現在人們對于空氣質量重視程度不斷提高,隨著科學技術的發展,越來越多的環境監測技術應用于空氣質量實時監測之中,像激光雷達就是其中一種。今天三水智能化就空氣質量實時監測領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。
由發射系統發射一束方向性強、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生散射與吸收,后向散射信號被激光雷達接收光學系統接收,光信號被光電探測器接收并轉換為電信號,數據采集系統采集電信號,同時記錄距離信息,最后通過計算機存儲、處理、反演氣溶膠的光學屬性。在利用激光雷達進行空氣質量實時監測過程中,常用的技術手段包括激光雷達垂直監測、水平掃描監測及車載走航監測。米散射激光雷達是最常用的激光雷達,其應用于空氣質量實時監測的物理量主要包括5種:
1.消光系數:特定的空間坐標點上氣溶膠對光的衰減程度,一般消光系數與顆粒物濃度正相關。
2.光學厚度:消光系數在距離上的積分,表征為氣溶膠空氣柱的透明度,光學厚度越大,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量濃度:激光雷達探測的消光系數和地面實測顆粒物質量濃度相關,擬合獲得相關系數,從而探測顆粒物質量濃度。
5.邊界層高度:大氣邊界層高度是大氣環境和大氣數值模式的重要物理參數之一,大氣污染主要發生在邊界層,其高度影響污染物的濃度和擴散。