《Raspberry Pi 樹莓派官方消息》利用 Raspberry Pi 相機進行低成本火山活動偵測|奧斯丁國際有限公司 OURSTEAM Internationl

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2023 / 11 / 21

來自智利、澳洲、美國和英國的一組研究人員發現了一種更經濟實惠的方法，通過檢測二氧化硫（SO2）排放來捕捉火山活動。雖然二氧化硫照相機已經存在，但它們通常價格昂貴，因此研究小組利用價格更低廉的Raspberry Pi 相機創建他們的解決方案。

名火山：西西里島的埃特納火山

二氧化硫攝影如何運作？

火山活動頻繁時會釋放出更多的二氧化硫，因此監測二氧化硫的排放量是了解火山活動的一種方法，有助於預測火山何時可能爆發。二氧化硫會強烈吸收特定波長範圍內的不可見紫外線，也會強烈吸收特定波長範圍內的不可見紅外線：所有這些波長都存在於穿過大氣層的陽光中，因此，如果您擁有一台可以檢測到這些波長的相機，並將其對準火山區域上方的天空，你在圖像中看到的任何比其他天空更暗的斑塊都是二氧化硫所在的地方。它吸收了紫外線和紅外線，因此沒有太多光線能到達相機上。

圖 (A, B) 智利拉斯卡火山上的儀器安裝（照片來源：T. Wilkes）。(C、D）美國夏威夷基勞埃阿火山上安裝的儀器（照片來源：T. Pering）。

覆蓋範圍參差不齊

遺憾的是，由於二氧化硫相機通常非常昂貴，因此很少在有用的地方永久安裝它們。除了幾座較大的火山（斯特龍博利火山、埃特納火山、基拉韋厄火山）外，大多數地區覆蓋範圍很分散，這不利於災害評估或火山學研究。開發一種更便宜的二氧化硫攝影方法（一種可以永久安裝的方法）將大大降低風險，並有助於研究人員了解火山活動。

基於Raspberry Pi的解決方案如何工作？

與大多數數碼相機一樣，Raspberry Pi 相機的感光元件前也有一個所謂的拜耳濾光片，它可以過濾掉紫外線。(它還具有其他巧妙的色彩過濾功能，但這裡重要的是它能過濾掉紫外線）。火山研究人員發現，他們可以用類似指甲油去除劑的東西溶解拜耳濾光片，從而去除拜耳濾光片；這意味著他們可以拍攝出二氧化硫顯現的照片。

圖 (A) 永久性二氧化硫照相機的布局。大部分零件都是用定制的 3D 列印安裝到外殼上的。這里的外殼是 Peli 1400 Case；其他系統使用更大的外殼以獲得額外的安裝空間。(B) 儀器光學系統前視圖。

該裝置還使用了 WittyPi HAT，這是一個用於 Raspberry Pi 的即時時鐘和電源管理系統。它在適當的時候喚醒火山探測器，並允許其他組件在不運行時關閉電源，從而大大降低了功耗。配套的太陽能電池板可以在白天持續測量二氧化硫。

研究論文全文可在frontiersin.org免費閱讀。以下是研究人員名單和他們來自哪里：