Яндекс.Погода

ДЛС системы

Структура ДЛС систем

     Подобно любому спектрометру для измерения спектров поглощения газов Диодные Лазерные Спектрометры (ДЛС) состоят из перестраиваемых по частоте источников излучения – диодных лазеров (ДЛ) (в призменных это достигается вращением дифракционной решетки, в акустооптических – сканированием частоты возбуждения акустических волн в кристалле, в Фурье-спектрометрах – изменением базы интерферометра), многопроходных оптических кювет с исследуемым газом для локальных измерений или оптической системы - телескопа и отражателя (зеркала, контррефлектора, земли, стен, деревьев и пр., как диффузные отражатели) при дистанционных измерениях и фотоприемника излучения. В зависимости от сложности задачи для компенсации возможных погрешностей измерения в ДЛС системах, как правило, используют второй опорный (реперный) канал, включающий в себя реперную (эталонную) кювету с известной концентрацией исследуемого газа, для компенсации погрешностей обусловленных изменением температуры окружающей среды, давления и другими простанственно-временными нестабильностями, а также шумами системы и другими факторами, влияющими на точность измерений. Управление режимами работы диодных лазеров, регистрации рабочего и реперного каналов, а также обработка результатов обеспечивается специально ориентированными компьютерными программами.
    Поскольку спектральный диапазон перестройки отдельного ДЛ, как правило, недостаточна для одновременной регистрации нескольких газов, для измерения поглощения различных газов приходится использовать несколько лазеров, частоты генерации которых соответствуют их линиям поглощения.
    Несмотря на этот недостаток, именно ДЛ обеспечивают чрезвычайно высокую селективность измерения вследствие способности генерировать очень узкую спектральную линию порядка 0,001 см-1 по стравнению с типичной шириной (1-3 см-1) линии поглощения, например метана. Положение основных линий поглощения некоторых молекул совпадают с областями спектральной перестройки различных ДЛ.
    Так как вольтамперные характеристики ДЛ разных спектральных диапазонов не слишком различаются, основные блоки ДЛС системы остаются, практически, без изменений как для локальных, так и трассовых вариантов. Конструкционные же различия локальных и трассовых ДЛС систем состоят, в первую очередь, в использовании многопроходных кювет или телескопов для формирования излучения.

Обобщенная блок-схема ДЛС спектрометра

Обобщенная (локальный/трассовый варианты) блок-схема ДЛС спектрометра.

Элементы ДЛС систем

     В трассовых (ДЛСТ) или локальных (ДЛСЛ) вариантах ДЛС системах применительно к одному и тому же газу используются, практически, аналогичные по назначению элементы, а конструкционные различия выражаются в использовании многопроходных кювет для локальных измерений или телескопов для открытых трасс, когда отраженное зеркальным контррефлектором или дифузно рассеянное от естественных преград (стен, деревьев и др.) излучение принимается телескопом. Это позволяет реализовать единообразное исполнение ДЛС систем, включая программное обеспечение и электронные блоки.
    Использование реперных кювет обеспечивает внутреннюю калибровку (самокалибровку) прибора. Возможность использования волоконнооптических элементов (разветвителей излучения и др.) позволяет уже сейчас унифицировать узлы оптических трактов ДЛСТ и ДЛСЛ систем, а также создавать мультичастотные ДЛС системы.
    В Отделе ДЛС ведутся работы по применению волоконнооптических лазерных спектрометров вертолетного базирования, волоконнооптических усилителей и новых модификаций ДЛ, появляющихся на мировом рынке. Их применение позволит достичь заначительно больших мощностей излучения и, как следствие, перейти к разработке авиационных и спутниковых ТДЛС систем.
   
   
 
©2006-2008