技术摘要：
本发明公开了一种多分散多形状生物材料的消光系数确定方法，包括：获取生物材料及其复折射率；统计生物材料中生物粒子的粒子形态以及每种粒子形态中各个粒径的生物粒子个数；计算对应粒子形态的生物粒子总数；得到对应粒子形态中各个粒径的生物粒子对应的第一权重值；  全部
背景技术：
随着可见光和红外频段成像仪器的广泛应用，对降低成像仪器工作效能的烟幕剂 的需求越来越迫切。人工制备生物烟幕剂以其成分丰富、结构可控、成本低廉、批量制备容 易等优点，使其成为潜在的新型烟幕材料。因此，生物粒子消光性能研究对生物烟幕剂的制 备具有较大意义。 目前在一些公开的数据库中可以查阅到许多生物颗粒消光特性的文献。但大多仅 仅是研究单形状单分散生物颗粒的消光特性，即假设所有构成生物粒子的原始颗粒都具有 相同半径和相同粒子形态，但事实上生物粒子是由不同半径的原始颗粒构成，且形状不同。 因此在研究生物粒子消光特性时，若只考虑单一粒径生物粒子和单一粒子形态，虽然数值 计算便于实现，但所得结果必不能全面真实的反映生物粒子的消光特性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种多分散多形状生物材料的消光系数确定方法，该方法 能够快速准确的获取多分散多形状生物材料的消光系数，使得后期制备的生物材料在至少 两个波段都同时具备较好的消光性能，避免了在某一波段的消光“漏洞”，提高了后期烟幕 剂的研制效率和消光性能。 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现： 一种多分散多形状生物材料的消光系数确定方法，所述消光系数确定方法包括如下步 骤： 步骤一、获取生物材料及其复折射率； 步骤二、统计生物材料中生物粒子的粒子形态以及每种粒子形态中各个粒径的生物粒 子个数； 步骤三、根据每种粒子形态中各个粒径的生物粒子个数，计算对应粒子形态的生物粒 子总数； 步骤四、计算每种粒子形态中各个粒径的生物粒子个数和对应粒子形态的生物粒子总 数的比值，即为对应粒子形态中各个粒径的生物粒子对应的第一权重值； 步骤五、根据每种粒子形态中各个粒径、入射光波长和复折射率，采用电磁散射方法， 得到每种粒子形态中各个粒径的生物粒子对应的消光系数； 步骤六、根据每种粒子形态中各个粒径的生物粒子对应的消光系数和第一权重值，得 到对应粒子形态的生物粒子对应的消光系数； 步骤七、根据每种粒子形态的生物粒子总数，即为生物材料的生物粒子总数；并计算每 种粒子形态的生物粒子总数和生物材料的生物粒子总数的比值，即为对应粒子形态的生物 4 CN 111595820 A 说　明　书 2/7 页 粒子对应的第二权重值； 步骤八、根据每种粒子形态的生物粒子对应的消光系数和第二权重值，计算生物材料 的消光系数。 进一步的，步骤一的具体获取过程为： 步骤11、对生物材料进行反射光谱测量，得到生物材料的反射光谱； 步骤12、根据生物材料的反射光谱，得到生物材料的反射率和反射相移； 步骤13、根据生物材料的反射率和反射相移，采用Kramers-Kronig关系，得到生物材料 的复折射率。 进一步的，步骤二中，所述粒子形态包括球形、椭球、圆柱、杆状和链状。 进一步的，步骤六中，所述对应粒子形态的生物粒子对应的消光系数为： ； 其中，Qj第j种粒子形态的消光系数；λji为第j种粒子形态内第i个粒径的生物粒子对应 的消光系数；wji为第j种粒子形态内第i个粒径的生物粒子对应的第一权重值；其中，i=1,2, 3,…,n，n为第j种粒子形态中粒径数量。 进一步的，步骤八中，所述生物材料的消光系数为： ； 其中，Q为生物材料的消光系数；Qk为第k种粒子形态的生物粒子对应的消光系数；Mj为 第j种粒子形态的生物粒子对应的第二权重值；其中，j=1,2,3,…,k，k为生物材料中的粒子 形状数。 本发明的有益效果： 本发明通过每种粒子形态中各个粒径的生物粒子个数和对应粒子形态的生物粒子总 数的比值（即第一权重值），对每种粒子形态中各个粒径的生物粒子对应的消光系数进行加 权求和，得到每种粒子形态的生物粒子对应的消光系数，实现了同一种粒子形态不同粒径 （多分散相）的生物粒子对生物材料的消光性能的影响，符合生物颗粒的不均匀性，能够真 实的反映生物粒子的消光特性，降低了现有技术中同一粒径（单分散相）的生物粒子对生物 材料的消光性能的误差；同时，本发明通过每种粒子形态的生物粒子总数和生物材料的生 物粒子总数的比值（即第二权重值），对各个粒子形态的生物粒子对应的消光系数进行加权 求和，得到生物材料的消光系数，实现了不同粒子形态（即多形状）的生物粒子对生物材料 的消光性能的影响，进一步真实地、全面地反映了生物粒子的消光特性，快速准确的获取多 分散多形状生物材料的消光系数，使得后期制备的生物材料在至少两个波段都同时具备较 好的消光性能，避免了在某一波段的消光“漏洞”；本发明能够根据烟幕剂的研制需求，在给 定消光截面和持续时间的条件下，针对性地制备生物材料，提高烟幕剂的研制效率和消光 性能。 附图说明 图1为本发明的多分散多形状生物材料的消光系数确定方法流程示意图； 5 CN 111595820 A 说　明　书 3/7 页 图2为实施例1的3~5µm波段粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm的球形生物粒子对应 的消光系数示意图； 图3为实施例1的3~5µm波段粒径分别为1.8、1.9、2.0、2.1和2.2µm的链状生物粒子对应 的消光系数示意图； 图4为实施例1的3~5µm波段粒径为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多 分散球形生物粒子和粒径分别为1.8、1.9、2.0、2.1和2.2µm（即粒径为average）的多分散链 状生物粒子对应的消光系数示意图； 图5为实施例1的3~5µm波段多分散多形状（球形和链状）混合粒子、粒径为2.0、2.1、 2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多分散球形粒子、粒径为1.8、1.9、2.0、2.1和2.2µm （即粒径为average）的多分散链状粒子、粒径为2.0µm球形粒子和粒径为1.8µm链状粒子对 应的生物材料的消光系数对比示意图； 图6为实施例1的8~14µm波段粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm的球形生物粒子对 应的消光系数示意图； 图7为实施例1的8~14µm波段粒径分别为1.8、1.9、2.0、2.1和2.2µm的链状生物粒子对 应的消光系数示意图； 图8为实施例1的8~14µm波段粒径为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多 分散球形生物粒子和粒径分别为1.8、1.9、2.0、2.1和2.2µm（即粒径为average）的多分散链 状生物粒子对应的消光系数示意图； 图9为实施例1的8~14µm波段多分散多形状（球形和链状）混合粒子、粒径为2.0、2.1、 2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多分散球形粒子、粒径为1.8、1.9、2.0、2.1和2.2µm （即粒径为average）的多分散链状粒子、粒径为2.0µm球形粒子和粒径为1.8µm链状粒子对 应的生物材料的消光系数对比示意图； 图10为实施例2的3~5µm波段粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm的椭球生物粒子对 应的消光系数示意图； 图11为实施例2的3~5µm波段粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm的圆柱生物粒子对 应的消光系数示意图； 图12为实施例2的3~5µm波段粒径为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多 分散椭球生物粒子和粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多分散圆 柱生物粒子对应的消光系数示意图； 图13为实施例2的3~5µm波段多分散多形状（椭球和圆柱）混合粒子、粒径为2.0、2.1、 2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多分散球形粒子、粒径为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm （即粒径为average）的多分散链状粒子、粒径为2.0µm椭球粒子和粒径为2.0µm圆柱粒子对 应的生物材料的消光系数对比示意图； 图14为实施例2的8~14µm波段粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm的椭球生物粒子对 应的消光系数示意图； 图15为实施例2的8~14µm波段粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm的圆柱生物粒子对 应的消光系数示意图； 图16为实施例2的8~14µm波段粒径为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的 多分散椭球生物粒子和粒径分别为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多分散 6 CN 111595820 A 说　明　书 4/7 页 圆柱生物粒子对应的消光系数示意图； 图17为实施例2的8~14µm波段多分散多形状（球形和链状）混合粒子、粒径为2.0、2.1、 2.2、2.3和2.4µm（即粒径为average）的多分散球形粒子、粒径为2.0、2.1、2.2、2.3和2.4µm （即粒径为average）的多分散链状粒子、粒径为2.0µm椭球粒子和粒径为2.0µm圆柱粒子对 应的生物材料的消光系数对比示意图。