大氣臭氧探測激光雷達

    大氣臭氧探測激光雷達以高重復(fù)頻率向大氣中發(fā)射一對或幾對不同波長脈沖探測光，選取的波長對非常接近，其中一個波長位于臭氧吸收較強的位置，而另一個波長位于臭氧吸收很弱或物吸收的位置，利用臭氧對這兩個激光波長的吸收差別（兩種波長光信號衰減差），確定兩個脈沖激光共同路徑上臭氧的濃度，從而實現(xiàn)對臭氧時空分布的探測。大氣臭氧探測激光雷達由發(fā)射系統(tǒng)，光學(xué)接收系統(tǒng)，探測采集系統(tǒng)三部分組成。
1總體要求

1.1設(shè)備用途：基于差分吸收原理，利用激光雷達技術(shù)探測臭氧的垂直分布和時空演變特征，也

可同時測量大氣顆粒物消光系數(shù)。

1.2 監(jiān)測項目：臭氧濃度時空分布。

2 技術(shù)指標(biāo)

2.1探測高度：不低于3km；

2.2測量精度：不低于10%；

2.3空間分辨率：7.5-300m可調(diào)；

2.4 時間

分辨率：1-30min可調(diào);

2.5 探測盲區(qū)：不大于300m。

3發(fā)射單元

3.1激光器：全固態(tài)Nd:YAG脈沖激光器；

3.2泵浦方式：閃光燈泵浦，閃光燈使用壽命不低于1億次； 

3.3發(fā)射波長：266nm 、289nm和316nm；

3.4脈沖能量：≥90mJ@266nm，≥15mJ@289nm，≥10mJ@316nm；

3.5重復(fù)頻率（脈沖重復(fù)頻率）：≥10Hz；

 

4接收單元

4.1望遠鏡口徑：≥250mm；

4.2望遠鏡類型：卡塞格林型望遠鏡或牛頓反射式望遠鏡；

4.3接收系統(tǒng)波長帶寬：≤0.5nm；

4.4接收視場角：≤0.5 mrad。

 

5數(shù)據(jù)采集單元

5.1探測器：光電倍增管；

5.2數(shù)據(jù)采集卡：模數(shù)采集數(shù)位不少于16位，采樣率≥120MS/s；

 

6軟件產(chǎn)品

▲6.1系統(tǒng)軟件包含數(shù)據(jù)采集控制軟件和數(shù)據(jù)分析軟件，二者須獨立運行，保證數(shù)據(jù)采集控制對數(shù)據(jù)分析過程無影響；

6.2采控軟件能夠全自動運行，可實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的采集保存、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、異常報警、自動生成系統(tǒng)日志等；

6.3具備遠程控制功能，可實現(xiàn)全天24小時無人值守觀測；

6.4采控軟件能夠通過無線與有線網(wǎng)絡(luò)進行遠程診斷。

6.5分析軟件數(shù)據(jù)產(chǎn)品：數(shù)據(jù)產(chǎn)品包含雷達回波信號、回波信噪比、臭氧濃度和顆粒物的消光系數(shù)；

6.6顯示方式為偽彩色圖，同時提供任意高度廓線和任意時間的在線查看；

6.7軟件模式：軟件支持自動模式和手動模式。其中，自動模式下軟件可自動運行，對實時采集數(shù)據(jù)進行解析，數(shù)據(jù)可自動保存。6.8數(shù)據(jù)分析軟件能夠通過網(wǎng)絡(luò)（包括有線網(wǎng)、wifi、4G）在線加載激光雷達數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)分析。6.9可提供多種數(shù)據(jù)集成接口，滿足各種平臺的調(diào)取需求，實現(xiàn)跨平臺支持；

 

7工作環(huán)境及安全性

▲7.1可全天候戶外使用（可配備輔助設(shè)施），工作溫度：-20℃～+50℃；工作濕度：10%RH～95%RH；具有戶外防水設(shè)計；

7.2激光人眼安措施：開啟設(shè)備艙門、擦拭窗口等進入危險區(qū)域的操作，激光自動關(guān)閉，本地調(diào)試狀態(tài)下，軟件遠程控制功能無法開啟激光器，保證人眼安全。

8 基本配置要求

每臺臭氧激光雷達應(yīng)配備的基本清單：臭氧激光雷達主機1套、保證儀器正常運轉(zhuǎn)的一年耗材（含雷達室內(nèi)安裝時天窗所需光學(xué)玻璃）1套、配套軟件1套、UPS不間斷電源（額定功率不小于3.0KVA，續(xù)航能力不小于5h）1臺