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IEC 61215:2005 标准中紫外试验的解读

 

我们从光谱、辐照度、温度和湿度等方面来分析IEC 61215:2005 标准对紫外试验测试条件的要求。

光谱的定义

标准中描述为“紫外辐射光源,在组件试验平面上其辐照度均匀性为±15%,无可探测的小于280nm 波长的辐射,能产生根据10.10.3 规定的感兴趣光谱范围内需要的辐照度”。下面的图1 和图2 分别是UVA-340 灯管和UVB-313 灯管的光谱图, 从图中可以看出,UVA-340 灯管发出的光谱完全符合标准中 部分,而UVB-313 灯管发出的光谱只有少量谱线的波长小于280nm,几乎符合标准中部分。

辐照度设定

标准中部分的描述为“使用校准的辐射仪测量组件试验平面上的辐照度,确保波长在280nm 到385nm 的辐照度不超过250W/m2 ( 约等于5 倍自然光水平),且在整个测量平面上的辐照度均匀性到达±15%”,同时10.10.3 节c) 部分的描述为“使组件经受波长在280nm 到385nm 范围的紫外辐射为15kWh/m2,其中波长为280nm 到320nm 的紫外辐射为5kWh/m2,在试验过程中维持组件的温度在前面规定的范围”。以下我们分别对UVA-340 灯管和UVB-313 灯管的辐照度进行设定,并计算在设定辐照度下,运行多长时间可以达到标准中10.10.3 节c) 部分对辐照能的要求。

单独使用UVA 灯管

当在340nm 设定辐照度0.68 W/m2 时, 相当于在280-385nm 波段的辐照度为35.2W/m2( 小于250W/m2, 符合标准部分的要求),而在280-320nm 波段的辐照度为3.1 W/m2。我们假设UVA 灯管运行X 小时,组件经受波长在280nm 到385nm 范围的紫外辐射为15kWh/m2, 而灯管运行Y小时,波长为280nm 到320nm 的紫外辐射为5kWh/m2。具体计算如下:

35.2 W/m2 x “X” hours = 15000 Wh/m2 X = 426 小时
3.1 W/m2 x “Y” hours = 5000 Wh/m2 Y= 1613 小时

由以上计算可知,当在340nm 设定辐照度0.68 W/m2 时,因为波长从280nm 到320nm 上的辐照度较小,所以需要1613小时,紫外辐射才能达到5kWh/m2。也就是说,使用UVA 灯管时,运行1613小时才达到标准中10.10.3节c)部分对辐照能的要求,比较费时。

单独使用UVB 灯管

当在310nm 设定辐照度0.68 W/m2 时, 相当于在280-385nm 波段的辐照度为31.3W/m2( 小于250W/m2, 符合标准部分的要求),而在280-320nm 波段的辐照度为18.8 W/m2。我们假设UVB 灯管运行X 小时,组件经受波长在280nm 到385nm 范围的紫外辐射为15kWh/m2, 而灯管运行Y小时,波长为280nm 到320nm 的紫外辐射为5kWh/m2。具体计算如下:

31.3 W/m2 x “X” hours = 15000 Wh/m2 X = 479 小时
18.8 W/m2 x “Y” hours = 5000 Wh/m2 Y = 266 小时

由以上计算可知,当在310nm 设定辐照度0.68 W/m2 时,http://www.hjunkel.cn/New-475.html 只需266 小时组件经受波长在280nm 到320nm 的紫外辐射为5kWh/m2。而在280nm 到385nm 波段,需要479 小时,组件经受的紫外辐射为15kWh/m2。也就是说,使用UVB 灯管时,运行479 小时可以达到标准中10.10.3 节c) 部分对辐照能的要求,比UVA 灯管快很多。

共同使用UVA 和UVB 灯管

尽管使用UVB 灯管可以缩短试验时间,但是如同本文3.1节中所述,UVB 灯管发出的光谱还有极少一部分的波长小于280nm,也就说不完全符合IEC 61215:2005 标准对紫外光谱的要求。但是如果单独使用UVA 灯管,则测试时间过长。所以可以将两种灯管结合起来使用。如先使用UVB 灯管,假设运行时间为X 小时,再使用UVA 灯管,假设运行时间为Y 小时,具体计算如下:

18.8 W/m2 x “X” hours + 3.1 W/m2 x “Y” hours = 5000Wh/m2
31.3 W/m2 x “X” hours + 35.2 W/m2 x “Y” hours = 15000Wh/m2

以上两式,计算所得:X = 229 小时,Y = 222 小时,即先运行UVB 灯管229 小时,再运行UVA 灯管222 小时,即可达到标准中部分对辐照能的要求。两种灯管一共运行451 小时,比单独使用UVB 灯管还快。一般情况下,我们推荐使用这种方法。

 

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