模擬太陽輻射的四種光源分別有氙弧燈，鎢絲燈，碳弧燈以及水銀蒸汽燈，符合光譜分布和輻射強度規(guī)定的光源可以由一個或幾個燈和附加各種反光器、濾光鏡等光學部件組成。高壓氙弧燈配上適當?shù)臑V光器后模擬太陽輻射的匹配*。水銀素氣燈和水銀氙燈都存在模擬不準確的明顯缺點，采用特殊摻雜電極的碳弧燈雖然一直都獲得廣泛應(yīng)用，但因其穩(wěn)定性差和維護保養(yǎng)困難而缺乏實用性。鎢絲燈則因其紫外成分不足,只適用于評定熱效應(yīng),而不適用于評定光化學效應(yīng)。有關(guān)光源的特性、濾光器的性能和光學部件的組成等內(nèi)容在下面的各條中介紹。
模擬太陽輻射的氙弧燈
氙弧燈的規(guī)格大小及其結(jié)構(gòu)形式視試驗的要求而定,典型的氙弧燈光譜分布狀況。由于電極要比氙弧體輻射出更多的紅外線，其作用大小與電極的長短成比例變化,電極越短，電極的輻射就越強，zui終嚴重影響光譜分布的匹配，因而對電極受熱而發(fā)射的直接輻射應(yīng)加以重視。氙弧體的相對光譜分布與氙燈的功率大小幾乎無關(guān)，電極的福射光譜分布要隨不同功率下電極的溫度狀態(tài)而變化，對于長弧氙燈可以容易地濾除電極輻射。由于結(jié)構(gòu)形狀的特點，短弧氙燈比長弧氙燈的制造容差要大得多，在更換燈時應(yīng)對這一點特別注意。
無論是長弧氙燈或是短弧氙燈,由于燈的壽命特性以及輻射效率不斷下降的原因,在使用期滿后均需予以更換。但盡管如此,由于氙氣是一種純元素氣體,氙弧體的相對光譜分布應(yīng)該保持不變。
模擬太陽輻射的鎢絲燈
由于鎢絲燈主要為紅外輻射,其:紫外輻射的份量不足,鎢絲燈不宜用于評定各種劣化效應(yīng)。除非對鎢絲燈的光譜分布按照自然光譜予以調(diào)整 ,否則評定熱效應(yīng)時的試驗一致性也很差 。典型鎢絲燈在燈絲溫度為2 6oo K時的輻射光譜分布與自然光譜的比較狀況如圖2所示 。由圖可見,鎢絲燈的輻射能量主要集中在紅外區(qū)域,并且zui大輻射強度對應(yīng)的波長為1. oμm。與之相反,太陽光有近半數(shù)的能量落在波-長小于 o. 7 μm的可見光區(qū)域和素外光區(qū)域。石英lii素型鎢絲燈則可提高壽命期間的性能一致性 。
模擬太陽輻射的碳弧燈
在某些情況下,經(jīng)濾光器校正紫外輻射后,碳弧燈的輻射光譜分布可以接近地表的自然光譜,但是碳弧燈的定位性差和壽命較短,并且存在碳弧體容易燒毀的缺陷。即使采取先進的碳弧體移動機構(gòu),連續(xù)點燃時間仍低于5 h。
模擬太陽輻射的水銀素氣燈
水銀蒸氣燈的紅外和近紅外區(qū)的輻射份量不足,其輻射光譜含有高能譜線 。目前它們一直與鎢絲燈結(jié)合用于日光浴室,汞氙組合弧光燈雖然可用于環(huán)境試驗,但由于高能譜線的存在,水銀燈不宜作為模擬太陽輻射時的光源。
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