レーザーソルトメーターの開発

激光盐度计的研制

基本信息

批准号：
04650243
负责人：
本田親久
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

海岸線近くの立地条件下の発・変電所や送電線などの電力設備は、潮風や台風による塩害の影響を受けやすく、しばしば閃落事故の原因となっている。このため、定期的に碍子を洗浄することが碍子管理上必要とされる。本研究は、レーザー光を集光して碍子表面の塩分を蒸発・解離させ、ナトリウム原子の発光量から塩分量を推定する塩分量計測装置の開発を行うものである。これまで、レーザー照射パワーの条件、最大受光距離、検量線の採取など室内実験を行い、さらに検知感度を高めるため、レーザー蛍光法を適用した。(1)パルスYAGレーザーを碍子表面に集光し、塩分を蒸発・解離し、ナトリウムD線の発光を観測した結果、レーザーパワーは100MW/cm^2付近が最も効率よく検知でき、これより高いパワーでは試料の飛散が起こり発光信号が低下することが分かった。(2)パルスYAGレーザーを碍子表面に集光してナトリウムを原子化するとともに、レーザー光の一部で色素レーザーを発振させ、解離したナトリウム原子を励起し、その蛍光を観測するため、YAGレーザー励起狭帯域色素レーザーを製作した。(3)タイミングの遅れが存在するため、原子化源として炭酸ガスレーザーを集光して、試料(食塩+砥の粉)を強熱・蒸発し、波長をナトリウムD_1線に合わせたYAGレーザー励起色素レーザーでナトリウム原子を励起し、そのD_1線の蛍光を分光器をとおして観測したが、砥の粉のミー散乱光が強く蛍光を分離できなかった。(4)そこで、衝突ミキシングで原子から放射されるD_2線の蛍光を分光器で選択的に観測した。本法は3準位系のレーザー蛍光法であるから発光法に比べて感度が飛躍的に改善されることが分かった。

靠近海岸线的发电/变电站、输电线路和其他电力设施容易受到海风和台风的盐害，经常引起闪络事故。为此，绝缘子管理人员有必要定期对绝缘子进行清理。本研究旨在开发一种盐含量测量装置，该装置通过聚焦激光使绝缘体表面的盐蒸发并解离，并根据钠原子发出的光量来估算盐含量。目前，已对激光照射功率、最大受光距离、校准曲线采集等条件进行了实验室实验，并应用激光荧光法进一步提高检测灵敏度。 (1) 将脉冲YAG激光聚焦在绝缘体表面，蒸发解离盐，观察钠D线的发射，结果在100MW/cm^2左右时可以最有效地检测到激光功率，并且高于结果发现，在高功率下，样品发生散射，发光信号减弱。 (2)将脉冲YAG激光器聚焦在绝缘体表面使钠雾化，一部分激光振荡染料激光器以激发解离的钠原子并观察荧光，制作了激发窄带染料激光器。 (3)由于存在定时延迟，聚焦二氧化碳激光作为雾化源点燃并蒸发样品（盐+磨料粉），波长与钠D_1线匹配的YAG激光激发染料激光钠原子被钠原子激发，用分光计观察到D_1线的荧光，但磨料粉的米氏散射太强，荧光无法分离。 (4)因此，我们使用光谱仪选择性地观察了碰撞混合过程中原子发出的D_2线的荧光。由于该方法是三级激光荧光方法，因此与发光方法相比，灵敏度显着提高。