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閱讀：74發(fā)布時(shí)間：2026-8-31
在陽光模擬試驗(yàn)箱的控制界面上，輻照度通常以W/m2表示。對(duì)于接觸太陽輻射試驗(yàn)的用戶來說，1120 W/m2這個(gè)數(shù)值很容易被理解成設(shè)備的固定輸出值，或者認(rèn)為輻照度越高，試驗(yàn)就越嚴(yán)格。
這兩種理解都不夠準(zhǔn)確。輻照度首先是一個(gè)光照能量參數(shù)，表示單位面積接收到的輻射功率；1120 W/m2則是部分太陽輻射試驗(yàn)中常見的設(shè)定值。它的工程意義不在于“數(shù)值越大越好"，而在于按照目標(biāo)試驗(yàn)條件建立可重復(fù)的太陽輻射環(huán)境。
1.輻照度測(cè)量的到底是什么
輻照度的單位是W/m2，也就是每平方米受光面積接收到的輻射功率。數(shù)值越大，通常意味著單位面積獲得的光能越多，但它描述的主要是光照強(qiáng)度，并不是溫度、濕度或材料老化速度。
這幾個(gè)參數(shù)在試驗(yàn)中承擔(dān)不同作用。光譜用于描述輻射能量分布在哪些波長(zhǎng)范圍；輻照度用于描述接收到的輻射能量強(qiáng)度；箱內(nèi)空氣溫度反映試驗(yàn)空間的熱環(huán)境；黑板溫度則用于觀察受光條件下的熱響應(yīng)。它們之間存在聯(lián)系，但不能相互替代。
例如，兩個(gè)試驗(yàn)的輻照度相同，試樣的顏色、表面狀態(tài)、材料組成和擺放方式不同，吸收輻射能量后形成的溫升也可能不同。因此，不能看到輻照度為1120 W/m2，就直接判斷所有樣品都會(huì)處于相同溫度，更不能僅憑這一數(shù)值推導(dǎo)試樣的耐候性或使用壽命。
對(duì)陽光模擬試驗(yàn)箱而言，輻照度控制解決的是“光照強(qiáng)度是否達(dá)到目標(biāo)條件"的問題，而不是單獨(dú)完成全部環(huán)境模擬。溫度、濕度、黑板溫度和光譜分布仍需結(jié)合試驗(yàn)要求共同判斷。
2.為什么部分試驗(yàn)常用1120 W/m2
市面上多數(shù)陽光模擬設(shè)備輻照度支持50 W/m2～1200 W/m2連續(xù)可調(diào)，1120 W/m2為GJB太陽輻射標(biāo)準(zhǔn)里的典型常用工況。這里有兩個(gè)關(guān)鍵詞需要分開理解：一個(gè)是“常用"，另一個(gè)是“可調(diào)"。
“常用"說明1120 W/m2對(duì)應(yīng)部分太陽輻射試驗(yàn)的典型設(shè)定工況，便于在明確的試驗(yàn)條件下重復(fù)開展測(cè)試；它并不表示所有太陽輻射試驗(yàn)都必須采用這一數(shù)值?！翱烧{(diào)"則說明設(shè)備能夠根據(jù)目標(biāo)試驗(yàn)要求，在一定范圍內(nèi)設(shè)置不同輻照度，而不是只能固定運(yùn)行在1120 W/m2。
試驗(yàn)設(shè)定值必須服從試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)剖面。如果目標(biāo)條件要求采用1120 W/m2，將輻照度控制到這一水平，有助于使不同批次試驗(yàn)具有可比性。若沒有明確依據(jù)就人為提高輻照度，雖然試驗(yàn)看起來更“強(qiáng)"，但也可能改變?cè)嚇拥氖軣釥顟B(tài)和光照作用，使實(shí)際條件偏離原定試驗(yàn)要求。
因此，1120 W/m2不能簡(jiǎn)單理解為“越接近設(shè)備上限越好"。設(shè)備輻照度上限1200 W/m2只是量程規(guī)格，1120 W/m2只是常用設(shè)定值，并不等同于設(shè)備長(zhǎng)期在任意樣品負(fù)載、任意位置都能穩(wěn)定保持該數(shù)值。具體設(shè)定還應(yīng)以目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)階段和項(xiàng)目技術(shù)要求為依據(jù)。
采購時(shí)不應(yīng)只問“能不能做到1120 W/m2"，還應(yīng)進(jìn)一步確認(rèn)：這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)哪一項(xiàng)試驗(yàn)要求，允許的偏差如何核查，測(cè)量點(diǎn)位于哪里，以及試樣實(shí)際受光區(qū)域是否滿足條件。
3.控制器顯示1120 W/m2，是否代表試樣都受到相同光照
不一定?？刂破魃巷@示的輻照度，通常對(duì)應(yīng)輻射計(jì)所在位置的測(cè)量值。要判斷試驗(yàn)條件是否成立，還要看測(cè)量?jī)x器、有效受光面積和工作室內(nèi)的輻照均勻性。
合規(guī)設(shè)備一般會(huì)配備高精度總輻射表用于人工太陽輻照度測(cè)量，同時(shí)劃定專門的有效受光區(qū)域，依據(jù)GJB 150.7A2009，試樣有效受光平面輻照不均勻度要求≤±10%。這些參數(shù)說明，設(shè)備的有效試驗(yàn)區(qū)域并不是整個(gè)箱內(nèi)空間的簡(jiǎn)單延伸。
設(shè)備標(biāo)稱的內(nèi)容積，主要反映工作室的整體容納空間；有效受光區(qū)域才是限定滿足輻照度和光譜指標(biāo)的范圍。兩者關(guān)注的對(duì)象不同。若試樣超出有效區(qū)域，或者多個(gè)樣品、工裝夾具之間產(chǎn)生遮擋，即使顯示值達(dá)到1120 W/m2，也不能直接認(rèn)為每個(gè)受光面都獲得了相同的輻射條件。
驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)核查輻照度校準(zhǔn)報(bào)告中的測(cè)量方法、測(cè)點(diǎn)布置、有效受光區(qū)域和輻照不均勻度測(cè)試結(jié)果。使用過程中，則應(yīng)根據(jù)試樣尺寸和工裝情況合理安排擺放位置，避免用單點(diǎn)讀數(shù)替代整個(gè)受光平面的判斷。
同樣，輻照度顯示分辨率只是人機(jī)界面的設(shè)定分辨能力，不能直接等同于實(shí)際控制穩(wěn)定性。真正需要關(guān)注的是目標(biāo)工況下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以及設(shè)備在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)輻照度的保持能力。
4.輻照度還要與光譜和黑板溫度配合判斷
輻照度只回答“光照有多強(qiáng)"，并不回答“光照由哪些波段組成"。主流滿足GJB太陽輻射標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備采用全光譜金屬鹵素?zé)?，并配置太陽光譜校正濾光片，光譜覆蓋280 nm～3000 nm。對(duì)于太陽模擬試驗(yàn)，不能只看光源功率或輻照度數(shù)值，還應(yīng)核查光譜分布測(cè)試報(bào)告及各波段能量占比。
光源額定功率屬于光源自身的功率參數(shù)；1120 W/m2則是試樣受光平面的輻照度參數(shù)。光源功率較大，不代表試樣表面就一定獲得更高或更均勻的輻照度，二者不能直接畫等號(hào)。
黑板溫度同樣不能被忽略。設(shè)備配置黑板溫度傳感器，用于反映受光條件下的熱響應(yīng)。試樣吸收光能后會(huì)產(chǎn)生升溫，但不同材料的吸熱能力不同，黑板溫度與樣品真實(shí)溫度也不必然一致。因此，在試驗(yàn)記錄和結(jié)果分析中，應(yīng)將輻照度、空氣溫度、濕度和黑板溫度放回同一試驗(yàn)曲線中觀察。
還要注意設(shè)備的溫度邊界。部分機(jī)型光照工作模式下，箱內(nèi)空氣存在可控溫度。如果目標(biāo)試驗(yàn)包含低于該溫度的無光階段，不能因?yàn)樵O(shè)備能夠調(diào)節(jié)輻照度、溫度和程序，就直接認(rèn)定可以完整執(zhí)行全部循環(huán)，相關(guān)內(nèi)容需要在技術(shù)協(xié)議中進(jìn)一步確認(rèn)。
1120 W/m2的核心價(jià)值，是為部分太陽輻射試驗(yàn)提供一個(gè)明確、可重復(fù)的光照強(qiáng)度條件。但它不是脫離標(biāo)準(zhǔn)和樣品狀態(tài)的參數(shù)，也不能單獨(dú)證明試驗(yàn)結(jié)果成立。采購、驗(yàn)收和使用陽光模擬試驗(yàn)箱時(shí)，應(yīng)同步核查輻照度測(cè)量、光譜分布、有效受光區(qū)域、輻照均勻性和試驗(yàn)剖面。
真正有意義的判斷，不是“設(shè)備能否顯示1120 W/m2"，而是設(shè)備能否在規(guī)定受光區(qū)域內(nèi)，結(jié)合相應(yīng)的光譜、溫濕度和熱響應(yīng)條件，穩(wěn)定形成目標(biāo)試驗(yàn)環(huán)境。只有這些條件彼此匹配，輻照度這個(gè)參數(shù)才具有明確的工程意義。
金凌儀器是專注環(huán)境可靠性試驗(yàn)設(shè)備的研發(fā)與制造企業(yè)，產(chǎn)品矩陣覆蓋腐蝕試驗(yàn)、氣候環(huán)境模擬、極限溫區(qū)測(cè)試、全光譜陽光模擬及各類非標(biāo)環(huán)境艙，可面向航空航天、新能源汽車、電子通信等領(lǐng)域提供完整實(shí)驗(yàn)室解決方案，累計(jì)交付大型工程項(xiàng)目超百項(xiàng)。
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