目前我國(guó)的霧霾天氣可謂是成為時(shí)下最熱門的話題之一，如何有效治理霧霾天氣，是時(shí)下科學(xué)家以及政府部門紛紛考慮的重大問題。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我國(guó)大學(xué)生發(fā)明了一款便攜式霧霾空間分布激光探測(cè)儀， 用激光遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)霧霾。

     “現(xiàn)在大家都很關(guān)注霧霾天氣，手機(jī)上也可以隨時(shí)查詢城市的PM2.5數(shù)值。我最早看見手機(jī)上顯示PM2.5數(shù)值的時(shí)候就在思考，城市這么大，不可能每個(gè)區(qū)域的PM2.5數(shù)值都是一樣的，這個(gè)數(shù)據(jù)肯定是變化的。就想著用專業(yè)知識(shí)發(fā)明一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣污染物的儀器，經(jīng)過近兩年努力，終于發(fā)明成功了，儀器還獲得了陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽一等獎(jiǎng)。”近日，拿到獲獎(jiǎng)證書的西安理工大研究生代晨昱和同學(xué)們高興地說。

    打破傳統(tǒng) 將激光遙感技術(shù)應(yīng)用到霧霾監(jiān)測(cè)領(lǐng)域

    代晨昱和同學(xué)發(fā)明的便攜式霧霾空間分布激光探測(cè)儀，打破了傳統(tǒng)環(huán)保部門測(cè)量大氣污染物的方法，將激光遙感技術(shù)應(yīng)用到了霧霾監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。小代表示，目前相關(guān)部門監(jiān)測(cè)大氣污染物主要采用的是直接稱重、多點(diǎn)監(jiān)測(cè)、人工取樣等方法，上述方法都僅是單點(diǎn)測(cè)量。例如直接稱重法，是抽取等量空氣將污染物停留在過濾膜上，直接稱其重量，計(jì)算單位體積中的污染物濃度。而多點(diǎn)監(jiān)測(cè)需要架設(shè)許多儀器，不僅耗時(shí)耗力，還不具有實(shí)時(shí)性。因?yàn)榇髿馐橇鲃?dòng)的，往往當(dāng)工作人員把儀器上的數(shù)據(jù)整理出來時(shí)，污染源的位置、霧霾污染的空間分布等已經(jīng)發(fā)生了變化。

    實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污染物傳播途徑

    這款便攜式霧霾空間分布激光探測(cè)儀，相較于單點(diǎn)測(cè)量，擴(kuò)大了探測(cè)范圍，還可對(duì)污染源的位置、污染程度、污染物的擴(kuò)散方式及傳播途徑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，繼而對(duì)霧霾污染的出現(xiàn)提前預(yù)警，使有關(guān)部門前移工作關(guān)口，采取應(yīng)對(duì)措施緩解污染問題。

    探測(cè)儀整體系統(tǒng)主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、光學(xué)接收系統(tǒng)、光電探測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及三維掃描控制系統(tǒng)五部分組成。小代說：“這套系統(tǒng)主要運(yùn)用了光散射和光測(cè)距兩大原理。由激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出脈沖激光進(jìn)入大氣，激光與大氣中的霧霾顆粒發(fā)生散射后，由光學(xué)接收系統(tǒng)接收后向散射回波信號(hào)，再由光電探測(cè)系統(tǒng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最后由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)利用模擬探測(cè)方式完成數(shù)據(jù)采集與處理。”

    6臺(tái)儀器便可覆蓋探測(cè)整個(gè)市區(qū)

    這種儀器彌補(bǔ)了現(xiàn)有霧霾探測(cè)儀無法進(jìn)行大面積探測(cè)的缺陷，大大拓展了探測(cè)距離。這款儀器的夜間探測(cè)距離為10-20 km，白天探測(cè)距離為5-8km。“咱們西安市城區(qū)面積約為860余平方公里，假如以8km為探測(cè)半徑，我們實(shí)驗(yàn)表明，4-6臺(tái)探測(cè)儀就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)西安市區(qū)的覆蓋探測(cè)，非常方便有效。”代晨昱說。

    小代介紹說，他們?cè)O(shè)計(jì)的這款儀器可以與現(xiàn)有的顆粒物監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備配合工作，不僅可以彌補(bǔ)現(xiàn)有儀器的缺陷，配合工作后測(cè)試出來的結(jié)果精度更高。他們也期待可以和有關(guān)單位部門、企業(yè)合作，為治污減霾貢獻(xiàn)出自己的一份力量。

    這款便攜式霧霾空間分布激光探測(cè)儀的相對(duì)于同類產(chǎn)品有著重要的優(yōu)勢(shì)，不僅探測(cè)范圍更大，還能進(jìn)行多點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)精度高，讓人及時(shí)了解大氣的變化，在一定程度上對(duì)研究人員了解霧霾天氣的變化提供了技術(shù)幫助，使得霧霾治理的基本工作效率得到提高。