現(xiàn)在人們對于空氣質(zhì)量重視程度不斷提高,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于空氣質(zhì)量實時監(jiān)測之中,像激光雷達就是其中一種。今天三水智能化就空氣質(zhì)量實時監(jiān)測領(lǐng)域激光雷達的使用原理為大家分析一下。激光雷達工作原理如圖所示。
由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射一束方向性強、能量高的激光脈沖,激光束在大氣氣溶膠中傳輸并與大氣中氣溶膠粒子相互作用發(fā)生散射與吸收,后向散射信號被激光雷達接收光學(xué)系統(tǒng)接收,光信號被光電探測器接收并轉(zhuǎn)換為電信號,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集電信號,同時記錄距離信息,最后通過計算機存儲、處理、反演氣溶膠的光學(xué)屬性。在利用激光雷達進行空氣質(zhì)量實時監(jiān)測過程中,常用的技術(shù)手段包括激光雷達垂直監(jiān)測、水平掃描監(jiān)測及車載走航監(jiān)測。米散射激光雷達是最常用的激光雷達,其應(yīng)用于空氣質(zhì)量實時監(jiān)測的物理量主要包括5種:
1.消光系數(shù):特定的空間坐標點上氣溶膠對光的衰減程度,一般消光系數(shù)與顆粒物濃度正相關(guān)。
2.光學(xué)厚度:消光系數(shù)在距離上的積分,表征為氣溶膠空氣柱的透明度,光學(xué)厚度越大,氣溶膠濃度越大。
3.退偏振比:在激光雷達探測中用來區(qū)分球形粒子與非球形粒子的物理量,其值越大,代表非球形粒子的比例越高。
4.激光雷達反演獲得顆粒物質(zhì)量濃度:激光雷達探測的消光系數(shù)和地面實測顆粒物質(zhì)量濃度相關(guān),擬合獲得相關(guān)系數(shù),從而探測顆粒物質(zhì)量濃度。
5.邊界層高度:大氣邊界層高度是大氣環(huán)境和大氣數(shù)值模式的重要物理參數(shù)之一,大氣污染主要發(fā)生在邊界層,其高度影響污染物的濃度和擴散。