Способ дистанционного контроля газовой среды Советский патент 1993 года по МПК G01N21/61 G01N21/39 

Изобретение относится к способам лазерного газоанализа и может быть использовано для дистанционного контроля газового состава и метеопараметров атмосферы в задачах метеорологии и экологии.

Цель изобретения - увеличение дальности зондирования.

Поставленная цель достигается тем, что по способу дистанционного контроля газовой среды, включающему облучение импульсным лазерным излучением газовой среды на двух частотах, одна из которых

совпадает с линией поглощения исследуемого компонента газовой среды, а другая не совпадает, по отношению интенсивностей прошедшего или рассеянного назад излучения на указанных частотах определяют концентрацию исследуемого компонента газовой среды, частоту излучения, не совпадающую с линией поглощения, выбирают отличающейся от другой на величину частоты комбинационно-активного перехода другой непоглощающей газовой компоненты среды, интенсивность излучения на частоте,

со

§

СЛ

Јь

51814054 б

обеспечивает синхронность импульсов излу- зеров, надежно апробированной в натур- чения во времени. Совмещение зондирующе- ных условиях техники зондирования по ме- го пучка и пучка подкачки обеспечивается тоду дифференциального поглощения и не системой зеркал, а оптическая схема л и дара усложнена по сравнению с прототипом, может быть полностью аналогична схеме, 5

реализованной в прототипе. Полученные та-Формула изобретения ким образом пучки излучения с частотами Способ дистанционного контроля газо- 0)1, (oi отвечающие всем условиям по заяв- вой среды, включающий облучение импуль- ляемому способу, посылают в газовую сре- сным лазерным излучением газовой среды ду, состоящую из смеси N02 и воздуха. При 10 на двух частотах, одна из которых совпадает этом излучение на частоте (ai не поглощает- с линией поглощения исследуемого компо- ся ни одной из компонент воздуха, а излуче- нента газовой среды, а другая не совпадает, ние поглощается только. N02. Далее . по отношению интенсивностей прошедше- регистрируют интенсивности обеих излуче- го или рассеянного назад излучения на ний на входе в атмосферный канал и на 15 указанных частотах определяют концент- противоположном конце трассы, по изме- рацию исследуемого компонента газовой репным интенсивностям li(Z), li(0), 1г(2), 2(0) среды, отличающийся тем, что, с целью из уравнений (2) определяют on, а по его увеличения дальности зондирования, часто- значению восстанавливают среднюю по ту излучения, не совпадающую с линией по- трассе концентрацию N02. используя фор- 20 глощения, выбирают отличающейся от мулу . другой частоты на величину частоты комби национно-активного перехода другой непмс 2 «1/оью2.поглощающей газовой компоненты среды,

интенсивность излучения на частоте, не совгде 0N02 - сечение поглощения в расчете на 25 падающей с линией поглощения, выбирают одну молекулу N02 на частоте ол.достаточной для возбуждения процесса выПроцедура аналогична той. что и в про- нужденного комбинационного рассеяния, тотипе, и не приводит к уменьшению точно- но е выше чем интенсивность оптического сти предлагаемого способа, тогда как ол пробоя среды, а интенсивность на частоте, предельная дальность зондирования может 30 совпадающей с линией поглощения, выби- быть увеличена в 1,5 раза и более.Рают ниже п°Р°га Резонансных нелинейных

Таким образом, способ может быть ре- эффектов в измеряемой газовой компонен- ализован на базе серийно выпускаемых ла- те

Использование: для дистанционного контроля газового состава и метеопарамет- ров атмосферы в задачах метеорологии и экологического мониторинга. Сущность изобретения: осуществляют измерение концентрации поглощающей газовой компоненты в газовой среде путем посылки импульсного лазерного излучения с двумя частотами, одна из которых совпадает с линией поглощения газа, концентрацию которого измеряют, а другая не совпадает, и по отношению интенсивностей прошедшего через среду или рассеянного ею излучения на указанных частотах определяют концентрацию исследуемого газа, причем частоту излучения, не совпадающую с линией поглощения, выбирают такой, чтобы она отличалась от первой на значение частоты комбинационно активного перехода непоглощающей компоненты газовой смеси; интенсивность излучения на частоте, не совпадающей с линией поглощения, должна быть достаточной для возбуждения процес- са.вынужденного комбинационного рассеяния, но не выше, чем интенсивность оптического пробоя в среде, а интенсивность излучения на частоте, совпадающей с линией поглощения, не должна превышать порог резонансных нелинейных эффектов в измеряемой газовой компоненте. Ё