Pontosan mérik a széles lézerspektrum egyes színeiben elnyelt fény mennyiségét, miközben a speciálisan felkészített sugarak egy útvonalat követnek, átfésülve a levegőt.

Az amerikai Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) kutatói továbbfejlesztették azt a lézerfrekvencia-fésűt, amellyel egyidejűleg tudják mérni a levegőben lévő három üvegházhatású gáz – a dinitrogén-oxid, a szén-dioxid és a vízgőz -, valamint a főbb légszennyező anyagok – az ózon és a szén-monoxid – koncentrációját a légkörben.

A rendszer egy korábbi, metánt mérő változatával kombinálva a NIST kettős fésűs technológiája most már mind a négy elsődleges üvegházhatású gázt képes érzékelni, ami segíthet az éghajlatváltozásban szerepet játszó hőcsapdázó gázok kibocsátásának megértésében és nyomon követésében. A legújabb fésűs rendszer a városi levegő minőségének értékelésében is segíthet.

Ezek a NIST műszerek a gázok jeleit úgy azonosítják, hogy pontosan mérik a széles lézerspektrum egyes színeiben elnyelt fény mennyiségét, miközben a speciálisan felkészített sugarak egy útvonalat követnek, átfésülve a levegőt. A jelenlegi alkalmazások közé tartozik az olaj- és gázipari létesítmények szivárgásainak kimutatása, valamint az állattartásból származó kibocsátások mérése. A fésűs rendszerek nagyobb számú gázfajta mérésére képesek, mint a hagyományos érzékelők, amelyek meghatározott helyeken vesznek mintát a levegőből. A fésűk emellett nagyobb pontosságot és nagyobb hatótávolságot nyújtanak, mint a hasonló, más fényforrásokat használó technikák.

A NIST legújabb, új tanulmányban ismertetett fejlesztés a közeli infravörös tartományból a közép-infravörös tartományba tolja át az elemzett fény spektrumát, ami több és különböző gázok azonosítását teszi lehetővé. A régebbi, közeli infravörös fésűs rendszerek a szén-dioxidot és a metánt azonosítják, de a dinitrogén-oxidot, az ózont vagy a szén-monoxidot nem.

A kutatók 600 méter és 2 kilométer hosszúságú körpályákon mutatták be az új rendszert. A két frekvenciafésű fényét optikai szálban egyesítették, és a coloradói Boulderben található NIST épületének tetején elhelyezett teleszkópból továbbították. Az egyik sugarat egy másik épület erkélyén található reflektorhoz, a másodikat pedig egy dombon lévő reflektorhoz küldték. A fésűs fény visszaverődött a reflektorról, és visszatért az eredeti helyszínre, ahol elemezték a levegőben lévő gázok azonosítására. A frekvenciafésű egy nagyon pontos “vonalzó” a fény pontos színének mérésére. Minden egyes fésű foga más-más színt jelöl.

A rendszer elég pontos ahhoz, hogy az összes mért gáz légköri szintjének változásait megragadja, és a szén-monoxid és a dinitrogén-oxid esetében megegyezett a hagyományos pontérzékelővel kapott eredményekkel. A több gáz egyidejű érzékelésének nagy előnye, hogy korrelációkat lehet mérni közöttük. Például a szén-dioxid és a dinitrogén-oxid mért aránya megegyezett a közlekedésből származó kibocsátásokról szóló más tanulmányokkal. Ezenkívül a többlet szén-monoxid és szén-dioxid aránya megegyezett a hasonló városi tanulmányokkal, de csak körülbelül egyharmada volt az USA Nemzeti Kibocsátási Leltár (NEI) által előre jelzett szinteknek. Ezek a szintek azt mutatják, hogy az üzemanyag milyen hatékonyan ég el az olyan kibocsátó forrásokban, mint az autók.

Forrás: Computerworld