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            全光譜、紅外、紫外模擬區別

            太陽模擬是利用人工光源模擬太陽輻照特性的一門專業技術,目前太陽輻射模擬技術應用領域非常廣泛,如確定太陽直接輻射對裝備產生的熱效應,確定太陽直接輻射對裝備產生的光化學效應,植物發育和良種培,軍用產品試驗等多方面應用。
            太陽輻射的加熱效應與在高溫空氣中的加熱效應不同,其不同點在于太陽輻射加熱時的熱吸收量或熱發射量還取決于物體表面的粗糙度和顏色。除了材料之間膨脹有差異外,太陽輻射強度的變化還可能導致各部件不同速率膨脹和吸縮,從而可能對設備造成危險。
            1.   原理
            (1)    全光譜燈
            指的是光譜中包含紫外光、可見光和紅外光的光譜曲線,并且在可見光部分中紅綠藍的比例與陽光近似,顯色指數接近于100的光譜。太陽光的光譜可以稱作全光譜,人造光源中,在弧光放電氣體放電燈的發光電弧管內適量增加汞的含量,從而增加紫外光部分的光能量,并調整金屬鹵化物配比,使可見光部分的各波段波長的組合接近于太陽光譜。


             


             

            全光譜包含紫外光、可見光和紅外光,不同光譜分布的能量不同,各種波長的成分比例不同,約99.9%的能量都集中在紫外區、可見光區和紅外區。


            圖3太陽光譜能量分布

            人工模擬全光譜是指全光譜燈發出的的光譜接近太陽光譜,尤其在可見光部分的波長成分占比與太陽光相似。


            (2)紅外燈

            太陽光發射的紅外熱波通過太空直到照射地球表面,地球吸收了太陽的紅外光溫度身高,升高的地球又會向四周空氣散發熱量,使空氣溫度升高。
            紅外燈是模擬太陽光的紅外波段采用紅外加熱原理,通過反射裝置控制光線使其投射到需要加熱的物體上。這種紅外能量與太陽的能量性質相同,但不包含紫外線,它不會直接加熱空氣,只會被加熱器下的物體吸收。


            (3)紫外燈

            紫外燈是一類可以產生有效范圍較大的紫外光的光源,紫外線根據波長可以分為長波、中波、短波。
            長波紫外燈的特點:
              UVA長波段,波長320~400nm,又稱為長波黑斑效應紫外線。它有很強的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長波紫外線有超過98%能穿透臭氧層和云層到達地球表面,UVA可以直達肌膚的真皮層,破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維,將我們的皮膚曬黑。300-420nm波長的UVA紫外線可透過完全截止可見光的特殊著色玻璃燈管,僅輻射出以365nm為中心的近紫外光,可用于探傷、熒光檢測、化學分析、礦石鑒定、舞臺裝飾、驗鈔等場所。
            UVB中波段,波長280~320nm,又稱為中波紅斑效應紫外線。中等穿透力,它的波長較短的部分會被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外線大部分被臭氧層所吸收,只有不足2%能到達地球表面,在夏天和午后會特別強烈。UVB紫外線對人體具有紅斑作用,能促進體內礦物質代謝和維生素D的形成,但長期或過量照射會令皮膚曬黑,并引起紅腫脫皮。紫外線保健燈、植物生長燈發出的就是使用特殊透紫玻璃(不透過254nm以下的光)和峰值在300nm附近的熒光粉制成。
            UVC波段,波長200~275nm,又稱為短波滅菌紫外線。它的穿透能力最弱,無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收。短波紫外線對人體的傷害很大,短時間照射即可灼傷皮膚,長期或高強度照射還會造成皮膚癌。紫外線殺菌燈發出的就是UVC短波紫外線。

            2.光譜能量分布及容差


             

            3.光譜分布—海平面與高海拔地區

            以上光譜分布比較接近海平面以上4km~5km的實際環境。與海平面相比,高海拔地區的太陽輻射含有更大比例的紫外輻射。但海平面和好海拔地區均推薦使用該光譜。
            地球外(空間環境)太陽輻射的強度約1365w/m2~1370w/m2。紅外波段占比約總輻射強度的42%,強度為573w/m2。

             



            林心如工作室