Laser diagnostics of hydrogen. Part 1

Authors

  • V.E. Privalov St. Petersburg Polytechnic University
  • V.G. Shemanin Branch of Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov in Novorossiysk

Keywords:

энергетика, молекула водорода, лидар, дифференциальное поглощение и рассеяния, лазер, мониторинг, концентрация, расстояние зондирования

Abstract

The paper considers the prospects of using hydrogen as a new type of environmentally friendly fuel. This requires the creation of systems to control its emissions and leaks from storage tanks and pipelines. However, remote monitoring and measurement of concentrations of hydrogen molecules is a big problem. The potential possibilities of lidar sensing methods are considered. Computer simulation of the operating modes of modern differential absorption and scattering lidar allows us to find the best option for remote measurement of the concentration of hydrogen molecules in the atmosphere.

References

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

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 С.

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 // Оптикаатмосферы. 1992. Т. 5. N7. 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

FoucheD.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. Скрылевидр. 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

PoultneyS.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., Шеманин В.Г. Оптимизация лидара дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования молекулярного водорода в атмосфере //ЖТФ. 999. Т. 69. No. 8.С. 65–68.42.

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.

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

ЗуевВ.В., Катаев М. Ю.,МакогонМ. М., Мицель А. А. Лидарный метод дифференциального поглощения. Cовременное состояние исследований. // Оптика атмосферы и океана.1995. Т. 8. № 8.

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. Лидарное уравнение с учетом конечной ширины линии генерации лазера // Известия РАН. Серия Физическая. 2015. Т. 79. № 2. С. 170-180.

Published

2024-06-05

How to Cite

Привалов, В., & Шеманин, В. (2024). Laser diagnostics of hydrogen. Part 1. Lasers. Measurements. Information, 4(1), 16-26. Retrieved from https://lasers-measurement-information.ru/ojs/index.php/laser/article/view/82

Issue

Section

Laser physics