氙燈氣候老化試驗(yàn)箱和UV紫外線老化試驗(yàn)箱的區(qū)別自然氣候光老化試驗(yàn)方法通常分為二種，第一種是模擬紫外光老化、第二種就是模擬全陽(yáng)光老化。國(guó)內(nèi)外廣泛采用的方法，其主要原因是自然氣候老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際，所需的費(fèi)用較低而且操作簡(jiǎn)單方便。

【摘要】本文的目的是為了計(jì)算出在氙燈中照射600小時(shí)時(shí)相當(dāng)于在澳洲自然條件下暴曬多長(zhǎng)時(shí)間。

已知：氙燈功率為1500W，氙燈燈管長(zhǎng)度18cm，試樣與氙燈近似平行，且試樣距離氙燈燈體的距離為35cm。

求：試樣在經(jīng)過(guò)600小時(shí)暴曬后，所接受到的單位面積輻射當(dāng)量是多少？

解：

在計(jì)算本題目前需要作如下三個(gè)假設(shè)：

第一，燈管的發(fā)光效率為100%，即1500W的能量全部都是以光的形式釋放出來(lái)的，不考慮轉(zhuǎn)化成熱能的那部分能量，即燈管所發(fā)出的光（包括紫外光、可見(jiàn)光和紅外光）總能量為1500W。

第二，假設(shè)燈所發(fā)出的光線都是沿著垂直于燈管的方向發(fā)出的，經(jīng)過(guò)35cm的距離后垂直照射到試樣表面，即布考慮那些以其他角度離開燈管和以其他角度照射到試樣上光線的影響。

第三，氙燈所發(fā)出的光在長(zhǎng)度方向是是均勻分布的。

在進(jìn)行了上述簡(jiǎn)化之后，就可以將暴曬示意圖簡(jiǎn)化到如圖1所示的情況，



 

圖1 氙燈輻照示意圖

圖中氙燈燈管長(zhǎng)18cm，試樣距離氙燈距離為35cm

在本題初三個(gè)假設(shè)條件限定的情況下，燈管所發(fā)出的光的總能量是1500W，并且這些能量都均勻地分布在半徑為35cm，高度為18cm的一個(gè)圓柱面上，這個(gè)圓柱面的面積的計(jì)算方法是：

 

S=2πR×H=2×3.14×35×18=3956.4（cm2）

當(dāng)在這么大的面積上均勻地照射上總功率為1500W的光后，則單位面積上的輻射功率A即為：

 

A=P/S=1500/3956.4=0.379W/cm2

當(dāng)經(jīng)過(guò)600小時(shí)照射后，單位面積上所接受到的輻射總能量B為：

 

B=A×t=0.379×600×3600=818926.297J/cm2

（因?yàn)?小時(shí)=3600秒）

又由于1蘭利=1卡路里/平方厘米=4.184J/cm2

所以在經(jīng)過(guò)600小時(shí)照射后，試樣單位面積上所接受到的總能量換算成蘭利，用C表示：

 

C=B/4.184=818926.297/4.184=195728.082蘭利=195.728千蘭利。

又因?yàn)榘闹薜钠骄椛淞繛?80~200千蘭利/年，去平均值190千蘭利/年，

則用氙燈照射600小時(shí)相當(dāng)于澳洲照射的年數(shù)值（用D表示）為：

 

D=C/190000=195728.082/190000=1.03年，大致相當(dāng)于1年零11天。

最終結(jié)論是：在氙燈中照射600小時(shí)，試樣所接受的輻射量相當(dāng)于在澳洲接受1年的太陽(yáng)輻射所接受到的輻射量。