Проблема идентификации и определения концентраций загрязняющих веществ с помощью фурье-спектрорадиометра - page 3

Комбинируя выражения
(1)
и
(2),
получим соотношения
B
=
P
+
τ
ЗВ
(
B
0
P
)
,
или
τ
ЗВ
=
B
P
B
0
P
.
(3)
Можно получить соотношение
,
аналогичное выражению
(3),
но для
условий
,
когда температура облака загрязняющих веществ
(
T
1
)
и усред
-
ненная температура по трассе
(
T
2
)
не совпадают
.
Проделав несложные
алгебраические выкладки
,
получим в итоге
τ
ЗВ
=
B
P
2
+
τ
тр
(
P
2
P
1
)
B
0
P
2
+
τ
тр
(
P
2
P
1
)
,
(4)
где
P
1
=
P
1
(
ν, T
1
)
и
P
2
=
P
2
(
ν, T
2
)
функции Планка
.
Однако даже
для такой сравнительно простой модели
,
описываемой выражением
(4),
подбор параметра
τ
тр
(
ν
)
требует дополнительных итерационных алго
-
ритмов с привлечением баз данных типа
HITRAN
или
GEISHA [3, 4].
Кроме того
,
требуется
,
чтобы были известны температуры трассы и
облака загрязняющих веществ
,
что в натурных условиях не всегда воз
-
можно с необходимой точностью
.
По этим причинам в качестве основы
алгоритма решения задачи было выбрано соотношение
(3).
Для стелю
-
щихся
(
приземных
)
облаков загрязняющих веществ выражение
(3)
опи
-
сывает общую процедуру обработки спектров
,
полученных с помощью
ФСР
.
При первом сканировании полученный спектр записывается в ба
-
зу данных и рассматривается в дальнейшем как
B
0
,
при последующих
сканах регистрируются спектры
B
.
Далее в соответствии с выражением
(3)
вычисляются спектральный коэффициент пропускания облака за
-
грязнителей и
,
следовательно
,
спектральная оптическая плотность
D
:
D
(
ν
) =
ln(
τ
ЗВ
(
ν
)) =
n
X
i
=1
σ
i
(
ν
)
Nl
ЗВ
,
где
n
число веществ в облаке загрязняющих веществ
;
σ
i
сече
-
ние поглощения
i
-
го вещества при заданном волновом числе
(
ν
)
;
Nl
ЗВ
интегральная концентрация загрязняющих веществ
.
Таким образом
,
чисто теоретически задача сводится к решению стандартной обратной
задачи спектроскопии
.
Предварительная обработка спектров
.
В отличие от классиче
-
ских спектральных приборов
,
фурье
-
спектрометр не дает спектральное
распределение яркости излучения объекта наблюдения
,
а формирует
автокоррелограмму
,
которая с учетом чувствительности фотоприемни
-
ка
S
(
ν
)
,
спектральной функции пропускания оптического тракта
F
(
ν
)
28 ISSN 0236-3933.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. "
Естественные науки
". 2004.
1
1,2 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,...16
Powered by FlippingBook