Cercetarea, dezvoltarea şi implementarea în micro-producţie a unor produse inovatoare de sisteme LIDAR pentru monitorizarea 3D a aerosolilor, norilor şi vaporilor de apă (abr. ESYLIDAR)
Obiectiv general
Dezvoltarea capacității tehnologice și a potențialului economic al societății S.C. EnviroScopY S.R.L. România (ESYRO) prin accesul și implementarea unor rezultate de cercetare, dezvoltare și inovare în micro-producție, respectiv comercializarea unor produse/servicii high-tech inovatoare, ca rezultat al unor activități de cercetare-dezvoltare (domeniul academic, partenariat public-privat sau proiecte de cercetare-dezvoltare–inovare proprii. In contextul interesului și cererii de monitorizare a parametrilor de mediu, ESYLIDAR este un sistem inovator de monitorizare 3D a parametrilor (apă, aerosoli, nori) din aer, bazat pe tehnologia laser și a detecției ultra-rapide, care se află la interfața progreselor tehnologice în materie de fizica și chimia atmosferei cu diverse aplicații în domenii cu implicații socio-economice cruciale: protecția mediului înconjurător, ameliorarea agriculturii (reducerea efectului calamităților naturale), previziuni meteorologice și gestionarea riscului natural.
Obiective specifice
– creșterea numărului de produse/servicii rezultate în urma unor proiecte de cercetare industrială/dezvoltare experimentală;
– modernizarea și dezvoltarea capacității de producție și infrastructurii de cercetare industrială/dezvoltare experimentală a ESYRO;
– îmbunatățirea sistemelor de monitorizare a parametrilor de mediu și evaluare-gestionare a riscului;
– creșterea calității vieții prin evaluarea mai precisă a riscurilor poluării difuze sau accidentale, a previziunilor meterologice sau de ameliorare a eficienței luptei anti-grindină sau de stimulare a precipitațiilor;
– specializare și formare profesională;
– contribuție la creșterea vizibilității și valorizarea Parcului Științific și Tehnologic TehnopolIS Iași prin acceptul firmei ESYRO în cadrul său;
– perfecționarea și specializarea personalului departamentului de cercetare-dezvoltare în cadrul unor stagii de cercetare la universități și centre tehnologice de renume sau la partenerii existenți a ESYRO;
– creșterea numărului de locuri de muncă și încercarea de stopare a fenomenului migrației forței de muncă (tinerilor) spre Europa de Vest “drain-brain” sau alte state ale lumii puternic dezvoltate prin oferirea unor condiții similare de perspectivă profesională celor existente în spațiul vest-european;
– recunoașterea pe plan național și internațional a activității și dezvoltarea unei societăți cu sediul în regiunea Nord-Est, regiune defavorizată a României.
Configuraţia ON-Axis a ESYLIDAR
1. Laser ND:YAG (UV-VIS-NIR)
2. Beam Expander/Extensor de fascicul
3. Element opto-mecanic/prisma 45°
4. Telescop Newton (40 cm )
5. Modul optomecanic de detecţie
6. Transient Recorder/Electronica de achiziţie
7. Alimentare/Power suplier Laser
8. PC : achiziţie – arhivare- analiză profile
La sfârşitul proiectului 31.07.2013 versiunea prototipului demonstrator funcţional ESYLIDAR în configuraţie de bază cu două canale permutabile ( UV 387 nm-VIS 537 nm, unul elastic 532 nm şi unul Raman sau în versiunea depolarizare 532 paralel şi 532 nm perpendicular) este prezentată în imaginea de mai sus . Configuraţia de emisie poate fi atât ON cât şi OFF axis.
În configuraţia ilustrată prototipul a fost testat şi instalat la nivelul 2 al mini-observatorului atmosferic iar operarea se poate face la verticala locului cu ajutorul unei trape în acoperiş. Sistemul însă poate fi folosit şi în inclinare şi poate astfel realiza profile atmosferice în 3D. Deasemenea configuraţia ON –axis este uşor comutabilă în OFF axis în baza unui modul optomecanic care se instalează rapid în centrul optic al telescopului în partea superioară deasupra monturii oglinzii secundare (45°). În imaginea de mai jos este ilustrată schema opto-mecanică şi IT-COM / electronica detaliată a sistemului.
Schema opto-mecanică, electronică şi IT-COM a ESYLIDAR
1. Laser tip Nd:YAG
2. Expandor de fascicul
3. Telescop tip Newtonian
4. Oglinda principală a telescopului
5. Oglinda secundară a telescopului
6. Diafragma circulară reglabilă
7. Ocular
8. Filtre interferențiale
9. Cub de depolarizare - Divizor de faccicul
10. Filtru de densitate optică
11. Tub fotomultiplicator în regim analog
12. Tub fotomultiplicator în regim numărare de fotoni
13. Computer pentru analiza datelor
14. Blocul de achiziție, conversie analog/digitală și transmisie de date la PC
15. Sistem de răcire cu apă a laserului
16. Sursă de alimentare laser
CONCLUZII şi PERSPECTIVE ESYLIDAR
Proiectul POS CEE – O233 a permis ca urmare a eforturilor de CD a echipei de implementare următoarele realizări relevante principale :
- un prototip/demonstrator funcţional de interes comercial (servicii de monitoring în curs de contractare şi partciparea la licitaţii publice internaţionale i.e. Serbia/India);
- o infrastructură de CD adecvată atât pentru dezvoltarea/micro-producției produselor LIDAR cât şi pentru observare şi monitorizare concepută pe baza unui model durabil de autonomie energetică (energie solară);
- 2 teze de doctorat (M. Cazacu si O. Tudose) şi numeroase stagii de scurtă durată;
- o cerere de brevet depusă la OSIM;
- atragerea unor specialişti români din străinătate (2 efectiv şi 1 colaborare) ;
- elaborarea de numeroase publicaţii ştiinţifice şi partcipări la conferinţe internaţionale de prim rang în domeniu LIDAR;
- formarea a cel putin 2-3 membri ca specialist în domeniu LIDAR .
de la micro lidar ... la noul esylidar
aplicații
- monitorizare 3D (nori, aerosoli, praf, polen, ceață și fum-incendii, cenușă vulcanică etc.)
- stratul limită planetar - PBL (înălțimea superioară, dinamică, structură etc.)
- caracterizarea aerosolilor (coeficienți de extincție și de retrospectare, mărime, etc)
- instrument de decizie complementar pentru: anti-grindină și lupta împotriva incendiilor și a secetei.
performanțe
- sistemul microLIDAR de 532 nm funcționează de la (<100m) până la 7,5km (noaptea) și 3-5km (ziua), 30m/2min
- ESYLIDAR basic funcționează cu două canale (A și Phc), până la 6, de la 2-300m până la 10-15 km, 7,5 m/30 min