生物氣溶膠作為大氣氣溶膠的一個重要組成部分,在大氣中的傳播、擴散會引發(fā)人類的急慢性疾病以及動植物疾病。生物氣溶膠還可以間接影響全球氣候變化,并在大氣化學(xué)和物理過程中有著潛在的影響。大氣生物氣溶膠光學(xué)特性的實時探測技術(shù),對于研究生物氣溶膠在大氣中的含量和時空分布模式,具有重要的學(xué)術(shù)意義與科學(xué)研究價值。熒光激光雷達作為一種遠距離主動遙感探測工具,為大氣中存有潛在危害的生物氣溶膠早期預(yù)警和快速檢測提供有效研究方案。本文針對大大氣邊界層內(nèi)生物氣溶膠的熒光激光雷達探測技術(shù)展開研究,根據(jù)大氣生物氣溶膠熒光光譜強度與相對含量之間的依存關(guān)系,研究了反演大氣邊界層內(nèi)生物氣溶膠濃度的關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計并研發(fā)了一套熒光激光雷達系統(tǒng),并在西安城區(qū)上空對大氣生物氣溶膠展開連續(xù)和長期的實驗研究,驗證系統(tǒng)探測性能及可行性,獲得大大氣生物氣溶膠熒光信號廊線,統(tǒng)計分析了大氣邊界層內(nèi)生物氣溶膠濃度與氣溶膠消光之間的相關(guān)特性�；跓晒饧す饫走_探測原理,通過數(shù)值仿真分析,研究了熒光激光雷達系統(tǒng)對大氣生物氣溶膠的有效探測距離,在誤差小于1 0%范圍內(nèi),評估了生物氣溶膠最小探測濃度隨距離變化情況,并進一步分析了系統(tǒng)器件參數(shù)、實驗環(huán)境... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

生物氣溶膠中幾種常見的熒光分子在紫外域266nm波長激光激發(fā)下產(chǎn)生的熒光光譜.Fig.2-2Fluorescencespectraofseveralcommonfluorescentmoleculesinbiologicalaerosolsexcitedby

3.3.3 濾波片帶寬對系統(tǒng)信噪比的影響對于給定的不同帶寬的濾光片，熒光激光雷達系統(tǒng)對生物氣溶膠的有效探測距離也存在很大區(qū)別，其數(shù)值仿真結(jié)果如圖3-7所示。在夜間條件下，濾光片帶寬分別為20 nm、40 nm和60 nm，熒光散射截面積S為10-13cm2sr-1nm-1時，熒光激光雷達系統(tǒng)的有效探測距離分別為0.20 km、0.25 km、0.28 km；而在S為10-12cm2sr-1nm-1時，系統(tǒng)的有效探測距離分別為0.50 km、0.70 km、0.80 km。然而白天時，隨著濾光片帶寬的增大，系統(tǒng)的有效探測距離從0.05 km增加到0.18 km。結(jié)果表明，增加濾光片帶寬有助于 高系統(tǒng)的有效探測距離；然而白天時，系統(tǒng)最大的有效探測距離為0.18 km

283.3.4 望遠鏡口徑對系統(tǒng)信噪比的影響如圖3-8所示，給定不同望遠鏡口徑的情況下，數(shù)值仿真得到熒光激光雷達系統(tǒng)探測生物氣溶膠信噪比對應(yīng)的有效探測距離曲線。在夜間，望遠鏡口徑為20 cm、25 cm、30 cm，熒光散射截面積S為10-13cm2sr-1nm-1時，系統(tǒng)的有效探測距離分別為0.18 km、0.22 km、0.25km；熒光散射截面積S為10-12cm2sr-1nm-1時，系統(tǒng)有效探測距離為0.40 km、0.70 km、0.85km；在白天條件下，系統(tǒng)的有效探測距離在0.04 km 0.10 km之間。仿真表明增加望遠鏡口徑有助于 高系統(tǒng)的有效探測距離；但在白天情況時，系統(tǒng)的最大有效探測距離僅為0.10 km

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于激光雷達技術(shù)的生物氣溶膠監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊子健.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2015
[2]氣溶膠物理光學(xué)特性的激光雷達遙感研究[D]. 黃忠偉.蘭州大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于雙波長激發(fā)熒光光譜的花粉分類研究[D]. 朱江峰.浙江大學(xué) 2017



本文編號：3257537