Lasers and Energy
Keywords:
energetics, hydrogen molecule, lidar, laser, monitoring, concentration, measurement time, probing distanceAbstract
Energy development ensures scientific and technological progress. Expanding the prospects for the use of hydrogen as a new type of environmentally friendly fuel requires the creation of systems to control its emissions and leaks from storage tanks and pipelines. However, remote control and measurement of the concentrations of hydrogen molecules is a big problem. The review considers methods and instruments for laser remote sensing of hydrogen molecules in the atmosphere. Collected, systematized and refined all previously published results. The potential possibilities of lidar sounding methods are considered. A computer simulation of the operating modes of modern lidars for laser monitoring...
References
С. Лобанов. Водород. Назад в будущее. // Наука. Политех. 2021, № 3 С. 44–45.
Вернадский В. И. Избранные сочинения. Том 4. Кн. 2 / Москва: Издательство Академии наук СССР. 1960. С. 13-14.
Ларин В. Н. Наша Земля. Происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли. М.: Агар. 2005. 248 с.
Портнов А. Вулканы – месторождения водорода. // Промышленные ведомости 2010 с. 10–12.
Григорьев С. А., Погрембский В. И., Фатеев В. Н. и др. Получение водорода электролизом воды: ….» Транспорт на альтернативной основе 2008, № 3, 3.
В. Болдырев «Водородная энергетика» Промышленные ведомости 2006, № 5.
Привалов В. Е. Патент России № 165752, БИ № 31, 2016.
Привалов В. Е. Патент России №180441, БИ № 17, 2018.
Привалов В. Е. Устройство для разложения воды. // Труды XXVIМежд. Конференции «Лазерно-информационные технологии – 2018». Новороссийск, 2018. С. 40–41.
Meyer Stanley A. US Patent № 4826581. 1989.
Meyer S. A. The Birthday of new technology. Water fuel cell, Technical brief, Hydrogen fracturing process. – Crove City, Ohio, 1995. Режим доступа: свободный (13.11.2018), https://vk.com/doc72110428_365553645?hash=cf3a3a09bfb78824b9&dl=23e8b23c85441b4472
Dubinin A. M., Fink A. V., Kagarmanov G. R. Optimization of operating parameters of endothermic generators with electric heating of retort // Metal Science and Heat Treatment. 2009. Режим доступа: свободный (13.11.2018) https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11041-009-9174-0
Ushakov V. Y. Electrical Power Engineering. Current State, Problems and Perspectives. 2018. TPU. Springer International Publishing AG. 2018. Режим доступа: свободный (13.11.2018) http://portal.tpu.ru/files/personal/ushakov/electrical_power_engineering1.pdf
Роговая М. Водород: перспективы энергетического перехода // Журнал "Коммерсантъ Наука"№23 / Коммерсантъ 24 июня 2021 г. https://zen.yandex.ru/media/kommersant/vodorod-perspektivy-energeticheskogo-perehoda-60d49ea701c59234cb830a0b
Hydrogen fracturing. Режим доступа: свободный (13.11.2018) https://www.scopus.com/home.uri?zone=header&origin=searchbasic
Hydrogen fracturing. Режим доступа: свободный (13.11.2018) https://www.scopus.com/home.uri?zone=header&origin=searchbasic
Vanags M., Kleperis J., Bajars G. Water electrolysis with inductive voltage pulses. // INTECH, 2012, Режим доступа: свободный 13.11.2018 http://cdn.intechopen.com/pdfs/40142/InTechWater_electrolysis_with_inductive_voltage_pulses.pdf
Crabtree G. W., Dresselhaus M. S., Buchanan M. V. The Hydrogen Economy. 2004. Режим доступа: свободный (13.11.2018) http://saeta.physics.hmc.edu/courses/p80/papers/hydrogen/PhysToday%20Hydrogen%20041239.pdf
Воронина Э. И., Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Зондирование молекул водорода на лабораторном лидаре КР. // Письма в Журнал технической физики. 2004. Т. 30. вып. 5. С. 14–17.
Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М. Мир. 1987. 550 с.
Зуев В. Е., Кауль Б. В., Самохвалов И. В., Кирков К. И., Цанев В. И. Лазерное зондирование индустриальных аэрозолей. Новосибирск: Наука. 1986. 186 c.
Gibson A. J., Sanford M. C. W. Daytime measurement of the atmospheric sodium layer// Nature. 1972. V. 239. No. 2. P. 509–511.
Byer R. L. Remote air pollution measurement // Optical and Quantum Electronics. 1975. V. 7. No. 1. P. 147–177.
Аршинов Ю. Ф., Бобровников С. М., Шумский В. К., Попов А. Г., Сериков И. Б. Дистанционное определение состава, скорости истечения и температуры выбросов из труб предприятий КР –лидаром // Оптика атмосферы. 1992. Т. 5. N 7. С. 726–733.
Hochenbleicher J. G., Kiefer W., Brandmuller J. A laboratory study for resonance Raman lidar system // Appl. Spectroscopy. 1976. V. 30. No. 2. P. 528–531.
Fouche D. G., Chang R. K. Relative Raman cross-section for O2, CH4 , C2H6, NO, NO2 and H2 // Appl. Phys. Lett. 1972. V. 20. No. 2. P. 256–257.
Inaba H., Kobaysi T. Laser-Raman radar // Opto - electronics. 1972.V. 4. No. 1. P. 101–123.
Merfi S. H., Lawrence J. D. Jr. ,McCormik M. P. Observation of Raman scattering by water vapour in the atmosphere // Appl. Phys. Lett. 1969. V. 15. No. 2. P. 295–297.
Murray E. R., Hake R. D. Jr., Van der Laan J. E., Hawley J. G. Atmospheric water vapour measurement with a 10 micrometer DIAL system // Appl. Phys. Lett. 1976. V. 28. No. 4. P. 542–543.
А. В. Горбунов, Е. Е. Мухин, А. В. Скрылев и др. Измерение концентрации водорода методом лазерной индуцированной флуоресценции. // Conference Paper 2017. https://www.researchgate.net/publication/315109364
She C. Y. Remote measurement of atmospheric parameters: new applications of physics with lasers // Contemporary Physics. 1990. V. 31. No. 4. P. 247–260.
Жильцов В. И., Козинцев В. И., Константинов Б. А., Никифоров В. Г. Лидары для контроля параметров атмосферы // Электронная промышленность. 1983. No. 7. С. 3–7.
Poultney S. K. Laser radar studies of upper atmosphere dust layer // Space Research. 1972. V. 12. No. 3. P. 403–421.
Справочник по лазерам. Под ред. Прохорова А. М. Т. 1. М.: Советское радио. 1978. 504 c.
Привалов В. Е., Фотиади А. Э., Шеманин В. Г. Лазеры и экологический мониторинг атмосферы. СПб.: Лань, 2013. 288 с.
Бронштейн Д. Л., Александров Н. Н. Современные средства измерения загрязнения атмосферы. Л. : Гидрометеоиздат, 1989. С. 97–98.
Измерения в промышленности : справ. В 3 кн. Кн. 2 / Под ред. П. Профоса. М. : Металлургия, 1990. 344 с.
Лазерный контроль атмосферы. Под. ред. Э. Д. Хинкли. М.:Мир, 1979. 416 с.
Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Оптимизация лидара дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования молекулярного водорода в атмосфере. // Журнал технической физики. 1999. Т. 69. Вып. 8. С. 65–68.
В. Г. Шеманин, В. Е. Привалов. Измерение концентрации молекул водорода в атмосфере: компьютерное моделирование лидарного уравнения для дифференциального поглощения и рассеяния // Измерительная техника. 2022. № 11. C. 38–43. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-11-38-43
Зуев В. В., Катаев М. Ю., Макогон М. М., Мицель А. А. Лидарный метод дифференциального поглощения. Cовременное состояние исследований. // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 8.
Воронина Э. И., Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Лидарное зондирование молекул йода при низких давлениях // Оптика и спектроскопия. 2002. Т. 93. № 4.
Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Параметры лидара дифференциального поглощения для обнаружения молекулярного йода в атмосфере // Оптический журнал. 1999. Т. 66. № 2. С. 40–42.
Sigimoto N., Sims N., Chan K., Killinger D. K. // Optics Lett. 1990. V. 15. No. 8. P. 302–304.
Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Уравнение лазерного зондирования для реального аэрозольного лидара // Фотоника. 2013. № 2(38), С. 72–78.
Privalov V. E., Shemanin V. G. The Lidar Equation Solution Depending on the Laser Radiation Line Width Studies // Оptical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2013. V. 22, No. 4. P. 244–249. DOI: 10.3103/S1060992X13040073
Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Лидарное уравнение с учетом конечной ширины линии генерации лазера // Известия РАН. Серия Физическая. 2015. Т. 79. № 2. С. 170–180.
Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Мониторинг молекул сероводорода в атмосферном пограничном слое лидаром дифференциального поглощения и рассеяния из космоса. // Оптический журнал. 2018.Т. 85. Вып. 4. С. 49–52.
Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Параметры лидаров для дистанционного зондирования газовых молекул и аэрозоля в атмосфере. С-Пб.: Балт. ГТУ “ВОЕНМЕХ”. 2001. 56 c.
V. E. Privalov, V. G. Shemanin. Lidar Measurement of the Raman Differential Cross Section by Hydrogen Molecules // Optical Memory and Neural Networks, 2023, Vol. 32, No. 1, pp. 34–38. DOI: 10.3103/S1060992X23010034
Privalov V. E., Shemanin V. G. // Proceedings of SPIE. 2002. Vol. 4900. P. 78–82.
V. E. Privalov, V. G. Shemanin. Raman lidar system for the hydrogen molecules remote sensing in atmosphere // Optics and Spectroscopy, 2022, Vol. 132, No. 3, P. 363–367. DOI: 10.21883/OS.2022.03.52168.2707-21
Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Оптимизация лидара дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования молекулярного водорода в атмосфере // ЖТФ. 999. Т. 69. No. 8.С. 65–68.
Privalov V. E., Shemanin V. G. Hydrogen and iodine molecules lidar monitoring in atmosphere // Proceedings of SPIE. 2000. V. 4064. P. 2–11.
Привалов В. Е., Смирнов В. Б., Шеманин В. Г. Расчёт параметров лазерного дистанционного зондирования молекулярного водорода. // Препринт НИИ «Российский центр лазерной физики» СПбГУ. СПб., 1998. 20 с.
Privalov V. E., Shemanin V. G. Hydrogen Sulfide Molecules Lidar Sensing in the Atmosphere // Optical Memory and Neural Networks. 2018. V. 27. No. 2, P. 120–131. DOI: 10.3103/S1060992X18020091
Privalov V. E., Shemanin V. G. Accuracy of lidar measurements of the concentration of hydrofluoride molecules in the atmospheric boundary layer // Measurement Techniques. 2020. V. 63. No. 7. P. 543–548. DOI 10.1007/s11018-020-01821-0
http://optofiber.ru/ru/spectrometers/mini-spektrometr Мини Cпектрометр с волоконным входом FSD9-FSD10 v6-2 на диапазон 180-1080 нм с высокочувствительной ФПЗС линейкой TCD1304DG(М / Х)
Глазов Г. Н. Статистические вопросы лидарного зондирования атмосферы. Новосибирск: Наука, 1987. 308 с.
Долгих Г. И., Привалов В. Е. Лазеры. Лазерные системы. Владивосток: Изд. Дальнаука, 2009. 202 с.
Донченко В. А., Кабанов М. В., Кауль Б. В., Самохвалов И. В. Атмосферная электрооптика. Томск: Изд-во НТЛ. 2010. С. 178–181
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Lasers. Measurements. Information
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Copyright information
Тексты данной электронной статьи защищены (cc) Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
Вы можете свободно:
Делиться (You are free: to Share) – копировать, распространять и передавать другим лицам данную электронную книгу при обязательном соблюдении следующих условий:
– Атрибуция (Attribution) – Вы должны атрибутировать произведения (указывать автора и источник) в порядке, предусмотренном автором или лицензиаром (но только так, чтобы никоим образом не подразумевалось, что они поддерживают вас или использование вами данного произведения).
– Некоммерческое использование (Noncommercial use) – Вы не можете использовать эти произведения в коммерческих целях.
– Без производных произведений – Вы не можете изменять, преобразовывать или брать за основу эту электронную книгу или отдельные произведения.
Licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.
You are free:
to Share — to copy, distribute and transmit the work
Under the following conditions:
Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work).
Non-commercial — You may not use this work for commercial purposes.
No Derivative Works — You may not alter, transform, or build upon this work.
Any of the above conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.
