大学生利用激光遥感制作实时监测雾霾探测仪

2015-12-03 10:18 院校科研   

导读目前,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。  

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。

标签:  大气污染[4]    探测系统[2]    数据采集[3]
[整理编辑:中国测控网]
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