【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光辐射实验领域，具体是一种模拟水下光辐射传输的实验装置及方法。
技术介绍
1、蒙特卡罗法是一种基于概率统计分析的模拟仿真实验，涉及对数百万个虚拟光子的追踪及概率统计，获得水下光辐射场的分布，蒙特卡罗法以光子为试验元，模拟大量的光子在水中的传输，通过相应的概率模型和随机数发生器产生的随机数来模拟单个光子在介质中的随机行走过程，包括随机步长和随机行走方向，光子在每一个随机位置会发生散射和吸收作用，这由光子的权重来决定，这种模拟仿真实验是基于概率统计及经验假设基础上，仿真模型中的光子不能等同于物理学上定义的光子，其被定义成为一种能量可以再分割但是不能分裂出新光子的特殊物理量，并且光子能量的变化只发生在光子与物质相互作用的那一点。
2、但是，因此基于该方法获得的仿真结果并不能精确反演水下光辐射传输的真实情况，需要对仿真结果进行进一步修正，才能使仿真结果更加准确可靠。
技术实现思路
1、针对现有的问题，本专利技术提供一种模拟水下光辐射传输的实验装置及方法，该装置配合使用可以有效的解决
技术介绍
中提出的问题。
2、为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种模拟水下光辐射传输的实验装置，包括填水仓，所述填水仓的前后两端均安装有支撑杆，所述支撑杆的上端外侧开设有调位螺纹，所述调位螺纹的上方设置有导轨，所述导轨的外侧设置有探测器，所述导轨的侧表面开设有主尺，所述主尺的上下两侧均安装有限位滑块，所述导轨的上表面开设有光线穿孔，所述探测器的前
4、作为本专利技术再进一步的方案：所述导轨的两端位于所述调位螺纹的位置开设有活动穿孔，所述调位螺纹的外侧位于所述导轨的下方设置有支撑螺帽。
5、作为本专利技术再进一步的方案：所述填水仓的一侧下方设置有回水仓，所述回水仓与所述填水仓之间连接有虹吸管。
6、作为本专利技术再进一步的方案：所述竖向调节架的侧表面开设有纵向刻度尺，所述标准灯的下端安装有标准灯安装架，所述标准灯安装架的两端位于所述竖向调节架的外侧安装有磁吸滑块。
7、作为本专利技术再进一步的方案：所述游标尺与所述探测器啮合连接，所述游标尺的下端位于所述探测器的内部安装有弹簧片。
8、作为本专利技术再进一步的方案：所述探测器与所述导轨滑动连接，所述指轮与所述探测器转动连接。
9、作为本专利技术再进一步的方案：所述支撑螺帽与所述调位螺纹啮合转动连接。
10、作为本专利技术再进一步的方案：所述填水仓的内部填充有检测水。
11、作为本专利技术再进一步的方案：所述磁吸滑块与所述竖向调节架磁性吸附连接。
12、基于上述的一种模拟水下光辐射传输实验方法，包括以下的步骤：
13、步骤一：采用辐亮度探测器，精确测量标准辐亮度值；
14、选取辐亮度探测器在30个不同位置处，精确测量标准辐射亮度值，分别记为l1、l2、...、l30；
15、步骤二：采用蒙特卡罗法模拟仿真上述不同探测器位置下，相对应的模拟辐射亮度值；光辐射在水中的总传输距离为η，光辐射从标准灯到标准漫反射板之间的传输距离为h；从标准漫反射板到辐亮度探测器之间的传输距离为a；整个实验过程假设光辐射在空气中的短距离衰减可以忽略不计)；
16、首先根据双向反射分布函数定义
17、b＝l/e
18、在没有海水介质时，辐射亮度值精确可求。
19、其次因海水介质对光辐射的传输衰减，需计算出光在海水中的传输距离为η，则有η＝h+a＝h+h/cosθ＝h(1+1/cosθ)
20、其中
21、最后已知海水固有光学特性参数，及光在海水介质中的传输距离η。采用蒙特卡罗法，使用matlab软件设计仿真程序，对光辐射传输衰减进行模拟，得到辐射亮度模拟值
22、步骤三：对精确辐亮度值和仿真辐亮度值进行对比，回归分析得出修正函数；
23、步骤四：通过改变海水介质样品，重复步骤1)—3)，进一步得到普适的水下标准辐射亮度函数模型。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、1、导轨的上表面开设有光线穿孔，探测器的前表面开设有游标尺，探测器的下端安装有指轮，探测器的上表面安装有紧固螺栓，利用主尺配合游标尺的作用，游标尺控制探测器的移动，在当取探测器到标准灯之间的距离读数时，可以减少误差值，来增加实验结果的精确性。
26、2、高精度探测器对水下辐射亮度标准进行探测，给出精确测量值，采用蒙特卡罗法对已知固有光学特性的海水介质中光的辐射传输进行模拟，将模拟结果与上述实验测量结果进行对比，对模拟结果进行修正，得到相应修正函数，最终得到普适的水下标准辐射亮度函数模型，使得结果更加的准确。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种模拟水下光辐射传输的实验装置，包括填水仓(1)，其特征在于，所述填水仓(1)的前后两端均安装有支撑杆(9)，所述支撑杆(9)的上端外侧开设有调位螺纹(901)，所述调位螺纹(901)的上方设置有导轨(5)，所述导轨(5)的外侧设置有探测器(4)，所述导轨(5)的侧表面开设有主尺(502)，所述主尺(502)的上下两侧均安装有限位滑块(503)，所述导轨(5)的上表面开设有光线穿孔(501)，所述探测器(4)的前表面开设有游标尺(402)，所述探测器(4)的下端安装有指轮(401)，所述探测器(4)的上表面安装有紧固螺栓(403)，所述填水仓(1)的内部设置有标准漫反射板BRDF(10)，所述填水仓(1)的外侧设置有竖向调节架(2)，所述竖向调节架(2)的上方设置有标准灯(3)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述导轨(5)的两端位于所述调位螺纹(901)的位置开设有活动穿孔(504)，所述调位螺纹(901)的外侧位于所述导轨(5)的下方设置有支撑螺帽(902)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟水下光辐射传输
4.根据权利要求1所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述竖向调节架(2)的侧表面开设有纵向刻度尺(201)，所述标准灯(3)的下端安装有标准灯安装架(302)，所述标准灯安装架(302)的两端位于所述竖向调节架(2)的外侧安装有磁吸滑块(301)。
5.根据权利要求1所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述紧固螺栓(403)与所述探测器(4)啮合连接，所述紧固螺栓(403)的下端位于所述探测器(4)的内部安装有弹簧片。
6.根据权利要求1所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述探测器(4)与所述导轨(5)滑动连接，所述指轮(401)与所述探测器(4)转动连接。
7.根据权利要求2所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述支撑螺帽(902)与所述调位螺纹(901)啮合转动连接。
8.根据权利要求3所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述填水仓(1)的内部填充有检测水。
9.根据权利要求4所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述磁吸滑块(301)与所述竖向调节架(2)磁性吸附连接。
10.一种基于权利要求1所述的模拟水下光辐射传输实验方法，其特征在于，包括以下的步骤：步骤一：采用辐亮度探测器，精确测量标准辐亮度值；
...【技术特征摘要】
1.一种模拟水下光辐射传输的实验装置，包括填水仓(1)，其特征在于，所述填水仓(1)的前后两端均安装有支撑杆(9)，所述支撑杆(9)的上端外侧开设有调位螺纹(901)，所述调位螺纹(901)的上方设置有导轨(5)，所述导轨(5)的外侧设置有探测器(4)，所述导轨(5)的侧表面开设有主尺(502)，所述主尺(502)的上下两侧均安装有限位滑块(503)，所述导轨(5)的上表面开设有光线穿孔(501)，所述探测器(4)的前表面开设有游标尺(402)，所述探测器(4)的下端安装有指轮(401)，所述探测器(4)的上表面安装有紧固螺栓(403)，所述填水仓(1)的内部设置有标准漫反射板brdf(10)，所述填水仓(1)的外侧设置有竖向调节架(2)，所述竖向调节架(2)的上方设置有标准灯(3)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述导轨(5)的两端位于所述调位螺纹(901)的位置开设有活动穿孔(504)，所述调位螺纹(901)的外侧位于所述导轨(5)的下方设置有支撑螺帽(902)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟水下光辐射传输的实验装置，其特征在于，所述填水仓(1)的一侧下方设置有回水仓(8)，所述回水仓(8)与所述填水仓(1)之间连接有虹吸管(7)。
4.根据权利要求1所述的一种模...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥子，全向前，
申请(专利权)人：海南热带海洋学院崖州湾创新研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。