[发明专利]一种基于油膜相对厚度获取油膜衰减系数的方法

权利要求书

1.一种基于油膜相对厚度获取油膜衰减系数的方法，其特征在于：

获取实测海水以及等差厚度下不同油种的光谱反射率数据，采用ASD地物光谱仪自动进行暗电流校正，在测量海水和油膜前分别测量参考白板的反射率光谱数据；

利用电磁场的连续条件推导出反射波、折射波与入射波的振幅和相位关系；

设在平静水面上发生溢油情况下，从上到下依次有空气、油膜和海水三层介质，设空气折射率是n₁；油膜折射率是n₂，油膜厚度为d；海水折射率是n₃；

根据麦克斯韦方程组计算推导平行和垂直偏振光的菲涅尔反射公式，从而获得最终的菲涅尔反射率；

当光束从空气进入油膜层时存在透射现象，则获取菲涅尔透射率；

分析油膜反射率与油膜厚度、入射光折射角、各界面反射率和透过率之间的理论关系；

设定同一油膜且厚度分别为d₁，d₂，d₃，则获取其对应的反射率分别为R₁，R₂，R₃的关系，使用换元法简化并获得油膜衰减系数。

2.根据权利要求1所示的方法，其特征在于：设两种介质的折射率分别为n_i和n_t，根据Snell折射定律得到折射角和入射角的关系：n_i sinθ_i＝n_t sinθ_t，根据麦克斯韦方程组计算推导，平行和垂直偏振光的菲涅尔反射公式:

则最终的菲涅尔反射率为：

包含空气层、油膜层和海水层，所以当光束从空气进入油膜层时存在透射现象，则菲涅尔透射率为

则菲涅尔透射率为：

3.根据权利要求1所示的方法，其特征在于：设定同一油膜且厚度分别为d₁，d₂，d₃(d₁d₂d₃)，则其对应的反射率分别为R₁，R₂，R₃则有以下关系:

由于相同油种在不同的厚度下r₁₂、t₁₂、r₂₃、t₂₁是相等的，取最后化解得到该式中仅有衰减系数a一个未知数，存在理论解，但求解繁琐，若实验时三次测量的油膜厚度差相等(s₁-s₂＝s₂-s₃)，则可使用换元法简化并获得算数解，具体方法如下：

令L₁＝cos(kΔ₁)、L₂＝cos(kΔ₂)、L₃＝cos(kΔ₃)，均为已知，且等式左边上下同除以化解得：

令s₁-s₂＝D,s₁-s₃＝2D,得

综上可知油膜衰减系数