Raymetrics激光雷达系统
日期:2017-04-24 11:55:01

Raymetrics成立于2002年,是一家以制造最高质量科研仪器为目标的公司。Raymetrics公司设计并制造一系列用于气象、空气质量及大气污染监测等领域的激光雷达系统,其旗下产品包括后向散射激光雷达、消偏振激光雷达和拉曼散射激光雷达等,以及与激光雷达相关的部件如特殊的望远镜、激光器等。

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Raymetrics目前已经建立了全球的销售网络,产品已经在中国、美国、欧洲、印度、东南亚、非洲和南美等国家或地区安装并运行。客户中有大批的相关领域的知名机构如Met Office(英国)、Meteo France(法国)、European Space Agency、German Aerospace Centre等。

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Raymetrics的全球客户分布(截止到2015年)



应用领域                                                          

气象学研究

n  大气边界层高度及混合层厚度

n  3维云底高及云层厚度,云层动态演化、对流元结构

n  云层中水滴/冰晶识别

n  大气输送和扩散过程

n  雾气探测

n  水汽(湿度)剖面

n  气象预测验证、卫星遥感资料地面验证

大气污染及空气质量研究

n  气溶胶垂直剖面/瞬时剖面

n  气溶胶类型(灰尘、烟尘、城市污染物、海洋气溶胶、军事污染等)

n  气溶胶微物理特性(体积、表面浓度、反射系数等)

n  空气质量/污染模式远程数据获取

n  火山灰/烟尘/灰尘分层及高度

n  大气后向散射系数、色比、偏振率、能见度、消光系数、消偏比

航空航天安全

n  机场气象监测

n  机场能见度测量

激光雷达原理

激光雷达(LIDAR, Light Detection And Ranging)向空气中发射脉冲激光,激光与空气中的气体分子、水汽、颗粒物和污染物等相互作用发生散射现象,散射回来的信号被望远镜系统接收。由于光的速度是恒定的,探测目标的距离可以通过发射和接收激光的时间差计算出来。更为先进的激光雷达同时还能够解析接收到的光的属性,通过这些属性,可以确定一些气象学的参数如光学深度和颗粒物性质(火山灰、烟尘、海洋气溶胶、灰尘等),用于气象学、大气污染、空气质量、能见度等的研究。

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Raymetrics的产品线包括固定参数的LR111-ESS-D200型扫描激光雷达(用于雾气探测、能见度监测和烟尘监测等)以及LR111-D300型垂直激光雷达(用于气象学研究,包括火山灰探测、大气边界层研究等)。同时,Raymetrics也可以根据用户的要求和预算提供差异化的系统定制服务。Raymetrics提供的差异化的系统和组件包括

n   不同的激光能量

n   不同的望远镜直径

n   不同的后向散射波长(紫外、可见光、红外)

n   交叉极化波长选项

n   氮气拉曼选项

n   水汽拉曼选项(要求大的望远镜和高能量激光)

n   垂直或3D扫描布放模式
















后向散射/拉曼散射/消偏振激光雷达系统配置和选择



激光器能量选择

n   355nm发射波长30,60或90mJ/脉冲

n   532nm发射波长55,130,200mJ/脉冲

n   1064nm发射波长100,200,300mJ/脉冲

n   其它发射波长也可根据要求生产

激光器技术参数

n   激光光源:Q-switch 浦泵Nd:YAG激光

n   能量稳定度:<3%

n   脉冲时间:5.5-9ns

n   光束发射角:<1.5mrad(光束扩束后可减小到0.4mrad)

n   激光器寿命:5千万次发射


望远镜尺寸选择

n   200mm/300mm/400mm

n   其它尺寸可根据用户要求定制
长的选择






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关于波长的相关原理:

n   共极化或者后向散射波长(355nm、532nm、1064nm)能够获取气溶胶距离的数据。不同大小的颗粒物对不同波长的激光会有不同的散射量。因此探测多个波长的光能够计算出相对颗粒物大小。

n   交叉极化能够提供颗粒物的圆度信息,因此可以区分云层中锯齿状的冰晶和圆球形的水滴,并且能从各种颗粒物中区分出火山灰(配合拉曼散射)。

n   氮气拉曼可以提供更为准确的激光雷达比,带来更为精确的测量结果。它同时也能够提供更多的颗粒物属性的信息(例如分辨火山灰、灰尘,烟尘等)。

n   水汽拉曼能够测量大气中的水汽(湿度)。水汽拉曼通常要求更高能量的激光器(355nm波长条件下60或90mJ/脉冲)和更大望远镜(300或400mm),以此来捕获比较微弱的信号。水汽拉曼目前只能在夜间应用,因为白天的日光会遮蔽信号。


布放方式选择

n   垂直激光雷达

n   3D扫描激光雷达



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软件










Raymetrics激光雷达配置全套的软件用于仪器的操作、系统诊断、数据采集、数据存储及更为高级的数据分析和可视化。软件支持实时的数据查看及远程操控,因此可以做到无需人员现场值守。软件预装在Raymetrics随每台激光雷达配置的工业级电脑上,同时也支持安装在用户提供的其它电脑。

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技术参数




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产地:希腊Raymetrics














                 




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