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激光法颗监测仪

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  • 激光痕量气体监测仪的新进展:性能和噪音分析
    激光痕量气体监测仪的新进展:性能和噪音分析(Recent progress in laser?based trace gas instruments: performance and noise analysis ,J. B. McManus M. S. Zahniser D. D. Nelson J. H. Shorter S. C. Herndon D. Jervis M. Agnese R. McGovern T. I. Yacovitch J. R. Roscioli, Appl. Phys. B (2015) 119:203–218)摘要我们用一些近来的数据回顾了使用中红外量子级联激光器,带间级联激光器和锑化二极管激光器的发展。这种监测仪主要用于高精度和高灵敏度测量大气中的痕量气体。在高性能软件的控制下,利用吸收光谱进行快速扫描,集成和高精度拟合。通过中红外波段,实现了出色的灵敏度。Aerodyne监测仪证明了在自然情况下痕量气体的测量精度达到1012级别,可实时测量CO2,CO,CH4,N2O和H2O的同位素。我们还描述信号处理方法,以识别和降低测量噪音。光谱信息分析的原理是将光谱加载到数组中并利用滤波片,傅立叶分析,多元拟合和成分分析进行处理。我们提供一个仪器噪音分析的实例,噪音是由电子信号与光干涉条纹混合形成。引言随着各种中红外单片固态激光器的问世,使用基于中红外激光仪器,对大气痕量气体的高精度测量已经成为常规,包括量子级联激光器(QCL),带间级联激光器(ICL)和基于锑化物的二极管激光器(TDL)。在3μm附近的波长范围内有缺口,但现在,设计人员有更多选择,在3μm附近的波长区域频率使用混合技术。在本文中,我们回顾Aerodyne Research,Inc.(下称ARI)公司使用中红外激光监测仪测量不同的痕量气体,并达到高灵敏度和/或高精度水平。这些仪器基于快速扫描和精确光谱拟合的直接吸收光谱,在高性能软件的控制下,在中红外波段,利用长光程,在减压情况下,通过热电冷却的激光和探测器实现出色的灵敏度。这里介绍了两种仪器:单激光仪器,光程长度最大为76 米;双激光仪器,光程长度最大为210 米。通过仔细选择波长,我们可以用单激光器同时测量多种气体。根据吸收率来说,仪器噪音在1 s的平均值为?5×106,可以测量1012级别大气中的气体]。这些仪器可以在多种环境中使用,包括实验室,偏远现场和移动平台(如卡车,轮船和飞机)。ARI公司仪器介绍及其性能一般来说,对于高浓度气体,几毫米的测量光程可能就足够了;但对于痕量气体来说,则需要数百米光程。Aerodyne气体监测仪仪器使用中红外快速频率扫描,直接吸收光谱并进行精确光谱拟合。仪器在减压池中利用较长吸收光程的新型红外激光源,对多种气态分子提供灵活而直接的高精度测量。光谱仪的基本配置比较简单:首先是激光源,然后是多反腔,最后是探测器。图1显示了这种装置。多反腔有确定的路径长度,符合标准的激光可以传输到检测器,对样品气体的测量基于比尔-兰伯特定律。在许多情况下,激光扫描气体出现多个吸收峰,从而测量多个不同气体。让两道或更多激光通过吸收室,或者使用单个检测器时分复用,可以测量更多的气体。Aerodyne监测仪尽可能使用反射光学元件,光学系统几乎没有色散。通过选择不同波段激光和激光驱动,选择峰值灵敏度不同的检测器来匹配,测量给定单一气体或一组气体。对于不同的测量目的,选择不同的吸收光程。一般多反腔的光程为7–76 米,一般使用宽带透镜;对于浓度非常低的气体,210米光程的窄带高反射率透镜可以提高灵敏度。仪器的优化在过去的几年中,我们持续对仪器进行了改进,比如使用了新型的电流驱动器,它提供了QCL高顺从电压情况下的低噪音电流。我们还设计了低噪音激光驱动和其他电子设备,降低整个系统的噪音。使得平均1s采样情况下,吸收噪音为?5×106,在均时100 s具有更高的精度,这相当于约5×10-7的最终吸收噪音。很多因素使得噪音超过检测器限度,特别是窄带电子噪音和光学干涉条纹。中红外激光微量气体仪器由Aerodyne Research,Inc.生产的操作软件“ TDLWintel”控制,让每条激光可以设置为时分复用。TDLWintel可控制监测仪的操作并实时处理数据。两种激光电流斜率由TDLWintel定义,然后对检测到的信号采样(16位A / D在?1-1.5 MHz下运行),同步求平均,基于HITRAN参数以及测得的温度和压力的曲线,与计算出的吸收值拟合,可以对多达16种气体混合比实时记录。数据可以以10 Hz采样频率记录,最大有效数据率由泵抽速和吸收池的大小决定。实验过程中一些情况,比如阀门开关或背景消减,也可由TDLWintel软件控制。我们展示了单激光(76米光程)和双激光监测仪(76米或者210米光程)的气体测量噪音结果(平均1s),分别在表1和表2中,测量噪音为以空气中的混合比表示,同时提供了噪音的不确定性。根据不同的吸收路径和测量情况,吸收噪音最佳的结果在1s内约为?5×106。仪器适用在各种环境中,无论是在实验室还是在野外实验中。野外现场包括偏远位置或在移动平台(例如轮船,卡车和飞机)上。我们在最近20年在许多野外现场使用过这些仪器。在过去的几年中,Aerodyne “移动实验室”已配备了多种气相仪器(单激光和双激光监测仪)以及测量颗粒物和较重的有机化合物配套仪器。如测量天然气中的甲烷排放,或者测量两种气体示踪物(例如,亚硝酸盐氧化物和乙炔),移动实验室可以直接开到附近,测量示踪气体以及甲烷。另外,通过测量乙烷(常见天然气的成分),我们可以区分来自天然气设施的甲烷和来自生物来源的甲烷。仪器的噪音分析 了解测量噪音源对于保持仪器性能水平至关重要,通常将重点放在最终的噪音源分析和讨论上,例如探测器噪音,激光噪音或散射噪音。其他噪音源,统称为“技术噪音”,可能来自光学和电子方面,并可能是噪音的主要来源。而在在短时间尺度上的噪音可能是更长的时间范围的漂移。不同的噪音源可能表现出不同的功率谱密度(PSD),例如检测器噪音,而Johnson噪音通常具有平坦的PSD(即白噪音),而激光噪音会表现出闪烁噪音(1 / f PSD)。噪音可能会在频谱中产生随机波动,或者它可能具有窄带频率。另一个复杂因素是信号处理算法对噪音信号的响应。对于Aerodyne,混合比噪音是对噪音信号,以及压力和温度变量中多元拟合的结果。了解和减少噪音的第一步是使用Allan–Werle方差工具分析混合比噪音图(方差作为平均时间的函数)以及功率谱,并将噪音划分类型。Allan-Werle方差工具是一种通用工具,可以评估短时噪音和平均时间极限。按类型划分噪音有助于指示其来源。三种常用噪音包括是暗噪音,轻噪音和成比例噪音。 “暗噪音”(即,在检测器被堵塞的情况下报告的混合比)包括检测器噪音,基本电子(Johnson)噪音以及其他多余的电子噪音。“轻噪音”(正常光照水平但吸收深度很小)包括所有暗噪音加激光噪音(1/f,即闪烁噪音和散射噪音),激光驱动电流噪音(产生幅度波动)和干涉条纹的变化。 “比例噪音”(吸收深度较大时看到的多余噪音)包括激光驱动电流噪音,压力和温度噪音以及峰值位置运动结合调谐率误差。频谱数组处理将频谱分解为许多部分,并显示出较多变量。通常应用于频谱数组的处理工具包括减去偏移量,平均值,拟合度,统计量度,变量[p],[q]或这两者的傅立叶变换,相关性,和主成分分析。尽管有很多处理的实例,但是很难提出一个通用的分析方法,帮助我们了解所看到的一切。即使我们“解剖”光谱并找到大的干涉条纹,这不一定意味着干涉条纹是多余噪音的来源,比如干涉条纹不动或它们的频率太高而无法影响拟合。为了确定,我们需要确定导致多余的噪音因素,该因素的短期波动应与混合比的波动匹配。我们通过一个噪音分析的例子说明了分析过程。结果表明,多余噪音是由两种波的混合,即光学干涉条纹和电子信号混合导致的,产生的低频成分,明显影响混合比的测定,而任一单一波则对结果几乎没有影响。结论 我们对当前Aerodyne Research,Inc.生产的微量气体激光测量仪器进行了综述。提供了一组气体,以及同位素比的测量结果。仪器在性能上的改进包括降低了电源和激光驱动噪音。另外,制造工序变得更加精简。目前吸收噪音在1s内达到?5×106。然而,为获得最佳性能,仍然需要对噪音做进一步的探索。本文中的实例显示,多余噪音是由两种波的混合,由光学干涉条纹和电子信号混合导致。仪器的相关优势1. 持续对仪器的改进及噪音的分析,测量痕量气体的精度更高,测量气体达到ppt级别,甚至在10Hz的频率仍然保持极高的精度;2. 一次同时测量多种气体,消除了多台仪器测量时气体产生的系统误差并大大提高效率;3. 仪器适用于多种环境,满足实验室测量,野外远程测量和移动测量需求。 欲了解该产品的更多特点,欢迎咨询联系澳作生态仪器有限公司
  • 激光颗粒检测技术发展历程与趋势
    上世纪七十年代初,PLDMC公司将激光颗粒检测技术成功应用于油液监测领域。历经40多年的发展壮大,当前的激光颗粒检测技术已经成为一门新兴的实验性前沿交叉学科。激光颗粒检测技术在广泛的实际应用中显示出强大的生命力,并为航天、航空、航海、液压、传动、工程机械和各类制造业提供了有力的保障。而谈到激光颗粒检测技术,就不得不谈到被称为激光颗粒检测技术创始者和领导者的PLDMC公司。  PLDMC一直以创新的激光颗粒检测技术为导向,拥有世界激光颗粒检测技术研发领域的尖端技术,其新产品曾多次荣获技术创新大奖,各国国防部和航天事业局的指定油液监测设备。  实验室激光油液颗粒计数系统学科带头人JOHN博士谈激光颗粒检测技术发展历程与趋势  据JOHN博士介绍,油液污染的起因和对工作造成的危害,众所周知,飞行器源于早期六十年代,液压技术和元器件及系统得到有效地提升,可靠性越来越受到广泛关注,固体颗粒污染成为各系统普遍存在的污染物,油液污染一直以来困扰各国航天、航空事业,故障率高居不下,由此引起了相关技术行业的关注。新产品、新技术被人们接受、认可以及市场的拓展等需要一定时间,而PLDMC为了激光颗粒检测技术与仪器的发展,付出了大量的努力和心血 如70年代,PLDMC耗巨资推出第一代油液颗粒监测设备,并与相关机构就检测标准的开展迈出了漫长的研究之路。  PLDMC公司通过近40年时间的努力,使激光颗粒检测仪器从‘无人问津’到今天的‘家喻户晓’。截止目前,PLDMC在全球已拥有近十八万家用户,销售总额约占世界激光颗粒检测仪器市场的75%。PLDMC公司的发展历程也可以说是激光颗粒检测仪器与技术的发展历程。  颗粒检测技术“革命性”的飞跃  行业不断拓展,颗粒检测技术得到广泛应用,在90年代形成“过滤称重法”、“过滤显微镜法”和“激光颗粒检测法”,并通过美国宇航协会、国际标准化组织、英国汽车工程师协会等一批世界顶级相关组织的积极参与,形成了“NAS 1638 Cleanliness Requirements of Parts Used in Hydraulic Systems-Rev”、“ISO 4406-1999 液压传动 油液固体颗粒污染等级代号法”、“JIS B 9932-2003Hydraulic fluid power -- Calibration of automatic particle counters for liquids”、“BS ISO 11171 Hydraulic fluid power Calibration of automatic particle counters for liquids”、“ISO 11500 hydraulic fluid power-determination of particulate contamination by automatic couting using the light extinction principle”、“ISO 5884 Aerospace-Fluid systems and components - Methods for system sampling and measuring the solid particle contamination of hydraulic fluids ”等众多的相关标准。  普洛帝测控“创造性”的巨变  90年代PLDMC出售其赖以自豪的“水质检测事业部”和“密度监测事业部”,重点将激光颗粒检测技术保持发展。从第一代最基本的检测技术,发展至2009年的第六代产品,其中的困难和艰辛让业内为止震撼。JOHN博士非常感慨一路走来的艰辛,曾经经历了初创、发展、鼎盛和彷徨时期,技术和利润成为企业发展的制约难题。自99年以来普洛帝中国事业部的销量受到总部的热切关注,并为普洛帝中国大发展做出详尽的计划,2005年普洛帝东南亚大区及普洛帝测控中国公司的成立使其在总部的地位尤为重要,一系列的投资计划和发展战略开始运作,现已形成北京、西安、上海和深圳四个服务区域和六个发展单位(五个运营实体,一个非盈利基金—油液颗粒监测研发基金,截止2010年6月累计发放基金120万人民币)。  普洛帝测控“务实性”的未来  2009年普洛帝中国良好的表现得到各股东的赞誉,普洛帝中国服务中心及其6个发展单位为PLDMC在中国及东南亚的发展制订“务实性”的战略计划,计划在08年组装工厂成立的基础上将加大在中国的投资,建成以上海为研发基地、西安变更为生产基地、深圳为贸易进出口基地和北京为总部基地的新格局,将继续和中国的航天、航空、兵工、船舶各行业合作伙伴深入合作,形成创新型伙伴结盟关系,同时加大对非盈利基金的投入,并推广至多个行业,提升中国的油液颗粒监测技术的发展。  PLDMC公司介绍链接:  普洛帝 PLDMC公司在全球范围内研发、生产、销售工业测量产品,并致力于提高生产质量、加强环境保护以及安全高效经济的工业测控。  普洛帝PLDMC公司的主要客户群为世界各国的石油、化工、能源、民航、国防、铁路、机械等组织,以及各研究机构、监督商检、公用事业以及各种工业领域,其石油测量技术居于世界领先地位。  随着普洛帝在中国服务的不断提升,能更好地为客户提供各类服务,并加强本土化运作的能力,普洛帝目前在西安航天城建有研发&生产基地。为中国及东南亚广大客户提供普洛帝精湛的测控技术,解决各类客户的测控难题!  服务领域的优势能力:颗粒计数器、颗粒度计数器,油液颗粒度分析仪,石油仪器,实验室设施
  • 航天科工203所研发激光甲烷监测系列产品
    日前,航天科工203所研发了激光甲烷监测系列产品,广泛应用于城市燃气安全隐患排查治理,为燃气巡检和泄漏检测提供最有力保障。  近年来,国内燃气事故多发频发,引起广泛关注。现代城市地下管线密布,使城市面临着诸多挑战。地下燃气管线作为保障城市运行的生命线,因被破坏外损而导致燃气管线泄露、火灾等事故时有发生,严重影响了城市正常运行秩序和人民群众生命财产安全。  城市燃气管道关系千家万户生活和生产,燃气泄漏致使相邻地下空间爆炸,是城市无法回避的痛点。如何实现城市燃气管网的实时安全监控,也成为摆在人们面前的一个难题。 航天科工203所研发的手持激光甲烷检测仪,可实现甲烷气体的远程遥测,它适用于各类甲烷可能泄露的场所,尤其适合架空管线、狭窄空间、居民厨房等存在燃气泄漏风险,但因距离、障碍物等原因导致巡检人员无法接近的场合。过去都是近距离泵吸式抽样检测,在地下管道封闭空间,抽取采样后通过催化燃烧式探头分析检测。激光甲烷检测仪是无接触的,采用物理性光学检测,检测距离可达150米,检测距离远、速度快、精度高。  激光甲烷遥测云台,可对燃气场站的各种设施进行24小时不间断扫描检测,加大场站的安全监控力度,提高安全管理高度,系统具备高稳定性、高可靠性、高使用寿命,能够实现场站的无人值守。激光甲烷遥测云台装设在立杆和墙面上,可对场站实现360度无死角监控和检测。配备的视频摄像头具有智能分析功能,当视频摄像头检测到火焰、烟雾时会提前报警。  激光甲烷遥测云台可用于调压站场区、化工园区、 锅炉房、矿井中等区域,检测气体只针对于甲烷,不会产生误报和中毒现象。此外,还具有星光级红外夜视系统和定位实时校准等功能。智能激光甲烷遥测云台采取激光束的面式扫描,灵敏度高,由被动监测变为主动式实时在线监测,是原有天然气泄漏监测的重要补充,提高了天然气泄漏隐患自动化防控能力。 目前,203所研发的系列燃气监控设备等系列化产品,在北京、珠海、济南等多个区域,在燃气、石油等行业广泛应用,保障了人们的生命和财产安全。
  • 三十年磨一剑:济南微纳隆重推出在线激光粒度监测仪
    微纳公司拟于4月27日-29日组团参加北京中国国际展览中心举办的《中国国际水泥技术及装备展览会》。会上将隆重推出《在线激光粒度监测仪》,并现场征集免费试用单位。 微纳颗粒是一家专门研制生产颗粒仪器的高科技企业,2014年一月登陆新三板。股票名称:微纳颗粒 股票代码:430410 微纳自1986年承担国家七五科技攻关项目“水泥颗粒级配在线分析仪”开始,从未中断在线粒度仪的研究工作。迄今已有30年。此期间,与上海化机三厂合作成功研制了在线粒度仪一台;为绵阳某研究院研制了纳米金属粉在线粒度仪一台;为了在线粒度测试相关技术的研究,微纳公司在企业内建立了在线粒度测试实验平台一套;2014年为南京某大型水泥企业研制了矿渣微粉在线激光粒度监测仪一台,已经运行半年,效果良好得到客户认可。现在24小时工作,运行正常。 本次参展的是最新设计的在线粒度监测仪产品Winner7303型。它采用了多项专利技术,经过了现场考验,可以长期连续实时提供有代表性的粒度数据,对于水泥工业优质高效节能和提高自动化水平具有重要意义。 为了推广此新产品。微纳决定在展会现场公开征集3家有规模的水泥企业免费试用。希望有意向的企业领导和专家莅临指导、洽谈,勿失良机。
  • 激光差动共焦成像与检测仪器重大专项启动
    3月28日上午,国家重大科学仪器设备开发专项&ldquo 激光差动共焦扫描成像与检测仪器研发及其应用研究&rdquo 项目2013年度工作会在北京理工大学召开。  科技部条财司孙增奇处长、工信部科技司王锐副调研员,杨柯巍主管、金国藩院士、李天初院士、周立伟院士、项目监理组和&ldquo 两组一委&rdquo (项目总体组、项目技术组和项目用户委员会)22位专家以及项目牵头承担单位北京理工大学机关及学院领导等共计40余人参加了会议。  项目总体组成员代表北京理工大学科研院高新部张瑜部长代表学校致欢迎辞,工业与信息化部王锐副调研员、科技部条财司孙增奇处长、项目技术专家组组长金国藩院士、项目用户委员会组长北京交通大学理学院院长冯其波教授、监理组组长北京工业大学科技处处长石照耀教授分别作了讲话。  项目技术专家组组长金国藩院士主持了进展汇报会议,项目负责人赵维谦教授向与会领导专家汇报了项目的总体工作情况及我校承担的研制任务的年度进展情况,清华大学张书练教授、中国科学院物理研究所刘玉龙研究员分别汇报了其承担的研制任务的进展情况。  汇报结束后,与会专家现场考察了我校光电学院赵维谦教授项目组的实验室。现场询问了项目组研发的激光差动共焦干涉元件参数测量仪器、激光差动共焦曲率半径及焦距测量仪器、激光径向偏振光差动共焦显微仪器和激光差动共焦拉曼光谱成像仪器的研究状况,观看了项目组研发的关键部件&mdash &mdash 回馈激光干涉仪、余气回收式高精度气体润滑直线运动系统、高精度气体润滑回转运动系统、高精度气体润滑调倾/调心工作台和高分辨力大承载气体润滑四维调整工作台等,与会专家对研究成果的创新性及研究进展给予了高度评价。  现场考察结束后,专家组对项目组进行了质询。会专家一致认为:国家重大科学仪器设备开发项目&ldquo 激光差动共焦扫描成像与检测仪器研发及其应用研究&rdquo 2013年度工作进展良好、实施效果显著,按计划全面完成了项目任务书所提出的研究工作,并希望项目组在后续的研究工作中,继续加强推进仪器的可靠性、产品化、软件、外观设计和知识产权保护等工作,提升仪器产品的竞争力。  最后,项目负责人赵维谦教授代表项目组对与会领导、专家的莅临指导表示感谢,并表示会高度重视专家的建议,在今后项目的研发过程中进一步增强仪器产品化设计意识。
  • 激光超声波可视化检测仪技术填补国内空白
    11月28日,激光超声波可视化检测仪技术在西安航空基地正式通过科技成果鉴定。这一技术的国产化,填补了业界空白,大大缩小了与世界发达国家在无损检测仪器研发与生产方面的差距,是我国无损检测领域的一项重大突破。   无损检测在各制造行业的品质管理中,一直扮演着举足轻重的角色。其中,超声波检查因其安全、经济、简便而得到了广泛应用,但无法对任意复杂形状以及非金属物体内部缺陷实现高效、直观地检测。随着碳纤维复合材料、陶瓷基复合材料等新型材料的广泛应用,航空工业也得到了前所未有的发展,但迄今对这些新型材料的无损检测还缺乏有效的手段。  由西安金波检测仪器有限责任公司研发的激光超声波可视化检测仪,成功突破了无损检测领域中的这一世界科研难题。该检测仪的问世,对任何形状物体及绝大多数材料的内外部探伤,小到电子元器件,大到飞机机身部分均可进行无损检测,并可在高温、有毒等恶劣环境下工作。使用激光超声波可视化检测仪对飞机机翼、火车车轴等高速运载工具部件以及发电设备、压力容器等产品进行定期检查,可以最大限度地延长其安全使用寿命,避免重大事故的发生。  如果传统的超声波无损检测技术被比喻为“收音机”技术,则激光超声波可视化无损检测技术就属于“电视机”技术。激光超声波可视化检测仪由检测单元和激光单元组成,可简单地将超声波的传播过程可视化,并根据波形变化检查出被测物体内部或表面的损伤,通过计算机屏幕清晰、实时地观察。由于激光超声波可视化检测仪技术实现了无损检测的可视化,对物体内部存在的缺陷及损伤的识别变得非常容易,且可防止无损检测中经常发生的漏检和误判。  金波公司研发的“激光超声波可视化探测仪”,是西安航空基地入区企业科技创新的典型范例。西安航空基地具有集飞机设计研究、生产制造、试飞鉴定、教学为一体的航空产业体系,同时具备各类与航空产业有关的高科技研发群,对于“激光超声波可视化检测仪”的使用、推广、乃至产品改良都提供了得天独厚的广阔空间与平台。依托激光超声波可视化检测仪,目前西安航空基地已成立无损检测服务平台与工程技术研发中心,先后为近百家西安航空基地入区企业及国内航空、航天、军工、核电、电力领域企业提供服务,出具检测报告80余份,解决了众多目前无法解决的难题,大大提高了我国的无损检测技术水平,进一步提升了航空产品的可靠性与安全性。
  • 研究生利用激光遥感制作实时监测雾霾探测仪
    历经连续多天的雾霾天气,北京终于拨霾见日,大快人心。然而,民众对空气质量的担忧恐慌情绪,却不会像雾霾一样散去。面对日益紧迫的雾霾问题,除了戴上防霾口罩,我们又能做些什么?......雾霾之下,没有看客,我们每个人都应该积极行动起来,你知道吗?西安的一群大学生为我们做了一个良好的表率。  前不久,西安理工大研究生代晨昱和同学们发明了一款便携式雾霾空间分布激光探测仪,可以实时监测大气污染物的仪器,打破了传统环保部门测量大气污染物的方法,将激光遥感技术应用到了雾霾监测领域。据悉,该仪器还荣获了陕西省大学生课外学术科技作品大赛一等奖。  打破陈规 用激光遥感监测领域  目前,相关部门监测大气污染物主要采用的是直接称重、多点监测、人工取样等方法,上述方法都仅是单点测量。例如直接称重法,是抽取等量空气将污染物停留在过滤膜上,直接称其重量,计算单位体积中的污染物浓度。而多点监测需要架设许多仪器,不仅耗时耗力,还不具有实时性。因为大气是流动的,往往当工作人员把仪器上的数据整理出来时,污染源的位置、雾霾污染的空间分布等已经发生了变化。  实际上,城市每个区域的PM2.5数值都不一样,而且数据也是不断变化的,这就让代晨昱萌生了用专业知识发明一种可以实时监测大气污染物的仪器的想法。经过近两年努力,他和同学们完成了设计发明工作。探测仪弥补了现有雾霾探测仪无法进行大面积探测的缺陷,大大拓展了探测距离。这款仪器的夜间探测距离为10-20 km,白天探测距离为5-8km。  探测仪整体系统主要由激光发射系统、光学接收系统、光电探测系统、数据采集处理系统及三维扫描控制系统五部分组成。代晨昱解释,这套系统主要运用了光散射和光测距两大原理。由激光发射系统发出脉冲激光进入大气,激光与大气中的雾霾颗粒发生散射后,由光学接收系统接收后向散射回波信号,再由光电探测系统将光信号转换为电信号,最后由数据采集处理系统利用模拟探测方式完成数据采集与处理。  实时监测,雾霾无处逃遁  这款便携式雾霾空间分布激光探测仪,相较于单点测量,扩大了探测范围,还可对污染源的位置、污染程度、污染物的扩散方式及传播途径进行实时监测,继而对雾霾污染的出现提前预警,使有关部门前移工作关口,采取应对措施缓解污染问题。弥补了现有雾霾探测仪无法进行大面积探测的缺陷,大大拓展了探测距离。这款仪器的夜间探测距离为10-20 km,白天探测距离为5-8km。  以城区面积约为860余平方公里的西安市为例,实验表明,4-6台探测仪就可以实现整个西安市区的覆盖探测,工作效率着实提升了不少。  代晨昱表示,这款仪器可以与现有的颗粒物监测仪器设备配合工作,不仅可以弥补现有仪器的缺陷,配合工作后测试出来的结果精度更高。他们也期待可以和有关单位部门、企业合作,为治污减霾贡献出自己的一份力量。  年轻的大学生也懂得要以己之力,为社会贡献一份力量。身为地理信息行业的从业者,手握各种地理空间技术,在这场休戚与共的雾霾反击战中,也应多思考,多行动,多出力,守护苍穹之下的那片蓝天。
  • 大连理工激光雷达项目取得进展 加强环境监测
    p  近日,大连理工大学光电工程与仪器科学学院副教授梅亮在大气环境监测领域取得了重要进展。作为最早开展沙氏大气激光雷达技术的研究人员之一,梅亮回国后已在光学工程领域顶级期刊《光学快报》、《光学快讯》连续发表4篇SCI论文,实现了大气颗粒物的时空分布探测、大气颗粒物形态识别、大气中NO2浓度分布探测以及可携式沙氏激光雷达系统。/pp  激光雷达是一种有源光学遥感探测技术,其在空间分辨率、探测灵敏度、抗干扰能力以及大范围实际监测等方面具有独特的优势,目前已得到广泛应用。传统的脉冲式激光雷达系统功能强大,但存在设备成本高、维护困难等问题。/pp  沙氏激光雷达技术是大气激光雷达领域的一项新技术,相比于传统脉冲式大气激光雷达技术,具有设备成本低、性价比高、低维护等优势,其设备成本为传统设备的10%—20%。该技术在大气环境监测领域具有广阔的应用前景,并有望商业化应用。一台设备可测量方圆5公里,5—7公里高度内的颗粒物时空分布,结合点式监测仪器测量结果可计算出颗粒物浓度分布。约5台设备即可全面监测大连市市区内的空气状况,实现对污染源的追踪并掌握污染物的传播。据悉,该研究课题获国家重点研发计划青年项目以及国家自然科学基金资助。/pp  颗粒物尤其是PM2.5对人体健康及大气环境具有重要影响,颗粒物含量是空气质量检测的重要指标,高效准确的监测手段对破解当前大气污染监测、监管难题具有重要意义。课题组未来将进一步发展多波长沙氏激光雷达技术,最终实现大气垂直方向不同高度上颗粒物粒径分布的探测,如PM2.5和PM10的分布等,为大气环境监测和科学研究提供强大的技术支撑。/p
  • 纳克级激光计数检测器NQAD发布
    (Nano Quantity Analyte Detector)纳克级激光计数检测器 NQAD是最大限度兼顾检测器的适用性和选择性,在性能上更注重对分析对象的适用性的通用型检测器。适合于: 1) 没有紫外吸收的物质 2) 离子化比较难的物质 3) 没有电化学活性的物质 4) 性质不明的物质等 因此,可以适用于对几乎所有物质进行检测的特性开辟了液相色谱分析的新领域。(例如,对含有未知不纯物的固体样品的纯度评价)检测原理: 色谱柱中流出的洗脱液通过加热的气体环境形成喷雾,除去其中的可挥发性成分后,仅有的残留物生成具有一定分布的粒子群,(如上图中a所示)。当流动相中含有不挥发性物质(测定对象物质)时,分布中心将整体向右侧移动 (b)。不挥发性物质的含量越多,移动的幅度越大(c)。这种向右移动的幅度和物质本身的化学结构无关,仅仅依从于重量。 NQAD对分布中心的变化所进行的定量测定是通过水凝粒子计数器(Water condensation particle counter, WCPC) 来完成的。NQAD首先让粒子从饱和水蒸汽的环境中通过,就好比大气中雾的形成,从而保证粒子的体积能够充分增大。通过对增大粒子的长成比例的设定使其接近于激光下粒子能被逐渐检测到的区域,在此基础上,就能够利用激光检测出的粒子数量对原有的不同大小的粒子群的分布位置及所溶解物质的量进行推断。★ng级的高感度检测★挥发性和半挥发性物质全部检出★从&mu g到ng,宽广的线性范围空间具体介绍资料请登录&ldquo http://hplc.shiseidochina.com&rdquo 进行查询。
  • 检科院快速检测三聚氰胺激光仪问世
    三聚氰胺事件引发了人们对牛奶及食品添加剂安全的关注。中国检验检疫科学研究院2月28日宣布,该院利用激光拉曼技术,自主研发了用于现场快速检测三聚氰胺的激光拉曼光谱仪以及配套试剂。使用该仪器和配套试剂,能定量检测出液态奶中高于0.5ppm(百万分之一)三聚氰胺,准确率达100%,每个样品检测仅需半分钟。  中国检科院首席专家、研究员邹明强说,牛奶不同于其他食品,原料奶的保质期为4小时,如果奶农把原料奶送到实验室来检测三聚氰胺等物质,时间长了牛奶很容易变坏,因此需要研发小型、低成本、准确的现场快速检测设备。中国检科院结合纳米和激光技术,利用激光拉曼仪,成功研制了现场快速检测液态奶中三聚氰胺含量的技术以及配套增敏试剂,可使传统的拉曼检测灵敏度大幅提高,克服了样品基质干扰,真正实现了快速、准确地分析实验样品中的三聚氰胺。  据悉,目前报道的国外同类技术对牛奶样品检测,加上样品处理,共需要50分钟,且不能达到对三聚氰胺的定量检测。  邹明强介绍说,该三聚氰胺现场速测仪为便携式,一批可处理24个样品 价格低廉,批量生产每个速测仪成本约5万元,检测试剂成本不超过10元/样品 操作简单、准确、可靠,经多家第三方实验室验证,与国家现行标准分析方法符合率达到100%%。目前该技术和设备已在国内几家大型乳品企业进行了应用示范。
  • 欧美克激光粒度仪为中国水文监测提供助力
    中国的淡水资源总量为28000亿立方米,名列世界第四位。但是由于水资源分布不均,资源有效利用率并不高,水土流失情况也较为严重。因此水文监测体系的重要性不言而喻。降水量、河流湖泊水位监测,河流的流量监测、水体内的泥沙监测分析,这四项工作是水文监测工作的重要工作内容。水文工作人员在河流湖泊进行水体采样监测工作 我国水文监测数据采集体系经过近十几年技术飞速发展,数据资料收集的自动化程度有了较大提高。但是总的来说,水位和降水量数据收集的自动化程度要远远高于流量、泥沙数据收集。相对而言,流量、泥沙监测的新技术和新仪器应用水平还不高。中国的水土流失问题比较严重,河流泥沙治理开发工作任重道远,对水文工作的要求也愈来愈高 ,无论是防洪、水资源统一管理、还是生态环境的建设都需要水文监测数据采集过程的准确、及时,水文泥沙颗粒分析工作更是如此。当前,许多的水文站对河流泥沙颗粒的监测,依然应用传统的方法。用沉降干燥法测试泥沙含量,用沉降仪或者筛分法测试水体中泥沙颗粒的粒度分布。这类传统检测手段由于测量速度慢,精度低,无法应对现代水文监测对数据的准确性、及时性的需求。因此,迫切需要引入先进的仪器设备和测试手段。 激光粒度仪是当今主流的粒度分布检测设备,非常适宜用来替代沉降仪、标准筛等传统设备,对自然水体中的泥沙做粒度测试。同时,激光粒度仪使用光在介质中传播过程中的指数衰减定律(Beer-Lambert定律)和光散射理论,可以测得待测样品的体积浓度。这为激光粒度仪方便快捷的监测水体泥沙含量奠定了理论基础。理论上,如果已知颗粒的密度,则有如下关系:重量浓度(含沙量)=体积浓度×泥沙真密度。但是由于沙粒的成份复杂,以及测量过程中的采样、稀释等因素对最终的结果都有影响,常用一个总的转换常数VCC(体积转换常数)来实现量纲的转换,此时也就是有如下关系:重量浓度(含沙量)=体积浓度×VCC。当前,激光粒度仪检测水体泥沙含量的技术进入了实用化阶段。我国水利系统已经开始逐步使用激光粒度仪进行水体泥沙含量监测工作。对比于传统的沉降干燥后用天平称量的方法需要一到两天工时,激光法从采样到输出完整的泥沙粒度分布及水体泥沙含量数据只需20分钟左右,大大提高了数据采集速度。 TOPSIZER激光粒度仪 广东水文局是较早将激光粒度仪引入实际应用的水文机关,珠江三角洲的口门泥沙以幼沙为主,激光粒度仪的宽量程及大动态测量范围,非常适合该区域的泥沙状况监测工作。高质量的泥沙颗粒分析成果将为研究珠江三角洲的口门整治、河流的河道淤积、河床演变提供可靠的数据;为水利工程的调度、运用提供重要的基本资料 ;为河流的治理、开发、水资源利用提供了科学依据。湖南、江苏、浙江等水资源大省,也都投入大量资源,将激光粒度仪引入水文系统的自然水体泥沙研究分析项目。在这波水利系统监测设备的升级行动中,欧美克激光粒度仪的顶级型号——TopSizer激光粒度仪成为这个利国利民项目中的重要一份子。数量众多的欧美克激光粒度仪在长江流域、珠江流域、湘江流域等重要水系一线监测站尽职工作着。 TOPSIZER用户——湖南水利局神山头水文站 TopSizer相比于目前市面上常见的激光粒度仪而言,具有更长焦距的傅里叶透镜,能够准确探测到更小散射角度的散射光信号,大大增强了仪器对大颗粒的测试能力,仪器的测量上限达2000μm。TopSizer率先采用了双光源技术,也就是在红色氦氖激光源的基础上再增加了波长更短的蓝色光源,能够准确探测更大角度的散射光信号,确保仪器对亚微米颗粒的测量性能,使得仪器的测量下限达到0.02μm。真实可靠的超宽分布样品测试能力,保障了泥沙粒度分布测试数据的真实性和权威性。自然水体泥沙含量测试对激光器稳定性及探测器精度提出了苛刻的要求。根据实验数据可推算出,在测试过程中当激光器光强波动1%,泥沙含量数据将波动10%以上。TopSizer使用的激光系统及探测器,具有极高的稳定性和精度,性能远超国内同类型产品。TopSizer激光粒度仪采用原装进口的光电探测器,具有灵敏度高、精度高的特点。能够捕捉到极细微的光强变化。高质量的光电探测器是准确测试泥沙含量的前提保障。 自然水体泥沙粒度及含量测试,跟常规工业粉体粒度测试相比,测试条件要求及取样、制样技术细节更为复杂。这种技术前提,不仅仅对仪器性能有较高需求,同时也对测试应用技术有严格要求。欧美克的应用技术专家,早在2010年左右就开始了自然水体泥沙测试应用技术的研究。在湖南、湖北等多个省份实地采集各类泥沙样品进行研究实验。我们没有局限自己的埋头苦干,还注重跟水利系统的专家进行学习探讨。多次的拜访水利部长江委、湖南省水文局等权威机关,了解用户需求,学习专业技术。还曾经邀请湖南水文局的专家领导莅临我司指导工作。多年不懈的努力,我们建立了一套自然水体泥沙测试SOP(标准化测试流程)。通过建立标准化测试应用技术流程,大幅降低了人为因素对测量数据的影响,保障了数据的真实性、可靠性。欧美克人用严谨踏实的工作作风,换回了自身技术的成长及客户的认可。 技术工作永无止境,欧美克人本着绝对诚信、以客户为中心的价值理念,在粒度测试与控制领域秉承科技创新的精神,坚定前行!
  • 大气颗粒物激光雷达成为雾霾和沙尘天气监测多面手
    针对各地环境空气质量评估考核过程中均未将沙尘天气过程期间数据剔除,环境保护部于2017年1月4日印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》(以下简称《规定》)。依据《规定》,全国地级及以上城市环境空气质量评估、考核和排名过程中剔除沙尘天气过程的影响。规定中提出“各地环保部门如遇沙尘天气过程,当天将沙尘天气过程影响时段、影响范围和其他佐证材料报送中国环境监测总站。这些数据也将作为评价、考核和排名的重要依据。”《规定》中的佐证材料包括卫星环境应用中心遥感监测结果、全国沙尘暴监测网监测数据以及气象部门发布的沙尘信息等。在沙尘天气的扣除条件和筛选方法上,中国环境监测总站工程师王帅说:“当沙尘天气过程中沙尘源区城市PM10小时浓度持续两个小时超600μg/m3,或持续1个小时超过1000μg/m3,可以剔除沙尘天气过程影响区域范围内源区城市及下游城市颗粒物监测数据。”近年来,地基遥感的主动探测手段,如激光雷达不仅能够有效判识雾霾的空间分布,对沙尘天气发生的过程、时间、沙团输入的高度、强度等特征,都可以进行有效监测。1、什么是大气颗粒物激光雷达呢?大气颗粒物激光雷达像“探针”一样,通过不断地向大气中发射激光束,扫描大气中的信息,通过与颗粒物和气态分子相互作用后产生散射光来获取不同高度处污染物的浓度分布信息,类似医学上的“CT”技术,不同的是,激光雷达获取的是污染物的空间垂直分布。 2、激光雷达提供什么数据呢?① 消光系数:反映污染程度,消光系数值越高,代表球形粒子污染程度越严重。② 退偏振度:反映沙尘的不规则程度,沙尘的退偏振度约0.2-0.4。③ 颗粒物质量浓度空间分布:给出不同高度处PM10和PM2.5质量浓度。④ 能见度:给出垂直、水平能见度视程。⑤ 外源性污染物强度:外源传输的输送通量和局地污染的占比。3、如何从激光雷达结果上读取沙尘信息呢?我们来分析三个案例。案例分析一:L地经历的一次严重的沙尘过程(数据来源:L地站点)① 沙尘爆发前:雷达图像监测显示,9日白天污染程度较轻,近地面有一定的尘漂浮。② 沙尘爆发期:夜间22时,近地面的退偏振度突然增大,消光系数也有伴随增大的现象,L地区的粗颗粒程度明显增加,近地面的PM10由250μg/m3升至1500μg/m3,沙尘天气加剧。③ 沙尘消散:沙尘天气持续至10日夜间22时,沙团中的粗颗粒明显沉降,退偏振度和消光系数明显减弱,污染物浓度下降,特别是PM10浓度,回落到750μg/m3,经历11日的持续沉降和过境,沙尘天气的影响基本消除,PM10浓度回落到250μg/m3。 案例分析二:过境沙团和沉降沙团的过程监控(数据来源:W地站点)颗粒物激光雷达在判识外源性沙尘的另一个重要依据,是其出现的高度与近地面的污染物分布无明显的重合。下图是激光雷达捕获到的一次多层沙团过境和与地面复合的结果。近地面的结果发现,PM浓度高值与沙团2沉降融合有密切关系。沙尘输入过程的激光雷达监测结果(W地)① 沙团1: 出现在6日16时,高度4.2km处,沉降过程中沙团的下沿距地面约2.1km,尚未进入大气边界层内,属于过境沙团,对近地面的影响较小。② 沙团2:出现在7日20时前后,高度5km处,沙团强度大,沉降速率大,沙团在8日7时沉降至大气边界层内,与近地面污染物复合,属于沉降沙团。③ 沙团3:在沙团2未沉降结束时,高空3km处发生第3次的污染团的输送。此沙团向地面迁移过程中,在1.2km处与地面污染物有明显分界,未发生融合,属过境沙团。④ 沙团4:出现在8日20时高空3.6~4.5km范围内出现第4次的沙团输入。此沙团下沿最低高度至3km,既未与第3次的沙团混合,也没有能进入边界层内与近地面的污染物混合,推测第3次和第4次输送的污染团与第1次的污染团类似,属于过境沙团,对近地面的影响较小。详细可参阅【伍德侠, 宫正宇, 潘本锋,等. 颗粒物激光雷达在大气复合污染立体监测中的应用[J]. 中国环境监测, 2015(5).】案例分析三:沙尘传输的激光雷达组网观测基于单站点的雷达可以实现对沙团的时间、高度和强度特征进行分析,基于多台雷达组成的雷达网络,可以对沙团的传输路径、时间相位以及沉降的特征进行监控,并及时预警。2016年3~5日中央气象台的沙尘落区预报如下图所示。为有效捕获此次沙尘污染传输,我司利用激光雷达组网平台,对布设在北京、无锡、上海、福州、武汉和郑州等地的大气颗粒物监测激光雷达数据进行快速解析,实时结果如下图所示,沙尘到达北京、郑州和武汉等地的时间、高度、强度和沙尘团轮廓的演化有很大的不同和较强的关联性。 中央气象台的沙尘落区预报激光雷达组网点位布设沙尘传输的激光雷达组网观测结果致谢:衷心感谢中国环境监测总站、河南省环境监测中心、上海市环境监测中心、福建省环境监测中心站、兰州市环境监测站、武汉市环境监测中心、福州市环境监测中心站、无锡新吴区环境监测站的大力支持。
  • 大气颗粒物激光雷达成为雾霾和沙尘天气监测多面手
    针对各地环境空气质量评估考核过程中均未将沙尘天气过程期间数据剔除,环境保护部于2017年1月4日印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》(以下简称《规定》)。依据《规定》,全国地级及以上城市环境空气质量评估、考核和排名过程中剔除沙尘天气过程的影响。规定中提出“各地环保部门如遇沙尘天气过程,当天将沙尘天气过程影响时段、影响范围和其他佐证材料报送中国环境监测总站。这些数据也将作为评价、考核和排名的重要依据。”《规定》中的佐证材料包括卫星环境应用中心遥感监测结果、全国沙尘暴监测网监测数据以及气象部门发布的沙尘信息等。在沙尘天气的扣除条件和筛选方法上,中国环境监测总站工程师王帅说:  “当沙尘天气过程中沙尘源区城市PM10小时浓度持续两个小时超过600μg/m3,或持续1个小时超过1000μg/m3,可以剔除沙尘天气过程影响区域范围内源区城市及下游城市颗粒物监测数据。近年来,地基遥感的主动探测手段,如激光雷达不仅能够有效判识雾霾的空间分布,对沙尘天气发生的过程、时间、沙团输入的高度、强度等特征,都可以进行有效监测。  1、什么是大气颗粒物激光雷达呢?  大气颗粒物激光雷达像“探针”一样,通过不断地向大气中发射激光束,扫描大气中的信息,通过与颗粒物和气态分子相互作用后产生散射光来获取不同高度处污染物的浓度分布信息,类似医学上的“CT”技术,不同的是,激光雷达获取的是污染物的空间垂直分布。 双波长三通道雷达 扫描雷达  2、激光雷达提供什么数据呢?  消光系数:反映污染程度,消光系数值越高,代表球形粒子污染程度越严重。  退偏振度:反映沙尘的不规则程度,沙尘的退偏振度约0.2-0.4。  颗粒物质量浓度空间分布:给出不同高度处PM10和PM2.5质量浓度。  能见度:给出垂直、水平能见度视程。  外源性污染物强度:外源传输的输送通量和局地污染的占比。  3、如何从激光雷达结果上读取沙尘信息呢?我们来分析两个案例。  案例分析一:过境沙团和沉降沙团的过程监控(数据来源:中科光电无锡站点)  颗粒物激光雷达在判识外源性沙尘的另一个重要依据,是其出现的高度与近地面的污染物分布无明显的重合。下图是激光雷达捕获到的一次多层沙团过境和与地面复合的结果。近地面的结果发现,PM浓度高值与沙团2沉降融合有密切关系。 图 沙尘输入过程的激光雷达监测结果(无锡)  沙团1: 出现在6日16时,高度4.2km处,沉降过程中沙团的下沿距地面约2.1km,尚未进入大气边界层内,属于过境沙团,对近地面的影响较小。  沙团2:出现在7日20时前后,高度5km处,沙团强度大,沉降速率大,沙团在8日7时沉降至大气边界层内,与近地面污染物复合,属于沉降沙团。  沙团3:在沙团2未沉降结束时,高空3km处发生第3次的污染团的输送。此沙团向地面迁移过程中,在1.2km处与地面污染物有明显分界,未发生融合,属过境沙团。  沙团4:出现在8日20时高空3.6~4.5km范围内出现第4次的沙团输入。此沙团下沿最低高度至3km,既未与第3次的沙团混合,也没有能进入边界层内与近地面的污染物混合,推测第3次和第4次输送的污染团与第1次的污染团类似,属于过境沙团,对近地面的影响较小。  详细可参阅【伍德侠, 宫正宇, 潘本锋,等. 颗粒物激光雷达在大气复合污染立体监测中的应用[J]. 中国环境监测, 2015(5).】  案例分析二:沙尘传输的激光雷达组网观测  基于单站点的雷达可以实现对沙团的时间、高度和强度特征进行分析,基于多台雷达组成的雷达网络,可以对沙团的传输路径、时间相位以及沉降的特征进行监控,并及时预警。为有效捕获此次沙尘污染传输,中科光电利用激光雷达组网平台,对布设在北京、无锡、上海、福州、武汉和郑州等地的大气颗粒物监测激光雷达数据进行快速解析。 激光雷达组网点位布设 沙尘传输的激光雷达组网观测结果  致谢:衷心感谢中国环境监测总站、河南省环境监测中心、上海市环境监测中心、福建省环境监测中心站、兰州市环境监测站、武汉市环境监测中心、福州市环境监测中心站、无锡新吴区环境监测站的大力支持。
  • 金坛亿通最新激光粉尘检测仪在昆山爆炸中的应用
    生产车间专用粉尘检测仪结构检测器外部空气进入吸引口,经迷宫式切割器除去粗大粒子,遮掉外部光线,进入检测器暗室。暗室内的平行光与受光部的视野成直角交叉构成灵敏区(图中斜线部分),粉尘通过灵敏区时,其90℃方向散射光透过狭缝射进光电倍增管转换成光电流,经光电流积分电路转换成与散射光成正比的单位时间内的脉冲数。因此记录单位时间内的脉冲数便可求出粉尘的相对质量浓度。本仪器相对质量浓度单位使用CPM(Count Per Minute),意为“每分钟的脉冲计数”,质量浓度单位使用mg/m3。生产车间专用粉尘检测仪使用场所◎劳动卫生呼吸性粉尘 ◎总粉尘浓度的测定◎工矿企业生产现场扬尘 ◎建设工地粉尘浓度连续在线监测◎公共场所可吸入颗料物(PM10、PM2.5)以及环境监测部门大气飘尘的快速和在线检测。生产车间专用粉尘检测仪主要性能指标○测量范围:0.001~1000 mg/M33;量程可以根据用户定做。在线连续测量。
  • “探针”大气颗粒物激光雷达助力雾霾及沙尘天气监测
    p  针对各地环境空气质量评估考核过程中均未将沙尘天气过程期间数据剔除,环境保护部日前印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》(以下简称《规定》)。/pp style="text-align: left "   依据《规定》,全国地级及以上城市环境空气质量评估、考核和排名过程中剔除沙尘天气过程的影响。规定中提出“各地环保部门如遇沙尘天气过程,当天将沙尘天气过程影响时段、影响范围和其他佐证材料报送中国环境监测总站。这些数据也将作为评价、考核和排名的重要依据。”《规定》中的佐证材料包括卫星环境应用中心遥感监测结果、全国沙尘暴监测网监测数据以及气象部门发布的沙尘信息等。在沙尘天气的扣除条件和筛选方法上,中国环境监测总站工程师王帅说:/pp  “当沙尘天气过程中沙尘源区城市PM10小时浓度持续两个小时超过600μg/m3,或持续1个小时超过1000μg/m3,可以剔除沙尘天气过程影响区域范围内源区城市及下游城市颗粒物监测数据。近年来,地基遥感的主动探测手段,如激光雷达不仅能够有效判识雾霾的空间分布,对沙尘天气发生的过程、时间、沙团输入的高度、强度等特征,都可以进行有效监测。/pp  1、什么是大气颗粒物激光雷达呢?/pp  大气颗粒物激光雷达像“探针”一样,通过不断地向大气中发射激光束,扫描大气中的信息,通过与颗粒物和气态分子相互作用后产生散射光来获取不同高度处污染物的浓度分布信息,类似医学上的“CT”技术,不同的是,激光雷达获取的是污染物的空间垂直分布。/pp  /pp style="text-align: center " img title="2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/953cf944-43c8-42e1-ad34-819e5677432c.jpg"//pp /pp style="text-align: center "  双波长三通道雷达/pp  /pp /pp style="text-align: center "img title="4.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/b6cf185b-c349-4c2b-b908-4203dbbec112.jpg"//pp style="text-align: center "  扫描雷达/pp  2、激光雷达提供什么数据呢?/pp  消光系数:反映污染程度,消光系数值越高,代表球形粒子污染程度越严重。/pp  退偏振度:反映沙尘的不规则程度,沙尘的退偏振度约0.2-0.4。/pp  颗粒物质量浓度空间分布:给出不同高度处PM10和PM2.5质量浓度。/pp  能见度:给出垂直、水平能见度视程。/pp  外源性污染物强度:外源传输的输送通量和局地污染的占比。/pp  3、如何从激光雷达结果上读取沙尘信息呢?我们来分析两个案例。/pp  案例分析一:过境沙团和沉降沙团的过程监控(数据来源:中科光电无锡站点)/pp  颗粒物激光雷达在判识外源性沙尘的另一个重要依据,是其出现的高度与近地面的污染物分布无明显的重合。下图是激光雷达捕获到的一次多层沙团过境和与地面复合的结果。近地面的结果发现,PM浓度高值与沙团2沉降融合有密切关系。/pp  /pp /pp style="text-align: center "img title="5.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/e0b052d0-3d4c-4288-a91d-bd4c5328d8ef.jpg"//pp style="text-align: center " 图 沙尘输入过程的激光雷达监测结果(无锡)/pp /pp  沙团1: 出现在6日16时,高度4.2km处,沉降过程中沙团的下沿距地面约2.1km,尚未进入大气边界层内,属于过境沙团,对近地面的影响较小。/pp  沙团2:出现在7日20时前后,高度5km处,沙团强度大,沉降速率大,沙团在8日7时沉降至大气边界层内,与近地面污染物复合,属于沉降沙团。/pp  沙团3:在沙团2未沉降结束时,高空3km处发生第3次的污染团的输送。此沙团向地面迁移过程中,在1.2km处与地面污染物有明显分界,未发生融合,属过境沙团。/pp  沙团4:出现在8日20时高空3.6~4.5km范围内出现第4次的沙团输入。此沙团下沿最低高度至3km,既未与第3次的沙团混合,也没有能进入边界层内与近地面的污染物混合,推测第3次和第4次输送的污染团与第1次的污染团类似,属于过境沙团,对近地面的影响较小。/pp  案例分析二:沙尘传输的激光雷达组网观测/pp  基于单站点的雷达可以实现对沙团的时间、高度和强度特征进行分析,基于多台雷达组成的雷达网络,可以对沙团的传输路径、时间相位以及沉降的特征进行监控,并及时预警。为有效捕获此次沙尘污染传输,中科光电利用激光雷达组网平台,对布设在北京、无锡、上海、福州、武汉和郑州等地的大气颗粒物监测激光雷达数据进行快速解析。/pp  /pp /pp /pp style="text-align: center "img title="6.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/e9c642df-e57a-4117-a882-b73c0172a5a3.jpg"//pp style="text-align: center "  激光雷达组网点位布设/pp  /pp /pp /pp style="text-align: center "img title="7.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/586db30b-7165-4155-97ba-40770f26e853.jpg"//pp style="text-align: center "  沙尘传输的激光雷达组网观测结果/p
  • 崂应发布崂应2092型环境空气质量监测仪(光散射法)新品
    本仪器是根据《GB3095-2012 环境空气质量标准》基本环境空气污染项目为:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、颗粒物(PM10)、颗粒物(PM2.5),另扩展环境大气压、温湿度、其它污染气体等参数。该项目具备物联网功能,能够通过网络实时接入网格化监测平台。仪器内置3/4G物联网模组,监测站监测数据与数据后台实时同步;数据后台存储各监测站历史监测数据,支持监测数据各类可视化展示,如折线图、柱状图、仪表盘等(可根据业务需求定制开发);配备移动端APP,移动端功能主要有监测数据查询、监测。 执行标准 《环境空气质量标准》(GB3095-2012)《环境空气质量评价技术规范》(HJ663-2013)《环境空气质量指数(AQI)技术规定》(HJ633-2012)《环境空气质量预报信息交换技术指南》(环办函〔2014〕1471-1)《环境空气质量可视化预报会商技术指南》(环办函〔2014〕1471-2)《环境空气质量数值预报模式源清单技术指南》(环办函〔2014〕1471-3)《全国环境空气质量预报预警实施方案》(环办函〔2015〕330号)《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》(HJ/T212-2005)《环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范(试行)》(HJ/T 352-2007) 主要特点 n 采用激光颗粒物传感器,可实时检测PM1/PM2.5/PM10/PM100颗粒物浓度n 选用四电极高精度进口气体传感器n 模块化设计,配置任意组合,适合大规模网格化布点n 先进的环保喷涂工艺,外观平整,光洁,户外防雨雪防雷电,防电磁干扰功能设计,适合严苛恶劣的室外环境,配备独立的锁具及一对一钥匙,保证仪器安全。n 颗粒物采样采用动态加热控制,去除水雾对测量数据影响n 采用云平台数据链,数据传输稳定可靠,支持标准的MODBUS TCP/IP协议,符合HJ212标准 ,提供开放的网络接口,满足不同网络设备的接入,在全网中实现数据交换与信息共享。所有监测数据同时具有网络和4G/5G接口方式推送到指定平台,10S上传一次数据。n 可选配气象五参数测试仪n 现场实时数据显示,可选配户外LED屏幕n 提供数据服务平台,可显示分钟、小时均值、日均值。报表分析功能,可生成日 报表,月报表,年报表、趋势分析等功能,并且根据客户的具体需要进行定制。n 安装方式多样,可根据现场情况选择:支架安装,挂杆安装等多种方式,任何一种安装方式均牢固可靠n 仪器采用绝缘喷涂工艺,并配备接地线及漏电保护开关,绝缘电阻小于1Ω 有效保护操作人员,防止触电。n 仪器配备断电记忆功能,信号传输中断后,仪器能够自动保存数据,正常供电后,重新传输数据,实现数据传输完全正确。n 数据平台配备自动报错提醒功能,仪器运转异常,数据会上传数据平台,实现自动报警功能,并有推送通知。实现仪器长期可靠的运行。仪器配备反吹自清洁功能,定期进行自动反吹,检测到颗粒物数据异常,可以通过远程进行手动控制反吹,重新启动矫正等功能。n 通过计量器具型式实验验证,三台设备的平行一致性小于10%n 可配置太阳能板能够独立供电,内置长续航锂电池组,无需外接市电。可保证连续一周内阴雨天持续供电。 n独特的保护设计,防止蚊虫,棉絮等大颗粒进入,干扰测试结果。说 明: 以上内容完全符合国家相关标准的要求,因产品升级或有图片与实机不符,请以实机为准,本内容仅供参考。创新点:1.采用激光颗粒物传感器,可实时检测PM1/PM2.5/PM10/PM100颗粒物浓度;2.选用四电极高精度进口气体传感器;3.模块化设计,配置任意组合,适合大规模网格化布点;4.颗粒物采样采用动态加热控制,去除水雾对测量数据影响;5.采用云平台数据链,数据传输稳定可靠,支持标准的MODBUS TCP/IP协议,符合HJ212标准 ,提供开放的网络接口,满足不同网络设备的接入,在全网中实现数据交换与信息共享;所有监测数据同时具有网络和4G/5G接口方式推送到指定平台,10S上传一次数据;6.提供数据服务平台,可显示分钟、小时均值、日均值。报表分析功能,可生成日 报表,月报表,年报表、趋势分析等功能,并且根据客户的具体需要进行定制。崂应2092型环境空气质量监测仪(光散射法)
  • 628万!江苏省连云港环境监测中心激光粒度仪等采购项目
    标段编号:320701-J-2022090602446-1标段名称:2022年省级环境监测仪器设备能力达标建设(二次)预算金额:628万元,投标报价超过预算金额的投标无效。采购需求:根据“十四五”江苏省省级环境监测机构仪器配置要求,采购激光粒度仪、海水型连续流动分析仪(4通道)、荧光分光光度计等设备,详见招标文件第六章 项目需求。对项目采购需求部分的询问、质疑请与采购人联系,由采购人负责答复。合同履行期限:合同签订后60日内完成安装调试,达到预期效果。本项目(是/否√)接受联合体投标。
  • 中科光电携大气环境监测激光雷达亮相第33届气象学年会
    11月2日,以“加强学科融合、助力气象事业发展”为主题的第33届中国气象学会年会在陕西西安召开。会议为期三天,共组织22个分会场,并首次组织5场交叉学科交流活动。中国气象局副局长、中国气象学会副理事长宇如聪,陕西省副省长冯新柱、陕西省气象局局长丁传群等出席了开幕式。中国科学院院士曾庆存、中国工程院院士丁一汇、中国科学学院院士万卫星等近2000名杰出代表参加了此次会议。  会议期间,聚光科技子公司无锡中科光电技术有限公司(以下简称“中科光电”)的技术学者们与业内专家相互交流科研发展,探讨业务,并携大气环境监测雷达亮相展台,获得不少关注。第33届中国气象学年会现场  在这次会议中,中科光电研究员就《激光雷达在环境气象领域中的应用》、《重庆地区秋季大气臭氧垂直分布特征研究》与各位专家学者做了学术交流。  在当下,激光雷达已经广泛应用于大气边界层、水汽、大气温度、大气风场等探测中。中科光电的大气颗粒物激光雷达能对沙尘的过境、高空输送、沉降等信息进行探测,能输出高时间分辨率的大气光学厚度、边界层高度等数据信息,还可以观测到云底高度及云体结构性质的演变过程,为降水、降雪、冰雹等天气的预测预报提供前期的指示信号。 大气颗粒物监测激光雷达(双波长三通道)大气颗粒物监测激光雷达(高能扫描)短临预报:降雨短临预报:冰雹  在气象学中,气象因素会对臭氧产生影响,臭氧是城市光化学烟雾的最主要成分之一,同时也是重要的温室气体, 高浓度臭氧将对人类、动植物以及建筑物造成极大的危害。中科光电臭氧探测激光雷达能获取大气臭氧的时空分布信息,对大气环境、大气物理、化学分析等的监测控制有着较大的指导意义。气象条件与臭氧的垂直分布特征大气臭氧探测激光雷达  中科光电研究院还向各位专家学者分享了《大气颗粒物监测激光雷达的性能参量标校》。据悉,现在气象学领域还未曾出现统一的对激光雷达系统性能参数的测量验证。中科光电提出的是目前主流的激光雷达系统标校方法,能让使用者对大气颗粒物监测激光雷达的距离准确性和退偏比得到清楚的认识,对后期雷达系统的改进起到重要作用。激光雷达探测距离精度标校不少专家学者莅临中科光电展位参观了解激光雷达实物,中科光电工作人员向各位参观学者们演示了激光雷达的工作过程,展位人气不断。专家学者参观中科光电展台  作为国内外环境监测仪器的领先制造商,中科光电一直致力于为气象环境监测工作提供精准的数据,凭借多年在气象应用领域积累的经验与技术能力,集中优势技术团队,成功将多种产品应用于气象环境监测的各个领域中,参与了许多重要事件。在今年的杭州“G20”峰会、2015年“APEC”峰会、“抗战胜利70周年”首都阅兵现场、2015世界互联网大会和2014年南京青奥会等重大项目中,都起到了重要的保障作用。  在未来,中科光电依然会将气象环境监测作为重要的工作使命,致力于为气象部门提供更专业的服务。
  • 自主研发实现精度突破 光谱监测仪精准捕捉温室气体
    合肥蜀山:光谱“听诊器”,精准捕捉温室气体如何从大气中精准检测温室气体?这个问题,来到中国环境谷的安徽岑锋科技有限公司就能得到解答。该企业基于激光光谱检测分析技术开发出了不同类型高精度分析仪器,让光谱监测仪像一个个“听诊器”,把大气中蕴含的温室气体数据精确传感,提升监测敏感度、精确度。自主研发 实现“精度”突破10月26日,在安徽岑锋科技有限公司,车间里的工作人员正在加紧组装、测试专门订制的高精度温室气体光腔衰荡光谱监测仪(CRDS)。设备内密密麻麻分布着不同的线路,还未安装的电子屏显示着上一轮测量的数据。这个不到1米长的长方体盒子里有精心设计的光学腔室,在国内率先实现自主设计及产业化推广,解决了高精度温室气体测量领域仪器设备的“卡脖子”问题。“该类自研的光学腔室会‘魔法’,可让光束在光腔内形成共振反射,即在光腔内实现来回振荡传播,在传播的过程中,遇到目标气体分子后会被吸收。简单地说,这种仪器就像光谱‘听诊器’一样,光在设备内传播的过程犹如气体分子的‘诊断’过程,‘听诊时间’越长,‘诊断’结果越精准越细致,所反映的气体浓度检测也越精确。”工作人员崔芳生一边演示设备一边介绍,传统的检测技术在气体浓度低的情况下可能检测不出来,而这个仪器让多种温室气体实现同步测量,等效光程可达60km,具有高精度、高准确度等特点。公司自主研发生产的另一款基于激光吸收光谱技术(TDLAS)的开路式温室气体分析仪,体积小、重量轻,除了高精度还可保证高频响应。“目前国内或者国外的技术测量频率在20赫兹,我们这款产品能达到100赫兹,就是检测频率每秒钟达到100次,能更加精准的捕捉气流在大气环境下的微弱变化。”崔芳生介绍。技术向国际看齐,应用也日益广泛。高精度温室气体监测仪已经实现量产,目前有二十余台应用在我国西北、西南、东南等区域,用于气象环保、环境监测等实际需求。“追光”不止 做光学仪器设备拓荒者前不久,使用了光腔衰荡光谱技术(CRDS)的高精度温室气体监测仪代表安徽岑锋科技有限公司“出战”,获得了第十二届中国创新创业大赛安徽赛区三等奖。产品凝结着研发团队的技术结晶,也代表着企业的技术成果。这个成立一年多的公司已经获得了3项发明专利、1项实用新型专利,1项外观设计专利和多个软件著作权登记证书,发展势头强劲。该企业核心成员是6位来自中国科学院的光学专业博士,在40余名员工中,研发人员占比在50%左右。“公司是由6位博士组成的技术型团队,大家志同道合,有着共同的理想,就是做好国产光学仪器设备,实现相关领域自主知识产权。”总经理何俊峰博士介绍,产业化之所以能顺利实现,来源于团队每个成员深厚的技术沉淀,“我自己从事激光光谱研究十几年,其他老师也都在相关行业工作多年,公司能在研发、生产、销售整个链条上平稳运行离不开大家长期的技术积累。”开拓领域 面向更广市场成熟的产品、领先的技术,需要合适的平台,才能走向更大的舞台。最近,安徽岑锋科技有限公司向蜀山经开区申请了相关场地,准备在园区内搭建温室气体检测系统,等设备齐全后,将试点进行温室气体检测的实际应用。“线上申请后,工作人员就上门帮助我们在辖区范围找各个部门协调,两三天就找到并且批下来了,效率很高。”何俊峰说。中国环境谷现已聚集环境领域重点企业370余家,通过举办相关论坛、沙龙、学术交流会等方式,向政府部门和行业组织推介企业,积极为园区企业寻找应用场景。
  • 刘文清院士谈激光雷达在环境监测中的应用——访中科院安徽光学精密机械研究所所长刘文清院士
    激光雷达的研究起源于上世纪60年代末,起初主要用于军用领域,自1995年正式实现商业化之后,在测绘、资源勘探等领域发挥了越来越多的作用,在最近盛行的“黑科技”无人驾驶技术的开发上,激光雷达更是核心技术之一。随着技术的发展和完善,激光雷达的应用范围也越来越广,其中环境监测领域就是很重要的一个方面,可以用来测量颗粒物、臭氧、温度和湿度的变化等等。  中科院安徽光学精密机械研究所于1991年建立了当时我国最大L625激光雷达系统,用于探测平流层气溶胶分布,该激光雷达系统被美国国家宇航局选为全球10个激光雷达站之一。后来又陆续开发出了探测平流层臭氧的紫外差分吸收激光雷达、可移动式双波长米散射L300激光雷达、车载式拉曼-米散射激光雷达等等,受到了广泛的关注。  近日,仪器信息网编辑专门针对激光雷达在环境监测领域的应用采访了中科院安徽光学精密机械研究所所长刘文清院士。刘院士为我们详细介绍了激光雷达在我国环境监测领域的应用、技术发展以及未来的技术需求。中科院安徽光学精密机械研究所所长刘文清院士  Instrument: 我们知道刘院士在环境光学领域有很多研究成果,今天我们把目光聚焦在空气质量监测上,空气质量监测仪器和技术种类众多,如常规六参数、VOCs监测仪、激光雷达、卫星遥感等等。首先请刘院士谈一谈目前我国空气质量监测仪器的整体情况?国产环境监测仪器与同类进口产品相比有何不同?  刘文清:我国大气环境监测技术现阶段主要还是以点式监测方式为主,如AQI六参数、VOCs等。这些监测设备组成了我国现阶段的地面空气质量监测网,为我国空气质量监测做出了巨大的贡献,逐步形成了具有中国特色的环境监测技术规范、环境监测分析方法、环境质量标准体系。目前采用的标准方法,主要以人体健康为关注重点,测量的是人们日常生活和工作活动范围内的空气质量,可以较为准确的监测空气中气溶胶和污染气体的含量,但它的局限性主要是获得局部低层、较小地域范围内的污染物浓度变化信息,缺乏污染物区域性变化、时空演变等指标的数据演变信息。近年来随着分析仪器的快速发展,结合卫星遥感,探空气球和高塔能够测量一些气溶胶、气体成分的垂直分布特征,但是卫星遥感直接获取的是整层大气污染,反演近地面污染有一定误差,而探空气球及飞机受时间空间影响,此类探空设备仍然存在着不足之处。  对于区域性复合污染监测,需要快速有效的技术手段进行区域范围内时间和空间上的监测。与以上传统点式监测方法相比,激光雷达等光学遥感监测技术的发展改变了传统的由点到线再到面的演绎方法,为大气环境研究提供了一个新的技术手段,克服了传统大气环境研究中的诸多局限性,实现了大空间、长时间、多尺度、多参数的遥感遥测。此类技术已达到了国际先进水平,尤其在业务化应用方面,我们已根据中国环境监测现阶段的需求进行了深入的研发,这是国外进口设备所不能做到的。目前,国产环境监测仪器已基本打破了进口产品的国际垄断地位,全面实现了中国造。  Instrument:颗粒物激光雷达技术被越来越多的用户所接受,请刘院士重点谈一谈颗粒物激光雷达技术。颗粒物激光雷达的核心技术要点是什么?在我国大气环境领域的应用情况?此技术在空气质量监测系统中的独特作用?  刘文清:激光雷达主要由激光器、发射和接受光学系统、探测器、高速数据采集卡和数据分析软件等部件组成,其核心技术在于稳定可靠的激光器和性能优良的反演算法。激光器单脉冲能量大小直接决定了激光雷达的探测高度。保证激光器单脉冲能量,能够有效保证系统信噪比,实现理想高度的探测。国内外不同厂家的激光雷达反演算法存在一定的差异性,应用最为广泛的是Fernald方法,也是我们安光所选择的反演算法。应用该算法,参考点的选择尤为重要,一般须假定一个近乎不含大气气溶胶的清洁大气层所在高度来视作参考点,为保证反演结果的有效性,必须通过明显气溶胶层或者云层的剔除方法来确认合适的参考高度。  随着“说清环境质量、改善环境质量”重大管理需求的发展和监测事权上收等管理机制的改革,地方政府动态精准管理能力支撑成为越来越迫切的要求,尤其是快速说清空气质量监测点数据变化原因、重污染应对、事故应急监测与快速评估等。针对区域性大气污染问题,及监测管理的迫切需求,作为一种成熟的主动遥感手段,颗粒物激光雷达在大气环境监测方面具有重要的意义。其在大气环境监测中的应用可分为以下几点:1)垂直监测:监测边界层变化特征,了解污染来源和变化趋势 2)水平扫描监测:可获取区域污染物的空间立体分布、变化规律和排放特征,摸清局地污染物对污染形成的贡献 3)车载移动监测:对污染源进行快速溯源,应对污染突发事件,并对污染气团进行跟踪 4)雷达组网监测:说清区域间污染跨界传输,为短时间空气质量预警预报提供及时、有效、准确的数据支撑。  Instrument:安徽光机所可以说是我国激光大气探测研究领域的先行者,在激光雷达技术的研发上,刘院士主要做过哪些工作?您认为未来还有哪些技术需要突破?  刘文清:激光雷达按照监测方法和监测种类可分为米散射激光雷达、大气成分差分吸收激光雷达、拉曼激光雷达等。我所在颗粒物激光雷达和大气差分吸收激光雷达方面已取得了阶段性进展。在北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、北京APEC会议、北京九三阅兵式、南京青奥会、福州青运会、郑州上合首脑会议、乌镇物联网大会的联合环境空气保障工作中交上了令人满意的答卷,相应成果也证实了我们激光雷达在稳定性、有效性方面取得了一定的成绩。但在某些方面还是存在一定的不足,需要我们进一步完善,如:1)拉曼激光雷达方面。由于其监测原理的限制,拉曼激光雷达白天会受到天空背景噪声的严重影响,如何有效提高其信噪比,将拉曼激光雷达成功的应用于环境监测日常业务中,为环境污染的扩散、大气化学过程的演变提供有效的气象数据。2)颗粒物激光雷达方面。雨水消光系数大,颗粒物雷达在降雨天气条件下应用效果不佳,如何去除降雨对颗粒物监测的影响,也是接下来的研究重点。3)细粒子质量浓度空间分布。我们已在无锡中科光电成功产业化了双波长三通道颗粒物激光雷达,应用532nm波长我们已可以反演PM10质量浓度的时空分布。对于细粒子质量浓度的时空分布也是迫在眉急的管理需求,目前我们已加大投入,研究开发应用355nm反演PM2.5质量浓度的时空分布的相应工作。4)大气差分吸收激光雷达方面。应用大气差分吸收原理监测臭氧的时空分布,已被成功运用,为证实其监测准确性,我们也参与了由上海环境监测中心举办的探空联盟比对实验。实验中监测臭氧的差分吸收激光雷达与探空气球、无人飞机等监测技术进行了廓线比对,比对结果令人非常满意。对于差分吸收激光雷达只能监测臭氧不是我们的目的,我们希望应用一种技术可以进行多参数测量,如同时监测二氧化硫、二氧化氮等,此类设想我们已取得了阶段性的成果。  Instrument: 安徽光机所的产业化公司——中科光电最近推出了高能扫描系列的大气颗粒物监测激光雷达,此台仪器的主要特点是什么?其研发目的是什么?其市场竞争力主要体现在哪?  刘文清:高能扫描颗粒物激光雷达是基于快速扫描振镜的激光雷达技术,该技术使激光雷达在保留原有垂直探测的功能上,还可以实现快速多角度扫描功能。如此针对固定安装的激光雷达,高能扫描激光雷达不仅可以监控5KM半径范围内的污染源(本地源以及外来源)变化过程,还可以同时获取垂直的颗粒物时空演变数据、边界层高度变化数据。使一台雷达可以同时获取区域内垂直与水平立体空间数据,为说清区域污染变化提供了更有力的数据支撑。同时,在产品设计中,我们也考虑了车载走航监测获取线源数据的技术要求,在固定加走航监测结合的模式下,可以全面获取“点面域、地空天”一体化数据。  我所张天舒研究员率领的激光雷达团队联合中科光电,组织技术骨干进行技术攻坚,经过近两年的不懈努力,攻克了快速扫描振镜技术、高重复频率激光器技术、多姿态雷达扫描数据分析技术、车载雷达减震避震技术和快速走航观测技术等一系列关键问题。其中,快速扫描振镜技术其核心竞争力在于,可以使扫描及成图时间分辨率达到3分钟,确保了监测数据的时效性(目前国内外采用3D支架扫描方式,完成扫描及成图时间需要2小时,没有时效性保证,无法动态说清变化过程)。  Instrument:在环保领域,标准被认为是一类仪器推广的“利器”,对于激光雷达,有没有正在制定的标准?或者说您认为需要哪些方面来规范此类仪器的生产和应用?  刘文清:激光雷达目前还没有正式的国家规范标准,很多单位对于激光雷达的性能校验也一直存在着疑问。实际上,为了保持激光雷达的有效探测距离及探测精度、保证激光雷达的稳定性及准确性,我们联合合作企业已经编制了相关的企业技术规范标准,希望能够逐步发展为行业和国家标准。  激光雷达标准规范的建立目的是为了保证雷达数据的有效性和一致性,科学的系统测试和校验方法是其重要的技术支撑。完整的系统测试即包括仪器组成部分的性能测试,如激光器的功率、脉冲能量、发散角,光学发射和接受系统与激光准直系统的匹配性,数据采集系统本身的采集速率、电子学噪声,以及雷达数据处理和分析软件性能 也包括功能指标,包括探测成分、探测距离、距离分辨率以及信噪比等。对于激光雷达这样一个复杂的光电探测系统的校验也可以与其他观测设备进行一致性的对比分析。使用激光雷达与能见度仪、太阳光度计等观测仪器进行数据一致性对比分析,采用探空气球数据对激光雷达观测数据产品的准确性进行校验等。  后记:随着我国大气环境治理工作的深入,大气环境质量监测的项目、时间要求和空间要求都在提升,随之而来的是监测手段的多样化。除激光雷达之外,卫星遥感、无人机、探空气球等技术不断被引入大气环境质量监测领域,不同的手段为我们多维度了解大气污染过程提供了依据,也为我们更精准的治理大气环境提供了技术支持。(编辑:李学雷)
  • 首颗陆地生态系统碳监测卫星成功发射 携带多波束激光雷达和超光谱探测仪等设备
    今天成功发射的陆地生态系统碳监测卫星可以获取我国森林碳汇数据,提高碳汇计量的效率和精度,为我国实现“碳达峰、碳中和”目标提供重要的数据支撑。航天科技集团五院遥感卫星总体部陆地生态系统碳监测卫星总体主任设计师黄缙:碳排放的过程叫从化石燃料里面储存的碳变到二氧化碳,到大气当中叫碳排放、叫碳源。森林或者其他一些人工手段把二氧化碳从空气当中固化下来,叫碳汇。这颗星的最终目的就是通过对森林进行观测,来实现评估我们国家碳吸收的能力。多种模式综合成像 专业监测森林碳汇数据航天科技集团五院遥感卫星总体部陆地生态系统碳监测卫星总体主任设计师黄缙:这颗星最主要的一个载荷就是这上面这个叫多波束激光雷达,激光雷达可以发射几束激光到地面,我就可以知道森林的高度。我们还配置了多角度多光谱相机,总共5个角度的相机,通过这5个角度相机,从前、正、后不同的角度去观测,对森林进行成像。除此之外,卫星还携带了超光谱探测仪和多角度偏振成像仪等设备,可以探测森林的光合作用以及大气PM2.5含量等森林碳汇能力的核心数据。多种功能用途广泛 全自主任务智能规划森林碳汇监测是陆地生态系统碳监测卫星的主要任务,除此之外它还可广泛应用于环保、测绘、气象、农业、减灾等领域,因此,这颗卫星任务繁多、工作模式复杂,研制人员通过一系列智能化设计,让这颗卫星好用且易用。陆地生态系统碳监测卫星搭载的探测设备多,工作模式也多,不同组合的工作模式多达47种,研制人员在考虑让卫星可以支持更多应用的同时,在卫星的操作模式上也进行了专门的设计。此外,研制团队还为卫星设计了自主化运行方式,卫星可以自主判断海洋、陆地、光照条件等,自动规划探测任务。
  • 激光纳米诊断方法可以检测癌症早期病状
    俄罗斯西伯利亚科学分院热物理研究所的科研人员通过研究,找到了一种激光纳米诊断方法,可通过对尿液的检测发现癌症的早期病状。  据研究人员介绍,该方法最早源于通过间接测量相关蛋白质的流体力学尺寸,分析血红细胞沉降速度的实验中。在此实验过程中,研究人员找到了一种借助于激光光谱仪测量蛋白质流体力学尺寸的方法,但不是用在对血浆的检测,而是用于尿液,因为纳米粒子能够适用于各种液体中。   通过采用激光光谱仪检测尿液中相关蛋白质流体力学尺寸的实验,研究人员发现了何种尺寸属于正常范围,何种尺寸预示着癌症病症的规律。这种诊断方法通过医 院的临床测试,准确率超过了85%。目前,研究人员已致力于研制适于民用的小型检测仪,未来该检测仪有望进入普通人家庭,成为一种适于广泛推广的癌症早期 检测技术,届时,人们在家中即可完成早期癌症病状的检测。
  • 中科光电大气颗粒物监测激光雷达连续中标多地政府采购项目
    无锡中科光电自主研发生产的大气颗粒物监测激光雷达自上市以来,已成功应用于多家环保和气象单位,并以优越的技术性能、完善的售后服务在用户群体树立了良好的口碑。10月10日,中科光电大气颗粒物监测激光雷达更是连续中标珠三角中小尺度预警—激光雷达购建项目、宁波市镇海区气象局采购气溶胶激光雷达项目。
  • 在线热像仪应用 — 材料 激光加热的温度检测
    激光加热的温度检测使用激光方式对金属材料进行加热是近年来发展比较快速的新技术,激光加热 具有加热温度高、加热速度快、加热目标灵活等优点,但也正是这些优点,使 得在加热过程中的温度检测存在难点,本文介绍使用RSE60H高温型在线热像仪 对激光加热的现场检测案例,特别是快速、高温的温度趋势分析功能,为此类 温度检测提供有效方案。检测案例: 某高校和某激光设备制造商合作项目,使用激光加热设备对金属材料进行加热,需要看到金属表面的温度变化情况,这对 材料加工工艺非常重要,如果温度控制不当,会造成材料报废或质量不合格。 该现场存在两个检测难点: 1、激光加热的时间非常短:通常激光加热以零点几秒或几秒为周期,且在这么短暂的加热周期中,需要看到温度瞬间的 升高和散热冷却的过程变化,所以对于热像仪的帧频有较高的要求,目前市面上普通的帧频为9Hz的红外热像仪无法追踪 这么快速的变化,而RSE60H的帧频达到25Hz,也就是说,每40毫秒采样一次,可以满足对于快速变化的温度检测需求。 2、温度高:激光加热后的金属温度会瞬间上升到1000℃-1500℃以上,普通的红外热像仪的高温量程上限为1000℃或 1200℃,这就需要特别涉及的测温至2000℃的高温型红外热像仪进行温度检测。在激光移动的过程中,在铁板某一位置处有停留(红框处),导致热量积累使铁板的温度上升到1500℃,同样,右侧 是部分温度数据的导出,红色字体为最高温度值和对应的时刻。 另外,时间轴也可以用计算机时间来标识,案例中的时间轴用开始时间标识。
  • 592万!苏州市药品检验检测研究中心激光粒度仪等采购项目
    1、项目编号:SZWK2022-G-031号2、项目名称:激光粒度仪等3、预算金额及最高限价:标段号采购内容数量预算金额(元)最高限价(元)1激光粒度仪等1批1995000.001995000.002高效液相色谱仪等1批2005000.002005000.003药包材密封性检测仪等1批1925000.001925000.004、采购需求:第一标段:包含激光粒度仪等,光源采用高稳定氦-氖气体激光器,波长为633纳米;同时配有辅助小颗粒测量的短波长(470nm)蓝光辅光源,提升对亚微米、纳米级粒子的检测分辨率和灵敏度。雾化吸入制剂体外测试仪符合FDA/EMA/CFDA,中国2020版药典0111。第二标段:包含高效液相色谱仪等,具有数据安全性:符合cGMP/GLP和21 CFR Part 11法规的要求,具有电子记录,电子签名之功能,具有分配用户使用权限之功能。全自动核酸分析系统:无需混合样本,仪器完成一次样本吸取操作,即可同时至少平行分析处理12个样本,或:具有不少于12根毛细管检测通道。第三标段:包含药包材密封性检测仪等,仪器内置自选功能,内置高灵敏度温度、湿度、压差传感器,需有3Q验证文件包。库伦法水分仪:配置自动添加卡氏试剂,自动排废液装置,避免操作人员接触试剂。5、合同履行期限:(1)质保期要求:除特殊规定外,其余设备免费质保≥1年。(2)交货期:签订合同后90天内送至指定地点并安装调试完成。(3)验收标准:采购方按采购文件要求、国家及行业标准进行质量验收。6、本项目不接受联合体投标。7、本项目部分接受进口产品投标。8、本项目非专门面向中小企业,投标人所属行业为工业。
  • Apollon与MIT合作开发基于拉曼光谱的连续血糖监测仪
    据麦姆斯咨询报道,Apollon是一家总部位于韩国首尔的初创公司,致力于开发基于拉曼光谱的可穿戴医疗设备。近日,Apollon已同意与美国麻省理工学院(MIT)签署合作项目,旨在开发一种新型连续血糖监测仪(CGM)。这个为期两年的合作项目将包括连续血糖监测仪的临床试验,Apollon的目标是计划在五年内完成这项可穿戴血糖监测技术的商业化并获得美国食品和药物管理局(FDA)的批准。麻省理工学院教授Peter So将与光谱学研究员Jeon Woong Kang一起领导这项合作,Apollon的Youngkyu Kim作为访问科学家加入他们团队。Apollon首席执行官(CEO)Aram Hong于2021年共同创立了该公司,他在宣布上述合作的新闻稿中表示:“与麻省理工学院(该领域世界领先的大学之一)签署合作研究协议对于韩国初创公司来说极为罕见,我相信这是朝着下一代连续血糖监测仪迈出了令人鼓舞的一步。”尽管长期以来人们一直设想利用光学式设备连续无创监测血糖水平,并且比传统的手指针刺方法具有许多优点,但此类产品尚未获得FDA批准。Apollon引用了Jeon Woong Kang等人曾于2020年在《科学进展(Science Advances)》期刊上发表的一篇题为“Direct observation of glucose fingerprint using in vivo Raman spectroscopy”的论文中的结果,作为支持利用光学式设备进行无创血糖监测这一想法的关键依据。(A)用于活体动物皮肤测量的拉曼光谱系统示意图;(B)受试动物(猪)的实际拉曼探头设置照片;(C)试验期间的血糖曲线Jeon Woong Kang发表的论文声称首次直接观察到来自活体皮肤的葡萄糖拉曼峰,尽管它是基于活猪而不是人的实验。Jeon Woong Kang研究团队利用波长为830 nm的二极管激光器、普林斯顿仪器(Princeton Instruments)公司的成像光谱仪和CCD相机构建了便携式拉曼光谱仪器。该论文的相关研究获得了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)和三星先进技术研究所的资助,论文中的工作显示临床前的错误率仅为6.6%,据说超过了现有的连续血糖监测产品性能。现有的连续血糖监测产品“此次与麻省理工学院的合作研究是将2020年论文报道的成果应用于人体的首次尝试,旨在使拉曼光谱设备足够小,进而可以佩戴在人体上。”Apollon补充道。Apollon首席执行官Aram Hong是一位医疗技术方面的企业家,与来自首尔峨山医疗中心(Asan Medical Center)的Jun Ki Kim教授和Miyeon Jue博士共同创立了Apollon,两人分别担任该公司的科学顾问和首席技术官(CTO)。Trumpf和RSP Systems的另一个合作项目正在开发类似的基于拉曼光谱的血糖监测设备,该设备将采用Trumpf制造的VCSEL作为光源。
  • 无锡中科光电成功召开首届大气复合污染监测与激光雷达应用技术培训会
    作为气象、环境监测仪器研发及制造厂商,经过多年参与国家重大项目的行业积累及专业科研院所的鼎力支持,无锡中科光电对国内大气复合污染灰霾监测现状、激光雷达应用技术研究、灰霾超级站数据综合应用分析都有了自己的心得和体会。11月12日-13日,公司成功组织首次“大气复合污染灰霾监测与激光雷达应用技术“培训会议,参与培训的对象主要是苏州气象局的相关处室工作人员。会议针对苏州气象局在大气复合污染灰霾监测、激光雷达应用技术及多监测设备综合数据分析等方面的需求进行了有针对性的技术培训与需求探讨。会议结束后,学员参观了中科光电雷达监测站及雷达生产车间,对雷达的生产过程和机械结构有了更深入的了解。学员参与培训 学员参观激光雷达生产车间
  • 济宁市生态环境局兖州区分局150.00万元采购颗粒物监测仪
    基本信息 关键内容: 颗粒物监测仪 开标时间: null 采购金额: 150.00万元 采购单位: 济宁市生态环境局兖州区分局 采购联系人: 王健 采购联系方式: 立即查看 招标代理机构: 山东正方建设项目管理有限公司 代理联系人: 王建明 代理联系方式: 立即查看 详细信息 济宁市生态环境局兖州区分局气溶胶激光雷达颗粒物监测设备采购项目需求公示 山东省-济宁市-兖州区 状态:预告 更新时间: 2021-08-08 招标文件: 附件1 济宁市生态环境局兖州区分局气溶胶激光雷达颗粒物监测设备采购项目采购需求公示 一、项目概况及预算情况:气溶胶激光雷达颗粒物监测项目 二、采购标的具体情况:为全面客观监测及考核济宁市城区污染物分布情况及空气质量状况,了解城区大气污染物排放源分别情况,建设覆盖城区的立体遥感监测系统。 三、论证意见: 无 四、公示时间:本项目采购需求公示期限为3天:自2021年8月8日起,至2021年8月11日止 五、意见反馈方式:本项目采购需求方案公示期间接受社会公众及潜在供应商的监督。 请遵循客观、公正的原则,对本项目需求方案提出意见或者建议,并请于2021-08-12前将书面意见反馈至采购人或者采购代理机构,采购人或者采购代理机构应当于公示期满5个工作日内予以处理。 采购人或者采购代理机构未在规定时间内处理或者对处理意见不满意的,异议供应商可就有关问题通过采购文件向采购人或者采购代理机构提出质疑;质疑未在规定时间内得到答复或者对答复不满意的,异议供应商可以向采购人同级财政部门提出投诉。 六、项目联系方式 1、采购单位:济宁市生态环境局兖州区分局 地址:山东省济宁市兖州区文化东路 联系人:王健 联系方式:0537-3945027 2.采购代理机构:山东正方建设项目管理有限公司 地址:山东济南高新区舜华路2000舜泰广场8号楼407室 联系人:王建明 联系方式:13325174380 附件: × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:颗粒物监测仪 开标时间:null 预算金额:150.00万元 采购单位:济宁市生态环境局兖州区分局 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:山东正方建设项目管理有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 济宁市生态环境局兖州区分局气溶胶激光雷达颗粒物监测设备采购项目需求公示 山东省-济宁市-兖州区 状态:预告 更新时间: 2021-08-08 招标文件: 附件1 济宁市生态环境局兖州区分局气溶胶激光雷达颗粒物监测设备采购项目采购需求公示 一、项目概况及预算情况:气溶胶激光雷达颗粒物监测项目 二、采购标的具体情况:为全面客观监测及考核济宁市城区污染物分布情况及空气质量状况,了解城区大气污染物排放源分别情况,建设覆盖城区的立体遥感监测系统。 三、论证意见: 无 四、公示时间:本项目采购需求公示期限为3天:自2021年8月8日起,至2021年8月11日止 五、意见反馈方式:本项目采购需求方案公示期间接受社会公众及潜在供应商的监督。 请遵循客观、公正的原则,对本项目需求方案提出意见或者建议,并请于2021-08-12前将书面意见反馈至采购人或者采购代理机构,采购人或者采购代理机构应当于公示期满5个工作日内予以处理。 采购人或者采购代理机构未在规定时间内处理或者对处理意见不满意的,异议供应商可就有关问题通过采购文件向采购人或者采购代理机构提出质疑;质疑未在规定时间内得到答复或者对答复不满意的,异议供应商可以向采购人同级财政部门提出投诉。 六、项目联系方式 1、采购单位:济宁市生态环境局兖州区分局 地址:山东省济宁市兖州区文化东路 联系人:王健 联系方式:0537-3945027 2.采购代理机构:山东正方建设项目管理有限公司 地址:山东济南高新区舜华路2000舜泰广场8号楼407室 联系人:王建明 联系方式:13325174380 附件:
  • 北京是卓科技发布激光雷达监测无人机新品
    无人机自动分析识别检测系统方案一、方案背景低空无人机(Unmanned Aerial Vehicle缩写 UAV )也称为无人航空器或遥控驾驶航空器,是一种由无线电遥控设备控制,或由预编程序操纵的非载人飞行器。无人机具有机动灵活的特点,它体积小,重量轻,可随时运输和携带。它对起降的要求低,随时飞降。无人机一般在云下低空平稳飞行,弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡获取不到影像的缺陷。除了具有广阔的军事应用前景外,用无人机替代有人飞机执行高风险任务,也是当今国际航天领域一个重要发展方向。特别是在近几年国际局部战争中无人机被大量地使用。对无人机的监管存在盲区,无人机的大量使用更是给公共安全带来隐患。本来是为合法用途使用的无人机越来越多的被用于犯罪目的。公众已经日渐强烈的意识到了无人机可能造成的危害。无人机能窥探隐私/技术;无人机能影响民航 – 接近撞机;无人机可能会出现在敏感地区、关键位置和政府设施区域;无人机甚至能自动射击… … 最近两年,全国已发生多起无人机空中逼停飞机事件,成为民航飞行的“隐形杀shou”。2013年底,北京一家公司在没航拍资质、未申请空域的情况下航空测绘,造成多架次民航飞机避让延误。2017年浙江萧山机场、绵阳机场,此次成都机场都是由于不明无人机,导致了数百架飞机延误,数万人滞留,给国家和人民带来的损失是数以亿计的。二、无人机监测与反制现状2.1无人机控制链路介绍无人机如何控制呢?无人机使用无线链路进行远程控制和视频数据回传,超过90% 的无人机使用ISM频段 (2.4GHz) 操作,包括跳频, Wi-Fi等, 其中控制链路采用:常用的频率为 ISM 频段: 2.4 GHz, 5.8 GHz很少使用: 433 MHz, 比2.4GHz传播距离更远少量使用过时的遥控频段: 27 MHz, 35 MHz, 72 MHz (使用 PCM 或模拟编码),这类无人机逐步消失了。无人机根据价格水平有不同的控制方式,比如一些低成本的无人机采用蓝牙技术(ISM2.4GHz);大部分无人机采用Wi-Fi或跳频(ISM2.4GHz);也有部分高端无人机采用基于预设路径的卫星导航。 2.2无人机主要监控方式各国对无人机的监控主要的手段分为两种方式:行政监管、技术防范。2.2.1行政监管:日本为了加强无人机管理,实施了新的《航空法》,规定人口集中的地区一律禁止飞无人机,防止无人机引发事故或被用于犯罪,违者将处以50万日元的罚款;英国对无人机使用也作出规定,航空法第166条第三款规定,小型无人机操作员必须保持时时刻刻能看见无人机,对无人机能够完全掌控,在飞行时应与其它飞行器、人群、车辆以及建筑保持一定的距离,以免发生碰撞事故。2.2.2技术防范从技术角度来说。目前,国外无人机反制技术大致有信号干扰、雷达探测、激光炮击落、综合型技术等几大类。(1)信号干扰:无人机工作时需要知道自己的精确位置,但无人机自身无法获得足够精确坐标数据,因此,无人机上通过安装GPS信号接收机,采用GPS卫星导航系统与惯性导航系统相结合的方式进行飞行控制。信号干扰技术是通过影响无人机的GPS信号接收机,使其只能依靠基于陀螺仪的惯性导航系统,而无法获得足够精确的自身坐标数据。美国DroneDefender电波枪打击技术美国俄亥俄州非盈利开发机构“巴特尔”(Batfeoe)最近推出了一种DroneDefender反无人机设备。DroneDefender设备前端上部安装了一根白色的杆状天线。这种设备采用非破坏性技术,是首款能移动、精准、快速阻止可疑无人机靠近的专用设备。用户只需将其指向空中的无人机,扣下扳机,就可以将目标“击落”。该设备只对实时遥控型无人机或依靠GPS导航的无人机有效(如常见的四轴飞行器和六轴飞行器),打击范围约400米;欧洲空客集团反无人机系统,空中客车防务及航天公司研发了一种反无人机系统,采用干扰技术对目标信号的频率进行干扰,而不会影响到周围其他频率的信号。该系统可远距离侦察在争议地区飞行的非法无人机并实施打击,同时又能尽可能地减少对其他物体的影响。该系统具备信号分析技术和干扰功能,并配有雷达、红外相机和定向仪,可以侦察到5至10公里范围内的无人机,还可对无人机的威胁性做出判断。基于庞大的信息库信息,该系统还可以对无人机的信号进行分析,一旦发现问题,系统就会通过干扰台切断无人机与其操作人员之间的联系,然后定向仪会追踪到无人机操作人员的具体位置,便于实施抓捕行动。(2)雷达探测:瑞典“长颈鹿”雷达系统,据美国H JS Jane’s国防、安全情报网站2015年9月1 6日报道,瑞典萨博公司在苏格兰的西弗瑞格(WestFreuqh)靶场演示验证了其“长颈鹿”捷变多波束(AMB)雷达系统对低空、低速小型目标的探测能力。此次试验名为“布里斯托15”,显示了该雷达对低空、低速小型目标强大的探测能力(ELSS),该雷达在执行全部空中监视任务的同时,能够执行反无人飞机系统(UAS)作战任务。在“布里斯托15”试验中,雷达散射截面精确到0.001平方米,增强了对低空、低速小型目标的探测能力,可自动识别低空、低速小型目标并对其进行跟踪,业余爱好者操作低速、小型四轴无人飞机系统。“长颈鹿”捷变多波束雷达系统属于地面和海洋的二维或三维G/H波段被动电子扫描阵列雷达家族系列,可在提供海岸监视能力的同时,对固定翼飞机、直升机、地面目标、干扰机和弹道目标进行分类与跟踪;意大利“猎鹰盾”系统2015年9月15日,在英国伦敦举办的英国军警装备展DSEI上,意大利芬梅卡尼卡集团SeIex ES公司展示了其研发的“猎鹰盾”无人机系统。该系统能够定位、辨识和控制对公共安全或是私人构成威胁的远程微型或者小型无人机,即所谓的“流氓无人机”。该公司称,这种设备的市场价值可能达数亿英镑;“猎鹰盾”系统利用摄像机、雷达和先进的电子设备监控无人机接收和传输的信号,从而对其进行追踪并确定其类型。一旦锁定目标,“猎鹰盾”就会利用其专有技术控制无人机,甚至将其坠毁。与其他企业利用电子战击毁无人机的系统相比,“猎鹰盾”优势在于,在精准击落“流氓”无人机的同时,可以有效避免对周边建筑物等环境造成伤害。此外,发送无线电信号控制无人机时,还不会妨碍紧急救援服务甚至移动通讯等其他重要信号的传输;墨西哥JAMMER公司防卫系统墨西哥JAMMER公司开发了Tamce Bloqueador Direccional Anti-Drone防卫系统,用于家庭防空。系统的干扰功率为20瓦,可压制几百毫瓦的无人机。启动开关后,干扰器可以干扰2.4G和5.8G信号,这对于大部分消费级无人机来说,遥控信号和图传信号都会丢失,丢失了信号后无人机只能返航或者原地降落;美国Drone Shield公司监测系统美国无人机探测系统制造商Drone Shield研发出了利用雷达或麦克风来监测无人机的技术。它内置了Raspberry Pi、信号处理器、麦克风、分析软件、无人机声音特性的数据库,通过监听周围环境的声音,通过声音对比确定是否有无人机。当有无人机在附近时,通过邮件或者短信发出警报。从原理上来看,预警技术并不难,因此监控的准确性和低误报率就非常关键,在这方面,Drone Shield拥有自己的专利技术。据悉,美国当局已经利用这种系统来为监狱、体育赛事和政府大楼提供安保。(3)综合型技术:英国反无人机防御系统AUDS,2015年10月,英国广播公司、美国国土安全新闻网、俄罗斯卫星网等网站分别对英国完全集成的“反无人机防御系统(AUDS)”进行报道。该系统俗称电磁干扰射线枪,由英国的三家防务技术公司(Blighter Surveillance Systems,Chess Dynamics和Enterprise Control Systems公司)联合研发,可以探测、跟踪并摧毁小型和大型无人机。该系统可以全天24小时开机,全自动运行。首先使用雷达和光学仪器(即雷达探测系统)搜索无人机,当雷达或光学系统探测到目标后,动态定位和视频追踪系统进行跟踪,随后定向射频干扰系统开始工作,发射定向的大功率干扰射频,干扰无人机自控系统,切断无人机与后方控制中心之间的数据联接或无线电通讯,致使无人机无法自主飞行,导致坠毁、迫降或者返航。AUDS系统的售价约为100万美元,可以安装在车载平台上,部署到军事前线、偏远边境或城市地区执行反无人机任务。该系统由三个子系统和一套总控设备组成。三个子系统分别是雷达探测系统、动态定位和视频追踪系统、定向射频干扰装置。雷达探测系统由Blighter公司研制,据称可探测反射面积0.01平方米大小的目标,最远探测距离可达8公里,并通过选配不同的天线来实现俯仰角度和水平旋转角度的变化;动态定位和视频追踪系统由CHESS dynamic公司开发,由一个可以旋转的机械平台加上高分辨的摄像机和热成像相机组成,以实现视频追踪,可以选装光学干扰装置发出高密度光束;定向射频干扰装置由Enterprise Control Systems公司研发,它使用高增益四频段天线来对准目标发出电波,可以使在C2频道下工作的无线遥控装置失灵,无法接收到指令的无人机只能盘旋不动,直到电力耗尽坠毁。报道称,该系统于2015年5月首次公开亮相,并在欧洲(如英国、法国)和北美(如美国)野外与城市等不同地形环境中进行了测试;泰利斯公司组合装备泰利斯公司正在推出一种由雷达、声像探测器、定向仪、射频和视频定位器和激光扫描装置组成的组合设备。对非法无人机的压制任务由动能杀伤武器完成,也可以通过激光干扰、选择性干扰、GPS电子欺骗、电磁脉冲来完成,还可以用另外一架装备干扰设备的无人机进行拦截。泰利斯公司已经针对4旋翼无人机和其他小型无人机进行过反无人机的技术试验。(4)其他技术:无线电控制采用接收器追踪并确定无人机,使用足够强大的电子信号照射无人机,夺取其无线电控制权。操作过程中,一旦无人机不能接收信号,就会坠毁,通过借助阻截无人机使用的传输代码,进而控制无人机,令其返航。美国联邦航空管理局(FAA) 与信息技术公司CACI推出了SkyTracker系统,该系统可在敏感地带如机场周围构建电子边界线。CACI表示,该系统可利用无人机无线电线路来识别和定位在禁飞或受保护空域内飞行的无人机,还可定位无人机的操纵人员。CACI网站提到:“CACI系统可精确定位黑飞无人机,并可将同一空域内其它无人机与此区别出来。”CACI称,SkyTracker还可有效地阻止指定无人机;微波干扰,微波武器又叫射频武器,这种武器可利用高能量的电磁波辐射去攻击和毁伤目标。与激光武器相比,微波武器作用距离远,受气候影响小,火力控制方便。军事专家们预测,随着新技术、新材料的不断发展,微波武器将会发挥越来越多的作用。俄罗斯联合仪表制造集团已制成超高频率微波炮,可用于帮助地对空导弹“山毛榉”攻击无人机及高精度武器电子设备。微波炮射程超过10公里,将其安装在特殊平台上可实现360度全方位防御。该款武器除了可搭配“山毛榉”地对空导弹用于防空外,还可检测俄军电子系统抗微波辐射能力;声波干扰,声波干扰技术就是利用声波使陀螺仪发生共振,输出错误信息,从而导致无人机坠落。研究人员发现,如果声音足够强(例如达到140分贝),声波可以击落40米外的无人机。韩国2015年8月公开了一种利用声波干扰陀螺仪击落无人机的技术。研究人员给无人机接上非常小的商用扬声器,扬声器距离陀螺仪4英寸(约10厘米)左右,然后通过笔记本电脑无线控制扬声器发声。当发出与陀螺仪匹配的噪声时,一架本来正常飞行的无人机会忽然从空中坠落。当然,在真实的攻击场景中是不可能把扬声器接到无人机上的,这种方法还不是真正有效的反无人机措施。目前存在的难点在于瞄准和跟踪,未来可能与跟踪雷达配合使用。三、系统实现 目前国内低慢小目标探测需求突现,其中蕴藏的巨大市场需求。本系统依托激光雷达技术,多无人机进行实时在线监测。该系统可以全天24小时开机,全自动运行。首先使用激光雷达和光学仪器(即雷达探测系统)搜索无人机,当雷达或光学系统探测到目标后,动态定位和视频追踪系统进行跟踪。 整套系统由三部分组成:激光雷达探测系统、旋转云台、动态定位和视频追踪系统、定向射频干扰系统。光电设备,先由激光雷达,最远探测距离可达20公里,最小分辨率可达0.01m2大小的目标,发现目标后,动态视频追踪系统根据目标距离自动调节光学摄像机和热成像相机焦距,依靠旋转云台进行动态定位及视频追踪,提高系统检测的准确性及无人机的移动趋势;定向射频干扰系统根据无人机运行轨迹及距离,定向发射射频干扰或捕捉网等手段,对无人机进行干扰及捕捉。系统可以安装在车载平台上,部署到军事前线、偏远边境或城市地区执行反无人机任务。四、优势比较到目前为止,大多数雷达都是所谓的脉冲雷达。例如,这适用于几乎所有用于空中交通管制的雷达。脉冲雷达以固定的间隔发射短而强大的脉冲,并且该脉冲的一些被物体反射。通过测量发送和接收反射信号之间的时间,可以计算到物体的距离。脉冲雷达系统擅长检测大面积天空内的物体,并确定与物体的距离。另一方面,它们不太适合确定物体的速度和方向。多普勒雷达系统传输恒定信号。利用多普勒效应,当发射它的物体远离观察者时,信号的波长增加,而当物体向观察者移动时,信号的波长减小。正是这种效应导致救护车警报器在驶过后发出不同的声音。物体移动得越快,效果越强。因此,多普勒雷达可以基于从物体反弹回来的信号波长的变化以非常高的精度确定物体的速度。还可以以非常高的精度确定物体的运动方向。多普勒雷达系统提供了有关被检测物体的更多信息。另一方面,教科书会说多普勒雷达在覆盖大片天空和确定物体距离方面不如脉冲雷达。无人机的飞行速度非常慢。这使得它们难以使用脉冲雷达进行检测,也不适用于多普勒雷达系统。因为即使整个无人机移动缓慢,转子也会快速移动,并在多普勒雷达中产生独特的信号。“除了它们的小尺寸以及它们可以飞得极低的事实之外,无人机还带来了其他一些挑战。无人机尤其具有极强的机动性。熟练的操作员可以利用它来将无人机隐藏在不相关的物体之间,如树木,建筑物,鸟类等。这需要雷达集成的光学系统。通过组合雷达和光学传感器,跟踪无人机同时避免误报,例如当一只鸟飞过时更加可行。光学传感器还有助于识别无人机。激光雷达,采用不可见光对空域进行360°全方位不间断探测,整个系统具有以下优势:1、测量精度更高:激光雷达在测距领域拥有突出优势,测量更加准确。2、全机型覆盖式监测:激光雷达通过发出的光路对空域进行不间断扫描,当无人机出现在空域后,根据反射光的区别进行监测。完全覆盖全部无人机机型,从根本上解决了依靠不同频段监测对应频段无人机的弊端,真正实现了全机型覆盖式监测。3、高可靠性:动态视频追踪系统根据目标距离不同自动调节光学摄像机和热成像相机焦距,依靠旋转云台进行动态定位及视频追踪,大大提高系统检测的准确性,降低系统误报记录,可靠性高。五、系统结构图 创新点:通过组合雷达和光学传感器,跟踪无人机同时避免误报,例如当一只鸟飞过时进行区分。光学传感器还有助于识别无人机。激光雷达,采用不可见光对空域进行360° 全方位不间断探测,整个系统具有以下优势:1、测量精度更高:激光雷达在测距领域拥有突出优势,测量更加准确。2、全机型覆盖式监测:激光雷达通过发出的光路对空域进行不间断扫描,当无人机出现在空域后,根据反射光的区别进行监测。完全覆盖全部无人机机型,从根本上解决了依靠不同频段监测对应频段无人机的弊端,真正实现了全机型覆盖式监测。3、高可靠性:动态视频追踪系统根据目标距离不同自动调节光学摄像机和热成像相机焦距,依靠旋转云台进行动态定位及视频追踪,大大提高系统检测的准确性,降低系统误报记录,可靠性高。
  • 家用空气监测仪 实用几何?
    使用这些家用式的检测仪时,数据&ldquo 仅供参考&rdquo 。  简易式的空气检测仪可以在电商平台上可购买。  家用空气检测仪功能不断增多。  日前,北京再度进入&ldquo 雾霾&rdquo 模式,随着大众对空气PM2.5越来越关注,不仅空气净化器走俏,家用式的空气检测仪更是成为一些白领家庭的时尚品。记者近日采访发现,海尔、墨迹、汉王等陆续进军大气监测和治理产业,推出家用空气检测仪。一般来说,一台专业的PM2.5检测仪不仅贵,而且使用起来需要一定的专业知识,而相对便宜的家用空气检测仪解决了大众消费者的需要,但实用价值又有几何?还只是家居的一个电子摆设?  市场:  部分家用检测仪声称功能多  &ldquo 人们常常用&lsquo PM2.5值爆表&rsquo 来形容空气质量差,但实际上&lsquo 爆表&rsquo 是什么程度呢?&rdquo 对于空气质量,消费者越来越期待随时能了解。记者近日采访发现,市场上各种&ldquo 迷你&rdquo PM2.5检测仪频繁上架,在网上输入关键词&ldquo PM2.5检测仪&rdquo ,搜索出来共2千多件&ldquo 宝贝&rdquo ,价格从几百元到几万元不等,热销产品的月销量达2百多件。据了解,这些在市场上销售的简易空气检测仪,有手持式、箱式、手机式样等,除了温度、湿度、PM2.5外,有的还声称可以检测甲醛、一氧化碳、二氧化碳浓度和气压等,以便提醒用户是否需要开窗透气、是否可以参加室外锻炼&hellip &hellip 一些产品甚至还具有&ldquo 语音播报&rdquo 功能。  目前受关注的国产主流品牌包括墨迹空气果、汉王霾表、海尔空气盒子等,价格仅几百元。一些进口设备价格则高达几万元,且需要从美国等外国预订。据悉,有的网店还提供此类产品的租赁服务,租金每天10元~25元不等。一位卖家对记者透露:&ldquo 产品销量一直不错,尤其是赶上雾霾天气,一天能卖出几十个。&rdquo   厂商:  数据精准度误差10%~20%  简易空气检测仪大小相当于一台手机,在普通工作模式下可以工作多个小时,普遍采用了Wifi连接App的方式。据了解,这类型的仪器内部集成了空气泵、激光器、摄像头、光电管、DSP芯片等电子和机械设备,通常都是使用&ldquo 粒子识别&rdquo 算法,通过激光扫描、离心泵加速获得粒子反光强度、运动速度、径粒、质量等信息,得到空气中相关粒子浓度数值。  记者试用某品牌的空气盒子发现,当开窗通风时,设备提示&ldquo 空气质量优&rdquo 的情况较多,夜晚门窗关时,就可能会收到&ldquo 空气质量差&rdquo 的提示,与体感相关度较高。同时,它还能实现对空调、净化器等空气净化设备的控制,在空气质量出现问题的时候即时进行空气净化。  有业内人士表示,&ldquo 其实PM2.5的测量是复杂严谨的,并不是有个检测仪器就能搞定的。&rdquo   华东师范大学资源与环境科学院教授认为,&ldquo 环境检测中心所使用的检测机器必须经过长期的检验与比对,数据要经过标定后才能投入使用。&rdquo   墨迹天气产品相关负责人坦言,&ldquo 国外很多相似设备的售价在几万元,目前墨迹空气果的产品价格不到1000元,测试结果的精度在正负10%,虽然不能达到研究级别的数据精准,但可以方便家庭使用。&rdquo   据了解,目前在手机App上查到的相关空气数据是综合一片区域的平均值,如果消费者希望了解自家的空气状况,家用检测器可以给出一定的参考,让用户了解到单个区域的空气质量变化趋势,开大或关小净化器,控制污染浓度。  据业内人士透露,目前国内很多家用PM2.5检测仪生产企业主动前往国家权威质检中心,将产品的检测数据和国家标准方法作比对,估算出误差值。&ldquo 现在一些比对的误差值比较大,大概在10%至20%左右&rdquo 。  专家:  使用一段时间后需要更换  &ldquo 数百元的简易便携的PM2.5检测器,不属于专业的测试仪器,专业的检测设备至少也要30万元以上,有效的环境检测仪,最低价格也需2万元左右。&rdquo 据专家介绍,目前一台专业的国产或进口PM2.5仪器售价在15万至40万元人民币不等。  据了解,2011年美国环保局所对于PM2.5和PM10的检测设备有详细严格的规定。一台符合美国环保署要求的PM2.5颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器等多种专业仪器组成,因此只有几个厂商的几个型号的设备通过了美国环保局的认证。从我国的情况来看,目前家用PM2.5检测仪并没有完备的产品标准。  然而,国内空气监测消费市场方兴未艾,分析表明,PM2.5仪器销售市场规模将达到3亿至8亿元。专家认为,目前国内空气监测行业尚处于起步阶段,行业发展亟待有效规范。国家室内环境与环保产品质量监督检验中心主任宋广生认为,目前关于家用PM2.5检测仪等属于新兴产品,并没有完备的产品标准,产品质量难免参差不齐。&ldquo 设备价格往往与其所用的传感器精度精密相关,这里还有个使用寿命问题,传感器使用一段时间后,精确度就会下降,需要更换。&rdquo   &ldquo 家用空气监测产品的出现是基于用户的需求研发的。&rdquo 专家认为,家用PM2.5检测仪具有一定的参考价值,但绝对数值不一定准确。&ldquo 中国的商业天气服务行业目前仍在初级阶段,还需要进一步升级。&rdquo
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