Docstoc

As.220607 Emerging technologies

Document Sample
As.220607 Emerging technologies Powered By Docstoc
					МЕТОД МНОГОВОЛНОВЫХ ЦИКЛИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ КОМПОНЕНТОВ
   КОНТИНУАЛЬНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ В ЗАДАЧАХ ЭМИССИОННОЙ И
  АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ АТМОСФЕРЫ

                 д.т.н. Ширин-заде А.А, д.ф-м.н. Гасанов Х.Г., д.т.н. Асадов Х.Г.,
                   Аскеров Н.А., Рзаева Т.Ф., Мирзабалаев И.М., Азимова С.Р.

  НАКА, Научно – Исследовательский Институт Аэрокосмической Информатики

         Случаи аномальной эмиссии или абсорбции в атмосфере – явления довольно
частые и особоинформативные. Например, излучение атмосферы на длинах волн 557,3
нм и 630 нм могут быть предвестниками землетрясений или надвигающихся
геомагнитных бурь. В свою очередь появления какого-либо аномальной спектральной
линии поглощения в спектре солнечного излучения может выявить наличия в
атмосфере аномальной концентрации какого-либо вещества. Однако обнаружение
таких аномальных явлений абсорбции или эмиссии атмосферы часто затрудняется
наличием в спектре солнечного излучения полос континуального поглощения
вносящих существенное искажения в измеренные величины интенсивностей
узкополосных спектральных линий. Это в свою очередь затрудняет применение
триангуляционных процедур привязки к Земле, что необходимо для дальнейшего
выяснения возможных наземных причин атмосферных аномальных явлений. Все это
подчеркивает важность и актуальность разработки новых высокоточных методов
определения и оценки основных факторов, приводящих к атмосферной экстинкции
аномального излучения.
         Для решения вышеуказанной задачи в настоящей статье предлагается новый
метод многоволновых циклических измерений, позволяющий осуществить
эффективный контроль над отдельными компонентами атмосферы вносящими
существенную экстинкцию.
         Для конкретности рассматривается вариант реализации предлагаемого метода на
основе трехволнового устройства [1]. В общем случае, предлагаемый метод может быть
изложен в следующем виде. Допустим, что мы имеем трехволновое измерительное
устройство, осуществляющее оптические измерения интенсивности на трех
фиксированных длин волн 1 ,  2 и 3 . В результате указанных измерений на выходе
соответствующих опто – электронных каналов вырабатываются сигналы,
соответствующие          интенсивностям              I1  I1 1 ; I 2  I 2 2 ; I 3  I 3 3  . Далее,
рассматриваемый гипотетический измеритель должен осуществить функциональное
преобразование полученных сигналов по следующему выражению:
                                     F I1 1 ; I 2 2 ; I 3 3 ; k  a ,                  (1)
где k - коэффициент регулирования.
         В общем случае, в соответствии с законом Буге ра – Бера величина интенсивности
I i , i 1, 3 определяется по следующему выражению:
                                                                   3                                            
                                                                    j i   j X j   i  m   i  m1 
                                           I i  I 0i i  e
                                                                   i 1
                                                                                                                
                                                                                                                 
                                                                      ,                (2)
где I 0i i    -величина Солнечного постоянного на длине волны i ;  j i  -коэффициент
поглощения j -го поглощающего газа; X - общее содержание j -го газа;  i  -
оптическая толщина Релеевского рассеяния;  i  -оптическая толщина атмосферного
аэрозоля; m, m1 - оптические массы релеевского ослабления и аэрозоля; m j - оптическая
масса j -го поглощающего газа.
                                                                                                           2
     В соответствии с предлагаемым методом гипотетический многоволновый
измеритель должен осуществлять циклическую ротацию длин волн 1 , 2 , 3 по
функциям I 1 , I 2 и I 3 в (1). В результате такой ротации получим следующую систему
уравнений:
                                   F1 I1 1 ; I 2 2 ; I 3 3 ; k1  a1 
                                                                                   
                                   F2 I1 3 ; I 2 1 ; I 3 2 ; k 2   a2  ,                     (3)
                                   F3 I1 2 ; I 2 3 ; I 3 1 ; k3   a3  
где Fi -функция функционального преобразования а i -м цикле.
     Функция функционального преобразования в i -м цикле, а также коэффициент
преобразования k i должны быть подобраны таким образом, чтобы в результате
проведенных преобразований используя коэффициент k i нейтрализовать влияние
релеевского рассеяния и аэрозоля в уравнениях системы (3). В этом случае система
уравнений (3) с учетом (2) примет следующий вид:
                         3                                                                         
                          F1    j 1   j X j ;   j 2   j X j ;   j 3   j X j   a1 
                                                       3                     3
                        
                          j 1                     j 1                  j 1                      
                        
                         3                                                                         
                                                                                                      
                         F2    j 2   j X j ;   j 3   j X j ;   j 1   j X j   a2  .
                                                         3                    3
                                                                                                          (4)
                             j 1                    j 1                 j 1                     
                         3                                                                         
                         F3    j 3   j X j ;   j 1   j X j ;   j 2   j X j   a3 
                                                        3                    3

                        
                          j 1                      j 1                 j 1                      
                                                                                                      
     Система (4) представляет собой набор из 3-х уравнений с 3-мя неизвестными,
решение которой дает искомые величины X j .
     Следует отметить, что предложенный метод нахождения компонентов фонового
поглощения может быть применен при решении задач не только эмиссионной
спектроскопии, но и абсорбционной спектроскопии. Предложенный метод также
позволяет взаимоисключение влияний не только аэрозоля и релеевского рассеяния, но
и других пар компонентов, например, озона и релеевского рассеяния для оценки
мешающих факторов континуального поглощения.
     В заключение отметим, что использованный вид функции общего преобразования
также может быть видоизменен, что указывает на широкие функциональные
возможности данного метода.

1. Асадов Х.Г., Исаев А.А. Общая теория трехволновых озонометрических измерений
// Измерительная техника, 2005, № 8, с. 66-68.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:5
posted:3/30/2010
language:Russian
pages:2