Jakie są różne projekty systemów Lidar?

W badaniach atmosferycznych często stosuje się system wykrywania światła i zakresu (LIDAR). Niektóre z różnych konstrukcji systemów Lidar to Mie i Rayleigh Lidar, Raman i różnicowa lidar absorpcji, Doppler i Fluorescence Lidar oraz systemy używane jako proste wyszukiwarki zasięgu lub altimetry. Projekty różnią się w zależności od badanego podmiotu, wymaganej precyzji pomiaru i okoliczności ich wdrożenia. Każdy typ systemu jest produktem oceny możliwości dostępnego sprzętu i oprogramowania oraz sposobu, w jaki można go wykorzystać do osiągnięcia celów pomiarowych.

System Lidar zwykle mierzy laserowy rozprasza się wsteczny, który jest odbijanym światłem laserowym. Można go zaprojektować specjalnie do pomiaru bezpośredniego rozproszenia lasera, przesunięcia długości fali, różnicy w szybkości absorpcji między dwiema długościami fali lub zmiana częstotliwości w rozproszeniu wstecznym. Podstawowy system składa się z nadajnika, odbiornika i komponentu analizy danych. Projekty systemów lidarowych mają either konfiguracja bistatyczna lub monostatyczna. W systemie monostatycznym nadajnik i odbiornik znajdują się razem, a w bistatycznym projekcie oba są osobne.

Kolejnym rozważeniem projektowym jest zastosowanie bioosiowego lub koncentrycznego układu czujnika. W układzie dwuosiowym osi nadajnika i odbiornika ma inną orientację. Odbiornik może wykryć światło rozpraszające wsteczną tylko wtedy, gdy pacjent jest poza pewną odległością. Oś nadajnika i odbiornika jest taka sama w układzie koncentrycznym.

Systemy lidarowe, które używają laserów pulsacyjnych, zwykle mają konfigurację monostatyczną, ale mogą mieć układ biosiowy lub koncentryczny czujnik. Systemy korzystające z lasera fali ciągłej zwykle mają konfigurację bistatyczną. Jeśli zakres pacjenta jest stosunkowo blisko, ogólnie preferowane jest koncentryczne układ nadajnika i odbiornika. Jeśli prawie celZdolność nie jest problemem, można zastosować układ biosiowy, aby uniknąć powikłań pobliskiego rozproszenia lasera.

Różne projekty systemów lidarowych wykorzystują również różne długości fali laserowej i różne kombinacje przepustowości dla nadajników i odbiorników. Inne względy projektowe obejmują wymagania do użytku jako podgląd lub przeglądanie, oraz to, czy system będzie działał w ciągłym działaniu, czy używany tylko w nocy. Niektóre projekty wykorzystują przestrajalne lasery. Te opcje są starannie wybrane w celu realizacji określonego celu pomiaru.

Składnik analizy danych systemu Lidar wykorzystuje różne techniki analityczne. Mie, Rayliegh, Raman i Fluorescence Lidars są zaprojektowane do analizy różnych rodzajów laserowych wzorów rozproszenia wstecznego. Wzory rozproszenia zależą od długości fali. Analiza Mie najlepiej opisuje wzorce rozproszenia, gdy cząstka odbijająca jest mniej więcej tego samego rozmiaru co długość fali. Analiza Rayleigha jest dokładniejsza w przypadku cząstek znacznie mniejszych niż Waveve długość.

Rayliegh i Mie Designs badają sprężystą rozpraszanie wsteczne, w którym światło odbite jest tej samej długości fali jak przesyłane światło. Raman Lidar analizuje nieelastyczne rozproszenie wsteczne. Wynika to z lekkiego przesunięcia światła w długości fali po odbiciu cząsteczką. Ilość przesunięcia może zidentyfikować makijaż i atmosferyczne stężenie cząstek odbijających. Fluorecencja Lidar wykorzystuje podobną analizę do zbadania rozproszenia wstecznego z cieczy i ciał stałych.

Doppler Lidar Pomiar przesunięcia częstotliwości rozproszonego wstecznego światła w celu określenia zmian temperatury i prędkości wiatru lub kierunku. Różnicowa absorpcja przenosi dwie długości fali światła i mierzy różnicę w absorpcji atmosferycznej między dwiema długościami fali. Względne różnice w absorpcji mogą tożsamować stężenie aerozolu.

Każdy z różnych projektów systemów Lidar wykorzystuje unikalną konfigurację sprzętu i oprogramowania, aby dokonać precyzyjnego pomiaru określonego ilościITY w ograniczonym zestawie okoliczności. Bardziej ogólne systemy, takie jak detektor prędkości policji, zwracają mniej precyzyjne wyniki. W niektórych systemach metoda analityczna, którą należy zastosować w komponencie analizy danych, określa projekt sprzętu systemowego. W innych dostępny sprzęt określa, jakie projekty systemowe można zastosować.