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激光雷达技术在国内城市污染源监察中的应用

行业应用 2019年09月12日 09:21:59 来源:传感器专家网人气:20233
  【仪表行业应用】你知道吗?如今在自动驾驶领域大火的激光雷达技术,在环境保护领域,也有着独特的应用。在无锡市新吴区环境监察大队,综合科科长严勇登上一辆面包车,在鸿山物联智造园一路巡航,正是这辆特殊的面包车“嗅”出了厂区气体排放超标。据悉,这台车就是大气环境走航监测车。据悉,新吴区共有两辆走航车,监测种类相较其他地区走航车更加齐全,不管是PM2.5还是VOCs(挥发性有机物),它都能通过激光雷达检测技术精确捕捉,实现边走边查。
 
走航车内的激光雷达等监测设备,资料图
 
  在走航车顶部,有一个旋转的圆帽状装置,这是激光收发设备,技术人员都叫它“振镜”,车内激光雷达通过车顶的振镜可以对半径5公里范围内的颗粒物进行扫描分析。当工作人员开启激光雷达设备后,一道绿光通过车顶的光学天窗立刻发射出去,从近地面到高空5公里以内的污染立体分布情况就会清楚地显示在屏幕上。
 
  还有一辆走航车,设备看着不大,但作用不小,专管VOCs监测,也就是高分辨率挥发性有机物质谱分析仪。它就像是监测车的电子鼻,非常灵敏,可以做到每秒钟对空气中300多种VOCs气体同时监测,达到每5厘米的空间分辨率,实现了VOCs的快速多组分实时监测。
 
监测数据示意图,资料图
 
  据介绍,走航车以20公里/小时速度行进,绿色柱状图表示排放达标,红色甚至更深的颜色则表示不同程度的超标。
 
  过去,该大队投入大量的人力物力开展撒网式监测,但往往胡子眉毛一把抓,好的坏的一起查,缺乏精准性和靶向性,现在通过走航车边走边查,快速捕捉涉嫌违规排污企业,实现了点穴式监测。有了走航监测车,提高了执法效率,即使在晚上也可以快速地锁定疑似污染排放源头企业。
 
  据介绍,自7月份以来,走航车总巡航里程已达到3000公里,发现异常点位42处,平均每天3处,涉及疑似违法企业35家。目前已对查实违法行为的企业予以立案查处,并督促其整改到位。另外,据悉,在最近举办的世界物联网博览会新技术新产品新应用成果发布会上,这项由无锡本土公司发明的大气颗粒物监测激光雷达新技术一举摘得金奖。
 
  激光雷达如何查污染源?
 
  激光雷达是一种主动式观测系统,它集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元(IMU) /DGPS差分定位技术于一体,该技术在三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破,为获取高时空分辨率地球空间信息提供了一种全新的技术手段在大多数情况下,它们都可用于多种应用。
 
  据介绍,激光雷达的工作原理并不复杂。雷达通过镜头发射出绿色激光束到大气中,经过大气中的分子、颗粒物(云、烟尘等)散射,被雷达系统接收后将光信号转换为电信号。而固体颗粒对光都有反射作用,激光照到不同浓度、直径、形状的颗粒会形成不同的回波信号。激光雷达接收到电信号后,通过计算光在空气中的传播时间,得到不同距离(高度)上的回波信号,从而得到沿光束发射方向的气溶胶粒子分布情况。
 
  (原文标题:激光雷达技术在国内城市污染源监察中的应用)
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