大气臭氧探测激光雷达

大气臭氧探测激光雷达

    大气臭氧探测激光雷达以高重复频率向大气中发射一对或几对不同波长脉冲探测光，选取的波长对非常接近，其中一个波长位于臭氧吸收较强的位置，而另一个波长位于臭氧吸收很弱或物吸收的位置，利用臭氧对这两个激光波长的吸收差别（两种波长光信号衰减差），确定两个脉冲激光共同路径上臭氧的浓度，从而实现对臭氧时空分布的探测。大气臭氧探测激光雷达由发射系统，光学接收系统，探测采集系统三部分组成。
1总体要求

1.1设备用途：基于差分吸收原理，利用激光雷达技术探测臭氧的垂直分布和时空演变特征，也

可同时测量大气颗粒物消光系数。

1.2 监测项目：臭氧浓度时空分布。

2 技术指标

2.1探测高度：不低于3km；

2.2测量精度：不低于10%；

2.3空间分辨率：7.5-300m可调；

2.4 时间

分辨率：1-30min可调;

2.5 探测盲区：不大于300m。

3发射单元

3.1激光器：全固态Nd:YAG脉冲激光器；

3.2泵浦方式：闪光灯泵浦，闪光灯使用寿命不低于1亿次； 

3.3发射波长：266nm 、289nm和316nm；

3.4脉冲能量：≥90mJ@266nm，≥15mJ@289nm，≥10mJ@316nm；

3.5重复频率（脉冲重复频率）：≥10Hz；

 

4接收单元

4.1望远镜口径：≥250mm；

4.2望远镜类型：卡塞格林型望远镜或牛顿反射式望远镜；

4.3接收系统波长带宽：≤0.5nm；

4.4接收视场角：≤0.5 mrad。

 

5数据采集单元

5.1探测器：光电倍增管；

5.2数据采集卡：模数采集数位不少于16位，采样率≥120MS/s；

 

6软件产品

▲6.1系统软件包含数据采集控制软件和数据分析软件，二者须独立运行，保证数据采集控制对数据分析过程无影响；

6.2采控软件能够全自动运行，可实现原始数据的采集保存、系统状态监控、异常报警、自动生成系统日志等；

6.3具备远程控制功能，可实现全天24小时无人值守观测；

6.4采控软件能够通过无线与有线网络进行远程诊断。

6.5分析软件数据产品：数据产品包含雷达回波信号、回波信噪比、臭氧浓度和颗粒物的消光系数；

6.6显示方式为伪彩色图，同时提供任意高度廓线和任意时间的在线查看；

6.7软件模式：软件支持自动模式和手动模式。其中，自动模式下软件可自动运行，对实时采集数据进行解析，数据可自动保存。6.8数据分析软件能够通过网络（包括有线网、wifi、4G）在线加载激光雷达数据，实时数据分析。6.9可提供多种数据集成接口，满足各种平台的调取需求，实现跨平台支持；

 

7工作环境及安全性

▲7.1可全天候户外使用（可配备辅助设施），工作温度：-20℃～+50℃；工作湿度：10%RH～95%RH；具有户外防水设计；

7.2激光人眼安措施：开启设备舱门、擦拭窗口等进入危险区域的操作，激光自动关闭，本地调试状态下，软件远程控制功能无法开启激光器，保证人眼安全。

8 基本配置要求

每台臭氧激光雷达应配备的基本清单：臭氧激光雷达主机1套、保证仪器正常运转的一年耗材（含雷达室内安装时天窗所需光学玻璃）1套、配套软件1套、UPS不间断电源（额定功率不小于3.0KVA，续航能力不小于5h）1台