Способ определения концентрации атмосферных газов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 51) 5 О 01 Н 1/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ ЕТЕЛЬС ТОРС КОМ феры СО Мицель(56) Захаров ров для опре ры", 1983, сАвторское Ф 325579, кл"Примен я соста ие лазе" атмосфеВ.М,елени91.свидетельств0 О 1 ЪГ 1/00 СССР 1966 НЦЕНТР я к метео нию, Цель ности изерных гаГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(21) 38411 Е 7/О22) 09.01,857) Институт оптики атмоАН СССР(72) В.Н,Марнчев и А,А,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОАТМОСФЕРНЫХ ГАЗОВ(57) Изобретение относитсрологическому приборостроеизобретения - повышение томерений концентрации атмос.801 440 2 А 1 зов. В атмосферу с помощью передатчиков 1 и 4 посыпают излучение с частотой, лежащей на участке поглощения исследуемого газа н частотой вне участка поглощения. Принимают приемной системой 5 эхо-сигналы на двух длинах волн и осуществляют их сравнение в анализаторе 6, По сигналу рассогласования иэ анализатора 6 осуществляют перестройку частоты передатчика 1 через блок 2 перестройки, Распределение концентрации газа в атмосфере определяют по измеренному набору частот и заданной сетке расстояния с использованием априорной 1 информации о спектре поглощения исследуемого газа н моделях атмосферы.Ф1 ил(участка) поглощения.Относительная ошибка измерения оптической толщи 1 определяется какЙ 1 б (1+е )р цЬ е1%" л в бгде - относительная ошибка изОмерения зхо-сигнала внеучастка поглощения исследуемого газа.Минимальное значение 8- имеет место при 1+е , т.е. при ьр 1,109.ЙерТо есть, существует оптимальная толИзобретение относится к области:метеорологического приборостроения иможет быть использовано при анализегазового состава атмосферы,Цель изобретения - повышение точности измерений концентрации атмосферных газов.На чертеже приведена блок-схемаустройства, реализующего способ зондирования газов атмосферы,Устройство содержит перестраиваеиый по частоте передатчик 1 с бло)кои 2 перестройки и блоком 3 иэмере"кия частоты, передатчик 4 с частотойв участке пропускания исследуемогогаза, приемную систему 5, анализатор 6 эхо-сигналов, устройство 7 сканирования дальностью зондирования,ЭВИ 8 с блоком памяти 9.Способ заключается в следующем,При зондировании газа лкдарами ме"тодом дифференциального поглощенияего концентрацияопределяется изуравкения лазерного зондирования по оптической толще р , которая записывается в видет(4,В)=К(Э,е)е)де,где 4 - частота излучения в области ликии (полосы) поглощения;В - расстояние до рассеивающего объема;.е) - концентрация газа;К(1)коэффициент поглощенияизлучения газом на частоте 1.Иэ лидарных измерений оптическаятолща о находится по выражению111(1 В)(Н) = вп) ща ( при работе на которой достигается максимальная точность изиЕрения.Поскольку концентрация газа11(В,ОВ) ка удалении Н и участке 6 В определяется по двум значениям оптической толщир(в,ьв) =- - - (й(4,в+ав) 1 ЬНКТ вВ 10.(,в),выражение для относительной ошибкиопределения концентрации при В вЬНпринимает вид15ОО 1. ф2к.е-(2 11 сиэ которого также следует оптимальность условий зондирования при Г 20 близких к р .Способ реализуется следуияцви образом.В атмосферу с помощью передатчиков 1 и 4 посылают излучение с час тотой 1, лежащей ка участке поглощения исследуемого газа, и частотой )вне участка поглощения. Принимаютприемной системой 5 зхо-сигналы надвух длинах волн и осуществляют их З 0 сравнение в анализаторе 6. 1 о сигналурассогласования иэ анализатора 6 осуществляют перестройку частоты передатчика 1 через блок перестройки 2 довыполнения условияЭ 5 (1 В) 2 рЦ( (,В 1)где В 1расстояние до ) -го зондируемого объема,40 При выполнении условия (1) осуществляют измерение частоты 1; с записьюее значения в ЭВМ 8 и зондированиедля следующего шага (1+1), для которого перестройкой частотыпередат 45 чика 1 добиваются выполнения условия (1),Распределение концентрации газа ватмосфере определяют по измеренномунабору частот 1;,1=1, 1( и заданной50 сетке расстояний Н 1 с использованиемаприорной информации о спектре погло"щения исследуемого газа и моделяхатмосФеры. В частном случае, когдакоэффициент поглощения не зависит от55 В, концентрация газа находится порв( ") = 2"-т-.-дт - вттЛН=Н,+ -Н)фСоставитель Ю,АлешинТехред А.Кравчук Корректор Л.Патай Редактор О.филиппов е Подписноемитета СССРоткрытийская наб., д Заказ ТиражИ Государственногопо делам изобретений035, Москва, Ж, Ра ВНИИП,ч Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4 формула иэоб ретени я Способ определения концентрации. атмосферных газов, включающий посылу в атмосферу излучения на частотах, лежащих в участках поглощения и пропускания исследуемого газа, прием рассеянных в обратном направлении эхо-сигналов с одновременным опреде,лением расстояния до рассеивающих объемов,о т л и ч а и щ и й с я тем, что, с целью повышения точности иэ 44082мерений,дополнительно изменяют частоту излучения,лежащую в участке по"глощения исследуемого газа,с поддервжанием постоянным и равным е ,где 5=1,109,эначсния отношения эхо"сигналов в участке поглощения и участкепрспускания по мере увеличения расстояния до рассеивающего объема, араспределение концентрации газа опре-,деляют по изменению частоты излуче ния, лежащей в участке поглощения исследуемого газа.