一种重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法

技术特征：
1.一种重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，包括：s1：设置辐亮度测量装置；s2：利用所述辐亮度测量装置依次测量标准板反射辐亮度、标准板-玻璃复合反射辐亮度、纯水散射辐亮度和待测重金属溶液散射辐亮度；s3：根据标准板反射辐亮度、标准板-玻璃复合反射辐亮度、纯水散射辐亮度和待测重金属溶液散射辐亮度计算待测重金属溶液单位浓度方向散射系数。2.根据权利要求1所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述辐亮度测量装置包括光源、标准板、玻璃缸和光谱仪探头；所述光源设置于玻璃缸上方，以入射角度θ向标准板或玻璃缸发射入射光；所述玻璃缸设置于标准板上表面，用于盛装待测样品；所述标准板用于直接反射入射光或透过玻璃缸的入射光；所述光谱仪探头竖直设置于玻璃缸上方，用于测量标准板反射的入射光的辐亮度或入射光经待测样品散射的散射光的辐亮度。3.根据权利要求2所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述步骤s2的具体方法为：s2.1：光源以入射角度θ向标准板发射入射光，光谱仪探头测量标准板反射的入射光的辐亮度，记为标准板反射辐亮度l0；s2.2：在标准板上表面放置玻璃缸，光谱仪探头测量标准板反射的透过玻璃缸的入射光的辐亮度，记为标准板-玻璃复合反射辐亮度l
b
；s2.3：在玻璃缸中加入高度为h的纯水，光谱仪探头测量入射光经纯水散射的散射光的辐亮度，记为纯水散射辐亮度l
w
；s2.4：在纯水中加入重量为m的待测重金属化合物试剂，搅拌均匀后静置形成待测重金属溶液，光谱仪探头测量入射光经待测重金属溶液散射的散射光的辐亮度，记为待测重金属溶液散射辐亮度l
u
。4.根据权利要求3所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述步骤s3的具体方法为：s3.1：根据标准板反射辐亮度和标准板-玻璃复合反射辐亮度，计算标准板-玻璃复合反射率；s3.2：根据标准板反射辐亮度和纯水散射辐亮度，计算纯水离水反射率；s3.3：根据纯水离水反射率和标准板-玻璃复合反射率构建纯水的辐射传输方程，计算水分子的单位浓度方向散射系数；s3.4：根据标准板反射辐亮度和待测重金属溶液散射辐亮度，计算待测重金属溶液离水反射率；s3.5：根据待测重金属溶液离水反射率、水分子的单位浓度方向散射系数和标准板-玻璃复合反射率构建待测重金属溶液的辐射传输方程，计算待测重金属溶液单位浓度方向散射系数。5.根据权利要求4所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述步骤s3.1中，计算标准板-玻璃复合反射率的具体方法为：
式中，r
b
表示标准板-玻璃复合反射率，r0表示标准板反射率，e0表示入射光辐照度。6.根据权利要求4所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述步骤s3.2中，计算纯水离水反射率的具体方法为：在于，所述步骤s3.2中，计算纯水离水反射率的具体方法为：在于，所述步骤s3.2中，计算纯水离水反射率的具体方法为：式中，r
w
表示纯水离水反射率。7.根据权利要求5或6所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述步骤s3.3中，计算水分子的单位浓度方向散射系数的具体方法为：构建纯水的辐射传输方程：反解纯水的辐射传输方程，获得水分子的单位浓度方向散射系数：式中，ω
w
(θ)表示水分子的单位浓度方向散射系数，θ表示散射角；k
w
表示纯水的消光系数，h表示纯水的高度，r
w
表示纯水离水反射率，r
b
表示标准板-玻璃复合反射率；μ表示观测系数，μ＝secθ
z
secθ
v
，θ
z
表示入射光线经纯水折射的天顶角，θ
v
表示光谱仪测量方向的天顶角。8.根据权利要求7所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述步骤s3.4中，计算待测重金属溶液离水反射率的具体方法为：步骤s3.4中，计算待测重金属溶液离水反射率的具体方法为：步骤s3.4中，计算待测重金属溶液离水反射率的具体方法为：式中，r
u
表示待测重金属溶液离水反射率。9.根据权利要求8所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征
在于，所述步骤s3.5中，计算待测重金属溶液单位浓度方向散射系数的具体方法为：构建待测重金属溶液的辐射传输方程：反解待测重金属溶液的辐射传输方程，获得待测重金属溶液单位浓度方向散射系数：将r
b
,r
w
,ω
w
(θ),r
u
代入上式，获得：式中，ω
u
(θ)表示待测重金属溶液单位浓度方向散射系数，k
u
表示待测重金属溶液单位浓度的消光系数，d
u
表示待测重金属溶液的浓度。10.根据权利要求3所述的重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，其特征在于，所述待测重金属化合物试剂包括五水硫酸铜、铁氰化钾、硫酸铁、氯化铁、氢氧化铁、氧化镉、硫化镉、氯化镉、硫化铅、氧化铅、铬酸铅、硫酸铅、硝酸铅中的任意一种。

技术总结
本发明公开了一种重金属溶液单位浓度方向散射系数的室内测量方法，涉及水环境遥感的技术领域，包括设置辐亮度测量装置；利用所述辐亮度测量装置依次测量标准板反射辐亮度、标准板-玻璃复合反射辐亮度、纯水散射辐亮度和待测重金属溶液散射辐亮度；根据标准板反射辐亮度、标准板-玻璃复合反射辐亮度、纯水散射辐亮度和待测重金属溶液散射辐亮度计算待测重金属溶液单位浓度方向散射系数。本发明无需依赖特定的野外自然水体，同时考虑了标准板和玻璃复合结构的底部反射光影响，普适性强，在室内环境实现对重金属溶液的单位浓度方向散射系数的精确测量。系数的精确测量。系数的精确测量。


技术研发人员：梁业恒 邓孺孺 李嘉怡 汤玉明 王婧 郭昱 陈锦琳 佟天仁
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2022/12/9