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Tekever公司正在开发一种搭载光子传感器的无人机用来评估空气质量

2020-07-31

kever公司正在开发一种搭载光子的,时速达120公里,覆盖半径为80公里,可以同时检测数十种有毒气体。

配备中/长波传感器系统的无人机可实时采集气体,对光谱数据进行现场处理,提高了响应速度。

在发生灾难性事件(如,火山喷发、山火或化工厂爆炸)之后,需要获得危急空气质量信息来部署紧急服务、疏散和救援。像2010年冰岛艾雅法拉火山爆发等自然灾害可能会在短期内严重影响空气质量和安全,而固定监测站网络系统通常无法监测到。机载超宽带单镜头红外传感器(FLR)能够在地球上最恶劣的环境(如危险的云层或有毒的羽流)中工作,能够提供实时的空气质量数据,有助于在疏散过程中做出快速决策并部署快速应急响应工作。

Tekever公司的项目协调员André Oliveira说:“通过先进的传感器,4000米高处的无人机首次能够探测到对我们健康有害的空气分子的细微痕迹,无人机可以绘制出危险区域,并将数据实时传输到地面处理单元。”地面站上的标准通常采用激光探测与测距系统(LIDAR)或差分吸收光谱分析法(DOAS),通过窄光谱激光聚焦一种或几种特殊的气体分子,如二氧化碳和甲烷。

但是,由于FLAIR传感器的工作波段更宽,因此,可以检测到混合气体中更详细的信息,例如二碳、甲烷、硫氧化物和二氧化氮。它的工作原理是将采样空气照射到多程池中,增加超连续光谱激光曝光的总光程长度,从而检测到浓度最小的复杂有毒混合气体。

气体浓度通过读取激光中被吸收和调暗的特定频率或空气样本特征来测量。为了提升探测性能,各种气体的特定频率是相互独立的。然后,光线通过一系列光栅和透镜,照射多像素探测器的表面,这是一种能够在光子级别上区分颗粒的装置。

“首次通过将和高分辨率光谱气体传感器混合创建了一种气体传感器。大部分有害气体在2-5μm和8-12μm波段具有吸收特征,通过在该波长窗口采用红外吸收光谱仪,可以同时实时检测多种气体分子。”Oliviera补充道。

由葡萄牙Tekever公司协调的FLAIR项目预计将于2018年推出原型样机,通过光子学公私合作关系协议(Photonics Public Private Partnehip, Photonics PPP)获得Horizon 2020计划超过300万欧元的资助。

来自其他五个欧洲国家的参与机构包括:瑞典Senseair AB公司、丹麦技术大学的NKT光子公司、西班牙新红外技术公司(New Infrared Technologies SL)、荷兰天主教基金会大学(Schting Katholieke Universiteit)、瑞士材料和研究所、瑞士CSEM研究中心。

原文标题:【传感探测】快速响应无人机通过光子传感器评估空气质量

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