Quais são os diferentes projetos do sistema LIDAR?

Um sistema de detecção de luz e variação (LIDAR) é frequentemente usado em estudos atmosféricos. Alguns dos diferentes projetos do sistema de lidar são Mie e Rayleigh Lidar, Raman e LiDar de absorção diferencial, Doppler e LiDAR de fluorescência, e os sistemas usados ​​como localizadores de alcance ou altímetros simples. Os projetos variam de acordo com o sujeito em estudo, a precisão da medição necessária e as circunstâncias de sua implantação. Cada tipo de sistema é um produto para avaliar os recursos do hardware e do software disponíveis e como ele pode ser usado para atender aos objetivos de medição.

Um sistema LIDAR geralmente mede retroespalhamento a laser, que é a luz do laser refletida. Pode ser projetado especificamente para medir retroespalhamento direto a laser, retroespalhamento com deslocamento de comprimento de onda, a diferença nas taxas de absorção entre dois comprimentos de onda ou mudança de frequência na luz retroespalhada. Um sistema básico consiste em um transmissor, um receptor e um componente de análise de dados. Designs do sistema LIDAR têm either uma configuração bistática ou monostática. Em um sistema monostático, o transmissor e o receptor estão localizados juntos, enquanto em um design bistático os dois são separados.

Outra consideração do projeto é empregar um arranjo de sensor biaxial ou coaxial. Em um arranjo biaxial, o eixo do transmissor e do receptor tem uma orientação diferente. A luz retroespalhada pode ser detectada pelo receptor somente quando o sujeito está além de uma certa distância. O eixo do transmissor e do receptor é o mesmo em um arranjo coaxial.

Os sistemas LIDAR que usam lasers pulsados ​​geralmente têm uma configuração monostática, mas podem ter um arranjo de sensor biaxial ou coaxial. Os sistemas usando um laser de onda contínua geralmente têm uma configuração bistática. Se o alcance do sujeito estiver relativamente próximo, é geralmente preferido um arranjo coaxial de transmissor e receptor. Se quase alvoA capacidade não é um problema, um acordo biaxial pode ser adotado para ajudar a evitar complicações de retroespalhamento a laser próximo.

Diferentes projetos de sistema de lidar também empregam diferentes comprimentos de onda a laser e várias combinações de largura de banda para os transmissores e receptores. Outras considerações de design incluem requisitos para uso como uma pesquisa ou lidares para baixo e se o sistema estará em operação contínua ou usada apenas à noite. Alguns designs usam lasers ajustáveis. Essas opções são cuidadosamente escolhidas para buscar uma meta de medição específica.

O componente de análise de dados de um sistema Lidar faz uso de várias técnicas analíticas. Mie, Rayliegh, Raman e LiDars de fluorescência são projetados para analisar diferentes tipos de padrões de retroespalhamento a laser. Os padrões de dispersão dependem do comprimento de onda. A análise MIE descreve melhor os padrões de dispersão quando a partícula refletora é do mesmo tamanho que o comprimento de onda. A análise de Rayleigh é mais precisa para partículas muito menores que o Wcomprimento.

Os projetos de

Rayliegh e Mie examinam retroespalhamento elástico, no qual a luz refletida é do mesmo comprimento de onda que a luz transmitida. Raman Lidar analisa retroespalhamento inelástico. Isso resulta da luz que a luz é deslocada ligeiramente no comprimento de onda quando refletida por uma partícula. A quantidade de mudança pode identificar a composição e a concentração atmosférica das partículas refletidas. O FluoreCence Lidar usa uma análise semelhante para examinar a retroespalhamento de líquidos e sólidos.

Doppler LiDAR mede as mudanças na frequência da luz retroespalhada para determinar mudanças de temperatura e velocidade ou direção do vento. A absorção diferencial transmite dois comprimentos de onda da luz e mede a diferença na absorção atmosférica entre os dois comprimentos de onda. As diferenças relativas na absorção podem identificar as concentrações de aerossol.

Cada um dos diferentes projetos de sistema Lidar usa uma configuração exclusiva de hardware e software para fazer uma medição precisa de um quant de quantidades específicasem um conjunto limitado de circunstâncias. Sistemas de uso mais geral, como um detector de velocidade da polícia, retornam resultados menos precisos. Em alguns sistemas, o método analítico a ser empregado no componente de análise de dados determina o design do hardware do sistema. Em outros, o hardware disponível determina quais projetos de sistema podem ser empregados.