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Fernmeßverfahren

Remote sensing of mass fluxes of trace gases in the boundary layer mit FTIR-Spektrometrie und Laser Doppler

Messung von Abgasen des Heizkraftwerks München-Nord

  • 73 Accesses

Zusammenfassung

Die Kombination von Fernerkundungsverfahren wie Fourier-Transform-Infrarot (FTIR)-Spektrometrie und Lidar eröffner die Möglichkeit, Massenflüsse von Gasen zu erfassen. Das Doppler Lidar mißt dabei das dreidimensionale Windfeld und in der Nähe eines Kamins die Änderung des Windfeldes in der Umgebung der Austrittsöffnung. Die Fourier-Transformation des Interferogramms von einem Michelson-Interferometer berechnet aus der aufgezeichneten Intensität (Funktion des Spiegelweges im Interferometer) das spektrale Signal (Spektrum, Funktion der Wellenlänge der Strahlung). Daraus wird durch Analyse der Ausbreitung infraroter Strahlung von der Abgaswolke zum Teleskop des Interferometers die Konzentration der Gaskomponenten bestimmt. Beide Informationen, Geschwindigkeit und Konzentration, ergeben zusammen den Massenfluß des betrachteten Gases. Es wurden die Massenflüsse von CO2, CO, NO und HCl bestimmt, die in guter Übereinstimmung mit den Daten des Kraftwerkes sind. Eine Überwachung von außerhalb des Kraftwerkes ist mit optischen Fernerkundungsverfahren möglich.

Abstract

The combination of remote sensing methods like Doppler lidar and FTIR allows remote determination of mass fluxes of gases. Doppler lidar measures the three-dimensional wind vector in the vicinity of diffuse sources, or the velocity of air in a chimney plume if an industrial complex is monitored. FTIR is a multicomponent remote sensing method for gas concentrations. The Fourier transformation of an interferogram of a Michelson interferometer within a FTIR system converts the recorded intensity (function of optical path length) to a spectral signal (function of wavenumber). Both information, velocity and concentration, give the mass fluxes of the tracer (gas). A first test was performed at Munich-Nord power station with FTIR and cw-Doppler lidar. Fluxes of CO2, CO, NO, and HCl were determined. The results are in good agreement with the fluxes measured byin situ instruments of the power station. The method can be used to control industrial complexes from an outside observation site.

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Literatur

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Werner, C., Köpp, F., Klier, M. et al. Fernmeßverfahren. UWSF - Z Umweltchem Ökotox 8, 143 (1996). https://doi.org/10.1007/BF02939299

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Schlagwörter

  • Fernerkundung
  • Fourier-Transform-Infrarot-Spektrometrie (FTIR)
  • Laser-Doppler-Windfernmessung
  • Luftverschmutzung
  • Luftreinhaltung, integrierte Meßverfahren

Key words

  • Remote sensing
  • Fourier transform infrared spectroscopy
  • laser Doppler anemometry
  • air pollution
  • clean air activities
  • integrated measurement concepts