Способ определения параметров аэрозоля

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к дистанционным оптическим методам анализа параметров аэрозолей в атмосфере, и может найти применение при контроле загрязнения окружающей среды. Цель изобретения - расширение информативности способа за счет дополнительного одновременного определения обводненности аэрозолей . Сущность изобретения состоит в том, что зондируют атмосферу с аэрозолями импульсным пучком лазерного излучения на длине волны от 10 до 25 мкм с плотностью мощности от 10 и 1 о Вт/см. Анализируют временной ход интенсивности рзссеяниого аэрозолями света в процессе лазерного воздействия , который вызван высушиванием обводненного аэрозоля. Из соотношения интенсивностей рассеянного света в начале лазерного импульса и при достижении насыщения определяют степень обводненности аэрозоля, а также его химический состав. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629628/25 (22) 14.11.88 (46) 15.04.93. Бюл. hL 14 (71) Институт оптики атмосферы С0 АН

СССР (72) А.А,Землянов, А.M.ÊàáàíîB, Г.А.Мальцева и M.В.Панченко (56) Беляев Е.Б. и др. Спектроскопический лидар для дистанционного определения элементного состава аэрозолей, в сб. Проблемы атмосферы, M„ Наука, 1983, Авторское свидетельство СССР

1Ф 864966, кл. G 01 и 21/52, l980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АЭРОЗОЛЯ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к дистанционным оптическим методам анализа параметров аэрозолей в атмосфере, и

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к дистанционным оптическим методам анализа параметров аэрозолей применение при контроле загрязнения окружающей среды.

Целью изобретения является повышение информативности способа за счет дополнительного одновременного определения обводнения аэрозолей.

Способ определения параметров аэрозоля осуществляют следующим образом.

В исследуемую область атмосферы посылают зондирующий импульсный лазерный пучок. который испытывает рассеяние на азрозольных частицах, содержащихся в. ЬЫ, 1611ОЬ6 А1 может найти применение. при контроле загрязнения окружающей среды. Цель изобретения — расширение информативности способа за счет дополнительного одновременного определения обводненности аэрозолей, Сущность изобретения состоит в ToM, что зондируют атмосферу с аэрозолями импульсным пучком лазерного излучения на длине волны от 10 до 25 мкм с плотностью мощности от 10 и 10 Вт/см . Анализируют

4 временной ход интенсивности рассеянного аэрозолями света в процессе лазерного воздействия, который вызван высуч иванием обводненного аэрозоля. Из соотношения интенсивностей рассеянного света в начале лазерного импульса и при достижении насыщения определяют степень обводненности аэрозоля, а также его химический состав. исследуемой области. Параметры зондирующего лазерного излучения выбирают таким образом, чтобы его энергия поглощалась водой, а интенсивность была достаточной для испарения жидкой фракции обводненной частицы, но не приводила бы к разрушению твердого (сухог0) остатка аэрозоля. Этим требованиям удовлетворяет лазерное излучение с длиной 1, волны иэ интервала от 10 до 25 мкм и с плотностью мощности от 10 и до 10 Вт/см .

Длительность процесса полного испарения при таких плотностях мощности составляет от 10 до 10 с, чта значительна меньше характерного времени флуктуации плотности аэрозолей в исследуемой обла1611066! CZo)! (Ь) = (г1/rZ)

Ж.

1 и (! tq 1! f tH где Х. — эмпирический параметр, эатабулированный для различных химических соединений.

Составитель В.Андрианова

Техред М.Морген тал Корректор М.Керецман

Редактор

Заказ. 1967 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 сти. Длительность импульса лазерного воздействия выбирают большей длительности процесса полного испарения, т. е. больше

10 с.

С помощью фотоприемников, например 5

ФЭУ, измеряют временной ход интенсивности (1) рассеянного аэрозолями излучения.

При этом регистрируют интенсивность l (to) рассеянного излучения в начальный момент

to времени импульса зондирующего лазер- 10 ного излучения и интенсивность (t<) в мо-. мент времени, соответствующий достижению насыщения зависимости (t) в процессе испарения жидкой фракции аэрозоля. 15

Об обводненности аэрозоля судят по эмпирической формуле! (то)/ !(н) =- (г! /nj2, 20 связывающей интенсивность рассеянного излучения и радиусов r1 и r2 обводненного и осушенного аэрозолей.

Измеряют относительную влажность f воздуха в месте нахождения исследователя. 25

Величину f можно считать постоянной для значительных регионов, Измерение f вне исследуемой области не влечет за собой существенного увеличения ошибки.

Найденные таким образом величины 30

l(to), !(Ь) и f позволяют определить значение параметрау g—, который связан с химическим составом аэрозолей и затабулирован для различных 35 химических соединений. Сопоставление экспериментально измененного значения . параметра Х с табличными величинами позволяет найти химический состав аэрозолей.

Формула изобретения

Способ определения параметров аэрозоля, включающий зондирование исследуемой области среды, содержащей аэроэол «ные частицы, пучком импульсного лазерного излучения, регистрацию светового излучения из исследуемой области, анализ этого светового излучения и определение химического состава аэрозолей,отличаю щийся тем,что,с целью расширения информативного способа эа счет дополнительного одновременного orzределения обводненнасти аэрозолей, осуществляют определение относительной влажности f воздуха, зондирование осуществляют в диапазоне длин Х волн от 10 до 25 мкм с плотностью мощности от 10 дб 104

Вт/см при длительности импульсов зондирования не менее 10 с, регистрацию светового излучения из исследуемой области ведут непрерывно, а для анализа используют зависимость от времени t интенсивности ! светового излучения, рассеянного аэрозолями, при этом об обводненности аэрозолей судят по формуле где г! и г — соответстванно радиусы обводненного и осушенного аэрозолей;

l(tp) — интенсивность рассеянного аэрозолями света в начальный момент времени

tp импульса зондирования; ! (тн) — интенсивность рассеянного аэрозолями света в момент времени 1н, соответствующий достижению насыщения временной зависимости интенсивности рассеянного света, а химический состав аэрозолей опредеllAIoT с помощью соотношения