Was sind die verschiedenen Lidar -Systemdesigns?

In atmosphärischen Studien wird häufig ein LIDAR -System (LIDAR) eingesetzt.Einige der verschiedenen Lidar -Systemdesigns sind Mie- und Rayleigh -Lidar-, Raman- und Differentialabsorptions -Lidar-, Doppler- und Fluoreszenzlidar sowie Systeme, die als einfache Bereiche oder Höhenmesser verwendet werden.Die Entwürfe variieren gemäß dem untersuchten Subjekt, der Präzision der Messung und den Umständen ihres Einsatzes.Jedes Systemtyp ist ein Produkt bei der Bewertung der Funktionen der verfügbaren Hardware und Software sowie der Art und Weise, wie sie zur Erreichung der Messziele verwendet werden können.

Ein LIDAR -System misst normalerweise die Laser -Rückstreuung, die reflektierte Laserlicht ist.Es kann speziell entwickelt werden, um den direkten Laser-Rückstreu, die Wellenlängenverschiebung, die Differenz der Absorptionsraten zwischen zwei Wellenlängen oder die Frequenzänderung des Rückstreuens zu messen.Ein Grundsystem besteht aus einem Sender, einem Empfänger und einer Datenanalysekomponente.Lidar -Systemdesigns haben entweder eine anbistatische oder eine monostatische Konfiguration.In einem monostatischen System befinden sich der Sender und der Empfänger zusammen, während die beiden in einem bistatischen Design getrennt sind.

Eine weitere Überlegung von Design besteht darin, entweder eine biaxiale oder koaxiale Sensoranordnung zu verwenden.In einer biaxialen Anordnung hat die Achse des Senders und des Empfängers eine andere Ausrichtung.Rückgestaltter Licht kann vom Empfänger nur dann erkannt werden, wenn das Subjekt über einen bestimmten Abstand liegt.Die Achse des Senders und des Empfängers ist in einer Koaxialanordnung gleich.Systeme mit einem kontinuierlichen Wellenlaser haben normalerweise eine anbistatische Konfiguration.Wenn der Bereich des Subjekts relativ nahe ist, wird im Allgemeinen eine koaxiale Anordnung von Sender und Empfänger bevorzugt.Wenn die Nahzielfunktion kein Problem darstellt, kann eine biaxiale Anordnung getroffen werden, um Komplikationen durch den nahe gelegenen Laser-Rückstreu zu vermeiden.Weitere Konstruktionsüberlegungen umfassen die Anforderungen für die Verwendung als Look-up- oder Look-Down-Lidar und ob das System in einem kontinuierlichen Betrieb oder nur nachts verwendet wird.Einige Designs verwenden einstellbare Laser.Diese Optionen werden sorgfältig ausgewählt, um ein spezifisches Messziel zu verfolgen.

Die Datenanalysekomponente eines LIDAR -Systems verwendet verschiedene analytische Techniken.Mie, Rayliegh, Raman und Fluoreszenz -Lidare sind so konzipiert, dass sie verschiedene Arten von Laser -Rückstreumustern analysieren.Streumuster hängen von der Wellenlänge ab.Die MIE -Analyse beschreibt Streumuster am besten, wenn das reflektierende Partikel ungefähr so groß ist wie die Wellenlänge.Die Rayleigh -Analyse ist für Partikel, die viel kleiner als die Wellenlänge sind, genauer.

Rayliegh und Mie -Designs untersuchen den elastischen Rückstreu, bei dem das reflektierte Licht mit der gleichen Wellenlänge wie das Licht übertrifft.Raman Lidar analysiert die unelastische Rückstreuung.Dies ergibt sich aus dem Licht, das in der Wellenlänge leicht verschoben wird, wenn sie von einem Partikel reflektiert werden.Die Verschiebungsmenge kann die Make -up- und atmosphärische Konzentration der reflektierenden Partikel identifizieren.Fluorecence Lidar verwendet eine ähnliche Analyse, um die Rückstreuung von Flüssigkeiten und Feststoffen zu untersuchen.Differentielle Absorption überträgt zwei Lichtwellenlängen und misst die Differenz der atmosphärischen Absorption zwischen den beiden Wellenlängen.Die relativen Unterschiede in der Absorption können Aerosolkonzentrationen identifizieren.

Jedes der verschiedenen Lidar -Systemdesigns verwendet eine eindeutige Konfiguration von Hardware und Software, um eine spezifische Menge einer bestimmten Menge unter einer Limit zu messenD Umstände.Allgemeinere Systeme wie ein Polizeigeschwindigkeitsdetektor erwidern weniger genaue Ergebnisse.In einigen Systemen bestimmt die analytische Methode, die in der Datenanalysekomponente verwendet wird, das System -Hardwaredesign.In anderen Fällen diktiert die verfügbare Hardware, welche Systemdesigns verwendet werden können.