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大气臭氧监测激光雷达技术要求及检测方法作业指导书

1范围

本标准规定了大气臭氧监测激光雷达的属于和定义、系统组成、基本参数、技术要求、

检测方法、标志标识、包装、运输和贮存。

本标准适用于大气臭氧监测激光雷达（以下简称臭氧雷达）。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本

适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T191-2008

包装储运图示标志`

GB2894-2008

安全标志及其使用导则

GB/T4208-2017

外壳防护等级（IP代码）

GB7247.1-2012

激光产品的安全第1部分：设备分类、要求和用户指南

GB/T10320-2011

激光设备和设施的电气安全

3术语和定义

下列术语和定义适用于本规范。

3.1

盲区BlindRegion

在离激光雷达非常近的一段距离范围内，激光器发射的激光光束不在接收视场内，接收望远镜接收不到大气颗粒物及分子的后向散射光，接收到的是杂散光这一区域称为激光雷达的盲区。

3.2

过渡区TransitionRegion

盲区以外，发射的激光光束逐步地进入接收望远镜的接收视场内，大气颗粒物及分子的后向散射光只是部分地被接收，这一区域称为激光雷达的过渡区。

3.3

大气气溶胶消光系数extinctioncoefficientofatmosphereaerosol

大气气溶胶消光系数是指发射光在大气中传播单位距离时的相对衰减率，是大气中的气溶胶对发射光的散射与吸收的贡献之和。

3.4

臭氧垂直廓线verticalozoneprofile

是描述大气中的臭氧的浓度值随着垂直高度分布的曲线。

4系统组成与原理

4.1系统组成

大气臭氧监测激光雷达包括激光发射单元，光信号接收和分光单元，光电转换和信号处

理单元，数据采控、处理、分析单元以及其他辅助设备。

4.1.1激光发射单元

激光发射单元将激光光束经过拉曼频移、准直、反射之后，按照一定的角度发射至大气

中，遇到大气中的臭氧后发生吸收和散射，主要由激光器、拉曼频移器、反射镜组成。

4.1.2光信号接收和分光单元

光信号接收和分光单元对后向散射信号进行接收、准直和偏振光信号的分离，主要由接

收望远镜、光阑、准直镜、滤光片或光栅组成。

4.1.3光电转换和信号处理单元

光电转换和信号处理单元对分离后的光信号进行光电转换、放大、滤噪处理，主要由光

电探测器、电子信号放大器、滤波器组成。

4.1.4数据采集、控制、分析单元

数据采集、控制、分析单元对电信号进行采集、数据处理和分析，并控制整个系统各模

块的协同运行，主要由数据采集模块、计算机、控制和分析软件组成。

4.1.5其它辅助设备

其它辅助设备包括安装仪器设备如下：

a)供电系统：

(AC220±10)V，(50±1)Hz，供电输出功率必须大于3kW。

b)固定平台：臭氧雷达必须在室内环境下使用，需配备走航车、方舱或固定站房其中

之一。

c)光学窗口：光学天窗尺寸必须大于臭氧雷达的接收望远镜内径尺寸，并且，光学天

窗需要倾斜1~10°安装。

d)环境控制系统：必须配置保温及制冷系统，保证仪器内部环境温度符合5.2.1的要

求。

e)消防设施：安装臭氧雷达的走航车、方舱或固定站房内必须配置消防设施。

f)通讯设施：臭氧雷达必须配置移动网络终端。

4.2方法原理

臭氧雷达是以激光为光源，利用待测光谱吸收特性测量臭氧的浓度。系统向大气中发射两个或多个波长的激光束，这些波长应处于臭氧吸收光谱的不同区域，根据两个或多个波长

的回波信号进行差分计算激光共同路径上的臭氧的浓度。

5技术要求

5.1外观要求

5.1.1臭氧雷达外观无凹痕、划伤、裂缝、变形等，表面涂层无起泡、龟裂和脱落，金属零

件无锈蚀及其它机械损伤，按钮、旋钮等应灵活、可靠，紧固件不得松动。

5.1.2臭氧雷达应配有铭牌，安装位置明显，字迹清晰，铭牌上应含有下列信息：制造厂名称和商标、产品名称和型号、电源电压、额定功率、产品出厂编号、出厂日期、激光器输出

波长、频率、能量、探测距离。

5.2工作条件

臭氧雷达在以下环境条件中应能正常工作：

a)使用环境：室内

b)环境温度：15~25℃;

c)相对湿度：≤50%RH；

d)大气压力：（80~106）kPa；

5.3功能要求

5.3.1臭氧雷达应具有数据采集、存储、网络传输功能。

5.3.2臭氧雷达应具有故障报警功能。

5.3.3臭氧雷达应具有定位功能。

5.3.4臭氧雷达应具备以原始采