“Agricomb”是测量来自牛爆发的气体的完美工具

2021-05-05 21:43:55

光学频率梳理基本上是高科技"统治者"用于测量不同颜色的光;他们'重新有助于制作更好的原子钟和狩猎外产的东西。现在,国家标准与技术研究所(NIST)的科学家与堪萨斯州立大学(KSU)的研究人员合作,介绍了" agricomb,"一种光学频率梳,可测量来自牛突发的Gassy排放 - 在农业环境中首次使用频率梳子的使用。根据期刊科学推进的最新文件,该工具有一天有一天可以帮助提高农业收益率并使清洁场的设计设计。

根据作者,所谓的和#34;消化过程"牲畜占美国最大的甲烷和氨排放来源。 (前者是一个主要的温室气体,而氨是大气污染物。)每年单人牛肉约220磅甲烷。

那个''为什么在某些季度呼叫的一个原因,以巨大地减少牛肉的消耗。然而,一些科学家们 - 在加利福尼亚大学的一些科学家们 - 德国·米多勒·戴维斯指出,由于更好的繁殖,遗传,以及更多的繁殖,遗传,以及更好的繁殖,遗传和营养,其中包括其他进展。

能够使甲烷和氨排放的极其精确测量可以有助于更好地改善问题。但是,根据NIST / KSU作者,这可能是一项挑战,因为管理实践可以从农场到农场的农场广泛变化。放牧系统中的牛分布不均匀,可以限制传统光学传感器的有用性。氨浓度特别难以与常规传感器精确测量。那个新光学频率" agricomb"能帮忙。

使用激光器产生光学频率梳子,其发射连续,紧密间隔,简短的许多不同颜色的呈光线。随着时间的推移,该光的属性被转换为频率编号,以创建看起来像梳子的东西。每个"牙齿"在梳子中是一种不同的颜色(频率)光,这取决于光波振荡的快。更快的振荡产生较大的频率数,因此蓝色光波将比红色波浪振荡,例如,带有黄色和绿色波在其间的某个地方落下。牙齿用作测量不同颜色的发射光的尺子。

NIST科学家在过去二十年中,在过去二十年中已经开创了光学频率梳子的几个进展 - 包括定制和#34;星座和#34; 2018年介绍,精确地测量星光的频率。 Astrocomb是在持续寻找外延狩猎的关键工具,因为寻找行星轨道遥远的星星的方式是寻找微小的周期性变化或摇摆在星光的表观颜色随时间。

但是当涉及所谓的&#34的星星时,这些都是挑战的测量;金发姑娘区,"如果条件既热也不太热,生命也不太冷。 NIST' STRODOMBOM有约5,000"牙齿"用作特定的颜色校准点。因此,它可以校准和跟踪M矮星' S光谱指纹 - 这种类型的颜色 ​​- 在我们的星系中占70%的恒星 - 并检测这些差异中的任何变化。

新农业是双梳系统;两种梳子中的牙齿的不同间隔进一步提高了测量的精度。它根据来自梳子的光在指定的露天区域来回发出的情况下,基于大气吸收的红外光的精确阴影和量的靶向轨气。

研究人员在拖车内设置了他们的便携式系统,该拖车旁边的钢笔持有约300奶牛的饲料。奶牛消耗了一系列干草和玉米青贮饲料。使用Agricomb,NIST科学家将每百万百万级浓度的甲烷和氨跨越100米(约109码)挤压和从牛曲队的挤压队伍中的挤压件和牛。打嗝,从地面上的粪便。

最后,NIST / KSU团队将这些测量结果与来自商业传感器的测量结果进行了比较,以便在沿着进料的边缘处的多个点上对空气进行样本。 NIST Agricomb' S的甲烷测量与商业传感器的测量相当。在向下羽毛中捕获排放时,农业差异也更好 - 因此更好地确定气体源 - 以及能够同时测量许多不同的气体。

"对于未来我们的计划是与ksu一起使用牧场测量,牛吃本地草,"该联合作者和NIST物理学家Brian Walkburn表示。 "不同的饲料,加上消耗甲烷的草地土壤中的微生物活性,可能意味着牧场的大气甲烷产量少于饲料。牛在牧场上花了大约75%的生命,因此这种测量将更多代表净甲烷生产。这也是更难的测量,因为它将在更大的区域上发生,大约500米,500米,动物较少,大约40头。"