介绍

QUV紫外加速老化试验机和Q-SUN氙灯老化试验箱需要使用专用的校准辐照度计。CR10和UC10用于荧光灯QUV紫外加速老化试验机，CR20和UC20用于氙灯。这些标准校准仪可以溯源到NIST确保传递给测试样品的辐照度等于用户测试方法中要求的辐照度。在本文中，我们将介绍光谱失配的概念，以及解释为什么我们的灯具必须用我们的辐射测量设备进行专门的校准。我们还将研究为什么在340nm控制点的校准需要使用特定于滤波器的辐射计进行，而在420nm的校准时则不需要。

UV光谱失配与校正

Q-Lab的设备和校准辐照度传感器使用光电二极管工作，这是一种将吸收的光子转换为电流的半导体。这些光电二极管的灵敏度根据波长的不同而不同。

QUV紫外荧光灯使用UC10校准的辐射计进行校准。它们有一个黑色的玻璃滤光片，允许UV通过，但不可见，除了光谱中红色区域约700纳米的波段。我们的荧光UV在这个特定的红色波段不产生能量，所以传感器不需要任何额外的过滤来确保到达光电二极管的唯一能量是在UV区域。虽然安装在QUV中的UC10传感器“看到”的能量都在大约400纳米以下，但它的电信号输出不能提供关于能量来自哪个波长的信息。换句话说，它无法区分，例如，来自350纳米光子的能量和来自300纳米光子的能量，尽管事实上，350纳米的辐照度比300纳米的等效辐照度产生了更高的光电二极管的电能输出。这就是为什么专门用QUV校准仪校准UC10至关重要的原因。光二极管所看到的辐照度的光谱曲线必须考虑到精确的测量。在UC10校准过程中，分光辐射计测量UVA-340灯的辐照度，具有精确测量单nm波长辐照度的能力。此时，我们“知道”了340nm的辐照度，所以我们“告诉”了UC10，同时测量了灯，以解读来自的电信号

传感器等同于分光辐射计测量。在数学上，UVA-340 灯的光谱曲线和 UC10 传感器的灵敏度曲线(它本身是光电二极管灵敏度曲线和滤光玻璃透过率的函数)已经集成在一起。这就产生了一个从传感器电流输出到 340 nm处实际辐照度的转换因子。

此转换因子仅适用于UVA-340灯。如果您测量任何其他UV光源，如阳光或UVB-313灯，您将应用一个不正确的转换因子。有人认为，在UC1屏幕上选择UVA-340或UVB-313灯(类似地，按CR10上的A或B按钮)，只是告诉辐射计分别测量340nm和310nm。这种说法只对了一部分。UVB的选择还考虑了UVB-313 和FS-40光谱曲线，因此与UVA-340有完全不同的转换因子。如果你正在测量UVA-340灯，但选择了UVB-313灯，你得到的310nm值要比正确的测量值高得多，因为传感器信号和310nm 辐照度之间的转换因子假设 UVB 灯的光谱曲线非常不同。这就是所谓的光谱失配误差。例如，如果您错误地选择了UC1上的UVB-313，但您的测试人员使用的是UVA-340灯，设备将读取0.97W/m2/nm，而正确的值实际上是0.12W/m2/nm时的310nm和0.89W/m2/nm在340nm处。

氙灯在 Q-SUN老化箱中怎么样?

上述讨论也适用于 Q-SUN，但使用单一转换因子时的光谱失配误差比使用 QUV 时小。UC20/340中的340nm传感器使用了窄带滤波器，旨在最大限度地减少340nm以外的辐照度。这种滤波器的阻挡特性已经切断了320nm和360nm附近的波长，因此包含这种滤波器大大降低了潜在的光谱错配误差，但并不能完全消除它。

如果氙弧灯的光谱功率分布(SPD)在 你测量的区域是一条水平 线，就不会有光谱失配误 差，因为对于给定的传感器来说，转换因子总是相同的。此外，如果带通滤波器在被测量的波长周围足够精确，就不会有光谱错配误差，因为传感器的电输出只能来自感兴趣波长的光。如果只有 340 nm 的辐射能(±0.5nm)到达传感器，则信号与340nm辐照度之间的转换因子将是恒定的，而与光源的SPD无关。

然而，在氙灯老化试验箱中，约340nm的SPD有一个相对陡峭的斜率(图1，左)。带通滤波器并不能精确地消除该波长以外的辐照度，这在用不同的光学滤光片测量辐照度时造成了光谱失配误差。大多数光学滤光片会在340nm左右产生倾斜的光谱曲线，其差异足以导致给定转换因子的误差。

UC20/340使用校准因子编程到智能传感器，以纠正这些光谱不匹配。CR20/340系统包括不同的型号，每种光学滤光片类型都有特定的转换因子。

图1所示，在340nm(左)和420nm(右)的控制点选择光学滤光片的SPD。

Q-SUN420nm传感器使用420nm干涉滤波器。因为420nm处的SPD对于每个滤光器都是相对水平的(图1，右)，我们有一个单一的转换因子UC20/420传感器，对所有这些传感器都是准确的。

结论

光谱不匹配是我们需要校准 QUV 和 Q-SUN 中的紫外控制点的原因，我们需要使用针对灯具和滤光片量身定制的特定辐射测量设备。在UC10中，我们校准了两种不同的设置(310nm和340nm)，以获得准确的测量值。UC20/340 有校准因子编程，以考虑不同光学滤光片光谱之间的差异。UC20/420 适用于所有不使用校准因子的滤光片，因为在 420 nm时滤光片之间的光谱差异最小。