Remote Sensing: OPS und EM27 SUN
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- Brit Auttenberg
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1 November 15, Remote Sensing: OPS und EM27 SUN Dr. Michael Gisi, Bruker Optik GmbH
2 EM 27 Interferometer optimiert auf hohen Durchsatz Geringes Rauschen & höchste Leistung Konzentrationsverlauf des Zielstoffes 2
3 Scanning Infrared Gas Imaging System: SIGIS 2 Drehbarer Spiegel GPS Video- und IR- Kamera Abtastspiegel Teleskop Automatisierte Messungen in verschiedene Richtungen Großräumige Abtastung SO 2, Popocatepetl Abstand ~12km 3
4 November 15, HI90: Hyperspectral Imager 2D - Aufnahmen mittels beweglichem Spiegel (sequentielle Spektrenaufnahme) 2D-Detektor (paralelle Spektrenaufnahme) Bis zu 256x256 simultan aufgenommene Spektren
5 November 15, Anwendungsbeispiele Animation Animation
6 Open Path Spectrometer OPS
7 Prinzip der Open-Path Gasmessung IR-Strahlung wird - ausgesendet - reflektiert - empfangen und spektral analysiert Cube-Corner Spiegel Spektrometer inkl. Teleskop Hohe Präzision: - Große definierte Pfadlänge - Unempfindlich gegenüber natürlicher Strahlung November 15,
8 November 15, Gemessenes Spektrum Konzentrationen vieler Gase auf der Messstrecke können bestimmt werden. Derzeitige Spektrenbibliothek umfasst >400 industrierelevante Stoffe. Beispiele: Aceton CH 4 CO N 2 O Formaldehyd SO 2 C 2 H 6 Methanol CH 4 CO 2 SF 6 NO 2 H 2 O CO 2 H 2 O HF
9 November 15, Konzentrationsmessung von CO Spektralbereich mit CO-Signaturen
10 November 15, Konzentrationsmessung von CO Messung im Spektralbereich von CO-Signaturen
11 November 15, Konzentrationsmessung von CO Signatur von CO-Daten (Violett): Signatur von CO Störgase Herausforderung: Miteinbeziehung spektraler Linien von Störgasen
12 November 15, Konzentrationsmessung von CO: Miteinbeziehung von Störgasen CO 2 H 2 O N 2 O
13 November 15, Konzentrationsmessung von CO Hervorragende Anpassung an Messung Nach Einbeziehung der Störgase Hochpräzise Konzentrationsbestimmung von CO
14 Konzentration (ppm) November 15, Feldmessungen Abstand Reflektor: 224m N 2 O: (391,1 ± 0,5) ppb CO: (174,4 ± 1,8) ppb O 3 : ( 44,5 ± 0,9) ppb N 2 O CO Hohe Präzision trotz starker Störgase O 3
15 CO 2 - Konzentration (ppm) November 15, Beispiel: Langzeitmessung von CO 2 in Gebäude Start 18:30 Feierabend 7:00 Arbeitsbeginn Mittagspause 12:00-13:00 7:00
16 Open Path Spektrometer Anwendungen: Luftüberwachung (Gefahrstoffe, Leckagen ) Quantitative Gasbestimmungen in großen Gebieten November 15,
17 EM27 SUN Solare Absorptionsspektroskopie November 15,
18 15. November Atmosphärische Gasbestimmung mittels solarer Absorptionsspektroskopie O 3 N 2 O CO 2 CH 4 Strahlung wird analysiert nach dem Durchgang durch gesamte Atmosphäre Information über gesamte Atmosphäre ( total column ), nicht nur punktuell!
19 November 15, Derzeitige Forschung Änderungen in der Atmosphäre: FCKW s (Ozonchemie) Treibhausgase (CO 2, CH 4, ) Starke Nachfrage nach portablen Geräten EM27 SUN
20 EM27 SUN: Robust und Portabel 15. November
21 November 15, Größenvergleich IFS125HR in klimatisiertem Messcontainer und EM27 SUN
22 Neuentwickelter Solar-Tracker November 15,
23 Hochpräzises Tracking: CamTracker System Optische Rückkopplung mittels Kamera Kameraaufnahme der Vorderseite der Blende: Idealfall: Sonnenbild konzentrisch auf Blendenöffnung.
24 November 15, CamTracker: Funktionsweise Bestimmung des Sonnenrandes und der Position der Feldblende mittels Bildverarbeitung Bei Abweichung der Zentrenpositionen und : Bestimmung notwendiger Trackerkorrekturen Variable Helligkeit:
25 November 15, CamTracker: Beispiel Hindernis vor der Sonne: 200 m meteorologischer Messmast am KIT Animation
26 XCO 2 [ppmv] Präzision des Spektrometers Vergleichsmessung des CO 2 Tagesverlaufs: Exzellente übereinstimmung zwischen EM27 SUN EM27 Referenz und IFS125HR % 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 UTC am November 15,
27 XCO 2 [ppmv] Genauigkeit: Vergleich mit IFS125 Mannheim 1675MW EM27 Referenz % 39Km 13Km 57Km Heilbronn 950MW Karlsruhe 915MW 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 UTC am Anthropogenes CO 2 Signal EM27: Kürzere Messdauer aufgrund geringerer Auflösung Bessere Messungen von schnellen Konzentrationsänderungen November 15,
28 Beispiel: Messkampagne Gesamtemission großer Gebiete (CO 2, CH 4, ) Wind????? Städte Buschfeuer Permafrost Sümpfe November 15,
29 EM27 SUN Spektrometer Portabel Robust Präzise Systeme im Einsatz in Deutschland, USA und Australien November 15,
30 November 15, Bruker Fernerkundungssysteme EM27 OPS HI 90 SIGIS 2 EM27/SUN
31 November For research use 15, only Not for use in diagnostic procedures. Copyright 2010 Bruker Optics. All rights reserved. 31
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2 3 4 5 6 7 8 9 10 12,999,976 km 9,136,765 km 1,276,765 km 499,892 km 245,066 km 112,907 km 36,765 km 24,159 km 7899 km 2408 km 76 km 12 14 16 1 12 7 3 1 6 2 5 4 3 11 9 10 8 18 20 21 22 23 24 25 26 28
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