Основные положения активных методов дистанционного контроля

АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ

Активные методы контроля стали интенсивно развиваться лишь с появлением лазе­ров. По типу активной среды лазеры, используемые для зондирования природной среды, де­лятся на несколько классов:

1) твердотельные;

2) газовые;

3) жидкостные;

4) полупроводниковые.

Газовые оптические квантовые генераторы (ОКГ) по сравнению с остальными лазера­ми обладают рядом преимуществ, основными из которых являются:

· возможность длительной работы при комнатной температуре без специальных охлаждающих устройств;

· высокая степень монохроматичности (например, спектральная ширина излучения гелий-неонового ОКГ может доходить до единиц герц);

· высокая стабильность и воспроизводимость частоты, а также высокая степень пространственной и временной когерентности;

· малый угол расходимости луча (около одной угловой минуты);

· малая чувствительность к изменениям температуры окружающей среды, что особенно важно в случае неконтролируемых изменений температуры в пределах 3...5 ºС;

· широкий диапазон рабочих частот, от ультрафиолетовой области до далекой инфракрасной области.

Лазерные источники, обладающие:

1) малой расходимостью излучения;

2) большой импульсной мощностью;

3) высокой степенью монохроматичности

обеспечили методам аэрозольного (гидрозольного) рассеяния и резонансного поглощения широкие возможности.

Импульсное отраженное атмосферой (морем) лазерное излучение несет информацию о распределении концентрации аэрозольного (гидрозольного) загрязнителя по всей трассе зондирования. При этом пространственное разрешение, определяемое длительностью зонди­рующего импульса, составляет единицы метров. Измерение газовых загрязнителей может проводиться в приземном слое атмосферы на трассе с отражением от естественных топогра­фических поверхностей или аэрозольных образований.

Методы аэрозольного рассеяния и резонансного поглощения находят широкое при­менение в лазерных системах контроля загрязнений приземного слоя атмосферы аэрозолями и газами индустриального происхождения.

В океанологии лазерный метод обратного гидрозольного рассеяния лежит в основе лазерной диагностики замутненности прибрежных вод и контроля биологической активно­сти морской среды по индексу цвета.

Метод лазерной батиметрии (измерения глубины моря) используют для контроля со­стояния рельефа дна шельфа, который постоянно изменяется под действием волн, течений, выносов рек, сброса земляных пород при строительстве портовых сооружений и т.п. По ха­рактеристикам лазерного сигнала, отраженного от взволнованной морской поверхности, су­дят о наличии нефтяной пленки на поверхности моря. Из лазерных альтиметрических изме­рений уровня океана определяют границы и скорость течений, являющихся главными рас­пространителями загрязнений в океане.

2.2 Лазерные системы дистанционного зондирования природной среды (актив­ные методы)