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為什么Q-Lab老化試驗箱需要特定的輻照度校準儀

發表時間:2023-01-03  |  點擊率:86

介紹

QUV Q-S UN 加 速老 化測 試儀 需要 使用特 殊的 校準 輻照度計。 CR 10 U C10 用 于熒 光燈 UV 燈 , CR 20 U C20 用 于 氙燈。 這 些標準校準儀可以溯源到 NIST 確 保傳 遞給測 試樣 品的 輻照 度等于 用戶 測試 方法 中要求的輻 照度 。在 本 Q-Tip 中, 我們 將介紹 光譜 失配 的概 念, 以解 釋為什 么我 們的 燈具 必須 用我 們的輻射 測量 設備 進行 專 門的 校準 。我 們還 將 研究 為什 么 在 340 nm 控 制點 的 校準 需要 使用 特定 于 濾 波器的輻射計進行,而在 420 nm 的校準則不 需要。

UV 光 譜 失 配與校正

Q-Lab 設備內置和校準輻照度傳感器使用光電二極管工作,這是一種將吸收的光子轉換為電流 的半導體。這些光電二極管的靈敏度根據波長的不同而不同。

QUV 燈使 UC10 校準 的輻射計 進行校 (對于 Q-Tip 其余部 分,我 們將只 參考 UC 設備, 除非 CR 備的 工作 方式 不同 )。 它們 有一 個黑 色的玻 璃濾 光片 ,允UV 通過 ,但 不可見 ,除 了光 譜中 紅色區域 700 米的波 段。我 們的熒UV 在這個 特定的 紅色波 段不產 生能量 ,所以 傳感器 不需 要任何額 外的過 濾來確 保到達 光電二 極管的 unique 量是在 UV 域。 雖然安 裝在 QUV 中 的 UC10 感器 看到 " 能量 都在大 400 納米 以下 ,但 它的 電信號 輸出 不能 提供 關于能 量來 自哪 個波 長的 信息。換 句話說 ,它無 法區分 ,例如 ,來自 350 納米光 子的能 量和來 300 納米 光子的 能量, 盡管 事實上, 350 納 米的輻 照度 比 300 納米的 等效輻 照度產 生了更 高的光 電二極 管的電 能輸出 。這就 是為什 么專門 用 QUV 校準儀校準 UC10 至 關重要 的原因 。光二 極管所 看到的 輻照度 的光譜 曲線必 須考慮 到精 確的測量 。在 UC10 校 準過程 中,分 光輻射 計測量 UVA-34 0 燈的 輻照度 ,具有 精確測 量單 nm 波長輻 照度的 能力。 此時, 我們知道"340 nm 的 輻照度 ,所以 我們告訴"UC10, 同時測 量了燈, 以解讀來自的電信號


傳感器等同于分光輻射計測量。在數學上,UVA-340 燈的光譜曲線和 UC10 傳感器的靈敏度曲線 (它本身是光電二極管靈敏度曲線和濾光玻璃透過率的函數)已經集成在一起。這就產生了一個從傳 感器電流輸出到 340 nm 處實際輻照度的轉換因子。

此轉換因子僅適用于 UVA-340 燈。如果您測量任何其他 UV 光源,如陽光或 UVB-313 燈,您將應用一 個不正確的轉換因子。有人認為,在 UC1 屏幕上選擇 UVA-340UVB-313 (類似地,按 CR10 上的 A B 按鈕),只是告訴輻射計分別測量 340nm310 nm。這種說法只對了一部分。 UVB 的選擇還考 慮了 UVB-313 FS-40 光譜曲線,因此與 UVA-340 有total不同的轉換因子。如果你正在測量 UVA- 340 燈,但選擇了 UVB-313 燈,你得到的 310 nm 值要比正確的測量值高得多,因為傳感器信號和 310 nm 輻照度之間的轉換因子假設 UVB 燈的光譜曲線非常不同。這 就是所謂的光譜失配誤差。例如,如 果 您 錯誤選擇UC1 上的 UVB-313, 但 您 的 測 試 人員 使用 的 是 UVA-340 燈,設備將讀取 0.97 W/m2/nm,而正確的值實際上0.12 W/m2/nm 時的 310 nm0.89 W/m2/nm 340 nm 處。

氙燈在 Q-SUN 老化箱中怎么樣?

上述討論也適用于 Q-SUN,但使用單一轉換因子時的光譜失配誤差比使用 QUV 時小。UC20/340 中的 340 nm 傳感器使用了窄帶濾波器,旨在最大限度地減少 340 nm 以外的輻照度。這種濾波器 的阻擋特性已經切斷了 320 nm360 nm 附近的波長,因此包含這種濾波器大大降低了潛在的光 譜錯配誤差,但并不能total消除它。

如果氙弧燈的光譜功率分布(SPD)在 你測量的區域是一條水平 線,就不會有光譜失配誤 差,因為對于給 定的傳感器 來說,轉 換因子總 是相同的 。此外, 如果帶通 濾波器在 被測量的 波長周圍 足夠精確 ,就不 會有光譜錯配誤差,因為傳感器的電輸出只能來自感興趣波長的光。如果只有 340 nm 的輻射能(± 0.5 nm)到達傳感器,則信號與 340 nm 輻照度之間的轉換因子將是恒定的,而與光源的 SPD 無關。

然而,在 氙弧測 試儀中 ,約 340 nm SPD 有一 個相對 陡峭的 斜率 (1,左 )。帶 通濾波 器并不 能精 確地 消除 波長 以外 的輻度, 這在不同 的光 學濾片測 量輻度時 造成光譜 失配 誤差 。 大多 數 光 學 濾 光 片 會 在 340 nm 左 右 產 生 傾 斜 的 光 譜 曲 線 , 其 差 異 足 以 導 致 給 定 轉 換 因 子 的 誤 差 。

UC20/ 340 使 用校準 因子編 程到智 能傳感 器,以 糾正這 些光譜 不匹配 。 CR20/340 統包括 不同的 型號, 每種光學濾光片類型都有特定的轉換 因子。




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