氙燈老化加速時(shí)間計(jì)算方法

氙燈氣候老化試驗(yàn)箱和UV紫外線(xiàn)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，**種是模擬紫外光老化、第2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)：
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2，假設(shè)燈所發(fā)出的光線(xiàn)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(kāi)燈管和以其他角度照射到試樣上光線(xiàn)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。

*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。