[發(fā)明專利]一種高溫半透明材料光學(xué)特性多參數(shù)同時(shí)辨識(shí)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110377004.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN113218872B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李可夫;朱澤宇;于薇;周建華;朱春英;丁玎;吳小芳;謝浪;齊宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北華航天工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N21/17
• 分類號(hào): G01N21/17;G01N21/31;G01N21/41;G01N21/47
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發(fā)明公開了一種高溫半透明材料光學(xué)特性多參數(shù)同時(shí)辨識(shí)方法，屬于高溫材料熱物性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決現(xiàn)有高溫情況下光譜透過率測(cè)量受雜散光、溫度均勻性等影響而具有難以預(yù)測(cè)的復(fù)雜性的問題。本發(fā)明建立基于優(yōu)化LOA算法的反演模型來計(jì)算高溫情況下半透明材料高溫光譜方向表觀發(fā)射率，該方法計(jì)算得到的表觀方向發(fā)射率與實(shí)驗(yàn)的測(cè)量值吻合較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高溫半透明材料光學(xué)特性多參數(shù)同時(shí)辨識(shí)方法，屬于高溫材料熱物性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半透明材料在很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如紅外光學(xué)探測(cè)中的窗口材料。紅外光學(xué)探測(cè)具有空間分辨率高、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、復(fù)雜背景條件下工作能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此紅外成像制導(dǎo)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。隨著飛行器飛行速度越來越快，制導(dǎo)環(huán)境變得越來越惡劣，傳統(tǒng)的制導(dǎo)技術(shù)已不能滿足要求。

受高速流場(chǎng)摩擦對(duì)光學(xué)窗口的氣動(dòng)加熱影響，光學(xué)窗口會(huì)產(chǎn)生高溫和變形，導(dǎo)致折射率、吸收系數(shù)及散射系數(shù)等光學(xué)特性參數(shù)分布不均勻，在視場(chǎng)內(nèi)引入光程差，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量；高溫窗口的熱輻射效應(yīng)形成輻射干擾，甚至淹沒目標(biāo)信號(hào)而不能接收目標(biāo)輻射，嚴(yán)重降低制導(dǎo)精度。因此，需要對(duì)半透明光學(xué)窗口介質(zhì)的折射率、吸收系數(shù)及散射系數(shù)等光譜物性同時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

基于反演技術(shù)的輻射物性參數(shù)重建具有高度非線性、不適定性和低效性等問題，目前尚沒有一種反演技術(shù)和重建模型能夠有效解決多參數(shù)重建問題，特別是對(duì)于多參數(shù)場(chǎng)的同時(shí)重建，其病態(tài)性、多值性及串?dāng)_問題至今未得到徹底解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有高溫情況下光譜透過率測(cè)量受雜散光、溫度均勻性等影響而具有難以預(yù)測(cè)的復(fù)雜性的問題，提供一種高溫半透明材料光學(xué)特性多參數(shù)同時(shí)辨識(shí)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種高溫半透明材料光學(xué)特性多參數(shù)同時(shí)辨識(shí)方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，通過實(shí)驗(yàn)方法獲得角度為θ₁,θ₂,θ₃,θ₄半透明材料光譜方向表觀發(fā)射率測(cè)量值ε_i(λ,θ),i＝1,2,3,4；

步驟2，根據(jù)輻射傳輸逆問題求解算法，假設(shè)半透明試件的光譜折射率為n′_λ、光譜吸收系數(shù)為κ′_λ和光譜漫反射率為ρ′_dλ，通過求解輻射傳輸方程計(jì)算得到該半透明材料的光譜方向表觀發(fā)射率估計(jì)值ε′_i(λ,θ)；

步驟3，將步驟1得到的半透明材料光譜方向表觀發(fā)射率測(cè)量值ε_i(λ,θ)和步驟2得到的半透明材料的光譜方向表觀發(fā)射率估計(jì)值ε′_i(λ,θ)代入如下目標(biāo)函數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算得到目標(biāo)函數(shù)值F_obj，目標(biāo)函數(shù)為：

步驟4，判斷步驟3獲得的目標(biāo)函數(shù)值F_obj是否小于設(shè)定閾值ξ，若目標(biāo)函數(shù)值F_obj小于或等于設(shè)定閾值ξ，則步驟2中所假設(shè)的半透明試件的光譜折射率n′_λ、光譜吸收系數(shù)κ′_λ和光譜漫反射率為ρ′_dλ即為該半透明試件的真實(shí)光譜折射率n_λ、光譜吸收系數(shù)κ_λ和光譜漫反射率為；