[发明专利]一种水蒸气介质环境下辐射测温比色波长确定方法

权利要求书

1.一种水蒸气介质环境下辐射测温比色波长确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于高温谱线光谱数据库HITEMP2012,在Malkmus统计窄谱带模型中，等温与均匀路径的谱带的平均气体透过率为：

式中,X为通道上水蒸气的摩尔分数，L为水蒸气介质层的厚度，p为水蒸气压强；和分别为谱带内平均吸收系数、平均谱线密度和平均半宽；和由数据库HITEMP2012计算获得；可由以下公式获得：式中p_S为标准大气压，T_S等于296K，T为水蒸气温度；

(2)求得谱带平均吸收系数k_αΔλ：式中，Δλ为谱带的带宽，k_αλ为谱线吸收系数，水蒸气介质层的射线平均行程长度L_NB等于1.9倍L；

(3)辐射传输方程为：

对应的边界条件为：

式中,下标Δλ和b分别代表某一谱带和黑体，μ是辐射传播方向偏离被测对象平面法线方向的角度的余弦值，I_Δλ(x,μ)代表介质中某一点在某一传播方向的谱带辐射强度，I_Δλ(0,μ)和I_Δλ(L,μ)分别是被测对象和周围环境在各个传播方向的谱带辐射强度；T₁，T₂分别是被测对象和周围环境的温度，ε₁和ε₂是被测对象和周围环境的发射率，ρ₁和ρ₂是被测对象和周围环境的反射率，n是折射指数,σ是斯蒂芬-玻尔兹曼常数；求解以上方程得到介质层的光谱辐射强度分布；

(4)通过公式：计算接收到的辐射能；

(5)辐射能量衰减比例K为衰减的能量与真实能量的比值：

其中E_Δλ(T)是该谱带带宽上理论能量，由普朗克定量计算出；

(6)使用其他谱带，重复步骤(1)到步骤(5)，得到各个谱带的K值；K值相差最小的两窄带即为波长的最优选。