ІДЕНТИФІКАЦІЯ РЕЧОВИН У ВІДКРИТІЙ АТМОСФЕРІ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ ВИМІРЮВАНЬ ФУР’Є-СПЕКТРОРАДІОМЕТРА

Abstract

Проведено теоретичне обґрунтування вибору методу безпробовідбоного визначення речовин у відкритій атмосфері та обрано метод оперативного дистанційного безпробовідбірного газоаналізу атмосферного повітря в умовах надзвичайних ситуацій. У результаті аналітичного огляду методів безпробовідборного визначення речовин у відкритій атмосфері встановлено, що найбільш доцільним є застосування оптичних спектральних методів контролю якості атмосферного повітря складу атмосфери, які засновані на реєстрації електромагнітного випромінювання та аналізі хімічного складу об'єкта спостереження. Для визначення ефективного методу дистанційного моніторингу складено аналітичну класифікацію оптичних спектральних методів дистанційного моніторингу: лідарні методи, акустооптичні фільтри, кореляційні спектрометри, інтерференційні світлофільтри з переналаштуванням, застосування інтерферометра Фабрі-Перо або Фур’є спектрометрії. Визначено, що для вирішення задачі безпробовідбірного аналізу речовин у відкритій атмосфері найбільш доцільно застосування інфрачервоного Фур'є-спектрорадіометра середнього спектрального дозволу, що працює в пасивному режимі у вікні прозорості атмосфери 7…14 мкм і дозволяє отримувати експериментальну інформацію в режимі реального часу. Розроблено алгоритми чисельного вирішення задачі ідентифікації речовин та визначення їх концентрацій за інфрачервоними спектрами середньої роздільної здатності в області 7…14 мкм, отриманими на ІЧ Фур'є-спектрорадіометрі. Алгоритми дозволяють встановлювати речовини за одиничним спектром відкритої атмосферної траси. Замість розгляду багатовимірної системи лінійних рівнянь пропонується вирішувати одне чи кілька одномірних завдань. Перехід до одномірного завдання здійснюється методами кореляційного аналізу. Досліджено вплив шумів у вихідному спектрі на величину похибки визначення концентрацій. Встановлено, що помилка розв'язання зворотної задачі лінійно зростає зі збільшенням середньоквадратичного значення шуму у вхідному спектрі.