Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Backscattering from a bio-aerosol measured with a coherent laser radar.

Backscattering from a bio-aerosol measured with a coherent laser radar. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Fredrik Kullander
Ort: Linköping
Sidor: 36
Utgivningsår: 2008
Publiceringsdatum: 2008-08-28
Rapportnummer: (FOI-R--2534--SE)
Nyckelord koherent laser radar, lidar, avståndsdetektion, biologiska stridsmedel, , bioaerosol, bakåtspridningskoefficient
Keywords coherent laser radar, lidar, stand-off detection, biological warfare agent, detection, bio-aerosol, back-scattering efficiency
Sammanfattning En kontinuerlig koherent laser radar med 2 W uteffekt vid 1.5 µm har använts för att mäta tillbakaspridningen från en bioaerosol. Aerosolpartiklarna som användes genererades från Turex, som är ett orenat tekniskt preparat med sporer av Bacillus thuringensis (BT). En serie laboratoriemätningar har genomförts. Mätavståndet var 28 meter. Aerosolen genererades i en duschkabin. Inne i duschkabinen hade ett rörsystem arrangerats för att cirkulera luften med partiklarna. En artikelräknare som räknade partiklar i storleksintervallet 0,5 to 10 µm anslöts till duschkabinen. En detekterbar bakåtspridningssignal kunde uppmätas för totala partikelkoncentrationer ned till 4000 partiklar per liter (ppl). Olika mått på styrkan i bakåtspridningssignalen togs fram. Ett medelvärde för bakåtspridningseffektiviteten, med antagande om att den är oberoende av partikelstorlek, bestämdes till Qp ~ 1 med en relativt stor osäkerhet som uppskattades till en faktor 4. Resultatet motsvarar en detektionströskel på cirka 2000 ppl för partiklar med en typisk storlek på 2 µm. Det konstaterades att detektionströskeln för mätning med koherent laserradar är beroende av partiklarnas hastighetsdistribution vilket är en potentiell nackdel med tekniken. Detektionströskeln kan däremot i princip visas vara oberoende av såväl avstånd som mottagaraperturens storlek så länge partiklarna är jämt fördelade i mätvolymen. På längre avstånd kan dock fokusering med större optik än de 30 mm som användes här krävas för att begränsa mätvolymens längd till målets djup.
Abstract A continuous wave coherent laser radar with an output power of 2 W at 1.5 µm was used to measure the backscattering from a bio-aerosol. The aerosol particles used in this experiment were generated from Turex, a non-pure technical preparation of spores of Bacillus thuringensis (BT). A series of measurements in a laboratory environment were performed. The distance to the aerosol was 28 m. The aerosol was maintained in a shower cabin incorporating a tube arrangement to circulate an air stream with the particles. A particle counter was connected to the cabin and particles in the size range from 0.5 to 10 µm were counted. A detectable backscattering signal was found for a total particle concentration ranging down to 4000 particles per liter (ppl). The backscatter signal was quantified in different ways. An average value of the backscattering efficiency for the particles, assuming it to be independent of size, was estimated to be Qp ~ 1 with an uncertainty of a factor of four. The corresponding detection threshold for particles with a typical size of 2 µm is about 2000 ppl. It was realized that the detection threshold will be a function of the particle radial velocity distribution which is a potential drawback of the coherent laser radar for this application in practice. On the contrary, the detection threshold can in principle be shown to be independent of range and aperture size as long as the particles are uniformly distributed within the measuring volume. However gauging at longer ranges might require a larger optical aperture than the 30 mm diameter used in these tests in order to confine the focal length to the target cloud.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182