陽光輻射(she)試驗研究(jiu)

太陽輻射(she)試驗是壹(yi)種人工模擬環(huan)境(jing)試驗,它(ta)模(mo)擬(ni)產品(pin)在地(di)面或(huo)較低(di)大(da)氣(qi)層中(zhong)使用或(huo)無遮(zhe)
蔽貯存(cun)期(qi)間暴(bao)露(lu)在日輻(fu)射(she)條(tiao)件(jian)下受(shou)到的影(ying)響。太陽輻射(she)對(dui)產品(pin)的影(ying)響主要(yao)是由加熱效(xiao)應和光
化(hua)學效(xiao)應產生(sheng)的。
加(jia)熱效(xiao)應主要(yao)是由太陽輻射(she)能中紅外光譜部(bu)分(fen)產生(sheng)的,主(zhu)要(yao)引(yin)起產品(pin)短時高(gao)溫(wen)和局(ju)部(bu)過
熱,造(zao)成(cheng)壹些(xie)對(dui)溫(wen)度(du)敏(min)感的元(yuan)器件(jian)失效(xiao),結構材(cai)料的機(ji)械(xie)破壞和(he)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的過(guo)熱損(sun)壞(huai)等。
光化(hua)學效(xiao)應主要(yao)是由太陽輻射(she)能中紫外光譜部(bu)分(fen)產生(sheng)的,紫(zi)外光譜提(ti)供的光能量足以(yi)激
發(fa)有機材(cai)料(liao)分(fen)子(zi)使其健(jian)斷(duan)裂(lie)、降解或(huo)交互(hu),從而使材料(liao)老(lao)化(hua)變(bian)質。當太陽輻射(she)與溫(wen)度(du)、濕度(du)
等(deng)氣(qi)候因(yin)素綜合(he)作用時,它(ta)的破壞更(geng)為(wei)明(ming)顯。zui易發(fa)現(xian)的損(sun)壞是(shi)變(bian)形(xing)、變(bian)色(se)、失去光澤(ze)、粉
化(hua)、開裂(lie)等表(biao)面損壞,同時,其(qi)內(nei)在的機(ji)械(xie)性(xing)能和電氣(qi)性(xing)能也會(hui)隨之降低,從而使材料(liao)的使用
價(jia)值降低,甚至(zhi)報廢。
壹(yi)般(ban)加(jia)熱效(xiao)應多采(cai)用循(xun)環方式：8小時連續(xu)照射(she)，16小時(shi)保持黑暗，此(ci)24小(xiao)時(shi)為(wei)壹(yi)個循(xun)
環。而光化(hua)學效(xiao)應多采(cai)用連續(xu)照射(she)，光化(hua)學效(xiao)應試驗用於研究(jiu)長期(qi)暴(bao)露(lu)於日照對(dui)試驗樣品(pin)的
影(ying)響。通(tong)常試驗樣品(pin)表面接收大(da)量日(ri)光(以及(ji)熱和(he)濕氣(qi)) 後(hou)才開始產生(sheng)光化(hua)學效(xiao)應。因此(ci),
該試驗是壹(yi)種加速(su)試驗,試驗溫(wen)度(du)及(ji)輻射(she)強度(du)均(jun)采(cai)用熱氣(qi)候極(ji)值條(tiao)件(jian),每(mei)循(xun)環照射(she)時間(jian)(20h
以上) 遠遠高於每(mei)天太陽照射(she)的實(shi)際(ji)時間(jian)(約12h) 。若采(cai)用熱效(xiao)應循(xun)環來(lai)考(kao)核(he)試品(pin)的光化(hua)學
效(xiao)應,可能要(yao)進行數(shu)月(yue)之久才(cai)能見效(xiao)。因此(ci),采(cai)用加速(su)的方法(fa),可(ke)以(yi)縮(suo)短再(zai)現(xian)長期(qi)暴(bao)曬(shai)累積效(xiao)
應的時(shi)間。上(shang)海荷(he)效(xiao)壹(yi)設備(bei)針對(dui)太陽輻射(she)試驗中的光化(hua)學效(xiao)應進行(xing)解讀。幫您(nin)了(le)解更(geng)多的專業知識(shi)。

1  術(shu)語(yu)
1.1 輻照度(du) E Irradiance
也(ye)稱為(wei)輻(fu)照強度(du)，所(suo)有波(bo)長(chang)入射(she)輻照的總(zong)量，以(yi)W/m 2 表示(shi)，因為(wei)輻(fu)照是按不同的波(bo)長(chang)
分(fen)布的，不(bu)同的光譜造(zao)成(cheng)的光化(hua)學效(xiao)應差(cha)異很(hen)大(da)，所(suo)以(yi)不應采(cai)用不同(tong)的光源做(zuo)比(bi)較。
也(ye)可(ke)以理(li)解為(wei)：就(jiu)是指(zhi)地(di)面上(shang)的單(dan)位(wei)面積單(dan)位(wei)時間內接收到的太陽輻射(she)。
1.2 室內(nei)光 Indoor light
采(cai)用可減(jian)少(shao)波(bo)長(chang) 320nm 以下光譜輻(fu)照度(du)的濾(lv)光器來(lai)模(mo)擬(ni)透(tou)過玻璃濾(lv)光後(hou)的日(ri)光。
1.3 室外(wai)光 Outdoor light
為(wei)了(le)模擬直(zhi)接的自(zi)然暴(bao)露(lu)，輻射(she)光源必(bi)須經過過濾(lv)，以便(bian)提(ti)供與(yu)地(di)球(qiu)上的日(ri)光相(xiang)似的光
譜能量分(fen)布。
1.4 黑標溫(wen)度(du) Black panel temperature
是(shi)指(zhi)黑標表(biao)面(mian)所(suo)測到的溫(wen)度(du)，它(ta)表(biao)示(shi)產品(pin)表面可能達到的zui高(gao)溫(wen)度(du)。
1.5 暴(bao)露(lu)輻射(she)能 H The Energy of Irradiance
試樣(yang)已經受(shou)暴(bao)露(lu)的輻(fu)射(she)能的壹(yi)種量度(du)，可(ke)以由下式算(suan)出(chu)：
H=E*dt
式(shi)中(zhong)：E—輻(fu)照度(du)，W/m 2 ；
t—暴(bao)露(lu)時間，s；
H—暴(bao)露(lu)輻射(she)能，J/m 2 ；
如果(guo)產品(pin)受(shou)輻(fu)射(she)時，輻(fu)射(she)度(du)不(bu)變(bian)，則(ze)輻射(she)能等於輻射(she)度(du)乘以輻(fu)射(she)時間(jian)。

2  暴(bao)露(lu)光源選(xuan)擇

2.1 輻射(she)光源的種類(lei)
太陽輻射(she)試驗主要(yao)有氙燈(deng)、熒(ying)光紫外(wai)燈(deng)（熒(ying)光燈(deng)）、碳(tan)弧(hu)燈(deng)三種類(lei)型的試驗設備(bei)，他(ta)們(men)
都(dou)是(shi)從光能、溫(wen)度(du)、降雨或(huo)凝(ning)露(lu)這幾(ji)種主要(yao)氣(qi)候因(yin)素進行(xing)模擬(ni)和(he)強化(hua)的試驗。
2.2 三種光源的優缺點(dian)
1） 氙(xian)燈(deng)可(ke)以(yi)很(hen)方便地(di)模擬(ni)白天光照，夜間凝(ning)露(lu)或(huo)降雨的反(fan)復交(jiao)變(bian)試驗條(tiao)件(jian)，其中氙
燈(deng)模(mo)擬(ni)太陽光譜較佳(jia)（見圖 1）；
2） 熒(ying)光燈(deng)也(ye)可(ke)以很(hen)方便地(di)模擬(ni)白天光照，夜間凝(ning)露(lu)或(huo)降雨的反(fan)復交(jiao)變(bian)試驗條(tiao)件(jian)，熒
光燈(deng)氣(qi)候老(lao)化(hua)是模(mo)擬太陽光紫外(wai)光譜較接近(jin)的設備(bei)，加速(su)老(lao)化(hua)效(xiao)果(guo)更(geng)顯著(zhu)；
3） 碳弧燈(deng)在某些(xie)情況(kuang)下，經濾(lv)光器校正紫(zi)外(wai)輻射(she)後(hou)，碳弧燈(deng)的輻(fu)射(she)光譜分(fen)布可(ke)以接
近(jin)地(di)表的自(zi)然光譜，但(dan)是(shi)碳(tan)弧(hu)燈(deng)的定(ding)位(wei)性(xing)差(cha)和壽(shou)命較短，並且(qie)存在碳弧(hu)體(ti)容(rong)
易(yi)燒(shao)毀(hui)的缺陷(xian)，即(ji)使采(cai)取(qu)碳(tan)弧(hu)體(ti)移動機(ji)構，連續(xu)點(dian)燃(ran)時(shi)間仍低於 5h，因
此(ci)此(ci)方法(fa)將(jiang)逐(zhu)漸被(bei)淘(tao)汰(tai)。
2.3 輻(fu)射(she)光源過濾(lv)
直(zhi)接從氙(xian)燈(deng)、碳(tan)弧(hu)燈(deng)和(he)紫(zi)外熒光燈(deng)發(fa)出(chu)的輻(fu)射(she)中含有大(da)量(liang)的自(zi)然陽光中所(suo)沒有的短波(bo)紫(zi)
外輻射(she)，那就(jiu)需要(yao)選(xuan)擇合適的濾(lv)光器進(jin)行濾(lv)光，有下圖可(ke)以(yi)看出(chu)氙(xian)燈(deng)的光譜zui為(wei)接近(jin)自(zi)然陽
光，故壹般(ban)選(xuan)用氙燈(deng)進(jin)行(xing)光照老化(hua)試驗。
M=空(kong)氣(qi)質量；M=1（當太陽在頭頂時(shi)）
圖 1 典(dian)型高壓氙(xian)燈(deng)輻(fu)射(she)和太陽輻射(she)比(bi)較

2.4 氙(xian)燈(deng)試驗光譜選(xuan)擇
氙燈(deng)光譜範圍(wei)包括(kuo)波(bo)長(chang)大於 270 nm 的紫(zi)外光、可見光和紅(hong)外輻射(she)。
為(wei)了(le)模擬直(zhi)接的自(zi)然暴(bao)露(lu)，氙燈(deng)輻(fu)射(she)經適當濾(lv)光後(hou)，以減少紫外(wai)短波(bo)輻(fu)射(she)，並盡(jin)可(ke)能去
掉紅外(wai)輻射(she)，其光譜能量分(fen)布與(yu)陽光中紫(zi)外、可見部(bu)分(fen)zui相(xiang)似，可(ke)模(mo)擬室(shi)外(wai)光，見表(biao) 1；也(ye)
可以(yi)進(jin)壹步濾(lv)掉短波(bo)，采(cai)用可減(jian)少(shao)波(bo)長(chang) 320nm 以下光譜輻(fu)照度(du)的濾(lv)光器來(lai)模(mo)擬(ni)透(tou)過玻璃濾(lv)光
後(hou)的日(ri)光，可模(mo)擬室內(nei)光。