模拟太阳辐射的四种光源

    模拟太阳辐射的四种光源分别有氙弧灯，钨丝灯，碳弧灯以及水银蒸汽灯，符合光谱分布和辐射强度规定的光源可以由一个或几个灯和附加各种反光器、滤光镜等光学部件组成。高压氙弧灯配上适当的滤光器后模拟太阳辐射的匹配*。水银素气灯和水银氙灯都存在模拟不准确的明显缺点，采用特殊掺杂电极的碳弧灯虽然一直都获得广泛应用，但因其稳定性差和维护保养困难而缺乏实用性。钨丝灯则因其紫外成分不足,只适用于评定热效应,而不适用于评定光化学效应。有关光源的特性、滤光器的性能和光学部件的组成等内容在下面的各条中介绍。

    模拟太阳辐射的氙弧灯
    氙弧灯的规格大小及其结构形式视试验的要求而定,典型的氙弧灯光谱分布状况。由于电极要比氙弧体辐射出更多的红外线，其作用大小与电极的长短成比例变化,电极越短，电极的辐射就越强，zui终严重影响光谱分布的匹配，因而对电极受热而发射的直接辐射应加以重视。氙弧体的相对光谱分布与氙灯的功率大小几乎无关，电极的福射光谱分布要随不同功率下电极的温度状态而变化，对于长弧氙灯可以容易地滤除电极辐射。由于结构形状的特点，短弧氙灯比长弧氙灯的制造容差要大得多，在更換灯时应对这一点特别注意。

    无论是长弧氙灯或是短弧氙灯,由于灯的寿命特性以及辐射效率不断下降的原因,在使用期满后均需予以更换。但尽管如此,由于氙气是一种纯元素气体,氙弧体的相对光谱分布应该保持不变。

    模拟太阳辐射的钨丝灯
    由于钨丝灯主要为红外辐射,其:紫外辐射的份量不足,钨丝灯不宜用于评定各种劣化效应。除非对钨丝灯的光谱分布按照自然光谱予以调整 ,否则评定热效应时的试验一致性也很差 。典型钨丝灯在灯丝温度为2 6oo K时的辐射光谱分布与自然光谱的比较状况如图2所示 。由图可见,钨丝灯的辐射能量主要集中在红外区域,并且zui大辐射强度对应的波长为1. oμm。与之相反,太阳光有近半数的能量落在波-长小于 o. 7 μm的可见光区域和素外光区域。石英lii素型钨丝灯则可提高寿命期间的性能一致性 。

    模拟太阳辐射的碳弧灯
    在某些情况下,经滤光器校正紫外辐射后,碳弧灯的辐射光谱分布可以接近地表的自然光谱,但是碳弧灯的定位性差和寿命较短,并且存在碳弧体容易烧毁的缺陷。即使采取先进的碳弧体移动机构,连续点燃时间仍低于5 h。

    模拟太阳辐射的水银素气灯
    水银蒸气灯的红外和近红外区的辐射份量不足,其辐射光谱含有高能谱线 。目前它们一直与钨丝灯结合用于日光浴室,汞氙组合弧光灯虽然可用于环境试验,但由于高能谱线的存在,水银灯不宜作为模拟太阳辐射时的光源。