GB/T2423.24,IEC60068標準模擬地面上的太陽輻射及其試驗導則

標準GB/T2423.24-2013/IEC60068-2-5：2010代替GB/T2423.24-1995，GB/T2424.14-1995，環境試驗 第2部分：試驗方法，試驗Sa：模擬地面上的太陽輻射及其試驗導則。

范圍

GB/T2423的本部分提供對設備或部件在太陽輻射條件下試驗的指導。

試驗目的是為了檢查設備或部件受太陽輻射影響的程度。

綜合試驗的方法可檢測電、機械或其他物理性能的變化。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注8期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

IEC 60068-1環境試驗 第1部分:概述和指南( Environmental testing 一Part 1: General andguidance)

IEC 60068-2-1環境試驗第2-1 部分:試驗方法試驗 A:低溫( Environmental testing- Part 2-1:Tests- -Test A:Cold)

IEC 60068-2-2環境試驗第 2-2部分:試驗方法試驗 B:高溫( Environmental testing- Part 2-2:Tests- Test B:Dry heat)

IEC 60068 2-78環境試驗第2-78 部分:試驗方法試驗 Cab: 穩態濕熱( Environmentaltesting- – Part 2-78: Tests- Test Cab:Damp heat ,steady state)

CIE 85:19891太陽光 譜輻照度(Solar spectral irradiance)

3術語和定義

IEC 60068-1界定的以及下列術語和定義適用本文件。

3.1大氣光學質量air mass

天體發出的光通過地球大氣層的路徑長度與天體在天頂時此路徑長度之比,在天頂時,大氣光學質量為1.

注:大氣光學質量為1/sinY,Y是太陽高度角。

3.2黑標準溫度black standard temperature

試驗樣品表面溫度的特征值。

注:黑標準溫度用黑標準溫度計(參見ISO 4892 1)測量.
3.3黑板溫度black panel temperature

試驗樣品表面溫度的特征值。

注:黑板溫度用黑板溫度計(參見ISO 4892-1)測量。3.4

太陽常數solar constant

地球大氣層頂部位置處單位面積所接受的所有波長的太陽輻射功率。注:太陽常數的值E。=1 367 W/m’ .

3.5光學深度optical depth

光透過一種介質時,其被吸收量的測量值。

注:完全透明介質的光學深度為零。

4一般說明
4.1概述
輻射對試驗樣品的影響取決于輻照度水平、光譜分布、地理位置、- -天中的時段以及試驗樣品材料的敏感性。
4.2 輻照度
在日地平均距離處,大氣層外垂直于入射輻射的平面上太陽輻射的輻照度稱為太陽常數E。
地球表面的輻照度受太陽常數和大氣層對輻射的散射和衰減作用的影響。為此,CIE85:1989給出了當太陽在天頂時.地面上全球(總)輻射的輻照度值為1120 W/m’ ,”該值基于太陽常數E。=1367 W/m’.
4.3光譜分布
按照CIE85:1989的建議,本試驗規定的總輻射的標準光譜分布在圖1和表1中給出。
5試驗條件

5.1 概述

在整個試驗期間.輻照度、試驗箱內溫度、濕度和任何其他規定的環境條件應保持在相關規范規定的試驗程序要求的水平。相關規范應指明要應用的預處理要求。

5.2溫度

照射期和黑暗期的箱內溫度應按照程序(A.B或C)的規定進行控制。在照射期，箱內溫度應以小于1 K/min的速率升溫或降溫3) ,并保持在IEC 60068-2-1或IEC 60068-2-2優先推薦的一個值或相關規范規定的值。

注:此外,可使用一個黑標準溫度計來控制最大表面溫度,通過通風,可以影響該溫度。

5.3 濕度

不同的濕度條件,特別是凝露,會顯著地影響各種材料、涂料.塑料等的光化學劣化效應。如果有要求,應優先采用IEC 60068-2-78 的推薦值。

相關規范應指明下列試驗期間的濕度以及是否需要保持:

a)僅在輻照期;

b)僅在黑暗期;

c) 整個試驗持續期.

5.4 臭氧和其他污染氣體

由試驗輻射源中短波紫外線產生的臭氧,通常由校正光譜能量分布的濾光器排出試驗箱外。由于臭氧和其他污染氣體會顯著影響某些材料的劣化過程,因此,從試驗箱中排出這些氣體是很重要的,除非相關規范另有要求。

5.5表面污染

灰塵和其他表面污染物會顯著改變受照射表面的吸收特性。除非另有要求，試驗樣品宜在潔凈的條件下進行試驗。然而,如果要評價表面污染物的影響.相關規范宜包括表面制備等必要信息的內容。5.6試驗樣 品安裝

試驗樣品應按有關規范的規定安裝在試驗箱內一個凸起的支架轉盤或-一個已知導熱率和熱容量的專用底座上,試驗樣品之間保持足夠間距以避免遮擋來自光源的輻射或防止二次輻射熱。溫度傳感器宜按要求附著在試驗樣品上。

5.7試驗設施

應保證試驗設備的光學部件、燈、反射器和濾光器等的清潔。

每次試驗前應對規定測量平面上的輻照度進行測量。

宜在整個試驗期間對規定的任何輔助環境條件如周圍溫度.濕度、空氣流速或其他參數進行連續監測。

5.8試驗設備

進行試驗的試驗箱應能提供符合表1規定的光譜分布的光源,它在規定的輻射測最平面上的輻照度為1120X(1士10%)W/m°。該輻照度值應包括任何從試驗箱內反射且被試驗樣品接受的輻射,但不宜包括試驗箱發射的長波紅外輻射。

試驗箱應設有能保持規定溫度、氣流速度和濕度條件的裝置。

試驗:箱內的溫度測量應在低于規定的輻射測量平面0~50mm的水平面上的–個或幾個位置處進行,測溫裝置要有足夠的遮擋以防止輻射熱,同時這個(些)測量位置位于試驗樣品和試驗箱壁之間-一半距離處，或離試驗樣品1m的距離，取這兩個位置距離較小者。

6初始檢測

試驗樣品應進行相關規范規定的目視、尺寸和功能檢查。

7試驗

7.1概述
在暴露期間，箱內溫度應以小于1 K/min 的速率”升溫或降溫，并保持在IEC 60068-2-1 或IEC600682-2優先推薦的一個值或相關規范規定的值。

在程序A中,試驗箱內溫度應在照射期開始前的2h開始升溫。

在程序A和B的黑暗期,試驗箱內溫度應以小于1 K/min 的速率”降溫，并保持在25 c.如果要.求的溫度低于25C,那么.溫度應保持在要求的溫度值。

輻照度、溫度和時間關系的要求如圖2所示。在整個規定的試驗持續期內,試驗箱內的溫度應保持在所采用程序要求溫度的士2 K內。

輻照度水平宜為1120X(1士10%)W/m2或相關規范規定的值。不建議采用超過該值的輻照度對試驗進行加速。程序A中每天8 h持續暴露于標準輻射條件下,模擬了最嚴酷的自然條件下每天的總輻照量。因此,暴露期超過8 h會引起超過自然條件的加速。然而,程序C每天連續暴露24 h,可能掩飾周期性熱應力引起的劣化效應,因此,在這種情況下，一殷不建議采用程序C。

試驗樣品應按照下列試驗程序之–(見圖2),暴露至相關規范要求的持續時間。

7.2 程序A一周期24 h,8 h照射,16 h黑暗,按要求重復每周期的總輻照量為8.96kW●h/m’,約相當于最嚴醋的自然條件。當主要關注熱效應時宜規定采用程序A。

7.3 程序B一周期24 h,20 h照射,4h黑暗,按要求重復每周期的總輻照量為22.4kW●h/m2,當主要關注劣化效應時,適用本程序。

7.4程序C一按要求連續光照

個簡化的試驗,適用于循環熱應力不重要且只評價光化學效應的情況,還用于評價熱容量小的試驗樣品的熱效應。
8最后檢測

試驗樣品應進行相關規范規定的目視.尺寸和功能檢查。9相關規范應給出的信息

相關規范應包含下列詳細信息,只要適用:

a)輻射暴露時間 ;

b)黑標準溫度;

c) 輻射功率;

d)試驗 持續時間;

e)運行狀況;

f)預處理;

g)試驗樣 品數量;

h)濕度(如相關);

初始檢測的類型和范圍;

j)試驗程序;

k)試驗時的溫度;

l) 運行時段，

m)中間檢測的類型和范圍;

n)恢復;

o)最后檢測的類型和范圍;

p)評級準則;

q)檢測報告的類型和范圍;

r)試驗使用的試驗樣品支架描述。
B.1概過

輻射源可包括一只或多只燈和相關的光學部件,例如,反射器、濾光器等,用以提供要求的光譜分布和輻照度。

取決于地點、時間、輻照度、光譜分布和輻射功率,可使用不同的燈和不同的濾光器。

B.2濾光器

濾光器的選擇取決于輻射源、設備和光譜分布。目前優先采用玻璃濾光器,盡管從根本上說，玻璃不如化學溶液能準確地復制。有必要通過反復試驗采用不同厚度的玻璃來對不同的輻照度進行補償。玻璃濾光器是專用部件,宜咨詢制造商關于如何選撣適合特定目的的濾光器。濾光器的選擇決定于輻射源及其使用方法。

有些玻璃紅外濾光器受到過量的紫外輻射時,在光譜特性方面會快速改變。這種劣化可以通過在.輻射源和紅外濾光器之間安裝一個紫外濾光器得以很大程度地避免。干涉型濾光器,通過反射而非吸收不需要的輻射而起作用，因而能降低玻璃的受熱,一般比吸收型濾光器更穩定.

B.3輻照度的均勻性

由于太陽離地球的距離遙遠,地球表面上的太陽輻射基本上是平行光東。人工光源與試驗樣品的暴露面相對較近,應提供引導和聚焦光束的裝置來獲得在測量平面上滿足規定容差范圍的均勻輻照度[例如,1120X(1土10%)W/m]。安裝于拋物槽形反射器中的長弧燈更容易獲得均勻輻射。通過梢巧的安裝技術,使用多只燈,有可能在大的表面上獲得-定程度均勻的輻照。使用轉盤也可能獲得同樣.效果。

一般建議將輻射源安裝在試驗箱的外部,這樣可以避免光學部件的劣化,例如,受高濕條件的影響，還可避免由某些類型的燈產生的臭氧污染試驗樣品。在這種情況下,透射窗材料的光譜透射率應予以考慮。

通常不需要對輻射線束的方向進行精確對準，除非試驗樣品是特殊設備如太陽能電池,太陽跟蹤裝置等。