[发明专利]一种透明材料冲击温度的不确定度分析与计算方法

说明书

本发明涉及一种透明材料冲击温度的不确定度分析与计算方法。该方法根据激光加载透明材料冲击温度实验的特点，按照《中华人民共和国国家军用标准》GJB3756A‑2015的规定，全面考虑了各种物理因素或实验环境因素对冲击温度计算精度的影响。该方法以单通道光辐射诊断透明材料冲击温度的实验为例，对实验中所涉及的物理量的不确定度进行了全面分析与计算，并根据这套不确定度分析计算方法给出了透明材料冲击温度的不确定度计算结果实例。该方法所得的不确定分析计算结果与国外同类实验给出的不确定度结果一致，能够有效给出合理的激光加载下透明材料雨贡钮冲击温度的不确定度结果。

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种透明材料冲击温度的不确定度分析与计算方法。该方法适用于单通道光辐射诊断透明材料冲击温度实验，对实验中所涉及的物理量的不确定度进行了全面分析与计算。

背景技术

高温高压下材料状态方程的研究对天体物理与地球物理、惯性约束聚变(ICF)、高温高压等离子体物理、高能量密度物理及材料在极端条件下特性的研究有着重要意义。而冲击温度的测量是构成完全物态方程、高压熔化等高压物性研究的基本途径。目前的状态方程实验研究主要集中于冲击波速度等力学量的测量与其不确定分析，对于温度等热力学参量的精确测量与分析还非常困难。然而当材料被冲击压缩时，材料温度急剧升高，从而导致材料的熵增，以发生分裂、离化或相变等变化，这些变化在热学性质上的改变较之在力学性质上的改变要显著得多。因此材料冲击温度的精确测量将为材料状态方程与物性研究提供非常重要的信息，是构建及校验材料完全物态方程的重要数据。

对于瞬态发生的冲击温度测量实验，目前广泛采用光辐射法进行测量。该方法通过测量冲击波阵面处高密度压缩层的辐射光谱，利用普朗克黑体辐射公式计算压缩层的温度。对于透明材料，测量时冲击压缩层的辐射可以通过未受冲击的材料透射出来而被探测到，通常采用时间分辨与空间分辨的光学高温计(streaked optical pyrometry——SOP)测量，该方法实验数据的精度研究影响了该数据的实际应用。为了提高冲击测温实验精度，必须要对影响实验精度的所有误差来源做全面可靠的分析，给出准确的实验误差值，并进一步找到提高冲击测温实验测量精度的方法。因此，有必要明确精度概念，并采用合适的计算方法对冲击温度不确定度进行分析与计算。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种透明材料冲击温度的不确定度分析与计算方法，该方法适用于单通道光辐射诊断透明材料冲击温度实验，对实验中所涉及的物理量的不确定度进行了全面分析与计算。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种透明材料冲击温度的不确定度分析与计算方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，光路的建立：该光路包括待测靶、二分之一波片、第一成像系统、第一透镜、探针光、任意反射面速度干涉仪、SOP系统、分光分束镜、第二透镜、第二成像系统、单通道滤光片和条纹相机，高功率驱动激光加载待测靶，其自发辐射发光经二分之一波片后，再经第一成像系统成放大的实像，该实像由第一透镜、第二透镜组合传递，并经第二成像系统成像于条纹相机的狭缝处，所述条纹相机的狭缝前放置有单通道滤光片用以透过可见光中某单个波长光，任意反射面速度干涉仪利用探针光测得待测靶在高功率驱动激光加载下的冲击波阵面速度及反射率信息后，由任意反射面速度干涉仪系统中的条纹相机记录，所述分光分束镜用以反射探针光到任意反射面速度干涉仪系统中，同时令自发辐射进入到SOP系统；

步骤2，根据普朗克公式得到待测靶的冲击温度根据不确定度的评定标准，得到待测靶的冲击温度T的不确定度δT的计算公式由于δT的计算公式复杂，现分别计算该公式中根号下的分量，

将上述计算公式中根号下的分量代入δT的计算公式，得到待测靶的冲击温度T的不确定度为：