomierz 1302 firmy Brüel and Kjær umożliwia jednoczesną rejestrację do pięciu zanieczyszczeń w jednej próbce powietrza. W urządzeniu źródłem promieniowania podczerwonego jest żarnik. Zmiana widma promieniowania podczerwonego wchodzącego do czułej objętości komórki optoakustycznej jest automatycznie określana podczas pomiarów za pomocą zestawu wąskopasmowych filtrów świetlnych zamontowanych na wirującym dysku. Próbka powietrza wypełnia objętość komórki optoakustycznej. Na czas pomiaru wlot i wylot celi jest zablokowany przed powietrzem zewnętrznym. Mikrofony są używane do pomiaru amplitudy wahań ciśnienia, które pojawiają się w komórce, gdy przerywany strumień światła jest pochłaniany przez badaną próbkę. Pomiary są wykonywane dla każdego filtra światła. Całkowity czas pomiaru jednej próbki wynosi około 2 minuty. Na podstawie wyników pomiarów określa się stężenie do pięciu zanieczyszczeń w jednej próbce. Sterowanie pracą przyrządu i przetwarzanie wyników pomiarów odbywa się za pomocą wbudowanego procesora. Zestaw dwóch wymiennych wąskopasmowych filtrów optycznych dostarczanych osobno umożliwia wykrycie dużej liczby zanieczyszczeń pochłaniających promieniowanie IR. Urządzenie umożliwia jednak wykonywanie pomiarów tylko przy znanym z góry składzie zanieczyszczeń. W przeciwnym razie nakładanie się pasm absorpcyjnych różnych substancji nie pozwala na uzyskanie odpowiednich informacji o składzie szkodliwych substancji w powietrzu. Najbliżej proponowanego rozwiązania jest laserowy analizator gazów opisany i zawierający laserową rurę wyładowczą, do której podłączone jest źródło wysokiego napięcia i układ chłodzący, umieszczone na tej samej osi optycznej, układ formujący wiązkę oraz ogniwo optoakustyczne , do którego podłączona jest jednostka wlotu powietrza, mierząca mikrofon i czujnik piroelektryczny, przetwornik analogowo-cyfrowy połączony przez jednostkę interfejsu oraz jednostkę wprowadzania i wyprowadzania danych z wejściem osobistego komputera elektronicznego. Wyjście którego jest połączone przez jednostkę interfejsu z wejściem jednostki sterującej. Zastosowanie laserowego źródła promieniowania IR pozwala na zaimplementowanie w urządzeniu wysokiej rozdzielczości spektralnej ok. (10-20 nm). Rejestracja absorpcji w badanym gazie odbywa się za pomocą celi optyczno-akustycznej. Analizator gazów składa się z trzech głównych części: źródła przestrajalnego promieniowania podczerwonego, komórki optoakustycznej (OAC) oraz systemu rejestracji i przetwarzania informacji. W urządzeniu zespół formowania wiązki jest wykonany w postaci sprzężonego optycznie modulatora, kształtownika, lustra, soczewki ogniskującej i siatki dyfrakcyjnej. Wybrana w urządzeniu metoda dostrajania długości fali promieniowania laserowego za pomocą siatki dyfrakcyjnej i wirującego zwierciadła umożliwia realizację selekcji 36 linii promieniowania. Identyfikacja linii emisyjnych odbywa się tylko podczas konfiguracji urządzenia. Gdy w badanym gazie, który wypełnia OAN, zostaje wchłonięte promieniowanie, powstaje w nim fala akustyczna, która jest rejestrowana przez mikrofon pojemnościowy. Sygnały z mikrofonu oraz detektora promieniowania piroelektrycznego rejestrującego moc promieniowania laserowego podawane są na wejście dwukanałowego systemu rejestracji składającego się z dwóch detektorów synchronicznych. Zapis analogowy zarejestrowanych sygnałów odbywa się za pomocą rejestratora. Informacje można odczytać za pomocą woltomierza cyfrowego i komputera. Wadami prototypu są ograniczona liczba linii emisyjnych, która wpływa na złożoność jednej próbki powietrza oraz brak kontroli nad długością fali promieniowania. Celem wynalazku jest dostarczenie ekspresowej wieloskładnikowej analizy składu powietrza pod kątem substancji szkodliwych z dużą dokładnością. Zadanie to polega na urządzeniu zawierającym laserowy analizator gazów, zawierający laserową rurę wyładowczą, do której podłączone jest źródło wysokiego napięcia i zespół chłodzący, zespół formujący wiązkę umieszczony na tej samej osi optycznej, wykonany w postaci siatka dyfrakcyjna na piezokorektorze i komórka optoakustyczna, do której rozwiązano zespół wlotu powietrza i mikrofon pomiarowy, czujnik piroelektryczny połączony przez szeregowo podłączony przetwornik analogowo-cyfrowy oraz moduł interfejsu z wejściem komputera PC do tego, że analizator gazów dodatkowo zawiera mikrofon tła, kuwetę referencyjną umieszczoną na tej samej osi optycznej oraz dodatkowy czujnik piroelektryczny podłączony podobnie do głównego czujnika piroelektrycznego, a także wzmacniacz różnicowy, w zespole kształtowania wiązki siatka dyfrakcyjna a piezokorektor znajduje się w węźle stycznym powiązanym z silnikiem krokowym, a wyjścia mikrofonu pomiarowego i tła są połączone przez wzmacniacz różnicowy z ADC, wyjścia jednostki sterującej są połączone z odpowiednimi wejściami piezokorektora i silnika krokowego jednostki formowania wiązki, wyjście komputera osobistego przez jednostkę interfejsu jest podłączone do sterowania jednostka. Istota wynalazku polega na tym, że proponowana implementacja zespołu formowania wiązki pozwala na posiadanie dużego (do 70 linii promieniowania IR) zestawu długości fal o stałej i kontrolowanej długości fali (wieloskładnikowa i dokładność); Oprogramowanie i bank danych używane w komputerze PC i jego połączenie poprzez jednostkę interfejsu i jednostkę sterującą ze wszystkimi czujnikami analizatora gazów zapewnia szybką korektę dryftu parametrów i przetwarzanie informacji. Rysunek przedstawia schemat blokowy analizatora gazów. Zawiera laserową rurę wyładowczą LGRT 1 (laser CO2), zasilacz wysokiego napięcia 2 LGRT, jednostkę chłodzącą 3 służącą do chłodzenia LGRT, membranę 4 steruje mocą promieniowania, siatkę dyfrakcyjną 5, rotację który zmienia długość fali promieniowania piezokorektor 6 kompensuje niestabilność temperatury blok styczny 7 którego ruch wzdłużny o 20 mm prowadzi do obrotu siatki dyfrakcyjnej 5 o 14o silnik krokowy 8 przesuwa blok styczny 7, lustra 9, kierujące promieniowanie podczerwone do okna wejściowego AOC, elementy 4, 5, 6, 7, 8 i 9 składają się na generator wiązki 26, czujnik piroelektryczny 10, który odbiera promieniowanie podczerwone częściowo odbite od okna wejściowego OAP, czujnik piroelektryczny 11, który rejestruje promieniowanie podczerwone, które przeszło przez OAP przez komórkę odniesienia, mikrofon tła 12, nie „widzący” wrażliwej głośności OAN, mikrofon pomiarowy 13, rejestrujący okresową zmianę w ciśnieniu w OAN ze względu na absorpcję n przerywany strumień światła, ogniwo optyczno-akustyczne, element pomiarowy analizatora gazu OAH 14, ogniwo odniesienia 15 o znanej zawartości służące do kontroli długości fali promieniowania, doładowanie 16 dostarczające powietrze testowe do OAH, zawory elektromagnetyczne 17, 18 i 19 regulujące przepływ powietrze testowe, wlot powietrza (rurka) 20, obturator 21, który służy do okresowego przerwania dopływu promieniowania, filtr 22, czujnik temperatury 23 w układzie chłodzenia, czujnik ciśnienia 24 w układzie chłodzenia, czujnik ciśnienia 25 w układzie dolotu powietrza PC 27 steruje pracą i zbiera wyniki pomiarów, jednostka interfejsu 28 jest połączona autostradą z PC 27, z jednostką sterującą 29, przetwornik analogowo-cyfrowy ADC 30, PC 27 typu IBM PC jest wyposażony w oprogramowanie 31 i bank danych 32 (pokazany warunkowo). Sygnały z 13 i 12 są od siebie odejmowane, różnica jest normalizowana do odczytów czujnika piroelektrycznego 10. Pomiary wykonywane są na długościach fal ustawionych z PC 27 (każda długość fali odpowiada określonemu krokowi silnika krokowego 8 ). Blok interfejsu 28 służy do sprzężenia komputera PC 27 i części wykonawczo-rejestracyjnej analizatora gazu z przetwornikiem ADC 30, który przetwarza sygnały z czujników piroelektrycznych 10, 11 i ze wzmacniacza różnicowego 33 na kod cyfrowy. Jednostka sterująca 29 wykonuje działanie siłowników doładowania 16, piezokorektora 6, silnika krokowego 8, zaworów elektromagnetycznych 17, 18 i 19. Jednostka sterująca 29 kontroluje również ciśnienie i temperaturę w obwodzie chłodzenia LGRT 1 i kontroluje ciśnienie w układzie dolotowym powietrza. Pobieranie próbek w OAH 14 odbywa się przez rurkę do pobierania próbek powietrza 20, filtr 22. Powietrze przepływa przez rurkę 20 pod działaniem dmuchawy 16. Kierunek przepływu jest regulowany zaworami 17, 18, 19. Czujnik ciśnienia 25 służy do sprawdzenia stanu układu dolotowego powietrza. W trybie pomiarowym część promieniowania jest pochłaniana przez gaz testowy w OAN 14, powodując okresowe wahania ciśnienia z częstotliwością równą częstotliwości przerywania wiązki promieniowania przez obturator 21, które są rejestrowane przez mikrofon 13. Część promieniowania, przechodząc przez okno wylotowe OAN 14, wchodzi do komórki odniesienia 15, a następnie do czujnika piroelektrycznego 11. Sygnały ze wzmacniacza różnicowego 33 (którego wejścia są podłączone do mikrofonów 12 i 13) oraz Do przetwarzania stosuje się czujnik piroelektryczny 11, znormalizowany do odczytów czujnika 10, przy użyciu specjalnie opracowanego oprogramowania 31 i banku danych 32. Poniżej opisano działanie analizatora gazu, operatora i funkcjonalność programów. Praca z analizatorem gazów rozpoczyna się od podłączenia komputera PC 27 do sieci i pobrania oprogramowania SCO 2 zawierającego następujące programy: 1. CONTROL; 2. TEST 3. LINIA TESTOWA; 4. WIDMA; 5. OBLICZENIA; 6. WYNIK; 7. BANK. Po załadowaniu SCO 2 na ekranie komputera PC 27 pojawia się komunikat „WŁĄCZ ANALIZATOR GAZU”, uruchamiany jest program „KONTROLA” zapewniający sprawdzenie działania analizatora przed rozpoczęciem pomiarów. Sprawdza się obturator 21, doładowanie 16, zawory 17, 18 i 19. Dalej, zgodnie z programem „KONTROLA”, na wyświetlaczu pojawia się zapytanie „WYKONUJEMY POMIAR TESTOWY”. Jeżeli wymagany jest pomiar testowy, co potwierdzane jest naciśnięciem klawisza D, operator wykonuje pracę zgodnie z programem „TEST”. Na wyświetlaczu pojawi się komunikat „NAPEŁNIJ GAZ GAZEM ZEROWYM”. „GOTOWY”, poprzez wypełnienie klawiszem D uruchamiany jest program pomiarowy: sygnały mikrofonów 12 i 13, piroelektryczny czujnik mocy 10 są mierzone przy różnych wartościach linii emisyjnych (tj. przy różnych wartościach silnik krokowy krok numer 8. Wyniki są zapisywane w pamięci PC 27 do wykorzystania w programie "OBLICZENIA"). Następnie na ekranie pojawia się komunikat „MAKE ZERO MEASUREMENT”. Jeśli program „TEST” nie wykonuje pomiarów, komunikat ten pojawia się natychmiast. Pomiary wykonywane są zgodnie z programem „TEST LINE” przez naciśnięcie klawisza D. Dmuchawa 16 przepompowuje powietrze przez OAH 14, zawory 18 i 19 są zamknięte, zawór 17 otwiera się, po czym dmuchawa 16 zostaje wyłączona i mierzone są sygnały z mikrofonów 12 i 13 podłączonych do wzmacniacza różnicowego 33 oraz czujników piroelektrycznych 10 i 11 przy różnej liczbie kroków silnika krokowego 8. Wyniki pomiarów za przetwornikiem ADC 30 są znormalizowane do odczytów piroelektryczny czujnik mocy 10. Jeżeli pomiary nie zostały wykonane przy pomocy programu „TEST”, to sygnały z mikrofonów 12 i 13 są zapisywane w pliku do obróbki w programie „OBLICZENIA”, w przeciwnym razie nie są dalej wykorzystywane; sygnał z czujnika 11 jest wpisywany do pliku dla głównego programu pomiarowego „SPECTRA”. Na końcu programu na wyświetlaczu pojawia się zapytanie „TRYB OPERACJI SKANOWANIA”. Po naciśnięciu klawisza D praca będzie wykonywana zgodnie z programem „SPECTRA” z pomiarem sygnałów mikrofonów 12 i 13 oraz czujnika piroelektrycznego 10 w całym zakresie promieniowania, w każdej grupie kroków odpowiadających obecność promieniowania. Jednocześnie, w celu kontroli widma emisji, wyniki pomiarów są porównywane z pomiarami z czujnika 11 i danymi o widmie absorpcji gazu w komórce odniesienia 15, wprowadzanymi do banku danych podczas kalibracji analizatora gazów. W razie potrzeby wprowadzana jest poprawka do numeracji kroków określonej przez program „SPECTRA". Wyniki pomiarów wprowadzane są do pliku dla programu „OBLICZENIA". W przypadku odmowy pracy w trybie skanowania (naciśnięcie klawisza „H”) pojawia się komunikat „WPISZ NAZWY ZANIECZYSZCZEŃ Z NAZWANEJ LISTY”, praca jest kontynuowana zgodnie z programem „SPEKTRA”. Na ekranie pojawi się lista zanieczyszczeń. Po wybraniu zanieczyszczeń pojawia się komunikat „TRYB PRACY POJEDYNCZY”. Po naciśnięciu klawisza D wykonywany jest pojedynczy pomiar: pobierana jest próbka powietrza OAH 14, sygnały z mikrofonów 12 i 13 oraz czujnika 10 mierzone są na liniach absorpcyjnych żądanych substancji, określonych przez numer kroku silnik krokowy 8 z uwzględnieniem pomiaru zerowego. Wyniki pomiarów zapisywane są w pliku do przetworzenia przez program "OBLICZENIA". W przypadku odmowy wykonania pojedynczego pomiaru (naciśnięcie klawisza H) pojawia się komunikat „USTAW CZAS POMIARU W GODZINACH”, po czym przez określony czas wykonywane są pomiary ciągłe według programu „SPEKTRA”. Odstęp pomiędzy poszczególnymi pomiarami wynosi 5 min. Wyniki pomiarów zapisywane są w pliku do przetworzenia przez program "OBLICZENIA". Przetwarzanie wyników pomiarów odbywa się zgodnie z programem „OBLICZENIA” na końcu pomiarów (tryb pojedynczy), pomiędzy poszczególnymi pomiarami (tryb ciągły). Przetwarzanie odbywa się za pomocą banku danych (program BANK), który zawiera instrumentalne widma absorpcji gazów, czułość na każdy pojedynczy gaz, minimalne wykrywalne ilości, widmo absorpcji gazów komórki referencyjnej, maksymalne dopuszczalne stężenia gazów DNA dla powietrza roboczego i tereny mieszkalne. Wyniki wyświetlane są w formie tabeli (pomiary pojedyncze) lub wykresu (pomiary ciągłe) w porównaniu z MPC. W przypadku niepewności wyników przetwarzania (np. zbieżność widm absorpcyjnych) wyświetlany jest komunikat o niedokładności pomiarów. Zatem w proponowanym analizatorze gazów przewidziano środki techniczne do ekspresowego wyznaczania pików absorpcji różnych zanieczyszczeń powietrza (do 60 składników w jednej próbce), o stężeniu domieszki decyduje pik absorpcji, co korzystnie odróżnia go od analogów i prototyp.

PRAWO

jako rękopis

Dołgij Siergiej Iwanowicz

LASEROWE ANALIZATORY GAZU W OPARCIU O METODĘ ABSORPCJI RÓŻNICOWEJ

01.04.01 - Przyrządy i metody fizyki doświadczalnej

rozprawy na stopień kandydata nauk fizycznych i matematycznych

Barnauł - 2004

Prace prowadzono w Instytucie Optyki Atmosferycznej Oddziału Syberyjskiego Rosyjskiej Akademii Nauk

Opiekun naukowy: - Doktor nauk fizycznych i matematycznych

Profesor, członek korespondent Rosyjskiej Akademii Nauk Zujew Władimir Władimirowicz

Oficjalni przeciwnicy: - Doktor nauk fizycznych i matematycznych

Profesor Sutorikhin Igor Anatolyevich. - Kandydat nauk fizycznych i matematycznych, starszy badacz Prokopiew Władimir Egorowicz.

Organizacja wiodąca: Politechnika Tomska

Obrona odbędzie się 15 grudnia 2004 roku. o 14:00 na posiedzeniu rady rozprawy D 212.005.03 na Ałtajskim Uniwersytecie Państwowym pod adresem: 656049, Barnaul, Lenin Ave., 61

Rozprawę można znaleźć w bibliotece Ałtajskiego Uniwersytetu Państwowego.

sekretarz naukowy

rada rozprawy doktorskiej

D.D. Ruder

Trafność tematu. Pod wpływem różnych czynników środowisko ulega zmianom. Szybki rozwój przemysłu, energetyki, rolnictwa i transportu prowadzi do wzrostu antropogenicznego oddziaływania na środowisko. Szereg szkodliwych produktów ubocznych przedostaje się do atmosfery, hydrosfery i litosfery w postaci aerozoli, gazów, ścieków bytowych i przemysłowych, produktów naftowych itp., które niekorzystnie wpływają na warunki istnienia człowieka i biosfery jako całości . Dlatego prawdziwym problemem naszych czasów jest kontrola środowiska.

Obecnie do monitorowania stanu atmosfery wykorzystywane są analizatory chemiczne, termiczne, elektryczne, chromatograficzne, widma masowego i optyczne gazy. Co więcej, tylko te ostatnie są bezkontaktowe, nie wymagają próbkowania, co wprowadza dodatkowe błędy w wartości mierzonej. Szczególne miejsce wśród optycznych metod analizy gazów zajmują metody laserowe, które charakteryzują się: dużą czułością stężeniową pomiarów i rozdzielczością przestrzenną, oddaleniem i szybkością. Przede wszystkim dotyczy to laserowych analizatorów gazów działających na efekt absorpcji rezonansowej, które mają największy przekrój dla oddziaływania promieniowania optycznego z badanym ośrodkiem, zapewniając maksymalną czułość. Takie analizatory gazów z reguły realizują schemat absorpcji różnicowej. Wraz z rozwojem technologii laserowej w kraju i za granicą, optyczno-akustycznych (do lokalnej analizy gazów) i torowych (podających wartości integralne stężeń badanego gazu) laserowych analizatorów gazów, a także lidarów (lidar to skrót angielskich słów Light Detection and Ranging), które dostarczają informacji o stężeniu gazów w atmosferze w rozdzielczości przestrzennej. Jednak na początku pracy nad rozprawą, z nielicznymi wyjątkami, wszystkie były modelami laboratoryjnymi przeznaczonymi do pomiaru jednego, maksymalnie dwóch składników gazu, podczas gdy monitoring środowiska wymaga wieloskładnikowej analizy gazu.

Wszystkie gazowe składniki atmosfery ziemskiej, poza głównymi: azotem, tlenem i argonem, określa się zwykle mianem tzw. małych składników gazowych (MHC). Odsetek MHC w atmosferze jest niewielki, ale wzrost ich zawartości pod wpływem czynnika antropogenicznego ma istotny wpływ na wiele procesów zachodzących w atmosferze.

Jak wynika ze źródeł literaturowych, środkowy obszar IR widma jest najbardziej odpowiedni do celów laserowej analizy gazu MGS. Znajdują się tutaj główne pasma wibracyjno-rotacyjne większości MHS o dozwolonych strukturach. W tym obszarze promieniują wysokoenergetyczne lasery molekularne, w tym niezawodne i wydajne lasery CO i CO2. Dla tych laserów opracowano wysokowydajne parametryczne przetworniki częstotliwości (PFC), które umożliwiają wystarczająco gęste nakładanie się linii promieniowania

unosiła się widmowa int przezroczystość atmosfery

SYMYOTEK i

kule. Innym informacyjnym zakresem spektralnym do laserowej analizy gazów jest obszar UV. Znajdują się tutaj silne pasma elektronowe wielu zanieczyszczających gazów. W przeciwieństwie do obszaru widma w średniej podczerwieni, pasma absorpcji UV są nieselektywne i wzajemnie się nakładają. Metoda ozonometryczna uzyskała największy rozwój w tym obszarze ze względu na obecność pasma absorpcji ozonu Hartleya-Hugginsa.

Cel. Opracowanie oparte na metodzie absorpcji różnicowej analizatorów gazów do wykrywania i pomiaru stężeń MHC oraz wyznaczania ich przestrzennego i czasowego rozkładu w atmosferze.

W trakcie pracy wykonano następujące zadania:

Stworzenie kanału do sondowania pionowego rozkładu ozonu (VDO) w stratosferze (na podstawie lustra odbiorczego 0 0,5 m) w Syberyjskiej Stacji Lidarowej (SLS);

Kontrola stanu ozonosfery w trybie pomiarów rutynowych;

Badanie klimatologii ozonosfery, ocena trendów ozonu stratosferycznego.

Do obrony zgłaszane są:

2. Opracowane układy laserowych analizatorów gazów serii „TRAL”, w zakresie widma średniej podczerwieni, pozwalające na szybki pomiar stężeń ponad 12 gazów na i poniżej MPC na drogach o długości do 2 km za pomocą lustro lub odbłyśnik topograficzny.

3. Stworzony przez autora lidar ozonowy UV w oparciu o laser excimerowy XeQ, który zapewnił nieprzerwane, długotrwałe sondowanie ozonosfery nad Tomskiem na syberyjskiej stacji lidarowej w zakresie wysokości 13-45 km z maksymalną rozdzielczością pionową 100 m.

Nowość naukowa pracy:

Po raz pierwszy wyselekcjonowano i zweryfikowano doświadczalnie informacyjne długości fal sondowania MGS atmosfery za pomocą laserów molekularnych IR i PFC;

Stworzono szereg unikalnych mobilnych i stacjonarnych analizatorów gazowych liniowych, które umożliwiają szybkie przeprowadzenie wieloskładnikowej analizy składu gazowego atmosfery;

Pomiary dobowych zmian stężeń MHC (m.in. C2H4, NH3, H2O, CO2, CO, Oz, NO itp.) prowadzono w ekologicznie czystych rejonach kraju o dużym obciążeniu antropogenicznym;

Wykorzystanie wyników pracy. Dane uzyskane za pomocą analizatorów gazowych zostały przekazane Komitetowi Olimpijskiemu ZSRR w latach 1979-1980. w Moskwie, a także organizacjom ekologicznym w mieście. Tomsk, Kemerowo, Sofia (NRB) zostały uwzględnione w końcowych raportach IOA SB RAS dotyczących różnych grantów, umów, kontraktów i programów RFBR, np. „TOR” (badania ozonu troposferycznego), „SATOR” (ozon stratosferyczny i troposferyczny). badania) i inne.

Praktyczna wartość pracy jest następująca: - opracowano optyczno-akustyczny analizator gazów, który pozwala z dużą dokładnością mierzyć stężenie zarówno sumy węglowodorów z grupy metanowej, jak i osobno metanu i cięższych węglowodorów w mieszanina naturalnych i towarzyszących gazów naftowych. Za pomocą tego analizatora gazowego możliwe jest poszukiwanie ropy i gazu przez halo gazowe gazów pojawiających się na powierzchni ziemi nad złożami węglowodorów;

Opracowane analizatory gazów trasowych umożliwiają pomiar stężeń MHC w MPC i poniżej z szerokiej listy priorytetowych gazów zanieczyszczających;

Stwórz kanał do wykrywania pionowego rozkładu ozonu SLS w oparciu o lustro 0 0,5 m, co pozwala na uzyskanie wiarygodnych profili VRO w zakresie wysokości 13-45 km z maksymalną rozdzielczością 100 m.

Wiarygodność wyników pracy zapewnia: - dobra zgodność danych eksperymentalnych uzyskanych za pomocą opracowanych analizatorów gazowych z danymi uzyskanymi jednocześnie innymi metodami, a także; dane uzyskane przez innych autorów w podobnych warunkach klimatycznych i środowiskowych;

Dobra zgodność między profilami stratosferycznymi WRA mierzonymi za pomocą danych lidarowych, danych ozonsondy i pomiarów satelitarnych w zakresie błędu zastosowanych urządzeń.

Zatwierdzenie pracy. Główne wyniki uzyskane przez autora na temat rozprawy zostały opublikowane w 11 artykułach w rosyjskich recenzowanych czasopismach naukowych, zgłoszone na: VI, VII i XI Ogólnounijnych sympozjach sondowania laserowego i akustycznego (Tomsk, 1980, 1982, 1992 ); VI Ogólnounijne Sympozjum na temat propagacji promieniowania laserowego w atmosferze (Tomsk, 1881); XII Ogólnounijna konferencja na temat optyki koherentnej i nieliniowej (Moskwa, 1985); V Międzynarodowe Seminarium Szkolne z Elektroniki Kwantowej. Lasery i ich zastosowania (NRB, Słoneczny Brzeg, 1988); V Zgromadzenie Naukowe Międzynarodowego Stowarzyszenia Fizyki Atmosfery i Meteorologii (Reading, Wielka Brytania, 1989); XI sympozjum sondowania laserowego i akustycznego (Tomsk, 1992); I, III, IV i VI Międzyrepublikańskie sympozja „Optyka atmosfery i oceanu” (Tomsk, 1995, 1996, 1997 i 1999); III Syberyjskie spotkanie nt. monitoringu klimatu i ekologii (Tomsk, 1999); I Międzyregionalne Spotkanie „Ekologia rzek Syberii i Arktyki” (Tomsk 1999); VII Międzynarodowe Sympozjum Optyki Atmosferycznej i Oceanicznej (Tomsk, 2000); VIII i IX Międzynarodowe Sympozja Optyki i Fizyki Atmosfery i Oceanów (Tomsk 2001 i 2002); 11. Warsztaty na temat pomiarów promieniowania atmosferycznego (Atlanta, USA 2001); IX Grupa Robocza „Aerozole Syberii” (Tomsk, 2002); 21. i 22. Międzynarodowa Konferencja Laserowa (Quebec, Kanada, 2002, Matera, Włochy 2004); II Międzynarodowa Konferencja „Środowisko i Ekologia Syberii, Dalekiego Wschodu i Arktyki” (Tomsk, 2003). Międzynarodowa konferencja nt. technologii optycznych w badaniach atmosferycznych, oceanicznych i środowiskowych (Pekin, Chiny 2004).

Wkład osobisty. Praca wykorzystuje wyniki uzyskane osobiście przez autora lub przy jego bezpośrednim udziale. Jest to udział autora w opracowaniu zarówno ogólnych schematów budowy analizatorów gazów, jak i ich poszczególnych elementów i bloków optyczno-mechanicznych i elektronicznych; prowadzenie prac instalacyjnych i uruchomieniowych. Przedstawione również w pracy opracowanie metod pomiarowych, testowe i ekspedycyjne oraz terenowe tworzonych analizatorów gazów odbywało się przy bezpośrednim udziale autora. Od 1996 roku prawie wszystkie obserwacje stanu ozonosfery w SLS prowadzone są przy aktywnym udziale autora. Stworzył ulepszony kanał do wykrywania pionowego rozkładu ozonu SLS w oparciu o laser XeQ i lustro odbiorcze 0 0,5m.

Prace nad analizatorami gazów IR „LAG-1” i „Resonance-3” realizowano wspólnie z dr hab. G.S. Chmielnicki, pozostałe wyniki uzyskano pod kierunkiem członka korespondenta. RAS, doktor fizyki i matematyki W.W. Zujew z udziałem swojego personelu laboratoryjnego na różnych etapach pracy.

Wstęp uzasadnia aktualność tematu, formułuje cele i zadania pracy, podkreśla nowość naukową i znaczenie praktyczne oraz podaje główne zapisy zgłoszone do obrony.

W pierwszym rozdziale opisano metodę optyczno-akustyczną, czyli schemat blokowy optyczno-akustycznego analizatora gazów przeznaczonego do oddzielnego pomiaru stężeń metanu i innych węglowodorów nasyconych w próbkach powietrza.

Liczne badania wykazały obecność podwyższonych stężeń węglowodorów (HC) w powietrzu i próbkach powietrza glebowego na obszarach pól naftowych i gazowych. Autorzy wyrazili opinię, że jest to spowodowane uwalnianiem węglowodorów ze złoża na powierzchnię dzienną. Te fakty są podstawą geochemicznych metod poszukiwania złóż ropy i gazu. Według procentowego (objętościowego) składu gazów ziemnego ze złóż byłego ZSRR: metan 85-95%; etan do 7%; propan do 5%; butan do 2%; pentan i cięższe węglowodory do 0,4%. Skład gazów ropopochodnych z pól naftowych i gazowych: metan do 80%; etan do 20%; propan do 16%; izobutan + n-butan do 6%; pentan i cięższe węglowodory do 0,9%. Tak więc pentan i cięższe węglowodory w niewielkim stopniu przyczyniają się do zawartości halo gazowych nad polami naftowymi i gazowymi.

Ryż. 1. Schemat blokowy analizatora gazów laser 1-2-CO g z siatką dyfrakcyjną; 4, 5 - He-Ne-laser; kształtowanie 7, 9, 10-impulsowe; 8-modulator; 11- jednostka sterująca modulatora; spektrofon 12-kamerowy; 13-mikrofon; 14-selektywny wzmacniacz; 15- ADC!; 16-częstotliwościowy licznik; 17-tłumik; 18-odbiornik; 19-elektroniczny zegar; 20-ADC2; 21- jednostka sterująca; 22 mikrokomputer; 23 druk cyfrowy.

Przy poszukiwaniu złóż ropy naftowej i gazu przez halo gazowe węglowodorów wyłaniających się ponad złożami na powierzchni ziemi, niezwykle istotny jest odrębny pomiar stężenia metanu i cięższych węglowodorów, gdyż metan może być produktem nie tylko głębokich struktur, ale także górnych warstw biologicznie czynnych i nie zawsze jest prekursorem osadu. Jest to typowe na przykład dla

Syberia Zachodnia, gdzie metan może być wytwarzany w dużych ilościach przez znajdujące się na jej terenie bagna, a ciężkie węglowodory nie są generowane w górnych warstwach skorupy ziemskiej. W pracy przeanalizowano możliwość takiego odrębnego pomiaru pod warunkiem, że zawartość metanu w mieszaninach jest nie więcej niż 100 razy wyższa od zawartości innych węglowodorów.

Opracowany wysoce czuły analizator optyczno-akustyczny gazów „LAG-1” umożliwia rejestrację stężeń węglowodorów przy dowolnym stosunku mieszaniny metanu i innych węglowodorów. Schemat blokowy analizatora gazów pokazano na ryc. jeden.

Ciśnienie gazu w komorze cylindrycznego spektrofonu (detektora optyczno-akustycznego) podczas przechodzenia modulowanego promieniowania laserowego przy częstotliwości modulacji promieniowania co zależy od mocy promieniowania laserowego u, współczynnika absorpcji badanego gazu aor oraz współczynnika jakości rezonatora akustycznego przy częstotliwości modulacji Q(co) jako:

5zhg02[co2+ t1)"

gdzie t) jest średnicą cylindra; tr jest czasem relaksacji temperatury spektrofonu.

Pulsacje ciśnienia są przetwarzane na sygnał elektryczny przez mikrofon pojemnościowy typu MKD/MV 101 (13). Ponadto sygnał jest wzmacniany przez selektywny wzmacniacz typu U2-8 (14), digitalizowany przez ADC1 (15) i podawany do systemu przetwarzania wyników. Promieniowanie laserowe przechodzące przez komorę spektrofonową jest tłumione przez tłumik (17), wchodzi do odbiornika termoelektrycznego (18), jest digitalizowane przez ADC2 (20) i wchodzi również do systemu przetwarzania wyników

System oblicza współczynniki absorpcji:

oraz stężenie gazu w przypadku przeważającej absorpcji w jednej linii:

/=/, 2, 3 ...p,

gdzie l jest współczynnikiem kalibracji spektrofonu; n to liczba pomiarów; £/s/ - sygnał z mikrofonu; -sygnał proporcjonalny do mocy promieniowania laserowego; - sygnał tła spektrofonu; współczynnik pochłaniania masy badanego gazu. Wynik obliczeń wraz z kodem długości fali i czasem jest drukowany cyfrowo.

W obszarze strojenia lasera W-N linia emisji o długości fali 1,15 μm pokrywa się z linią absorpcji atmosferycznej pary wodnej, a linia 3,39 μm pokrywa się z pasmami absorpcji węglowodorów z grupy metanowej, począwszy od samego metanu. W obszarze strojenia długości fali lasera CO2 (9,1–10,8 μm) występują pasma absorpcji SW zaczynające się od

etan, zatem poprzez pomiar stężeń sumy węglowodorów i oddzielnie etanu, propanu i butanu, możliwe staje się określenie stężenia metanu. Tabela 1 zawiera listę tych składników gazu, ich współczynniki absorpcji przy odpowiednich długościach fali promieniowania i laserów CO2:

Tabela 1

Gaz Ne-Me X. \u003d 3,39 μm a, cm „1 atm” 1 CO2

A, μm · cm "1 atm" 1

Metan 9,0 - -

Etan 4,1 10,8847 0,5

Propan 9,0 10,8352 0,45-0,5

N-butan 12,6 10,4762 0,9

Izobutan 13 10,8598 0,4

Dzięki szerokiemu zakresowi strojenia lasera CO2 możliwy jest oddzielny pomiar etanu, propanu, n-butanu, izobutanu, etylenu i benzenu oraz innych składników gazowych. Z tej samej tabeli wynika, że ​​współczynniki absorpcji promieniowania lasera CO2 przez węglowodory są 10–20 razy mniejsze niż współczynniki absorpcji promieniowania lasera III-Ni. Ale dla spektrofonu rezonansowego czułość jest proporcjonalna do mocy przechodzącego przez niego promieniowania laserowego (wzór 1), a następnie do mocy lasera typu LG-126 wzdłuż długości

fali 3,39 µm 8 mW i lasera CO2 10 W, ten analizator gazów ma 100-krotnie wyższą czułość dla ciężkich SW.

Na rysunku 2 przedstawiono wyniki pomiarów porównawczych węglowodorów uzyskanych podczas jednej z wypraw wzdłuż rzeki Ob za pomocą kilku różnych analizatorów gazowych: LAG-1 (zmierzono zarówno sumę węglowodorów z metanem, jak i osobno cięższe węglowodory), „Iskatel” (pomiar sumy węglowodorów z metanem). zmierzono sumę węglowodorów z metanem) i lidar Ramana (zmierzono sumę węglowodorów bez metanu). Dane uzyskane przez wszystkie te urządzenia wskazują na gwałtowny wzrost zawartości węglowodorów w atmosferze nad polami naftowymi i gazowymi.

odległość hmm

Ryż. 2. Stężenia węglowodorów mierzone różnymi analizatorami gazów

Z dala od osadów nie występują stężenia etanu, propanu i butanu

przekroczyła 0,02 mln "1, metan - 1,7-2 mln" 1, ale w miarę zbliżania się do zbadanych złóż koncentracja cięższych węglowodorów znacznie wzrosła. I tak na przykład w rejonie pola naftowego w dolnym biegu rzeki Wach (punkt 650 km na ryc. 2) zmierzono następujące stężenia: suma węglowodorów wynosi 5,1 mln”, etan – 1,0 mln” 1, propan – 1,7 mln „1, butan – 0,3 mln” 1, przy stężeniu metanu 2,1 mln”1. Widać więc, że przy stosunkowo niewielkich wahaniach stężenia metanu w atmosferze (1,5 -2,0 mln" 1), duże wartości sumy węglowodorów nad polami naftowymi i gazowymi wynikają ze zwiększonych stężeń węglowodorów ciężkich.

Przeprowadzone testy testowe wykazały dobre właściwości eksploatacyjne analizatora gazów „LAG-1” w warunkach polowych. Wyniki uzyskane za jego pomocą są zgodne z wynikami uzyskanymi na innych układach pomiarowych w trakcie wspólnych pomiarów, wykazują ich wiarygodność. Zastosowanie dwóch źródeł laserowych (He-Ni i CO2) oraz spektrofonu w połączeniu umożliwia pomiar stężenia szerokiego zakresu gazów atmosferycznych i zanieczyszczających. Co najważniejsze, możliwy jest oddzielny pomiar frakcji metanowej i cięższych węglowodorów w mieszaninie naturalnych i towarzyszących gazów naftowych. Pozwala to mieć nadzieję na zastosowanie proponowanego analizatora gazowego do poszukiwania złóż ropy i gazu przez halo gazowe węglowodorów pojawiających się na powierzchni ziemi, a także do analizy operacyjnej frakcji gazowej rdzeni podczas wierceń poszukiwawczych studnie.

Rozdział drugi opisuje szereg analizatorów liniowych gazów „Resonance-3”, „TRAL”, „TRAL-3”, „TRAL-ZM”, „TRAL-4” działających w oparciu o metodę absorpcji różnicowej (DP). Sama metoda została krótko opisana.

Moc sygnału optycznego odebranego w czasie I metodą toru DP dla jednej długości fali X można zapisać jako:

gdzie P- to transmitowana moc optyczna (W),

d - odległość (cm), c - prędkość światła - 3 x 10 cm/s,

P, (r) ~ całkowita sprawność optyczna transceivera,

<т,- поперечное сечение поглощения (см2),

A - otwór odbiorczy (cm2),

a (d) - współczynnik tłumienia (cm "1),

I, jest stałym kątem rozproszenia wstecznego celu (por. "1),

/ "- indeks długości fali, / \u003d / i 2, odpowiednio dla długości fali przy maksymalnej i minimalnej absorpcji, N0 to stężenie gazu (cm "3).

Dla dwóch bliskich długości fal to prawda:

Wówczas średnie stężenie gazu w badanej objętości można wyrazić następująco, podobnie jak lidary (LIDAR to skrót od angielskich słów Light Detection and Ranging), które dostarczają informacji z rozdzielczością czasoprzestrzenną do badania stężenia MHC w atmosfera. Ale w momencie rozpoczęcia pracy nad rozprawą, z nielicznymi wyjątkami, wszystkie były zaprojektowane do pomiaru jednego, maksymalnie dwóch składników gazu lub były modelami laboratoryjnymi, podczas gdy monitoring środowiska wymaga wieloskładnikowej analizy gazów na dość długich trasach (wzdłuż miejskich autostrad, terytoriach duże przedsiębiorstwa przemysłowe).

Jak wynika ze źródeł literaturowych, środkowy obszar IR widma jest najbardziej odpowiedni dla celów laserowej analizy gazów MGS. Oto główne pasma wibracyjno-rotacyjne większości IGM. Dopuszczalne są struktury i indywidualne linie absorpcyjne prawie wszystkich gazów atmosferycznych, z wyjątkiem prostych, takich jak N2, O2, H2.

W zakresie średniej podczerwieni, jak wiadomo, wysokowydajne lasery molekularne emitują: CO, CO2, NH3, HF, DF i inne. Spośród nich najbardziej niezawodne i odpowiednie do celów analizy gazów są wysokowydajne lasery CO2. W laserach tych oprócz tradycyjnych pasm 9,6 i 10,6 μm można wygenerować pasma sekwencyjne przesunięte względem tradycyjnych o ok. 1 cm", a także pasmo główne 4,3 μm oraz gorące linie promieniowania Jeżeli weźmiemy pod uwagę możliwość wykorzystania izotopów CO2 do uzyskania dodatkowego zestawu przesuniętych linii generacji, to otrzymujemy bogaty zestaw linii emisyjnych dla tego źródła laserowego.

Niedawno opracowane wysokowydajne parametryczne przemienniki częstotliwości na bazie ZnGeP2, CdGeAs2, TlAsSe3, AgGaSe2 itp., NH3, Erbium itp. W przypadku sondowania laserowego atmosferycznych MHS ważne jest, aby większość tych linii emisyjnych, w tym przekształconych, wpadała w okna przezroczystości widmowej atmosfery.

Tym samym niskociśnieniowy laser molekularny CO2 wyposażony w zestaw bezprogowych parametrycznych przemienników częstotliwości wykonanych z ZnGeP2, CdGeAs2, TlAsSe3 i AgGaSe2 spełnia większość poniższych wymagań. Odległość między sąsiednimi liniami takich laserów wynosi około 1,5–2 cm"1, co upraszcza problem selekcji widmowej i strojenia częstotliwości. Stosując dwustopniową konwersję, np. laser CO2 lub częstotliwości sumy-różnicowe dwóch CO2 , czyli lasery CO2 i CO oraz ich harmoniczne, możliwe jest bardzo ścisłe pokrycie zakresu od 2 do 17 μm, w krokach do 10 cm"1. Położenie środków linii emisyjnych laserów pompujących i dość wąską szerokość widmową (2 x 10"3 cm"1) zapewniają parametry fizyczne ośrodka aktywnego. Położenie środków linii, a co za tym idzie położenie linii emisyjnych przetworzonych częstotliwości, znane jest z bardzo dużą dokładnością, co eliminuje problem kontroli charakterystyk widmowych. Sprawność takich przetworników jest dość wysoka i waha się od dziesiątych do kilkudziesięciu procent, co umożliwia tworzenie liniowych analizatorów gazów z wykorzystaniem obiektów topograficznych i aerozoli atmosferycznych jako reflektorów.

Innym informacyjnym zakresem spektralnym do laserowej analizy gazów jest obszar UV. Znajdują się tutaj silne pasma elektronowe wielu zanieczyszczających gazów. W przeciwieństwie do obszaru widma w średniej podczerwieni, pasma absorpcji UV są nieselektywne i wzajemnie się nakładają. Metoda ozonometryczna uzyskała największy rozwój w tym obszarze ze względu na obecność pasma absorpcji ozonu Hartleya-Hugginsa.

Możliwość wykonywania pomiarów ozonu atmosferycznego w rozdzielczości przestrzennej za pomocą lidaru została po raz pierwszy pokazana w 1977 r. (Mege et al.). A od drugiej połowy lat 80. ubiegłego wieku sondowanie laserowe ozonosfery stało się stałym elementem wielu obserwatoriów. Dostarcza informacji o pionowym rozkładzie ozonu (VDO), z powodzeniem uzupełniając informacje uzyskane metodą kontaktową z wykorzystaniem ozonsond i rakiet, zwłaszcza powyżej 30 km, gdzie dane ozonsondowe stają się niereprezentatywne.

Obserwacje ozonosfery prowadzone są na Syberyjskiej Stacji Lidarowej od grudnia 1988 roku. W tym okresie stale udoskonalano technologię lidarową, rozwijano i doskonalono techniki pomiaru i przetwarzania danych, stworzono oprogramowanie do sterowania procesem pomiarowym, nowe pakiety oprogramowania do przetwarzania uzyskanych wyników.

Cel. Opracowanie analizatorów gazowych opartych na metodzie absorpcji różnicowej do wykrywania i pomiaru stężenia MHC oraz określania ich przestrzennego i czasowego rozkładu w atmosferze.

W trakcie pracy wykonano następujące zadania;

Opracowanie optyczno-akustycznego analizatora gazów do lokalnej analizy gazów oraz badania przestrzennego rozkładu węglowodorów i innych MHS za jego pomocą;

Opracowanie i tworzenie torowych laserowych analizatorów gazu do badania składu gazowego atmosfery;

Rozwój metod pomiaru MHC w atmosferze;

Badania terenowe opracowanych urządzeń w oparciu o opracowane techniki pomiarowe;

Badanie dynamiki czasowej szyb zespolonych w ekologicznie czystych i narażonych na znaczne obciążenia antropogeniczne kraju;

Utworzenie kanału do sondowania pionowego rozkładu ozonu (VDO) w stratosferze (na podstawie lustra odbiorczego 0 0,5 m) CJIC;

Kontrola stanu ozonosfery w trybie pomiarów rutynowych; -badanie klimatologii ozonosfery, ocena trendów w ozonie stratosferycznym.

Do obrony zgłaszane są:

1. Opracowany laserowy analizator optyczno-akustyczny gazów „LAG-1”, który w oparciu o opracowaną technikę pozwala na oddzielne pomiary stężeń metanu i cięższych węglowodorów w mieszaninach powietrznych gazów ziemnych i towarzyszących w dowolnym stosunku składniki mieszaniny.

2. Opracowane układy laserowych analizatorów gazów serii „TRAL”, w zakresie widma średniej podczerwieni, pozwalające na szybki pomiar stężeń ponad 12 gazów na i poniżej MPC na drogach o długości do 2 km za pomocą lustro lub odbłyśnik topograficzny.

3. Stworzony przez autora lidar ozonowy UV w oparciu o laser excimerowy XeCl, który zapewnił nieprzerwane, długotrwałe sondowanie ozonosfery nad Tomskiem na syberyjskiej stacji lidarowej w zakresie wysokości 13-45 km z maksymalną rozdzielczością pionową 100 m.

Nowość naukowa pracy.

Po raz pierwszy wybrano i eksperymentalnie zweryfikowano informacyjne długości fal do sondowania MGS atmosfery;

Stworzono szereg unikalnych mobilnych i stacjonarnych analizatorów gazowych z otwartą ścieżką, opartych na przestrajalnych laserach molekularnych z przetwornikami częstotliwości promieniowania, które umożliwiają szybkie przeprowadzenie wieloskładnikowej analizy składu gazowego atmosfery;

Pomiary dobowych zmian stężeń MHC (takich jak С2Н4, NH3, Н2О, СО2, СО, О3, N0 itd.) prowadzono w rejonach kraju czystych ekologicznie i narażonych na znaczne obciążenie antropogeniczne;

Po raz pierwszy cechy klimatyczne ozonosfery nad Tomskiem zostały określone na podstawie regularnych i wieloletnich pomiarów profili pionowego rozkładu ozonu;

Wykorzystanie wyników pracy. Dane uzyskane za pomocą analizatorów gazowych zostały przekazane Komitetowi Olimpijskiemu ZSRR w latach 1979-1980. w Moskwie, a także organizacjom ekologicznym w mieście. Tomsk, Kemerowo, Sofia (NRB). Zostały one uwzględnione w raportach końcowych IOA SB RAS dotyczących różnych grantów, umów, kontraktów i programów RFBR, np. „TOR” (badania ozonu troposferycznego), „SATOR” (badania ozonu stratosferycznego i troposferycznego) i inne.

Wartość praktyczna pracy przedstawia się następująco:

Opracowano optyczno-akustyczny analizator gazów, który pozwala z dużą dokładnością mierzyć stężenie zarówno sumy węglowodorów z grupy metanowej, jak i osobno metanu i cięższych węglowodorów w mieszaninie gazów naturalnych i towarzyszących. Za pomocą tego analizatora gazowego możliwe jest poszukiwanie ropy i gazu przez halo gazowe gazów pojawiających się na powierzchni ziemi nad złożami węglowodorów;

Opracowane analizatory gazów trasowych umożliwiają pomiar stężeń MHC w MPC i poniżej z szerokiej listy priorytetowych gazów zanieczyszczających;

Stworzono kanał detekcji pionowego rozkładu ozonu CJIC w oparciu o zwierciadło odbiorcze 0 0,5 m, co pozwala na uzyskanie niezawodnych profili VRO w zakresie wysokości 13-45 km z maksymalną rozdzielczością 100 m.

Wiarygodność wyników pracy zapewnia: - dobra zgodność danych eksperymentalnych uzyskanych za pomocą opracowanych analizatorów gazowych z danymi uzyskanymi jednocześnie innymi metodami, a także; dane; uzyskane przez innych autorów w podobnych warunkach klimatycznych i ekologicznych;

Dobra zgodność między profilami stratosferycznymi WRA mierzonymi za pomocą danych lidarowych, danych ozonowych i pomiarów satelitarnych w zakresie błędu zastosowanych urządzeń | (15 %).

Wkład osobisty. Praca wykorzystuje wyniki uzyskane osobiście przez autora lub przy jego bezpośrednim udziale. Jest to udział autora w opracowaniu zarówno ogólnych schematów budowy analizatorów gazów, jak i ich poszczególnych elementów i bloków optyczno-mechanicznych i elektronicznych oraz montażu i uruchomienia. Przedstawiony również w pracy rozwój technik pomiarowych, testowych i ekspedycyjnych oraz terenowych tworzonych analizatorów gazów odbywał się przy bezpośrednim udziale autora. Od 1996 roku prawie wszystkie obserwacje stanu ozonosfery w CJIC były prowadzone przy aktywnym udziale autora. Stworzył ulepszony kanał do wykrywania pionowego rozkładu ozonu CJIC w oparciu o laser XeCl i lustro odbiorcze 0 0,5 m.

Proces rozwoju analizatorów gazowych, ich testy, przetwarzanie wyników uzyskanych podczas prac ekspedycyjnych, wieloletnie gromadzenie tak dużej ilości informacji empirycznych na temat VRO i ich analiza nie mogłyby się odbyć bez aktywnego udziału całego zespołu, bez którego praca ta nie odbyłaby się. Corr. RAS Zujew W.W. i doktorat Chmielnicki G.S. Rozwój analizatorów gazów oraz ich testy i testy terenowe zostały przeprowadzone wspólnie z dr Sci. dr Andreev Yu.M. Geiko PP, badacz Shubin S.F. Prace teoretyczne nad poszukiwaniem informacyjnych długości fal przeprowadził doktor nauk technicznych. Mitselem A.A., doktor nauk fizycznych i matematycznych Kataev M.Yu., Ph.D. dr Ptasznik IV Romanowski O.A. Pomiary lidarowe VRO zostały przeprowadzone wspólnie przez Senior Researcher dr Nevzorov A.V. Burlakov V.D. i doktorat Marichev V.N. oraz przetwarzanie danych sondażowych wraz z dr hab. Bondarenko SL. i doktorat Elnikow A.V.

Zatwierdzenie pracy. Główne wyniki uzyskane przez autora na temat rozprawy zostały opublikowane w 11 artykułach w rosyjskich recenzowanych czasopismach naukowych, zgłoszone na: VI, VII i XI Ogólnounijnych sympozjach sondowania laserowego i akustycznego (Tomsk, 1980, 1982, 1992 ); VI Ogólnounijne Sympozjum na temat propagacji promieniowania laserowego w atmosferze (Tomsk, 1881); XII Ogólnounijna konferencja na temat optyki koherentnej i nieliniowej (Moskwa, 1985); V Szkoły Międzynarodowe: I Seminarium Elektroniki Kwantowej. Lasery i ich zastosowania (NRB, Słoneczny Brzeg, 1988); V Zgromadzenie Naukowe Międzynarodowego Stowarzyszenia Fizyki Atmosfery i Meteorologii (Reading, Wielka Brytania, 1989); XI sympozjum sondowania laserowego i akustycznego (Tomsk, 1992); I, III, IV i VI Międzyrepublikańskie sympozja „Optyka atmosfery i oceanu” (Tomsk, 1995, 1996, 1997 i 1999); III Syberyjskie spotkanie nt. monitoringu klimatu i ekologii (Tomsk, 1999); I Międzyregionalne Spotkanie „Ekologia rzek Syberii i Arktyki” (Tomsk 1999); VII Międzynarodowe Sympozjum Optyki Atmosferycznej i Oceanicznej (Tomsk, 2000); VIII i IX Międzynarodowe Sympozja Optyki i Fizyki Atmosfery i Oceanów (Tomsk 2001 i 2002); 11. Warsztaty na temat pomiarów promieniowania atmosferycznego (Atlanta, USA 2001); IX Grupa Robocza „Aerozole Syberii” (Tomsk, 2002); 21. i 22. Międzynarodowa Konferencja Laserowa (Quebec, Kanada, 2002, Matera, Włochy 2004); II Międzynarodowa Konferencja „Środowisko i Ekologia Syberii, Dalekiego Wschodu i Arktyki” (Tomsk, 2003); Międzynarodowa konferencja nt. technologii optycznych w badaniach atmosferycznych, oceanicznych i środowiskowych (Pekin, Chiny 2004).

Struktura i zakres rozprawy. Praca doktorska składa się ze wstępu, trzech rozdziałów i zakończenia. Objętość rozprawy to 116 stron, zawiera 36 rycin, 12 tabel. Lista wykorzystanej literatury zawiera 118 tytułów.

Zakończenie rozprawy na temat „Przyrządy i metody fizyki doświadczalnej”

Wniosek

W trakcie pracy doktorskiej autor w ramach zespołu wykonał następujące czynności:

Opracowano optyczno-akustyczny analizator gazów do lokalnej analizy gazów, przy jego pomocy przeprowadzono badanie przestrzennego rozmieszczenia węglowodorów (podczas kilku wypraw na statku) na terenach, na których znajdują się pola naftowe. Zmierzony wzrost zawartości węglowodorów w próbkach powietrza w rejonie złóż naftowych potwierdził hipotezę o występowaniu halo gazowych nad polami węglowodorowymi oraz perspektywy wykorzystania tego analizatora gazowego do poszukiwania złóż ropy i gazu;

Opracowano i stworzono kompleks laserowych analizatorów gazów śladowych, pracujących w zakresie IR widma metodą absorpcji różnicowej i pozwalających na pomiar stężeń ponad 12 gazów w MPC i poniżej;

Opracowano technikę pomiaru MHC w atmosferze;

Przeprowadzono testy terenowe opracowanych urządzeń;

Przetestowano doświadczalnie pary informacyjnych długości fal i wyciągnięto wnioski dotyczące ich przydatności do celów analizy gazów zgodnie z MDP;

Przeprowadzono badania dynamiki czasowej MHS w ekologicznie czystych i narażonych na znaczne obciążenia antropogeniczne rejonów kraju;

Pomiary porównawcze stężeń MHC przeprowadzono za pomocą opracowanych laserowych analizatorów gazów oraz urządzeń działających w oparciu o standardowe metody, które wykazały dobrą zgodność uzyskanych wyników;

Stworzono kanał do wykrywania pionowego rozkładu ozonu (VOD) w stratosferze (w oparciu o lustro odbiorcze 0 0,5 m) CJIC, który zapewniał wiarygodne profile VOD nad Tomskiem przez długi czas, potwierdzoną dobrą zgodą z satelitą i dane ozonsondy. Umożliwiło to przeprowadzenie badań klimatologicznych i ocenę trendów ozonu stratosferycznego, które wykazały, że w niższej stratosferze na wysokości poniżej 26 km śródroczne zmiany stężeń ozonu charakteryzują się maksimum wiosną i minimum jesienią oraz na wysokościach powyżej 26 km maksymalne zmiany na lato, a minimum na zimę. Na wysokości 26 km, w rejonie, w którym znajduje się przerwa w cyklu, ozonosfera dzieli się na dwie części: na dole o jej zachowaniu decydują głównie procesy dynamiczne, a na górze fotochemiczne. Bardziej szczegółowe uwzględnienie zmian śródrocznych w WRO pozwala na wyróżnienie następujących punktów: a) na wysokości 14 km, gdzie najwyraźniej wpływ wahań wysokości tropopauzy jest nadal znaczący, brak zlokalizowanego maksimum jest obserwowany; b) w przedziale do 18 km włącznie maksimum wahań sezonowych występuje w lutym, aw przedziale 20-26 km - w marcu; Największą zgodność śródrocznych zmian WRO z rocznym przebiegiem TO obserwuje się w przedziale wysokościowym 20–24 km, zwłaszcza na wysokości 22 km. c) na wszystkich wysokościach trendy we WRO okazały się nieistotne statystycznie. Jednocześnie w dolnej części ozonosfery charakteryzują się wartościami lekko ujemnymi, aw części górnej lekko dodatnimi. W rejonie lokalizacji maksimum ozonu stratosferycznego (20 km) wartości negatywnych trendów są niewielkie (-0,32% rocznie). Wyniki te są zgodne z niewielką statystycznie nieistotną tendencją w OSA (0,01+0,026% rocznie) w tym samym okresie sześciu lat.

Lista źródeł rozprawa i abstrakt z fizyki, kandydat nauk fizycznych i matematycznych, Dołgij, Siergiej Iwanowicz, Tomsk

1. Kuznetsov I. E., Troitskaya T. M. Ochrona basenu powietrza przed zanieczyszczeniem substancjami szkodliwymi. - M.: Chemia, 1979. - 340 s.

2. Bespamyatov G. P., Bogushevskaya K. K. i wsp. Maksymalne dopuszczalne stężenia szkodliwych substancji w powietrzu i wodzie. Wyd. Drugi pas i dodatkowe L .: Chemia, 1975. - S. 455.

3. Detri J. Atmosfera musi być czysta. M., 1973. - 379 s.

4. Khrgian A. Kh. Fizyka ozonu atmosferycznego. L.: Gidrometeoizdat, 1973. -292 s.

5. Bazhin N.M. Metan w atmosferze. // Dziennik edukacyjny Sorosa, 2000. T. 6. Nr 3.-S. 52-57.

6. Hinkley ED, Melfi S.H. i in. Laserowy monitoring atmosfery.- Berlin, Helidelberg, Nowy Jork: Springer-Verlag, 1976.-416 s.

7. Omenetto H. Analityczna spektroskopia laserowa. M., Mir 1982. 606 s.

8. Szkocja R.M. Wykrywanie pionowego profilu gazów atmosferycznych za pomocą naziemnego radaru optycznego. //Proc. III Sympozjum na temat Teledetekcji Środowiska, Michigan: Ann, Arbor, USA, 1964, s. 215-224.

9. Uchino O., Maeda M., Hirono M. - Zastosowanie laserów excimerowych do obserwacji laserowo-radarowych górnych warstw atmosfery // JEEE J. Qucnt Electr., 1979, V. QE 15, N 10, P. 10 S 4-1100.

10. Grant W.B., Hake R.D. Pomiar zdalny SO2 i O3 techniką absorpcji różnicowej // J. Appl. Fiz. -1975.V. 46, nr 5. – str. 3019-3024.

11. G. S. P. Chmielnicki, Finansowanie gazów w atmosferze przez molekularną absorpcję promieniowania z przestrajalnego lasera CO2. Dis. cand. fizyka i matematyka Nauki. - Tomsk. 1979. - 241 s.

12. Middleton W.E.K., Spilhaus A.F., Meteorological Instruments, Univ. Toronto Ptress, Toronto, 1953, s. 208.

13. Ku RT, Hinkley E.D., et al. Długościeżkowe monitorowanie atmosferycznego tlenku węgla za pomocą przestrajalnego lasera diodowego //Appl. Opcja 1975-V.14. N 4, - P. 854-861.

14. Hinkley ED, Ku RT, Nill K.W. i in. glin. Monitorowanie dalekiego zasięgu: zaawansowane oprzyrządowanie z przestrajalnym laserem diodowym // Appl. Opcja 1976-V.15. N 7.- P.1653-1655.

15. Samokhvalov I.V., Sosnin A.V., Chmielnicki G.S. Wyznaczanie stężeń niektórych gazów na drogach poziomych w atmosferze za pomocą przestrajalnego lasera CO2. // Journal of Applied Spectroscopy, 1980. V.32. Sprawa. 3.- S. 525-531.

16 Środki R.M., Pilon G.A. A Study of Tunable Laser Techniques for Remote Mapping of Specific Gaseous Components of the Atmosphere, Opto-electronics 4, str. 141-153 (1972).

17. Byer R.L. Zdalny pomiar zanieczyszczenia powietrza. // Elektronika optyczna i kwantowa 1975. V 7. P. 147-177.

18. Asai K., Igarashi T. Detekcja ozonu metodą absorpcji różnicowej za pomocą lasera CO2. //optować. ilość. Electron., 7. str. 211-214, (1975).

19. Fredriksson K., Galle B., Nystrom K., Svanberg S. System Lidar stosowany w monitorowaniu zanieczyszczenia atmosfery. //Ap. Opt., 18. str. 2998-3003, (1979).

20. Murray E.R., Hake R.D. i in., -Atmospheric Water Vapor Measurements z 10-mikrometrowym systemem DIAL. //Ap. Fiz. Lett., 28. str. 542-543, (1976).

21. Wetkam C. Rozmieszczenie chlorowodoru w śliwce statków spalających: rozwój nowych systemów pomiarowych, odpady w oceanie. Tom 3, Wiley. 1981.

22. Husson N., Chedin A., Scott N.A. i in. Bank danych parametrów linii spektroskopowych GEISA. - Annales Geofizyczne. Fass. 2 Ser. A. (1986).

23. Rothman L.S., Gamache R.R., Goldman A. et al. //Ap. Optować. 1987 V.26. nr 19. -P. 4058-4097.

24. Butkevich V.I., Privalov V.E. Cechy zastosowania laserów w precyzyjnych pomiarach analitycznych. // ZhPS, T. 49. Nr 2. S. 183-201.

25. Philip L. Hanst. Pomiar zanieczyszczenia powietrza metodą spektroskopii absorpcyjnej o długiej drodze. //Proc. Drugi stażysta. kongres czystego powietrza. Waszyngton D.C., 6-11 grudnia 1970 r., NY-Londyn 1971, s. 492-499.

26. Eugenio Zanzottera Techniki lidaru absorpcji różnicowej w oznaczaniu zanieczyszczeń śladowych i parametrów fizycznych atmosfery. // Chemia analityczna, 1990, V. 21, nr 4 P. 279-319.

27. Grasiuk A.3., Letokhov p.n.e., Lobko B.V. Lasery molekularne IR z rezonansowym pompowaniem laserowym (przegląd). // Elektronika kwantowa, 1980. V. 7. Nr 11.-S. 2261-2298.

28. Hinckley E.D., Neill K.V., Bloom F.A. Spektroskopia laserowa w podczerwieni z wykorzystaniem laserów przestrajalnych. / Spektroskopia laserowa atomów i cząsteczek. -M.: Mir, 1979. S. 155-159.

29. Bertel I. M., Petukhov V. O., Trushin S. A., Churakov B. V. Laser CO2 TEA, przestrajalny wzdłuż linii oscylująco-rotacyjnych drugiego pasma sekwencji. // Preprint nr 262, Instytut Fizyki, BAN SSR, Mińsk, 1982. -30 s.

30. Killinger D.K., Menyuk N., DeFeo W.E. Zdalne wykrywanie CO za pomocą promieniowania laserowego CO2 o podwojonej częstotliwości // Apll. Fiz. Łotysz. 1980. V. 36. P. 402-405.

31. Andreev Yu.M., Bochkov D.S., Voevodin V.G. i wsp. Generowanie drugiej harmonicznej lasera CO2 w kryształach ZnGeP2. // W książce: Tr. VII Ogólnounijne sympozjum na temat laserowego i akustycznego sondowania atmosfery. 1982. - C 306-309.

32. Andreev Yu.M., Vedernikova TV, Betin A.A. i in. Konwersja promieniowania laserowego CO2 i CO w krysztale ZnGeP2 na zakres spektralny 2,3-3,1 jx. //Sow. J. Quantum Electron., 15.-P. 1014-1015.

33. Andreev Yu.M., Geiko PP, Zuev V.V. Wysokosprawna konwersja laserów IR z ZnGeP2 i CdGeAs2. //Biuletyn Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego., 1987. V. 32.-P.1632-1633.

34 Churnside J.H. Wilson JJ, Gribenicov AI, Shubin SF, Dolgii SI, Andreev YM, Zuev VV, Konwersja częstotliwości lasera CO2 z ZnGeP2. Memorandum techniczne NOAA ERL WPL-224. Wave Propagation Laboratory, Boulder, Kolorado lipiec 1992. 18 s.

35. Andreev Yu M., Geiko P.P. Obiecujące źródło promieniowania koherentnego do laserowej analizy gazów atmosfery oparte na nieliniowym krysztale Tl3AsSe3. // Optyka atmosfery i oceanu, 1988. Vol. 1. No. 1. P. 126129.

36. Wittemann V. Laser CO2. Za. z angielskiego. M.: Mir, 1990. 360 s.

37. Megie G. i in. Pionowe profile ozonu stratosferycznego przez sondowanie lidarem z ziemi. // Natura, 1977. V. 270. N 5635. P. 349-351.

38. Zujew W.W. Zdalna optyczna kontrola zmian stratosferycznych. Tomsk: MGP "Rasko", 2000. - 140 s.

39. Dzwon F.G. Generowanie fal optyczno-akustycznych. // Filos. Mag., 1881. V. 11.-P.510-513

40. Weingerov M.L. // DAN ZSRR, 1938, .T. 19. S. 687.

41. Kerr E.L., Atwood J.G. Spektrofon absorpcji oświetlonej laserem: metoda pomiaru słabej absorpcji przy długościach fal lasera. //Ap. Opt, 1968. V. 7. Nr 5.-P. 915-921.

42. Ageev B.G., Kapitanov V.A. Ponomarev Yu.N. Optoakustyczne laserowe analizatory gazów. // Nauka produkcji 2003. Nr 9. S. 30-31.

43. Dewey CF, Spektroskopia optofokustyczna. // Inżynieria optyczna, 1974, V. 3, s. 483-488.

44. Goldan P., Goto K. Akustycznie rezonansowy system do wykrywania niskiego poziomu absorpcji podczerwieni w zanieczyszczeniach atmosferycznych. // J.Appl. Phys., 1974. V. 45. nr 10. -P. 4350-4355.

45. Max E., Rosengren L.G. Charakterystyka rezonansowego detektora optoakustycznego stężenia gazów. // Komunikacja optyczna, 1974. V.l 1. Nie. 4. P.422-426.

46. ​​​​Antipov A.B., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N., Sapozhnikova V.A. Metoda optoakustyczna w laserowej spektroskopii gazów molekularnych. -Nowosybirsk: Nauka, 1984. 128 s.

47. Shumate M.S., Menzies R.T., Margolis J.S., Rozengren L.G. Absorpcja pary wodnej promieniowania laserowego dwutlenku węgla. //Ap. Opt., 1976. V. 15. Nr 10. -P. 2480-2488.

48. Sidorenko A.V., Sidorenko A.A. // W książce: Współczesne problemy geologii i geochemii paliw kopalnych. Moskwa: Nauka, 1973.

49. Sidorenko A.V., Sidorenko SA, Tenyakov V.A. Procesy osadowo-metamorficzne i „oddychanie gazem” skorupy ziemskiej. // DAN, 1978. V. 238. Nr 3-S.705-708.

50. Bartashevich O.V., Zorkin JI.M., Zubaikin C.JI. Podstawowe zasady i wyniki zastosowania bezpośrednich geochemicznych metod poszukiwania złóż ropy i gazu. / Autochemiczne metody poszukiwania złóż rud. Essentuki, 1976 - S. 41-47.

51. Biryulin V.P., Golubev O.A., Mironov V.D., Popov A.I. Geochemiczne poszukiwania złóż ropy i gazu z wykorzystaniem zdalnej spektrometrii laserowej metanu w powietrzu powierzchniowym. // Geologia ropy i gazu, 1979. Nr 4.-S. 27-31.

52. Kołobashkin WM, Popow A.I. Nowe możliwości metody absorpcji laserowej. // Natura, 1981. Nr 7. s.50-57.

53. Mironov V.D., Popov A.I., Sadchikhin A.V. // ZHPS, T. 33. Wydanie. 4. 1980. -S. 742-744.

54. Dołgij S.I., Ippolitow I.I., Chmielnicki G.S., Szubin S.F. Laserowy rezonansowy analizator optyczno-akustyczny gazów do monitorowania drobnych zanieczyszczeń atmosferycznych. // L .: Oprzyrządowanie 1982, T. XXV. nr 12 S. 71-74.

55. Antipov A.B., Antipov B.A., Sapozhnikova V.A. Współczynniki absorpcji niektórych węglowodorów w zakresie generowania OKG przy A = 3,39 μm. // Procedury uczelni, Fizyka. 1974. Nr 2. S. 157-158.

56. Makushkin Yu.S., Mitsel'A.A., Chmielnicki G.S. Diagnostyka absorpcyjna laserowa gazów atmosferycznych. // ZhPS, 1981. T. 35. Wydanie. 5. C 785-791.

57. Andreev Yu.M., Zuev V.V., Romanovsky O.A. Zautomatyzowany system wyszukiwania optymalnych długości fal do analizy gazów metodą absorpcji różnicowej. // M.: VINITI, 1988. Nr 4059-B88 62 s.

58. Encyklopedia chemiczna. M.: Encyklopedia radziecka, 1988. T. 1.1. C.476-477

59. Mierzy analizę równania Lidara R.M., pozwalającą na określenie czasu trwania impulsu laserowego celu i okresu integracji detektora. //Ap. opcja 16 1092, 1977.

60. Krekov G.M., Rachimov R.F. Model optyczno-lokacyjny aerozolu kontynentalnego. Nowosybirsk: Nauka 1982. -196 s.

61. Karapuzikov A.I., Ptashnik I.V. i in., Możliwości wykorzystania lidaru śmigłowcowego opartego na promieniowaniu przestrajalnego lasera TEA CO2 do wykrywania wycieków metanu. // Optyka atmosfery i oceanu, 1999. T. 12. Nr 4.-S. 364-371.

62. Rothe K.W., Walther H., Werner J. Pomiary różnicowo-absorpcyjne za pomocą laserów IR i UV o stałej częstotliwości // Optyczne i laserowe teledetekcja. Zabójca

63. D. K. And Mooradian A., red., Springer-Verlag, Berlin, 1983.

64 Murray E.R. Zdalne pomiary gazów za pomocą dyskretnie przestrajalnych laserów na podczerwień. //optować. inż., 16, 284. 1977.

65. Prochorow AM, Bunkin F.M., Gochelashvili K.S., Shishov V.I. Propagacja promieniowania laserowego w przypadkowych ośrodkach niejednorodnych. //UFN, 1974.-S. 415-456.

66. Gurvich A.S., Kon A.I. i inne promieniowanie laserowe w turbulentnej atmosferze. M.: Nauka, 1976. - S. 279.

67. Sedin V.Ya., Chmelewcow S.S. Ekspansja skupionych wiązek światła w burzliwej atmosferze. // Izv. uniwersytety. Ser. Fizyka, 1972. Nr 3. -s.91-96.

68. Selby J.E.A. i McClatchey R.A. Przepuszczalność atmosferyczna od 0,25 do 28,5 po południu: kod komputerowy LOWTRAN 2. //Tech. Rep, AFCRL-TR-72-0745, 1972.

69. V. E. Zuev, Propagacja fal widzialnych i podczerwonych w atmosferze. -M.: Sow. Radio, 1970.-496 s.

70. McClatchey R.A., Benedict W.S., Clough S.A. i in. /AFCRL Kompilacja parametrów linii absorpcji atmosferycznej. //Techn. Rep, AFCRL-TR-73-0096, ERP N. 434, 1973.

71 Rothman L.S., Gamache R.R., Goldman F. i in. Baza danych HITRAN: wydanie 1986. //Ap. Optować. 1987. V. 26. Nr 19. P. 4058-4097.

72. Bondarenko S.L., Dolgii S.I., Zuev V.V., Kataev M.Yu., Mitsel’ A.A., Pelymsky O.A., Ptashnik I.V. Laserowa wieloskładnikowa analiza gazowa warstwy powierzchniowej atmosfery. // Optyka atmosfery i oceanu, 1992. V. 2. No. 6.-S.611-634.

73. S. I. Dolgiy, L. P. Kudinova, A. A. Mitsel’, G. S. Khmel’nitskii i S. F. Shubin, Russ. System do określania stężenia gazów za pomocą lasera przestrajalnego w CO2. / Systemy do automatyzacji eksperymentów w zakresie optyki atmosferycznej. - Tomsk, 1980. - S. 67-78.

74. Wiceprezes Żarow, Letochow p.n.e. Laserowa spektroskopia optyczno-akustyczna. -M. Nauka, 1984.-320 s.

75. Andreev Yu.M., Voevodin V.G., Gribenyukov A.I. i wsp. Analizator gazów ścieżkowych oparty na przestrajalnym laserze CO2 z podwajaczem częstotliwości.

76. Dołgy S.I., Chmielnicki G.S., Szubin S.F. Zdalna analiza gazu w atmosferze za pomocą dyskretnie przestrajalnego lasera CO2. // Materiały: Metody absorpcji laserowej do analizy mikrostężeń gazów. - M.: Energoatomizdat, 1984. - S.121-130.

77. Tichonow A.N., Arsenin V.Ya. Metody rozwiązywania źle postawionych problemów. M.: Nauka, 1974, 351 s.

78. S. I. Dolgii, V. V. Zuev, S. V. Smirnov i S. F. Shubin, Russ. Laserowe analizatory gazów IR o absorpcji różnicowej "TRAL-3" i "TRAL-ZM". // Optyka atmosfery, 1991. V. 4. Nr 5.- P. 515-521.

79. Chemia. Przewodnik referencyjny. Za. z nim. JI.: Chemia. 1975. - 575 s.

80. Dołgij S.I., Ippolitow I.I., Chmielnicki G.S., Szubin S.F. Badanie tłumienia promieniowania laserowego w atmosferze olimpijskiej Moskwy. / Streszczenia VII Ogólnounijnego Sympozjum Propagacji Promieniowania Laserowego w Atmosferze. Tomsk 1981.- P.62-65.

81. Elnikov A.V., Zuev B.V., Bondarenko S.L. O rekonstrukcji profili ozonu stratosferycznego z danych sondowania lidarowego // Optyka atmosferyczna i oceaniczna. 2000. T 13. Nr 12 S. 1112-1118.

82. Claude H., Sconenborn F., Streinbrecht W., Vandersee W. DIAL pomiary ozonu w Met. obs. Hohenpei|3enberg: Klimatologia i trendy. //Proc. 17. ILRC Abst. dokumentów, Sendai, Japonia. 1994.P.413-415 Sendai, Japonia.l994.P.

83. Projekt McDermit Optical Systems dla stratosferycznego systemu lidarowego, Appl. Optować. 1995 V34. N. 27 str. 6201-6210.

84. Godin S., David C., Lakoste A.M. Systematyczne pomiary ozonu i lidaru aerozoli w OHP (44° N, 6° E) i Dumont // Abstr. Dokumentów 17. ILRC. Sendai, Japonia. s. 409-412. 1994.

85. Stefanutti L., Castagnoli F., DelGuastaM. i in. Depolaryzacyjny LIDAR z rozpraszaniem wstecznym o czterech długościach fali do monitorowania IISC // Appl. Fiz. 1992, V. B55. s.13-17.

86. Tichomirow A.A. Klasyfikacja sprzętowych metod kompresji zakresu dynamicznego sygnałów lidarowych i kryteria ich oceny // Postępowanie. Dokl.VII All-Union. Symp. Według laz. I akustyczne. Sonda. Atmosfery. -Tomsk: TF SO AN ZSRR, 1982.- C 173-176.

87. Pravdin B.JL, Zuev V.V., Nevzorov A.V. Elektroniczna kontrola wzmocnienia PMT podczas rejestrowania sygnałów lidarowych o dużym zakresie dynamicznym w trybie zliczania fotonów // Optyka atmosfery i oceanu, 1996. V. 9. Nr 12 P. 1612-1614.

88. Zuev V.V., Elnikov A.V., Burlakov V.D. Laserowe nagłośnienie środkowej atmosfery. / Pod redakcją generalną Corr. RAS V.V. Zueva Tomsk: RASKO, 2002.-352 s.

89. Flee J.A., Morris J.R., Feit MD // Appl. Fiz. 1976. V.10. Nr 1.-P.129-139

90. Astafurov V.G., Mitsel A.A. Specyfika przetwarzania sygnału lidarowego przy pomiarach zanieczyszczeń gazowych atmosferycznych. //Autometria. 1984. Nr 1.-S. 92-97.

91. V. N. Marichev, V. V. Zuev, P. A. Khryapov, S. I. Dolgiy i A. V. Nevzorov, Russ. Obserwacje lidarowe pionowego rozkładu ozonu stratosferycznego nad Tomskiem latem 1998 r. // Optyka atmosferyczna, 1999. V. 12. Nr 5, - P. 428-433.

92. A. V. Elnikov, V. V. Zuev i in., Pierwsze wyniki obserwacji lidarowych ozonu stratosferycznego nad Syberią Zachodnią. // Optyka atmosfery, 1989. V.2. nr 9. S. 995-996.

93. Dolgii S.I., Zuev V.V., Marichev V.N., Sharabarin E.V. Wyniki eksperymentu sondowania lidarem ozonu i temperatury w troposferze i stratosferze. // Optyka atmosfery, 1996. V. 9. Nr 8-S. 11231126,.

94. Długa SI,. Zuev V.V., Marichev V.N., Kataev M.Yu., Nevzorov A.V. Rozszerzenie funkcjonalności DP-lidara. W: Streszczenia IV Sympozjum // Optyka atmosferyczna i oceaniczna, 1997. S. 210.

95. Zuev V.V., Kataev M.Yu., Mitsel’ A.A. Przetwarzanie danych o ozonu stratosferycznym uzyskanych za pomocą dwufalowego lidaru UV-DP: kod komputerowy SOUND. // Biuletyn Fizyki Uczelni, №11 os. nr 2672-B94. 25s.

96. Bondaernko C.JI. Rekonstrukcja charakterystyk stratosferycznej warstwy ozonowej na podstawie danych eksperymentalnych. Praca doktorska - Tomsk, 2002r. - 136 s.

97. Nakane H., Sugimoto N., Hayashida S., Sagano Ya. i Matsui I. Pięć lat obserwacji lidarem pionowych profili ozonu stratosferycznego w NIES, Tsukuba (36° N, 140° E) // Proc 17- ILRC Sendai, Japonia. 1994.-P.416-419.

98. Krueger A.J., Minzner R.A. Model ozonu na średnich szerokościach geograficznych dla standardowej atmosfery USA z 1976 roku. // Geofizy. Res. 1976. V. 81. N 24. P. 4477-4487.108. http://www-sage2.larc.nasa.gov/introdaction.

99. Dolgy S.I., Zuev B.V., Bazhenov O.E. Klimatologia i trendy ozonu stratosferycznego nad Tomskiem. // Optyka atmosfery i oceanu, 2004. V.17.№4.-S. 312-316.

100. Zuev V.V., Dolgii S.I., Bondarenko S.L., Bondarenko M.A. Porównanie profili pionowego rozkładu ozonu uzyskanych na Syberyjskiej Stacji Lidarowej z danymi satelitarnymi. // Postępowanie SPIE. 2004, V. 5743. S. 498-501.

101. Zuev V.V., Dolgii S.I., Nevzorov A.V. Klimatologia i trend ozonu stratosferycznego nad Tomskiem w latach 1996-2003. // Streszczenia 22. Międzynarodowej Konferencji Laser Radar. Matera, Włochy. str. 585-589.

102. Zuev V.V., Dolgii S.I., Nevzorov A.V. Pomiary DIAL ozonu stratosferycznego nad Tomskiem za okres 1996-2003 (klimatologia i trendy), //W: Abstracts of ICOT 2004 Beijing, China., 2004. P 12.

103. Długi S.I. Wyniki kompleksowych badań zanieczyszczeń w obszarze złóż ropy i gazu. // Materiały I Międzyregionalnego Spotkania „Ekologia terenów zalewowych rzek syberyjskich i Arktyki” /pod. wyd. Zueva V.V. Nowosybirsk: Wydawnictwo Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk, 1999. S. 171-176.

104. Zuev V.V., Zuev V.E., Burlakov V.D., Dolgii S.I., Elnikov A.V., Nevzorov A.V. Klimatologia aerozolu i ozonu w stratosferze na podstawie wieloletnich obserwacji na syberyjskiej stacji lidarowej. // Optyka atmosfery i oceanu, 2003. T16. Nr 8. S.719-724.

105. Burlakov V.D., Dolgiy S.I., Nevzorov A.V. Modernizacja kompleksu pomiarowego syberyjskiej stacji lidarowej // Optyka atmosfery i oceanu, 2004. V.17. nr 10. S.857-864.

106. Zuev V.V., Dołgij S.I. Klimatologia i trendy ozonu stratosferycznego nad Tomskiem. // Materiały II Międzynarodowej Konferencji „Środowisko i Ekologia Syberii, Dalekiego Wschodu i Arktyki (EESFEA-2003) Tomsk, 2003. T. 1.-S. 74.

107. Shvartsev S.L., Savichev O.G. Kompleksowe badania ekologiczne i geochemiczne wód rzeki. Obi. // Materiały I Międzyregionalnego Spotkania „Ekologia rzek syberyjskich i Arktyki”. Tomsk, 1999. - S. 110-115.

108. Belitskaya E.A., Guznyaeva M.Yu. i inne Zanieczyszczenia organiczne w wodach środkowego Ob. // Materiały I Międzyregionalnego Spotkania „Ekologia rzek syberyjskich i Arktyki”. Tomsk, 1999. - S. 122-129.

Laserowy analizator gazów „LGAU-02” przeznaczony jest do pomiaru stężenia węglowodorów gazowych w powietrzu pompowanym przez komorę gazową urządzenia. Analizator gazów może być używany zarówno jako samodzielne urządzenie, jak i w ramach mobilnych laboratoriów samochodowych i lotniczych. W skład kompleksu wchodzą:

• laserowy analizator gazów "LGAU-02";
• pilot zdalnego sterowania ze źródłami sygnału dźwiękowego;
• opcjonalnie: komputer osobisty z zainstalowanym oprogramowaniem.

Ryż. jeden

Przedstawiono schemat organizacji autolaboratorium do poszukiwania wycieków z podziemnych gazociągów. 1 W laboratorium lotniczym można obejść się bez sterownika przepływu powietrza, zapewniając skuteczny wlot powietrza przy ciśnieniu powietrza zaburtowego, a w wózku ręcznym zamiast powierzchniowego urządzenia do pobierania próbek można użyć zewnętrznego urządzenia do pobierania próbek.

Zalety analizatora gazów „LGAU-02” przejawiają się w rozwiązywaniu problemów:

• wykrywanie wycieków z podziemnych gazociągów miejskich sieci gazowych, a także z rurociągów głównych i dystrybucyjnych za pomocą autolaboratorium wykonującego pomiary w ruchu;
• wykrywanie wycieków z gazociągów podziemnych, naziemnych i napowietrznych za pomocą wózka ręcznego wykonującego pomiary w ruchu;
• wykrywanie wycieków z głównych gazociągów za pomocą laboratorium lotniczego;
• pomiary zmienności tła metanu (węglowodorów) na dużych obszarach (badanie węglowodorów) przy pomocy laboratorium lotniczego w celu poszukiwania złóż ropy i gazu oraz monitoring środowiska stanu atmosfery.

Ryż. 2

• Oprogramowanie pozwala na prowadzenie archiwów. Prowadzony jest również dziennik zdarzeń.

Funkcjonalność kompleksu

• Analizator gazów wykonany jest w postaci optoelektronicznej jednostki pomiarowej w obudowie pyło- i bryzgoszczelnej o stopniu ochrony IP54 i jest wyposażony w panel zdalnego sterowania wyposażony we wskaźnik analogowy, pojedynczy przycisk zerowania oraz dwustopniowy alarm dźwiękowy i świetlny o podwyższonych stężeniach z regulowanymi progami. Łatwość instalacji i konserwacji urządzenia, wysoka niezawodność, niewielkie wymiary i pobór mocy pozwalają na używanie go w trybie offline, na wózkach ręcznych, samochodach oraz na pokładzie niemal każdego lotniskowca, w tym lotni i miniplanów. Analizator gazów może pracować całkowicie autonomicznie, a zamiast pilota można podłączyć dowolne urządzenie pomiarowe o napięciu DC od 0 do 5 V. Dokumentację danych pomiarowych i wykreślanie w czasie rzeczywistym można prowadzić na konwencjonalnym komputerze osobistym z RS Interfejs 232C, w tym przenośny. Po podłączeniu do analizatora gazowego-komputerowego systemu nawigacji satelitarnej możliwe jest zmapowanie pola zanieczyszczenia gazu. Stymulator przepływu można podłączyć za pomocą specjalnego przycisku do przełączania napięcia zasilania na przednim panelu urządzenia.

Doświadczenie operacyjne

• Doświadczenie operacyjne. Od 1998 r. petersburski zakład gazowniczy „Lengaz”, a od 2004 r. moskiewskie przedsiębiorstwo państwowe „Mosgaz” prowadzą autolaboratoria do poszukiwania wycieków gazu ziemnego z miejskich podziemnych gazociągów na podstawie „LGAU-02”. Prototypy urządzenia były eksploatowane w ramach laboratoriów lotniczych podczas badań atmogeochemicznych w kompleksie poszukiwań gazu i ropy naftowej w Tatarstanie, Czuwaszji i na północy Krasnojarska oraz podczas badań środowiskowych atmosfery w miastach Tuła i Moskwa . Ponadto urządzenia były wykorzystywane w ramach autolaboratorium do badań geoekologicznych obszarów, w których gleby technogeniczne są rozmieszczone na wielu obszarach masowego rozwoju w Moskwie, a także autonomicznie do prowadzenia naziemnych badań geochemicznych w Korei. Na podstawie analizatora gazów stworzono pokładowy skomputeryzowany kompleks do badań lotniczych gazów węglowodorowych. W sezonie polowym 2001 nalot kompleksu na pokładzie samolotu An 2 bez pojedynczej awarii przyrządów przekroczył 600 godzin, a łączna powierzchnia objęła około 30 tysięcy metrów kwadratowych. km.

Perspektywy rozwoju kompleksu

• Implementacja dodatkowych interfejsów USB;
• Podłączenie urządzenia do nawigacji satelitarnej GPS z interaktywną mapą terenu;
• Implementacja dodatkowych funkcji na życzenie użytkownika.

Czasopismo „Przyrządy i techniki eksperymentalne”, 1999, nr 5

Laserowy analizator gazów do wykrywania wycieków gazu z podziemnych gazociągów

Czasopismo „Przyrządy i systemy sterowania”, 1998, nr 9

Powietrzny analizator laserowy gazów absorpcyjnych do węglowodorów

Copyright 1998-2005 MEPhI Engineering Center