Поиск :
Личный кабинет :
Электронный каталог: Проект автономного микрокатера с лазерным устройством для оценки загрязнения микропластиком акват...
Проект автономного микрокатера с лазерным устройством для оценки загрязнения микропластиком акват...
Статья
Автор:
Приборы и методы измерений: Проект автономного микрокатера с лазерным устройством для оценки загрязнения микропластиком акват...
The Project of an Autonomous Microboat with a Laser Device for Estimation of Water Area Pollution by Microplastic
б.г.
ISBN отсутствует
Автор:
Приборы и методы измерений: Проект автономного микрокатера с лазерным устройством для оценки загрязнения микропластиком акват...
The Project of an Autonomous Microboat with a Laser Device for Estimation of Water Area Pollution by Microplastic
б.г.
ISBN отсутствует
На полку
Статья
Проект автономного микрокатера с лазерным устройством для оценки загрязнения микропластиком акватории водоёмов = The Project of an Autonomous Microboat with a Laser Device for Estimation of Water Area Pollution by Microplastic / В. А. Алексеев [и др.]. – DOI 10.21122/2220-9506-2023-14-2-106-114 // Приборы и методы измерений. – 2023. – Т. 14, № 2. – С. 106-114. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/133669. – На рус. яз.
Загрязнение акваторий водоёмов частицами микропластика размером менее 5 мм является серьезной экологической проблемой. Обычно исследования загрязнений водоёмов проводят методом взятия проб воды с дальнейшей их оценкой в лаборатории. Поэтому актуальной является задача исследования акваторий водоёмов на наличие пластика в режиме реального времени с выявлением пятен обширных загрязнений. В статье рассматривается проект создания автономного беспилотного исследовательского аппарата, работающего в акватории водоёма, с передачей данных исследований в центр обработки информации. Аппарат производит лазерное зондирование водной среды для обнаружения микрочастиц полиэтилена и построения карт пятен загрязнений в исследуемой акватории водоёма. Для реализации предлагаемого проекта решаются следующие задачи: – обнаружение микрочастиц пластика в исследуемом объёме водной среды, где размеры частиц на несколько порядков меньше исследуемого объёма; – идентификация микрочастиц при наличии в исследуемом объёме водной среды частиц других видов веществ; – оценка количества частиц в условном объёме водной среды. Предлагается новый подход, заключающийся в создании автономного микрокатера, который исследует акваторию водоёма по маршруту, задаваемому из центра управления, находящегося на берегу. Исследование предполагает обнаружение микрочастиц в определённом объёме жидкости, протекающей через исследовательскую трубу, установленную в днище катера. Внутри трубы расположена труба Шаубергера, в центральной части которой концентрируются частицы, что позволяет проводить поиск частиц при зондировании лазерным излучением с длиной волны около 3,5 мкм, на которой пиковое поглощение излучения полиэтиленом многократно превышает поглощение излучения водой. Для обеспечения энергоэффективности микрокатера предложено использовать схему сложения импульсов лазерного излучения с использованием оптоволоконной линии оптической задержки. Это позволяет почти на порядок уменьшить энергопотребление лазера. Предлагаемый проект катера позволит проводить исследования крупных водоёмов с определением пятен загрязнений микрочастицами пластика. В статье приведены примеры используемого оптоволокна, фотоприёмника и лазерного излучателя для решаемой задачи.
Water area pollution by microplastic particles smaller than 5 mm is a serious environmental problem. Usually, studies of water pollution are carried out by taking water samples with their further analysis in the laboratory. Therefore, study of the water areas for the presence of plastic with the identification of extensive pollution sites in real time is actual. The project of an autonomous unmanned research vehicle operating in water area and transferring the research data to the information processing center is discussed in the article. The device produces laser probing of the aquatic environment to detect polyethylene microparticles and to build maps of pollution sites in the studied water area. To implement the proposed project, the following tasks are solved: – detection of plastic microparticles in the studied volume of the water environment where particle sizes are several orders of magnitude smaller than the studied water volume; – identification of microparticles in presence of particles of other types of substances in the investigated water environment volume; – estimation of the number particles’ in the studied water environment volume. A new approach which consists in creating an autonomous microboat that explores the water area along a route set from a control center located on the shore is proposed. The study involves the detection of microparticles in a certain volume of liquid flowing through a research tube installed in the bottom of the boat. There is a Schauberger tube in the central part of which particles are concentrated inside the tube. It makes possible to search for particles by laser probing with a wavelength about 3.5 μm, on which the peak absorption of light by polyethylene many times exceeds the water absorption. To ensure the energy efficiency of the microboat it is proposed to use a scheme for laser pulses combining using a fiber-optic delay line. This makes it possible to reduce the power consumption of the laser by almost an order of magnitude. The proposed project of the boat will make it possible to conduct studies of large water areas with the detection of plastic microparticles’ pollution sites. Examples of the used optical fiber, photodetector and laser source for the problem being solved are derived in the article.
502.17:621.373.826
общий = БД Техника
общий = ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД
общий = ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ
общий = ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
общий = ЛАЗЕРНАЯ ЛОКАЦИЯ
общий = МИКРОЧАСТИЦЫ (физ.)
Проект автономного микрокатера с лазерным устройством для оценки загрязнения микропластиком акватории водоёмов = The Project of an Autonomous Microboat with a Laser Device for Estimation of Water Area Pollution by Microplastic / В. А. Алексеев [и др.]. – DOI 10.21122/2220-9506-2023-14-2-106-114 // Приборы и методы измерений. – 2023. – Т. 14, № 2. – С. 106-114. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/133669. – На рус. яз.
Загрязнение акваторий водоёмов частицами микропластика размером менее 5 мм является серьезной экологической проблемой. Обычно исследования загрязнений водоёмов проводят методом взятия проб воды с дальнейшей их оценкой в лаборатории. Поэтому актуальной является задача исследования акваторий водоёмов на наличие пластика в режиме реального времени с выявлением пятен обширных загрязнений. В статье рассматривается проект создания автономного беспилотного исследовательского аппарата, работающего в акватории водоёма, с передачей данных исследований в центр обработки информации. Аппарат производит лазерное зондирование водной среды для обнаружения микрочастиц полиэтилена и построения карт пятен загрязнений в исследуемой акватории водоёма. Для реализации предлагаемого проекта решаются следующие задачи: – обнаружение микрочастиц пластика в исследуемом объёме водной среды, где размеры частиц на несколько порядков меньше исследуемого объёма; – идентификация микрочастиц при наличии в исследуемом объёме водной среды частиц других видов веществ; – оценка количества частиц в условном объёме водной среды. Предлагается новый подход, заключающийся в создании автономного микрокатера, который исследует акваторию водоёма по маршруту, задаваемому из центра управления, находящегося на берегу. Исследование предполагает обнаружение микрочастиц в определённом объёме жидкости, протекающей через исследовательскую трубу, установленную в днище катера. Внутри трубы расположена труба Шаубергера, в центральной части которой концентрируются частицы, что позволяет проводить поиск частиц при зондировании лазерным излучением с длиной волны около 3,5 мкм, на которой пиковое поглощение излучения полиэтиленом многократно превышает поглощение излучения водой. Для обеспечения энергоэффективности микрокатера предложено использовать схему сложения импульсов лазерного излучения с использованием оптоволоконной линии оптической задержки. Это позволяет почти на порядок уменьшить энергопотребление лазера. Предлагаемый проект катера позволит проводить исследования крупных водоёмов с определением пятен загрязнений микрочастицами пластика. В статье приведены примеры используемого оптоволокна, фотоприёмника и лазерного излучателя для решаемой задачи.
Water area pollution by microplastic particles smaller than 5 mm is a serious environmental problem. Usually, studies of water pollution are carried out by taking water samples with their further analysis in the laboratory. Therefore, study of the water areas for the presence of plastic with the identification of extensive pollution sites in real time is actual. The project of an autonomous unmanned research vehicle operating in water area and transferring the research data to the information processing center is discussed in the article. The device produces laser probing of the aquatic environment to detect polyethylene microparticles and to build maps of pollution sites in the studied water area. To implement the proposed project, the following tasks are solved: – detection of plastic microparticles in the studied volume of the water environment where particle sizes are several orders of magnitude smaller than the studied water volume; – identification of microparticles in presence of particles of other types of substances in the investigated water environment volume; – estimation of the number particles’ in the studied water environment volume. A new approach which consists in creating an autonomous microboat that explores the water area along a route set from a control center located on the shore is proposed. The study involves the detection of microparticles in a certain volume of liquid flowing through a research tube installed in the bottom of the boat. There is a Schauberger tube in the central part of which particles are concentrated inside the tube. It makes possible to search for particles by laser probing with a wavelength about 3.5 μm, on which the peak absorption of light by polyethylene many times exceeds the water absorption. To ensure the energy efficiency of the microboat it is proposed to use a scheme for laser pulses combining using a fiber-optic delay line. This makes it possible to reduce the power consumption of the laser by almost an order of magnitude. The proposed project of the boat will make it possible to conduct studies of large water areas with the detection of plastic microparticles’ pollution sites. Examples of the used optical fiber, photodetector and laser source for the problem being solved are derived in the article.
502.17:621.373.826
общий = БД Техника
общий = ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД
общий = ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ
общий = ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
общий = ЛАЗЕРНАЯ ЛОКАЦИЯ
общий = МИКРОЧАСТИЦЫ (физ.)
