目前我國的霧霾天氣可謂是成為時下最熱門的話題之一，如何有效治理霧霾天氣，是時下科學家以及政府部門紛紛考慮的重大問題。針對這一現(xiàn)狀，我國大學生發(fā)明了一款便攜式霧霾空間分布激光探測儀， 用激光遙感技術(shù)監(jiān)測霧霾。
“現(xiàn)在大家都很關(guān)注霧霾天氣，手機上也可以隨時查詢城市的PM2.5數(shù)值。我最早看見手機上顯示PM2.5數(shù)值的時候就在思考，城市這么大，不可能每個區(qū)域的PM2.5數(shù)值都是一樣的，這個數(shù)據(jù)肯定是變化的。就想著用專業(yè)知識發(fā)明一種可以實時監(jiān)測大氣污染物的儀器，經(jīng)過近兩年努力，終于發(fā)明成功了，儀器還獲得了陜西省大學生課外學術(shù)科技作品大賽一等獎。”近日，拿到獲獎證書的西安理工大研究生代晨昱和同學們高興地說。
打破傳統(tǒng) 將激光遙感技術(shù)應用到霧霾監(jiān)測領(lǐng)域
代晨昱和同學發(fā)明的便攜式霧霾空間分布激光探測儀，打破了傳統(tǒng)環(huán)保部門測量大氣污染物的方法，將激光遙感技術(shù)應用到了霧霾監(jiān)測領(lǐng)域。小代表示，目前相關(guān)部門監(jiān)測大氣污染物主要采用的是直接稱重、多點監(jiān)測、人工取樣等方法，上述方法都僅是單點測量。例如直接稱重法，是抽取等量空氣將污染物停留在過濾膜上，直接稱其重量，計算單位體積中的污染物濃度。而多點監(jiān)測需要架設(shè)許多儀器，不僅耗時耗力，還不具有實時性。因為大氣是流動的，往往當工作人員把儀器上的數(shù)據(jù)整理出來時，污染源的位置、霧霾污染的空間分布等已經(jīng)發(fā)生了變化。
實時監(jiān)測污染物傳播途徑
這款便攜式霧霾空間分布激光探測儀，相較于單點測量，擴大了探測范圍，還可對污染源的位置、污染程度、污染物的擴散方式及傳播途徑進行實時監(jiān)測，繼而對霧霾污染的出現(xiàn)提前預警，使有關(guān)部門前移工作關(guān)口，采取應對措施緩解污染問題。
探測儀整體系統(tǒng)主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、光學接收系統(tǒng)、光電探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及三維掃描控制系統(tǒng)五部分組成。小代說：“這套系統(tǒng)主要運用了光散射和光測距兩大原理。由激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出脈沖激光進入大氣，激光與大氣中的霧霾顆粒發(fā)生散射后，由光學接收系統(tǒng)接收后向散射回波信號，再由光電探測系統(tǒng)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，最后由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)利用模擬探測方式完成數(shù)據(jù)采集與處理。”
6臺儀器便可覆蓋探測整個市區(qū)
這種儀器彌補了現(xiàn)有霧霾探測儀無法進行大面積探測的缺陷，大大拓展了探測距離。這款儀器的夜間探測距離為10-20 km，白天探測距離為5-8km。“咱們西安市城區(qū)面積約為860余平方公里，假如以8km為探測半徑，我們實驗表明，4-6臺探測儀就可以實現(xiàn)整個西安市區(qū)的覆蓋探測，非常方便有效。”代晨昱說。
小代介紹說，他們設(shè)計的這款儀器可以與現(xiàn)有的顆粒物監(jiān)測儀器設(shè)備配合工作，不僅可以彌補現(xiàn)有儀器的缺陷，配合工作后測試出來的結(jié)果精度更高。他們也期待可以和有關(guān)單位部門、企業(yè)合作，為治污減霾貢獻出自己的一份力量。
這款便攜式霧霾空間分布激光探測儀的相對于同類產(chǎn)品有著重要的優(yōu)勢，不僅探測范圍更大，還能進行多點實時監(jiān)測，檢測精度高，讓人及時了解大氣的變化，在一定程度上對研究人員了解霧霾天氣的變化提供了技術(shù)幫助，使得霧霾治理的基本工作效率得到提高。
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