Разработка методов решения обратных задач лазерного зондирования и создание ПО. Мониторинг молекул углеводородов в атмосфере и промышленных газовых потоках с помощью лидара комбинационного рассеяния света

Объект исследования - аэрозольные частицы и молекулы углеводородов в техногенных потоках и атмосфере, а также методы лазерного мониторинга таких загрязняющих веществ. Цель исследования - разработка научных основ непрерывного контроля загрязнения атмосферы методами лазерного зондирования. Выполнены измерения дисперсного состава аэрозольных частиц в техногенных аэродисперсных потоках на модельных объектах, создаваемых на специальном генераторе аэрозоля, с помощью экспериментального образца лазерной системы мониторинга ЛМА-14. На основании этих результатов разработан полуэмпирический метод решения обратной задачи лазерного зондирования аэрозольных потоков. Разработано программное обеспечение для решения обратной задачи лазерного зондирования аэрозольных потоков таким методом и обработки результатов лидарных измерений. Созданы модельные объекты предельных углеводородов, и получены результаты калибровочных экспериментов на лабораторном лидаре комбинационного рассеяния света. По зависимости сигнала лазерного зондирования от концентрации молекул углеводородов рассчитана лидарная константа - дифференциальное сечение комбинационного рассеяния для молекул изобутана. Разработан и реализован канал комбинационного рассеяния света на базе экспериментального образца лидарной системы ЛМА-14, позволяющий измерять концентрации молекул углеводородов в газовых потоках на длине волны лазерного излучения 532 нм. Полуэмпирический метод решения обратной задачи лазерного зондирования позволяет повысить точность лидарного измерения параметров аэрозолей. Эффективность контроля загрязнения атмосферы методами лазерного зондирования определяется снижением времени одного измерения и повышением быстродействия системы в реальном времени.