介紹

QUV 和 Q-S UN 加 速老 化測 試儀 需要 使用特 殊的 校準(zhǔn) 輻照度計(jì)。 CR 10 和 U C10 用 于熒 光燈 UV 燈 ， CR 20 和 U C20 用 于 氙燈。 這 些標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)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(shè)備 進(jìn)行 專 門的 校準(zhǔn) 。我 們還 將 研究 為什 么 在 340 nm 控 制點(diǎn) 的 校準(zhǔn) 需要 使用 特定 于 濾 波器的輻射計(jì)進(jìn)行，而在 420 nm 的校準(zhǔn)則不 需要。

UV 光 譜 失 配與校正

Q-Lab 的設(shè)備內(nèi)置和校準(zhǔn)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(zhuǎn)換為電流 的半導(dǎo)體。這些光電二極管的靈敏度根據(jù)波長的不同而不同。

QUV 燈使 用 UC10 校準(zhǔn) 的輻射計(jì) 進(jìn)行校 準(zhǔn) (對(duì)于 Q-Tip 的 其余部 分，我 們將只 參考 UC 設(shè)備， 除非 CR 設(shè) 備的 工作 方式 不同 )。 它們 有一 個(gè)黑 色的玻 璃濾 光片 ，允 許 UV 通過 ，但 不可見 ，除 了光 譜中 紅色區(qū)域 約 700 納 米的波 段。我 們的熒 光 UV 在這個(gè) 特定的 紅色波 段不產(chǎn) 生能量 ，所以 傳感器 不需 要任何額 外的過 濾來確 保到達(dá) 光電二 極管的 unique能 量是在 UV 區(qū) 域。 雖然安 裝在 QUV 中 的 UC10 傳 感器“ 看到 "的 能量 都在大 約 400 納米 以下 ，但 它的 電信號(hào) 輸出 不能 提供 關(guān)于能 量來 自哪 個(gè)波 長的 信息。換 句話說 ，它無 法區(qū)分 ，例如 ，來自 350 納米光 子的能 量和來 自 300 納米 光子的 能量， 盡管 事實(shí)上， 350 納 米的輻 照度 比 300 納米的 等效輻 照度產(chǎn) 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(zhǔn)儀校準(zhǔn) UC10 至 關(guān)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(zhǔn)過程 中，分 光輻射 計(jì)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(shí)， 我們“ 知道" 了 340 nm 的 輻照度 ，所以 我們“ 告訴" 了 UC10， 同時(shí)測 量了燈， 以解讀來自的電信號(hào)

傳感器等同于分光輻射計(jì)測量。在數(shù)學(xué)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(shù))已經(jīng)集成在一起。這就產(chǎn)生了一個(gè)從傳 感器電流輸出到 340 nm 處實(shí)際輻照度的轉(zhuǎn)換因子。

此轉(zhuǎn)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(yīng)用一 個(gè)不正確的轉(zhuǎn)換因子。有人認(rèn)為，在 UC1 屏幕上選擇 UVA-340 或 UVB-313 燈(類似地，按 CR10 上的 A 或 B 按鈕)，只是告訴輻射計(jì)分別測量 340nm 和 310 nm。這種說法只對(duì)了一部分。 UVB 的選擇還考 慮了 UVB-313 和 FS-40 光譜曲線，因此與 UVA-340 有total不同的轉(zhuǎn)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?yàn)閭鞲衅餍盘?hào)和 310 nm 輻照度之間的轉(zhuǎn)換因子假設(shè) 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(cuò)誤 地 選擇 了 UC1 上的 UVB-313， 但 您 的 測 試 人員 使用 的 是 UVA-340 燈，設(shè)備將讀取 0.97 W/m2/nm，而正確的值實(shí)際上 是 0.12 W/m2/nm 時(shí)的 310 nm 和 0.89 W/m2/nm 在 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(zhuǎn)換因子時(shí)的光譜失配誤差比使用 QUV 時(shí)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(jīng)切斷了 320 nm 和 360 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(cuò)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(qū)域是一條水平 線，就不會(huì)有光譜失配誤 差，因?yàn)閷?duì)于給 定的傳感器 來說，轉(zhuǎn) 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(huì)有光譜錯(cuò)配誤差，因?yàn)閭鞲衅鞯碾娸敵鲋荒軄碜愿信d趣波長的光。如果只有 340 nm 的輻射能(± 0.5 nm)到達(dá)傳感器，則信號(hào)與 340 nm 輻照度之間的轉(zhuǎn)換因子將是恒定的，而與光源的 SPD 無關(guān)。

然而，在 氙弧測 試儀中 ，約 340 nm 的 SPD 有一 個(gè)相對(duì) 陡峭的 斜率 (圖 1，左 )。帶 通濾波 器并不 能精 確地 消除 該 波長 以外 的輻 照 度， 這在 用 不同 的光 學(xué)濾 光 片測 量輻 照 度時(shí) 造成 了 光譜 失配 誤差 。 大多 數(shù) 光 學(xué) 濾 光 片 會(huì) 在 340 nm 左 右 產(chǎn) 生 傾 斜 的 光 譜 曲 線 ， 其 差 異 足 以 導(dǎo) 致 給 定 轉(zhuǎn) 換 因 子 的 誤 差 。

UC20/ 340 使 用校準(zhǔn) 因子編 程到智 能傳感 器，以 糾正這 些光譜 不匹配 。 CR20/340 系 統(tǒng)包括 不同的 型號(hào)， 每種光學(xué)濾光片類型都有特定的轉(zhuǎn)換 因子。