КнигоПровод.Ru01.03.2021

/Наука и Техника/Физика

Основы фурье-спектрорадиометрии — Морозов А. Н., Светличный С. И.
Основы фурье-спектрорадиометрии
Научное издание
Морозов А. Н., Светличный С. И.
год издания — 2006, кол-во страниц — 275, ISBN — 5-02-035359-0, тираж — 400, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7БЦ матов., масса книги — 400 гр., издательство — Наука
цена: 499.00 рубПоложить эту книгу в корзину
Издание осуществлено при поддержке РФФИ по проекту №06-02-30032

Рецензенты:
акад. В. И. Пустовойт
д-р ф.-м. н. А. Г. Кривенко
д-р ф.-м. наук Е. Я. Мисочко

Утверждено к печати Учёным советом Института энергетических проблем химической физики РАН

Формат 60x90 1/16. Печать офсетная
ключевые слова — мониторинг, атмосфер, спектрометр, молекулярн, оптик, аэрозол, техногенн, спектральн, лидар, акустоопт, монохромат, интерфер, светофильтр, фабри-пер, аподизац

В монографии изложены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований авторов в области беспробоотборных методов мониторинга атмосферы, а также отечественный и зарубежный опыт в данной области. Цель монографии — восполнить пробел, существующий в литературе, посвящённой в основном теоретическим проблемам фурье-спектрометров лабораторного типа. В первых главах работы изложены основы молекулярной оптики и физики атмосферы. Далее сделан обзор различных систем дистанционного мониторинга, рассмотрены основные принципы теоретической и практической фурье-спектроскопии и приведены конструкция и результаты натурных испытаний разработанного авторами мобильного фурье-спектрорадиометра. В заключение рассмотрены возможные подходы и дамы рекомендации по математической обработке массивов экспериментальных данных.

Для исследователей с различным уровнем подготовки, занимающихся вопросами создания аппаратных средств мониторинга атмосферы, а также аспирантов и студентов технических вузов.

Проблема дистанционного контроля загрязнения атмосферы в последние десятилетия стала одной из основных проблем человечества во многом из-за бессистемной и хаотичной хозяйственной деятельности. Так, в выбросах некоторых промышленных предприятий присутствуют исключительно ядовитые вещества в виде аэрозолей и газов. Большую опасность непосредственно для населения представляют собой техногенные аварии и катастрофы, происходящие на предприятиях. Значительный риск внесли в нашу жизнь локальные военные конфликты и террористические акты с применением отравляющих и сильнодействующих ядовитых веществ. Значительные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере в ряде случаев делает практически невозможным применение прямых методов контроля из-за возможного отравления персонала. Более того, часто сам отбор проб невозможен из-за физической недоступности самого объекта контроля.

Именно по этим причинам разработка и создание дистанционных методов и аппаратуры, работающей в режиме реального времени и сочетающей в себе высокую мобильность, чрезвычайно актуальны в настоящее время…

ПРЕДИСЛОВИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие3
 
1. Основы молекулярной спектроскопии6
1.1. Классификация и области применения6
1.2. Единицы измерений7
1.3. Энергетические состояния молекулы10
1.4. Вероятности переходов и интенсивности спектральных
линий18
1.5. Многоатомные молекулы26
1.6. Ширины линий оптических переходов33
1.7. Характеристичные частоты колебаний молекул37
 
2. Основы оптики атмосферы40
2.1. Физические свойства атмосферы40
2.2. Оптические свойства атмосферы47
2.3. Постановка задачи спектрального анализа веществ
в атмосфере59
 
3. Оптические системы локального дистанционного
мониторинга
67
3.1. Основы дистанционного мониторинга67
3.2. Лидары70
3.3. Акустооптические фильтры (монохроматоры)79
3.4. Корреляционные спектрометры82
3.5. Перестраиваемые интерференционные светофильтры88
3.6. Интерферометры Фабри-Перо89
3.7. Фурье-спектрометры96
 
4. Основы фурье-спектроскопии100
4.1. Основное уравнение фурье-спектрометра100
4.2. Функции аподизации102
4.3. Интервалы выборки интерферограммы и алгоритмы
восстановления спектра107
4.4. Динамический диапазон108
4.5. Фазовые ошибки регистрации интерферограммы и
основные методы их коррекции111
4.6. Коррекция волнового числа для боковых лучей
в интерферометре119
 
5. Обзор схемных решений фурье-спектрометров123
5.1. Фурье-спектрометры динамического типа123
5.2. Обзор оптических схем фурье-спектрометров
динамического типа128
5.3. Статические фурье-спектрометры135
5.4. Промышленные образцы фурье-спектрорадиометров141
 
6. Принципы создания фурье-спектрорадиометра147
6.1. Общая постановка задачи локального мониторинга147
6.2. Обоснование основных технических характеристик
фурье-спектрорадиометра153
6.3. Одноэлементные фотоприёмные устройства156
6.4. Многоэлементные фотоприёмные устройства163
6.5. Оптическая схема фурье-спектрорадиометра167
6.6. Исходные оптические материалы174
6.7. Подвес подвижного зеркала интерферометра178
 
7. Система управления подвижным зеркалом183
7.1. Требования к равномерности перемещения зеркала183
7.2. Основные элементы системы управления подвижным
зеркалом194
7.3. Аналоговая система управления подвижным зеркалом201
7.4. Анализ динамики системы управления подвижным
зеркалом204
7.5. Цифровая система управления подвижным зеркалом210
 
8. Конструкция и результаты испытаний полевого
фурье-спектрорадиометра
215
8.1. Общие требования к конструкции полевого
фурье-спектрорадиометра215
8.2. Полевой вариант фурье-спектрорадиометра218
8.3. Алгоритм работы полевого фурье-спектрорадиометра223
8.4. Лабораторные тестовые проверки
фурье-спектрорадиометра225
8.5. База спектральных данных загрязняющих веществ227
8.6. Натурные испытания фурье-спектрорадиометра230
8.7. Полевые испытания фурье-спектрорадиометра242
 
9. Алгоритмы обработки интерферограмм и спектров248
9.1. Собственное фоновое излучение
фурье-спектрорадиометра248
9.2. Алгоритм фазовой коррекции интерферограмм254
9.3. Алгоритм обработки результатов полевых измерений259
 
Заключение264
Литература266
Список основных обозначений272

Книги на ту же тему

  1. Молекулярная диффузия и спектры, Коффи У., Ивенс М., Григолини П., 1987
  2. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB, Смоленцев Н. К., 2008
  3. Проектирование систем космического мониторинга, Лебедев В. В., Гансвинд И. Н., 2010

© 1913—2013 КнигоПровод.Ruhttp://knigoprovod.ru