3.2. Детектирование молекулы со.
На рис. 5 представлен спектр поглощения молекулы СО. На диапазоне 2,33555 – 2,3470 нм наблюдается максимум поглощения, который подходит для метода дифференциального поглощения.
Рис. 5. Спектр поглощения молекулы СО.
Для детектировании молекул CO на данном диапазоне эффективнее всего будет использовать перестраиваемый лазер DS10E ОРО и приемник Hamamatsu G8423-03, так как их технические характеристики оптимально подходят.
Технические характеристики DS10E ОРО:
Область перестройки, нм
|
|
2,2 – 3,4 |
|
Частота повторения импульса, Герц |
≤50 |
||
Типичная ширина линии δλ, нм |
≤0.15* |
||
Длительность импульса (τ0.5), нс
|
10 |
||
Энергия, мДж |
7 |
||
*на 500 нм, зависит от лазера накачки
Технические характеристики Hamamatsu G8423-03:
Спектральный диапазон λ, мкм |
Радиус приемной апертуры, см2
|
NEP, Вт/Гц1/2 |
1,2 – 2,6 |
10 |
7*10-13
|
На рис. 6 изображен график зависимости SNR от дистанции. Для дальнейших вычислений мы принимаем значение SNR=10, так как это пороговое условие. Rmax находим из рис. 6.
Рис. 6. График зависимости параметра CNR от дистанции.
λon , мкм |
λoff ,мкм |
Rmax, м (400 импульсов усреднения) |
Nmin, 1/ м3 |
ПДК, 1/ м3
|
2,33555 |
2,34703 |
370 |
3.416*1016
|
1,989*1017 |
3.3. Детектирование молекулы n2o.
Данные взяты из статьи Г. Г. Матвиенко, И. В. Пташник, О. А. Романовский, О. В. Харченко, В. С. Шаманаев «Применимость DF-лазера для детектирования аэрозольно-газовых выбросов».
Рис. 7. Спектр излучения DF-лазера.
Параметры DF- лазера:
диапазон длин волн, нм |
3520—4180 |
полуширина линии излучения, нм |
0,001 |
частота повторения импульсов, Гц |
10 |
длительность импульса, нс |
300 |
энергия в импульсе, мДж |
0,5—20 |
частотная нестабильность, нм |
0,001 |
Параметры приемника:
приемная апертура телескопа, м2 |
1,7x10-2 |
передающая апертура, м2 |
0,01 |
квантовая эффективность приемника |
0,2 |
время накопления сигналов, с |
0,1 |
NEP, Вт/Гц1/2 |
1×10-12 |
Результаты анализа ошибок дистанционного определения выбросов и повышенных концентраций атмосферных газов с использованием оптимальных пар длин волн DF-лазера:
|
λon , нм |
λoff , нм |
Дальность, км |
|
rmin |
rmax |
|||
N2O |
3914,5 |
3915,5 |
0,5 |
15 |