【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】大連理工大學(xué)光儀學(xué)院梅亮副教授課題組圍繞國(guó)家在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的重大需求，實(shí)現(xiàn)了掃描式沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)和系統(tǒng),該系統(tǒng)為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、監(jiān)管提供了一種強(qiáng)有力的技術(shù)手段，對(duì)解決我國(guó)當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻大氣污染問(wèn)題具有重大社會(huì)意義。
掃描式沙氏大氣激光雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用示意圖
污染源探測(cè)效果示意圖
隨著工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程的快速推進(jìn)，大氣污染日趨嚴(yán)峻，給人類健康和社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重威脅，大氣環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的主要挑戰(zhàn)之一。大氣激光雷達(dá)(Lidar)技術(shù)是一種主動(dòng)式光學(xué)遙感探測(cè)技術(shù)，可確定大氣環(huán)境中污染物的垂直分布和時(shí)空變化，其在空間分辨率、探測(cè)靈敏度、抗干擾能力及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。作為對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的有力補(bǔ)充，大氣激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)成為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的重要工具之一，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而，如何實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、低維護(hù)、低成本、探測(cè)盲區(qū)小的大氣激光雷達(dá)探測(cè)技術(shù)是該領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)之一，也是大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的迫切需求。
光儀學(xué)院梅亮副教授在2014年與課題組成員在上提出了沙氏大氣激光雷達(dá)探測(cè)新原理。沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)采用連續(xù)光二極管激光器作為光源，并利用圖像傳感器作為探測(cè)器，在滿足沙氏成像原理的條件下實(shí)現(xiàn)大氣回波信號(hào)的距離分辨探測(cè)，克服了傳統(tǒng)脈沖式大氣激光雷達(dá)技術(shù)面臨的應(yīng)用瓶頸問(wèn)題，極大地提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，縮短了系統(tǒng)的探測(cè)盲區(qū)，并大幅降低了系統(tǒng)的成本及維護(hù)需求。
梅亮副教授入職大連理工大學(xué)后，獲得首批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年項(xiàng)目立項(xiàng)資助。四年來(lái)，在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助下，帶領(lǐng)課題組開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研究，建立了沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)相關(guān)的理論、方法體系，發(fā)表高水平SCI期刊論文10余篇。
課題組開(kāi)展了沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)了掃描式沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)和系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)方圓5 km內(nèi)大氣污染源排放的實(shí)時(shí)掃描探測(cè)。此研究成果在天津、武漢、青島、鄭州、西安等十余個(gè)省市環(huán)保部門(mén)應(yīng)用和試用，受到合作企業(yè)和環(huán)保部門(mén)的高度評(píng)價(jià)，并實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化(首批轉(zhuǎn)化項(xiàng)目合同額超100萬(wàn)元)。
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