[發明專利]一種非均勻流場積分吸光度的計算方法和系統

有效

• 申請號: 202011194780.X
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112255186B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 宋俊玲;饒偉;洪延姬;辛明原;馮高平;王殿愷
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G06F30/20;G06F17/15
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 史冬梅

1.一種非均勻流場積分吸光度的計算方法，其特征在于，包括：

步驟1、獲取利用吸收光譜法測量實際的非均勻流場時，吸收譜線的第一諧波信號；

步驟2、確定利用吸收光譜法測量仿真流場的仿真系統中，吸收譜線的第二諧波信號，所述仿真流場為利用設定的初始參數建立的非均勻流場；

步驟3、計算所述第一諧波信號和所述第二諧波信號的偏差，結合所述偏差確定所述實際的非均勻流場的積分吸光度；

所述步驟3，具體為：

計算所述第一諧波信號和所述第二諧波信號的偏差，如所述偏差小于設定閾值，則利用所述第二諧波信號對應的所述仿真流場的參數確定所述非均勻流場的積分吸光度；如所述偏差大于或等于所述設定閾值，則調整所述仿真流場的參數后，重復步驟3，直至所述偏差小于設定閾值；

所述步驟3中計算所述第一諧波信號和所述第二諧波信號的偏差具體為：

利用第四公式計算所述第一諧波信號和所述第二諧波信號的偏差，所述第四公式為：

式中，D為偏差，^meaS_2f/1f為所述第一諧波信號，^calS_2f/1f為所述第二諧波信號；

所述步驟2具體為：

步驟2.1、確定所述仿真系統中，所述仿真流場在時域下的透射系數；所述透射系數為僅與所述吸收譜線的頻率相關的2階伏赫特線型函數；

步驟2.2、結合所述透射系數和所述仿真系統中時域下的入射光強，計算所述仿真流場的透射光強；

步驟2.3、解調所述透射光強，確定吸收譜線的所述第二諧波信號；

所述步驟2.1具體為：

利用第一公式確定所述仿真流場在時域下的透射系數，所述第一公式為：

式中，S為吸收譜線強度，T為仿真流場的溫度，l為仿真流場的位置，χ為仿真流場的組分濃度，P為仿真流場的壓強，為吸收譜線的n階伏赫特線型函數，其中，φ_Vi(ν)為僅與所述吸收譜線的頻率v相關的伏赫特線型函數，i為階數且i＝1和2，k_i是權重系數，總和為1，且k_i≥0；

所述步驟2.3具體為：

步驟2.3.1、利用數字鎖相放大器，解調所述透射光強，得到一次諧波S_1f和二次諧波的X分量X_2f和Y分量Y_2f；

步驟2.3.2、利用第三公式計算所述吸收譜線的所述第二諧波信號，所述第三公式為：

式中，S_2f/1f為第二諧波信號，X_2f為二次諧波的X分量，^bgX_2f為背景信號的二次諧波的X分量，Y_2f為二次諧波的Y分量，^bgY_2f為背景信號的二次諧波的Y分量，S_1f為一次諧波，^bgS_1f為背景信號的一次諧波；

所述利用所述第二諧波信號對應的所述仿真流場的參數確定所述非均勻流場的積分吸光度，具體為：

根據第五公式計算所述非均勻流場的積分吸光度，所述第五公式為：

式中，A為積分吸光度，S為吸收譜線強度，T為仿真流場的溫度，l為仿真流場的位置，χ為仿真流場的組分濃度，P為仿真流場的壓強。

2.根據權利要求1所述的非均勻流場積分吸光度的計算方法，其特征在于，所述步驟2.2具體為：

利用第二公式計算所述仿真流場的透射光強，所述第二公式為：

I_t＝I₀·τ

式中，I_t為透射光強，I₀為入射光強，τ為透射系數。