Проблемы окружающей среды

Выбор диапазонов спектра изучения.

При этом выбор более узкого спектрального интервала 3,5-4 мкм или 4,5-5 мкм, позволяет избежать влияние полос поглощения Н2О и СО2 с центрами соответственно 3,2 и 4,3 мкм.

Необходимо отметить, что тепловое излучение при земной температуре состоит из собственного излучения, обусловленного переходами между колебательными и вращательными энергическими излучениями от других нагретых источников. Для обнаружения объекта необходима разница в температуре между фоном и объектом, которая регистрируется приемниками.

2.6.5

где СR - радиационный контраст, безразмерная величина;

- радиационный выход энергии объекта;

- радиационный выход энергии фона;

разница лишь в единицах измерения

рис. 2.6.1. Радиационный контраст в диапазоне 8-14 мкм

в зависимости от разности температуры объекта и фона.

Значения , вычисленные при значениях окружающей температуры 300К и разности температур объекта и фона , для двух используемых окон прозрачности атмосферы:

Спектральный диапазон, мкм

3,5-5

8-14

5,56 х 10-4

1,72 х 10-2

7,87 х 10-4

1,99 х 10-2

2 х 10-5

2,62 х 10-4

0,172

0,074

рис. 2.6.2.Значение производной спектральной плотности потока излучения,

соответствующей закону Планка, по температуре фона, Тв.

Энергия ИК части спектра в сотни раз превышает энергию, излучаемую лесным пожаром в видимой части спектра. Так раскаленная поверхность древесины в видимом диапазоне спектра излучает всего 0,1%, а 99,9% приходится на инфракрасную часть. Остывающие угли излучают в видимом диапазоне около 0,002% энергии, а в ИК 99,998%, то есть практически всю энергию. Излучение дыма целиком расположена в ИК части спектра, поэтому для обнаружения, с искусственных спутников, лесных пожаров, используется инфракрасная аппаратура.

Оценка помехозащищенности космической Ик аппаратуры, предназначенной для обнаружения лесных пожаров, для простейшей амплитудной селекции приведена в статье Арцыбашева Е.С. и др. “Инфракрасная съемка лесных пожаров с высотных самолетов и искусственных спутников Земли”, результаты этой оценки приведены в таблице 2.6.1.

При расчетах степени черноты принимались равными: для кромки лесного пожара 0,3-0,4; внутри кольца 0,9-0,95; фона - 0,8. Внешний диаметр пожара 100м считался постоянным. Коэффициент запаса 4.

Таблица 2.6.1.

Высота орбиты, км

Темпера-тура кромки пожара, оС

Темпера-тура внутри кольца, оС

Темпера-тура фона, оС

Ширина кромки,м

Линейное разреше-ние на Земле,м

Пороговая чувстви-тельность аппарату-ры,

Вт х см х Гц-1/2

Вероят-ность ложных тревог

Диаметр объектива,мм

200

200

200

400

400

400

600

1200

1200

600

600

1200

80

120

120

80

80

120

40

10

10

40

40

10

2

2

1

2

1

1

400

400

400

800

800

800

10-9

10-9

10-9

10-12

10-12

10-12

10-5

10-5

10-5

10-4

10-4

10-4

300

300

300

300

300

300

Расчеты показали, что использование ИК аппаратуры с многоэлементными приемниками лучистой энергии с числом площадок 30, при пороговом потоке 10-11 Вт х см-1 х Гц-1/2, позволит обеспечит высокое значение вероятности правильного обнаружения слабых и интенсивных лесных пожаров с космических высот.

Многоканальная ИК аппаратура способна на основе анализа спектрального состава излучения не только обнаруживать сам факт лесного пожара, но и в какой-то мере распознавать его фазу (возгорание, развитие и угасание).

Целесообразность применения ИК аппаратуры, устанавливаемой на носителях космического или авиационного типа в том, что эта аппаратура способна обнаруживать лесные пожары и устанавливать степень пожарной опасности. Она может работать в светлое время суток, по отражаемому солнечному свету и в темное время суток, по излучению теплового поля подстилающей поверхности. Перейти на страницу: 1 2 3

Интересное по теме

Труд женщин В первые годы после Великой Октябрьской социалистической революции основное направление движения к равенству мужчин и женщин шло через экономическое освобождение женщин, установление юридического равноправия в семейных, трудовых отно ...

Твердые отходы Каждое утро мы встаём, завтракаем, делаем свои дела, но при этом абсолютно не замечаем, сколько мы производим мусора за один день. Особенно если потребляем какие-нибудь печения, завёрнутые на десять раз, и масса обвёртки превышает массу са ...