Мониторинг открытой атмосферы с помощью фурье-спектрорадиометра
Обоснование теоретической возможности наблюдения и регистрации спектра собственного излучения сред посредством фурье-спектрорадиометра. Анализ рабочего диапазона, спектрального разрешения и времени скана спектрометра. Изучение обнаруженных концентраций.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.11.2018 |
Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 551.508.951:681.785.574
НИВЦ МГУ
Мониторинг открытой атмосферы с помощью фурье-спектрорадиометра
С.К. Дворук
М.В. Лельков
На основе простой физической модели обоснована теоретическая возможность наблюдения и регистрации спектра собственного излучения сред посредством фурье-спектрорадиометра. Приводятся необходимые параметры спектрометра - рабочий диапазон, спектральное разрешение и время скана. Разработан и создан образец мобильного фурье-спектрорадиометра, на котором проведены натурные испытания. Даны оценки минимально обнаружимых концентраций для ряда экологически важных веществ.
Для экологического мониторинга природных и техногенных катастроф, контроля технологических установок, утилизации производственных и бытовых отходов, транспортировки и хранения экологически опасных веществ за последнее десятилетие широкое применение нашли оптические методики. Для большинства сложных органических загрязнителей типичны протяженные спектры с широкими полосами излучения или поглощения. Процедура распознавания отдельных веществ и определение их концентраций существенно усложняется при многокомпонентном загрязнении, когда полосы излучения (поглощения) индивидуальных веществ перемешиваются в спектрах. Эффективным способом получения наиболее полной и достоверной информации о состоянии и временной динамики процессов является регистрация полного оптического спектра исследуемой среды за минимально короткое время.
Высокочувствительный способ многокомпонентного анализа исследуемых сред по колебательно-вращательным спектрам молекул реализуется при использовании методик и аппаратных средств ИК фурье-спектроскопии благодаря ряду ее принципиальных достоинств [1, 2]:
ь возможность организации методик наблюдения и регистрации спектров по их собственному излучению, обусловленная высокой светосилой интерферометров;
ь широкий спектральный рабочий диапазон, ограниченный лишь спектральной чувствительностью фотоприемника и применяемыми оптическими материалами;
ь одновременность и быстрота регистрации всех спектральных компонент исследуемой среды в рабочем диапазоне спектра;
ь постоянство спектрального разрешения во всем рабочем спектральном диапазоне;
ь высокая степень автоматизации измерений и диагностики состояний системы за счет применения ЭВМ;
ь развитое метрологическое обеспечение в виде спектроскопических баз данных индивидуальных веществ, специально ориентированных программ обработки спектров и идентификации веществ.
Для решения задач экологического мониторинга атмосферы методами фурье-спектроскопии принципиально могут быть использованы два основных способа контроля - активный и пассивный. Активная методика предполагает применение внешних источников излучения в качестве просвечивающих на трассах заданной протяженности и направления и приводит к последующему анализу получаемого спектра поглощения. Более широкими возможностями обладает пассивная методика наблюдения. Так фурье-спектрорадиометр “пассивного” типа способен регистрировать собственное тепловое излучение различных подстилающих поверхностей - атмосферы, земли, зданий, растений, облаков, а также и произвольную спектральную комбинацию их потоков излучения и, что самое главное - собственное тепловое излучение газов загрязнителей.
Прямым способом получения информации о распределении и концентрациях молекул является сопоставление расчетного и экспериментального спектров, основанного на процедурах последовательного их приближения [3, 4]. Подобный алгоритм работоспособен и эффективен, но требует знания распределения плотности и температуры по трассе, а также базы спектроскопических данных по зависимостям сечений поглощений от волнового числа всех молекул (включая фоновые и загрязняющие вещества), составляющих трассу наблюдений, в том числе и зависимость сечений от температуры. Требуется также мощная вычислительная техника, чтобы обеспечить обработку данных в режиме реального времени.
Покажем, что для задач локального мониторинга можно вывести простое соотношение, связывающее экспериментально получаемые спектры облака загрязняющих веществ (испускания или поглощения). Пусть облако загрязняющих веществ ЗВ с характерным размером l, температурой Т1 и коэффициентом пропускания (i и ni - сечение поглощения и концентрация i-го компонента облака загрязняющих веществ, D1 - оптическая толщина) расположено на некотором расстоянии от входного зрачка фурье-спектрорадиометра. Пусть температура трассы равна Т2, а ее спектральный коэффициент пропускания равен , см. рис. 1. Наблюдаемый экспериментально спектр для подобной модели можно записать в виде следующего соотношения
где: o - спектр излучения подстилающей (за облаком ЗВ) поверхности; , - расчетные функции Планка с температурами T1 и T2.
Рис. 1. Упрощенная физическая модель пассивной методики регистрации спектров. Т1, Т2 - усредненные температуры слоев воздуха.
Пусть далее мы имеем спектр той же трассы наблюдения, но при концентрации ЗВ, равной нулю, т.е. при оптической толщине D1=0. Тогда
и имеем .
Подставив в , получим конечное выражение для определения коэффициента пропускания облака ЗВ -
,
где . Даже для такой достаточно простой модели вычисление коэффициента пропускания представляет сложную итерационную задачу, поскольку необходимо знание температуры трассы и облака ЗВ соответственно, а также и расстояния до облака ЗВ. Знание длины трассы необходимо для расчета ее спектрального коэффициента пропускания . Если облако ЗВ имеет температуру, близкую или равную температуре трассы наблюдения, что характерно для приземных открытых трасс (Т1Т2), то выражение упростится и приобретет следующий вид:
.
Из следует, что спектр поглощения или излучения B(), возможно наблюдать лишь при наличии ненулевого яркостного контраста
,
причем, если имеем спектр поглощения, а если - спектр излучения облака ЗВ. Чтобы получить спектральную зависимость оптической плотности облака ЗВ необходимо снять и обработать три спектра: спектр излучения трассы наблюдения с облаком ЗВ - B(); спектр “чистой” трассы, т.е. при концентрации ЗВ, равной нулю - B0(); предельный спектр - АЧТ, соответствующий бесконечно большой концентрации ЗВ, когда подобный спектр описывается уже расчетной функцией Планка P(,T), если температура облака ЗВ известна.
Знание величины яркостного контраста трассы измерений позволяет рассчитать минимально регистрируемую концентрацию загрязняющего вещества. Пусть для определенности имеем положительную величину яркостного контраста и пусть отношение сигнал/шум яркостного контраста разностного спектра равно , где средний квадратичный уровень шума. Тогда, очевидно, что величина минимально регистрируемой концентрации по закону Бугера - Ламберта - Бера, будет равна
или .
При , разлагая логарифм в ряд получаем
.
Оценка максимально возможной измеряемой оптической толщины и концентрации ЗВ на трассе дает следующее отношение:
.
Пусть и не коррелированы между собой, что физически оправдано для ИК диапазона спектра, где доминируют шумы фотоприемника. При выполнении условия постоянства ошибки, можно показать, что ошибка измерения оптической толщины при заданном волновом числе н есть
.
Деля на D, окончательно получаем выражение для относительной ошибки измерений оптических толщин
.
Из и следует, что для предельный динамический диапазон оптических толщин занимает область от 0.01 до 4.61. При этом минимальная относительная ошибка измерений концентраций в спектрах поглощения (испускания) составляет величину около 3% в районе . Для относительная ошибка может достигать величин более 140%. Для диапазона изменений относительная ошибка измерений не превышает 20%.
Спектральные свойства загрязняющих веществ - ширины их линий (полос) поглощения задают необходимое спектральное разрешение , а их положение - рабочий диапазон. Для подавляющего большинства загрязняющих веществ, важных в экологическом плане (фосфорорганические соединения и сложные органические вещества, включая циклические соединения), характерные ширины полос поглощения составляет значение от 15 см-1 и более [5, 6], поэтому необходимое спектральное разрешение на уровне нескольких обратных сантиметров оправдано.
Поскольку фурье-спектрорадиометр предназначен для работы на открытых трассах длиной более сотен метров, то окна прозрачности атмосферы накладывает естественные ограничения. Окно прозрачности атмосферы 7-13 мкм наиболее значимо для фурье-спектрорадиометрии. Именно на него приходится максимум функции спектральной яркости теплового излучения объектов. С учетом сказанного рабочий спектральный диапазон спектрорадиометра можно считать предопределенным - это диапазон 7-13 мкм.
Важной характеристикой ФСР является его быстродействие, т.е. время скана (регистрации) интерферограммы - односторонней или двусторонней. При работе в натурных условиях необходимо стремиться этот параметр сделать по возможности минимальным. Однако он ограничивается частотными характеристиками и чувствительностью фотоприемного устройства, системой сканирования и предельной частотой дискретизации аналого-цифрового преобразователя. Существует параметр, называемый временем «замороженной» атмосферы, в течение которого физические, а, следовательно, и оптические параметры атмосферы вдоль трассы наблюдения остаются практически неизменными. Для характерного размера зоны охвата 102-103 м усредненное значение этого параметра составляет около 0.1 - 0.3 с. Это означает, что время скана интерферограммы не должно превышать значения с.
Рис. 2. Блок схема фурье-спектрорадиометра на основе интерферометра Майкельсона.
Для решения поставленной задачи в МГТУ им. Н.Э. Баумана в содружестве с рядом институтов РАН проведен комплекс работ по исследованию, модельному конструированию и созданию образцов малогабаритных, мобильных фурье-спектрорадиометров среднего класса спектрального разрешения [7-11]. Разработанный к настоящему времени образец ФСР представляет собой в основе классический интерферометр Майкельсона с периодической модуляцией разности хода в одном из его плеч (см. рис. 2). Все элементы ИК оптики изготавливались из германия или селенида цинка с широкополосными просветляющими интерференционными покрытиями. Опорное и подвижное зеркала ИК канала - плоские с золотым напылением. Источник опорного излучения референтного канала - одномодовый Hе-Ne.
Линейный двигатель представлял собой конструкцию с постоянным кольцевым магнитом на основе Fe-Nd-B, намагниченным вдоль оси кольца и электрическую катушку, жестко связанную с подвижной платформой. Подвес сканируемого зеркала - на высокоточном пружинном параллелограмме, обеспечивающим смещение зеркал мм от положения равновесия при точности сохранения его пространственного положения - не хуже угл. сек. В качестве концевых датчиков перемещения служили магнитоуправляемые датчики Холла, располагаемые на неподвижной станине, а на подвижной платформе приклеивались миниатюрные постоянные магниты.
Фотоприемник ИК канала - охлаждаемый жидким азотом до 80К фоторезистор на основе тройного соединения кадмий-ртуть-теллур (КРТ) с размером фоточувствительной площадки 1х1 мм и обнаружительной способностью (1-3)1010 смГц1/2/Вт. В целом созданный ФСР конструктивно выполнен в виде четырех основных блоков - оптико-механический блок (ОМБ), двухстепенная электромеханическая система наведения по азимуту и углу возвышения (СН), блок управления и обработки (совместно с ЭВМ типа PC NoteBook) и геодезического штатива. Для наводки на цель и выбора трассы измерений ОМБ укомплектован высокочувствительным телевизионным визиром с трансфокаторным объективом. Питание ФСР - от сети ~220 В или через преобразователь от аккумуляторной батареи. Суммарная потребляемая мощность не превышала 50 Вт. Технические характеристики ФСР составляли:
1. Спектральный диапазон 750-1500 см-1;
2. Разрешение не хуже 4 см-1;
3. Мгновенное поле зрения 1.50 х 1.50;
4. Кратность входного телескопа 2х;
5. Частота сканирования не менее 3 сканов/с;
6. Интерферограмма двусторонняя (~8000 точек);
7. Аналого-цифровой преобразователь 12-16 бит (100-500 КГц);
8. Масса ОМБ и СН 20 кг.
Процедура обработки исходных интерферограмм и спектров включала в себя два последовательных этапа [12, 13]:
1. Фазовая коррекцию, необходимость которой диктуется наличием собственного фонового (приборного) излучения, поступающего в интерферометр со стороны ФПУ. В результате чего фазовая составляющая может претерпеть скачки на р рад и привести к инверсии линий (полос или участков) в конечном спектре.
2. Учет фоновой составляющей. Для очистки исходных спектров от фоновой составляющей необходимо знание двух функций - спектральной чувствительности ФСР и эффективной степени черноты фонового источника при знании температуры деталей интерферометра. Они находились из измерений, проведенных для эталонных ИК источников излучения и вариации собственной температуры интерферометра.
Далее проводилась финишная обработка спектров, вызванная непостоянством их положения, малыми температурными контрастами и, как следствие, пересечением фоновых и экспериментальных спектров. Задача данного этапа обработки - выстроить спектры по ранжиру, согласно которому спектры: облака загрязнителей - B(н), трассы без облака загрязняющих веществ - B0(н) и планковская функция - P(,Т) должны удовлетворять соотношению - либо для каждого волнового числа. Если спектры фона и функции Планка не удовлетворял этим критериям, их спектры подстраивались. При этом они представлялись параметрически, как , где - первоначально измеренный спектр. Константы a, b выбирались из следующих соображений: спектр фона должен лежать выше (или ниже) спектра сигнала; на краях спектрального участка, спектры сигнала и фона не должны отличаться.
Для идентификации и определения концентраций предварительно рассчитывались корреляции спектров веществ из базы данных и спектра падающего излучения, т.е. определялось вещество, обладающее максимальным коэффициентом корреляции. При наличии нескольких веществ в облаке корреляции более слабых примесей могут быть сильно искажены основным веществом, поэтому проводилась процедура исключения первого найденного вещества из исходного спектра. После этого коэффициенты корреляции всех оставшихся веществ пересчитывались заново, и процедура исключения повторялась для второго и третьего и т.д. Таким образом, для количественного анализа оставлялось заданное число веществ М.
Расчет концентраций велся с применением процедуры оптимизации по минимуму квадрата - после отбора M веществ, проводился количественный анализ, т.е. минимизировалась функция невязки вида -
,
где: сm - весовые множители веществ базы данных; ф(н) - коэффициент пропускания; w(н) - весовая функция, отражающая погрешность определения коэффициента пропускания. Минимизация нелинейного функционала велась с учётом неотрицательности величин концентраций, т.е. для .
Тестовые лабораторные проверки ФСР проводились с учетом особенностей его эксплуатации в полевых условиях. При выполнении лабораторных проверок фурье-спектрорадиометра выполнялось определение его основных технических характеристик (рабочий диапазон, спектральное разрешение) в соответствии с ГОСТ 8.229-81. При натурных испытаниях на начальном этапе исследовались эффективность открытых трасс наблюдений. Они проводились в условиях города Москвы и Московской области, как в дневное, так и в ночное время суток [14]. Метеорологическая обстановка - ясное безоблачное небо или сплошная низкая облачность с высотой кромки облаков около 500...600 м. Температура воздуха в этот период варьировалась от 00С до +270С, влажность - от 60 до 90%, скорость ветра - от слабого до 15-20 м/с. излучение фурье спектрорадиометр концентрация
В качестве опорных источников излучения исследовались следующие подстилающие поверхности (ПП): ясное безоблачное небо при углах возвышения от +60 до +900, сплошная низкая облачность, а также нагретые Солнцем поверхности различных топографических объектов (ТО) - стены домов, строительные вагончики, автомобильные дороги, площадки и т.п. Периодические поверки правильности и стабильности функционирования фурье-спектрорадиометра проводились на тестовых объектах - пленках полистирола, лавсана и фторопласта. Полученные спектральные зависимости коэффициента пропускания сравнивались с аналогичными эталонными спектрами, снятыми на поверенном заводском фурье-спектрометре. Так вычисленные значения коэффициентов корреляции r экспериментально зарегистрированных и эталонных спектров составили величины от 0.8 до 0.99 в зависимости от величины яркостного контраста трассы, что прямо указывает на высокую степень достоверности экспериментальных спектров тестовых имитаторов и правильность функционирования программного обеспечения фурье-спектрорадиометра в целом.
Была осуществлена идентификация линий и полос излучения в диапазоне 700-1500 см-1 спектра безоблачного неба при наблюдении его в зенит. На рис. 3 представлен модифицированный спектр излучения безоблачного неба, где для большей наглядности из экспериментального спектра убрана постоянная составляющая. Под экспериментальным спектром приведены спектральные зависимости оптической плотности для ряда газов, составляющих основу стандартной атмосферы. Видно, что основными излучателями являются пары воды (H2O), озон (O3) и аммиак (NH3), а на краях рабочего диапазона отчетливо проявляются наиболее сильные полосы свечения двуокиси азота (NO2) и метана (CH4).
Как показали результаты экспериментов и анализ литературных данных [15], наиболее эффективны трассы наблюдения облака ЗВ на фоне безоблачного неба в качестве подстилающей поверхности. Яркостный контраст при 1060 см-1 для угла возвышения 900 и температуре приземного слоя воздуха +120С составляет около Т400C (для зимних условий наблюдения эта величина будет даже несколько больше). По мере снижения угла наблюдения яркостный контраст естественно уменьшается из-за увеличения толщины воздушной массы.
Рис. 3. Модифицированный экспериментальный спектр излучения безоблачного неба.
Для облачного неба и наблюдении в зенит спектр излучения близок к излучению АЧТ в диапазоне 800-1200 см-1 с температурой +100-+110С при температуре приземного слоя воздуха Т=+140С. В день наблюдения высота нижней кромки облаков составляла величину около h~500...600 м и зная поведение температуры , где =6 К/км - градиент падения температуры с высотой, легко вычисляется температура нижней кромки облаков, а, следовательно, и яркостная температура ПП.
Для спектра топографического объекта ТО (строительный вагончик, нагреваемый Солнцем) ситуация во многом аналогична: спектр излучения непрерывен и близок по своим параметрам к спектру абсолютно-черного тела (АЧТ) с температурой +300С при температуре воздуха Т=+21.50С. В этом случае яркостный контраст зависит от времени суток наблюдения, сезона, угла падения солнечных лучей на поверхность ТО, состояния облачности, направления и силы ветра. Если в случае облачного неба мы имели отрицательный яркостный контраст -40С и, как следствие, наблюдения спектров излучения ЗВ, то в данном случае ситуация обратная - яркостный контраст положителен +8.50С и в эксперименте регистрируются спектры поглощения.
С целью проверки правильности алгоритма распознавания веществ перед выездом на полевые испытания проводилось лабораторное тестирование фурье-спектрорадиометра с использованием статической камеры с длиной оптического пути 8 м. После ввода в статическую камеру заданного количества паров вещества (или смеси веществ, концентрации которых варьировались), контролировался момент срабатывания по обнаружению, правильность идентификации вещества (и/или компонент смеси) и определялись концентрации обнаруженных компонент. При испытаниях на статической камере регистрировались предельные минимально обнаружимые концентрации, как отдельных веществ (см. табл. 1), так и смесей типа метанол/аммиак и метанол/аммиак/ацетон. Во всех проведенных экспериментах правильно идентифицировались все компоненты смесей с определением их концентраций при яркостном контрасте не превышающем 5-7К.
Полевой этап испытаний ФСР начинался ранним утром в условиях минимальных яркостных контрастах трасс [16, 17] и продолжался до полудня, когда яркостные контрасты приземных трасс были максимальны. Мишенная обстановка создавалась с помощью специальной метательной машины с по-
Таблица 1. Минимально обнаружимые концентрации веществ.
№ п/п |
Вещество |
Min обнаружимая интегральная концентрация, гК /м2 |
Min обнаружимая концентрация при размере облака L~100 м, г/м3. Темпер. контраст ~5К |
|
1 |
Несимметричный диметилгидразин, НДМГ |
0.3 |
6•10-4 |
|
2 |
Метанол |
0.1 |
2•10-4 |
|
3 |
Аммиак |
0.05 |
1•10-4 |
|
4 |
Ацетон |
0.75 |
1.5•10-3 |
|
5 |
Фенол |
1.0 |
2•10-3 |
|
6 |
Бензол |
1.5 |
3•10-3 |
|
7 |
Толуол |
4.0 |
8•10-3 |
|
8 |
О - Ксилол |
5.0 |
1•10-2 |
|
9 |
М - Ксилол |
5.0 |
1•10-2 |
|
10 |
1,2 - Дихлорэтан |
5.0 |
1•10-2 |
следующим принудительным распылом в воздухе вещества на высотах, не превышающих ~50 м. Квант распыла составлял около 0.4 л, при максимальном числе квантов 36. Испытания проводились на дистанциях до места распыла от 0.3 до 6 км. Угол возвышения для всех трасс наблюдений не превышал по отношению к горизонту.
Тестирование работы фурье-спектрорадиометра проверялось в режимах: стоп/срабатывания по первому факту обнаружения или перманентной (непрерывной) записи результатов работы в файл. В обоих режимах на дисплее всегда отображалась информация работы ФСР - наименование обнаруженного вещества, его интегральная концентрация, коэффициент корреляции, координаты трассы и текущее время. Кроме того, в отдельном секторе дисплея в режиме реального времени всегда присутствовала телевизионная картинка.
В режиме сканирования одного или нескольких секторов на дистанциях 0.5, 1.0 и 2.4 км зафиксировано надежное обнаружение паров аммиака, при котором прибор прекращал работу, переходил в режим ожидания последующих команд и выдавал информацию о результатах распознавания. На рис. 4 приведены данные перманентной записи данных в файл по обнаружению облака паров аммиака на трассе длиной 500 м при одиночном заряде аммиака массой 80-90 г (0.45 л 20% раствора аммиачной воды). Наблюдения облака велось при неизменных углах возвышения и места (статичная трасса).
Рис. 4. График перманентной записи данных в файл по обнаружению облака паров аммиака на трассе длиной 500 м при одиночном заряде аммиака массой 80-90 г.
На этой же трассе успешно проведены серии экспериментов по обнаружению смесей паров метилового, этилового и изопропилового спиртов, ацетона и аммиака в их различных комбинациях и с разными величинами концентраций.
На рис. 5 приведен результат наблюдения и фиксации параметров облака паров аммиака на трассе 2.4 км при разовом распыле ~0.7 кг аммиачной воды.
Рис. 5. Результаты наблюдения и фиксации параметров облака паров аммиака (NH3) на трассе длиной 2.4 км.
Направление движения облака относительно трассы наблюдения изменялось по мере движения облака от 900 до 400. Наблюдение велось непрерывно в режиме ручного сопровождения облака в течение более 40 минут. При этом суть методики заключалась в выставлении фиксированных значений азимута (его значения указаны на графиках) и регистрации изменения концентрации по мере прохождения облака мимо поля зрения ФСР. На этом рисунке хорошо просматривается увеличение размера облака при уменьшении интегральной концентрации аммиака в нем по мере его движения.
Работа на трассах различной протяженности позволила определить минимально регистрируемые концентрации паров аммиака. Результаты экспериментов сведены в табл. 2, там же приведены и усредненные яркостные контрасты трасс, которые определялись с помощью панорамного тепловизора на диапазон 7-12 мкм с точностью определения яркостных температур около 0.1К.
Таблица 2. Минимально обнаружимые концентрации паров аммиака в зависимости от длины трассы.
Длина трассы, км |
Оценка минимально обнаружимой концентрации, мг/м2 |
Температурный контраст трассы, К |
|
0.45 - 0.5 |
7 - 15 |
5 - 6 |
|
1.0 |
10 - 20 |
3 - 4 |
|
1.5 |
22 - 25 |
2 - 4 |
|
2.5 |
27 - 30 |
2 - 3 |
|
4.0 |
17 - 20 |
2 - 3 |
|
6.0 |
25 - 30 |
1 - 2 |
В рамках полевых испытаний было проведено тестирование работы фурье-спектрорадиометра при его размещении на легковом автомобиле и движении последнего со средней скоростью около 10 м/с по проселочной грунтовой дороге. В 300-400 м от дороги на высоте ~50 м при скорости ветра менее 1 м/с распылялся аммиак в количестве ~0.2 кг. Через 0.5 минуты после создания мишенной обстановки начиналось движение автомобиля с включенным фурье-спектрорадиометром.
Рис. 6. Результаты обнаружения, идентификации и определения концентраций облака аммиака при работе фурье-спектрорадиометра на мобильном средстве в движении.
Угол между вектором наблюдения ФСР и курсом автомобиля был неизменен и составлял около 900. На рис. 6 представлены результаты измерений концентраций аммиака при движении автомобиля с установленным на нем фурье-спектрорадиометром.
Полученные экспериментальные результаты и опыт работы в течение ряда лет подтверждают перспективность применения фурье-спектрорадиометра для решения задач оперативного контроля состава воздушной среды.
Список литературы
1. Белл Р.Дж. Введение в фурье-спектроскопию / Пер. с англ. - М.: Мир. 1975. - 382 с.
2. Инфракрасная спектроскопия высокого разрешения. Сборник статей /Пер. с англ. и франц. под ред. Г.Н. Жижина. - М.: Мир. 1972. - 352 с.
3. Beil A., Daum R., Matz G. et al. Remote sensing of atmospheric pollutants by passive FTIR spectrometry // Proc. of SPIE. - 1998. - Vol. 3493. - P. 32-43.
4. Heland J., Schaffer K. Analysis of aircraft exhaust with Fourier-transform infrared emission spectroscopy // Appl. Optics. - 1997. - Vol. 36. - P. 4922-4931.
5. Сильверстейн Р., Басслер Г., Морил Т. Спектрометрическая идентификация органических соединений / Пер. с англ. - М.: Мир. - 1977. 590 с.
6. Hoffland L., Piffath R., Bouk J. Spectral signature of chemical agents and simulants // Optical Engineering. - 1985. - Vol. 24. - No 6. - P. 982-984.
7. Дроздов М.С., Ивлев О.А., Кочиков И.В., А.Н., Палатов Ю.А., Светличный С.И., Табалин С.Е., Холстов В.И. Дистанционный газовый анализ атмосферы при помощи пассивного Фурье-спектрометра // Изв. РАН, Энергетика. - 1997. - № 1. - С. 28-40.
8. Горчаковский С.Н., Дроздов М.С., Ивлев О.А., Кочиков И.В., Мазничко А.А., Морозов А.Н., Назолин А.Л., Палатов Ю.А., Светличный С.И., Соловьев А.В., Табалин С.Е. Дистанционный газовый анализ атмосферы при помощи пассивного Фурье-спектрометра. Конструкция и тестовые испытания. // Изв. РАН, Энергетика. - 1999. - № 2. - С. 111-119.
9. Горчаковский С.Н., Ивлев О.А., Кочиков И.В., Мазничко А.А., Морозов А.Н., Палатов Ю.А., Светличный С.И., Табалин С.Е. Малогабаритный фурье-спектрометр для дистанционного анализа газовых сред // Оптический журнал. - 1998. - Том 65. - № 6. - С. 86-89.
10. Дворук С.К., Морозов А.Н., Павлов Д.А., Поздняков В.А., Светличный С.И., Соловьев А.В., Табалин С.Е., Шишкин Г.В. Система сканирования интерферометра Майкельсона на основе линейного двигателя с постоянным магнитом // Приборы и техника эксперимента. - 2001. - № 3. - С. 146-150.
11. Дворук С.К., Морозов А.Н., Павлов Д.А., Поздняков В.А., Светличный С.И., Соловьев А.В., Табалин С.Е. Система сканирования Фурье-спектрометра среднего разрешения // Приборы и техника эксперимента. - 1999. - № 6. - С. 119-124.
12. Дворук С.К., Корниенко В.Н., Кочиков И.В., Лельков М.В., Морозов А.Н., Поздняков В.А., Светличный С.И., Табалин С.Е. Обработка двусторонних интерферограмм с учетом собственного фонового излучения фурье-спектрорадиометра // Оптика и спектроскопия. - 2002. - Том 93. - № 5. - С. 884-889.
13. Дворук С.К., Ефимов И.Н., Корниенко В.Н., Кочиков И.В., Лельков М.В., Морозов А.Н., Поздняков В.А., Светличный С.И., Табалин С.Е., Шлыгин П.Е. Влияние собственного фонового излучения на работу фурье-спектрорадиометра // Оптический журнал. - 2003. - Том 70. - № 5. - С. 20-24.
14. Дворук С.К., Кочиков И.В., Морозов А.Н., Назолин А.Л., Павлов Д.А., Поздняков В.А., Соловьев А.В., Светличный С.И., Табалин С.Е. Применение фурье-спектрорадиометра для определения концентраций загрязняющих веществ в атмосфере // Оптический журнал. - 2000. - Том 67. - № 3. - С. 37-42.
15. Shimoto A., Kobayashi H., Kadokura S. Radiometric calibration for the airborne interferometric monitor for greenhouse gases simulator // Appl. Opt. - 1999. - Vol. 38. - P. 571-576.
16. Бойко А.Ю., Григорьев А.А., Дворук С.К., Корниенко В.Н., Кочиков И.В., Лельков М.В., Мацюк Г.В., Морозов А.Н., Павлов А.Ю., Светличный С.И., Табалин С.Е., Шишкин Г.В., Шлыгин П.Е. Проблема идентификации и определения концентраций загрязняющих веществ с помощью фурье-спектрорадиометра // Вестник МГТУ, Естественные науки. - 2004. - № 1. - С. 26-41.
17. Дворук С.К., Корниенко В.Н., Кочиков И.В., Лельков М.В., Морозов А.Н., Светличный С.И., Табалин С.Е. Мониторинг загрязняющих веществ в атмосфере с помощью фурье-спектрорадиометра // Оптический журнал. - 2004. - Том 71. - № 5. - С. 7-13.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика строения сетчатки. Динамическая Фурье голограмма. Проблемы, связанные с Фурье-оптикой. Процесс построения действительного изображения. Способы создания 3D изображения к кино. Функциональная схема Фурье-фотоаппарата и проектора.
творческая работа [379,8 K], добавлен 04.05.2012Описание процесса распространения электромагнитной волны в волноводе дифференциальным уравнением. Исследование сходимости ряда аналитического решения. Вычисление функций Бесселя. Сравнение теоретической и практической оценок количества членов ряда Фурье.
курсовая работа [870,1 K], добавлен 27.02.2014Принципы преобразований Фурье, основные правила и значение данного процесса. Особенности применения соответствующих рядов в современной электронике. Анализ примеров решения задач. Комплексы напряжения и тока, их применение в показательную форму.
презентация [304,5 K], добавлен 22.03.2015Расчет спектральных коэффициентов ряда Фурье. Временная и спектральная диаграмма сигнала. Автокорреляционная функция, формулы для её расчета. Электрическая схема модулятора шумоподобного сигнала. Коэффициенты передачи линейного дискретного фильтра.
контрольная работа [1021,0 K], добавлен 12.11.2012Возможности развития двумерной спектроскопии ЯМР. Использование методов Фурье-спектроскопии с использованием Фурье-преобразования в процессе проведения двумерного ЯМР-эксперимента, обработка данных. Корреляция и ее значение в гетероядерном случае.
реферат [1,0 M], добавлен 27.08.2009Понятие и назначение магнитных экранов. Виды экранирования, определение его эффективности. Расчет параметров магнитного экрана с применением метода Фурье для интегрирования уравнения Лапласа. Подтверждение полученных результатов с помощью программы ELCUT.
курсовая работа [179,8 K], добавлен 17.06.2013Изучение понятия математической физики. Действительная и комплексная формы интеграла Фурье. Оригинал, изображение и операция над ними. Основные свойства преобразования Лапласа. Применение интегральных преобразований при интегрировании уравнений матфизики.
курсовая работа [281,3 K], добавлен 05.04.2014Характеристика диапазона частот, излучаемых электромагнитными волнами. Особенности распространения радиоволн. Исследование частотного диапазона инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Специфика восприятия видимого света. Свойства рентгеновских лучей.
презентация [122,5 K], добавлен 20.04.2014Определение спектров амплитуд и фаз периодической последовательности прямоугольных импульсов. Расчет амплитуды гармоник спектра, включая постоянную составляющую. Расчет огибающей спектра амплитуд. Исходный сигнал, составляющие и результирующие ряда Фурье.
контрольная работа [296,7 K], добавлен 15.10.2013Решение уравнений состояния численным методом. Анализ цепи операторным методом при апериодическом воздействии. Определение функции передачи, её нулей и полюсов. Определение переходной и импульсной функции. Разложение в ряд Фурье периодической функции.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.03.2009Содержание закона Фурье. Расчет коэффициентов теплопроводности для металлов, неметаллов, жидкостей. Причины зависимости теплопроводности от влажности материала и направления теплового потока. Определение коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции.
контрольная работа [161,2 K], добавлен 22.01.2012Суть явления ядерного магнитного резонанса. Его преимущества и недостатки. Прецессия вектора магнитного момента ядра. Получение спектра ЯМР из сигнала с помощью Фурье-преобразования. Простейшая конструкция датчиков поверхностного ЯМР и их применение.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.05.2016Основная идея использования метода анализа размерностей. Понятие о безразмерных величинах. Основные понятия теории подобия. Метод масштабных преобразований. Первая теорема Ньютона. Критерий Нуссельта, Фурье, Эйлера. Подобие нестационарных процессов.
реферат [570,2 K], добавлен 23.12.2014Общая характеристика методов, применяемых для измерения параметров капилляров фильер: голографической интерферометрии, Фурье-оптики, микроскопический. Сравнительный анализ рассмотренных методов, определение их основных преимуществ и недостатков.
контрольная работа [450,0 K], добавлен 20.05.2013Явление передачи внутренней энергии от одного тела к другому, от одной его части к другой. Теплопроводность через однослойную, многослойную и цилиндрическую стенки. Определение параметров теплопроводности в законе Фурье. Примеры теплопроводности в жизни.
презентация [416,0 K], добавлен 14.11.2015Нахождение дискретных преобразований Фурье заданного дискретного сигнала. Односторонний и двусторонний спектры сигнала. Расчет отсчетов дискретного сигнала по полученному спектру. Восстановление аналогового сигнала по спектру дискретного сигнала.
курсовая работа [986,2 K], добавлен 03.12.2009Разложение периодической функции входного напряжения в ряд Фурье. Расчет гармонических составляющих токов при действии на входе цепи напряжения из 10 составляющих. Построение графика изменения входного напряжения и тока в течение одного периода в 1 ветви.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.04.2014Исходные соотношения теории теплопроводности и термоупругости тонких изотропных оболочек. Применение двумерного интегрального преобразования Фурье к исходным соотношениям. Сведение задачи теплопроводности к системам сингулярных интегральных уравнений.
дипломная работа [405,8 K], добавлен 11.06.2013Определение охлаждения (нагревания) бесконечно длинного цилиндра и шара. Расчет корней уравнения для бесконечно цилиндра. Влияние формы тела на охлаждение/нагревание. Дифференциальное уравнение Фурье. Средняя безразмерная температура параллелепипеда.
презентация [643,5 K], добавлен 15.03.2014Общие сведения о взаимодействии излучения с веществом. Характеристика спектрометра комбинационного рассеяния света. Анализ низкочастотной части спектра стронциево-боратного стекла. Обработка полученных экспериментальных спектров для улучшения их качества.
курсовая работа [925,3 K], добавлен 03.12.2012