GB/T2423.24,IEC60068标准模拟地面上的太阳辐射及其试验导则

标准GB/T2423.24-2013/IEC60068-2-5：2010代替GB/T2423.24-1995，GB/T2424.14-1995，环境试验 第2部分：试验方法，试验Sa：模拟地面上的太阳辐射及其试验导则。

范围

GB/T2423的本部分提供对设备或部件在太阳辐射条件下试验的指导。

试验目的是为了检查设备或部件受太阳辐射影响的程度。

综合试验的方法可检测电、机械或其他物理性能的变化。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注8期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

IEC 60068-1环境试验 第1部分:概述和指南( Environmental testing 一Part 1: General andguidance)

IEC 60068-2-1环境试验第2-1 部分:试验方法试验 A:低温( Environmental testing- Part 2-1:Tests- -Test A:Cold)

IEC 60068-2-2环境试验第 2-2部分:试验方法试验 B:高温( Environmental testing- Part 2-2:Tests- Test B:Dry heat)

IEC 60068 2-78环境试验第2-78 部分:试验方法试验 Cab: 稳态湿热( Environmentaltesting- – Part 2-78: Tests- Test Cab:Damp heat ,steady state)

CIE 85:19891太阳光 谱辐照度(Solar spectral irradiance)

3术语和定义

IEC 60068-1界定的以及下列术语和定义适用本文件。

3.1大气光学质量air mass

天体发出的光通过地球大气层的路径长度与天体在天顶时此路径长度之比,在天顶时,大气光学质量为1.

注:大气光学质量为1/sinY,Y是太阳高度角。

3.2黑标准温度black standard temperature

试验样品表面温度的特征值。

注:黑标准温度用黑标准温度计(参见ISO 4892 1)测量.
3.3黑板温度black panel temperature

试验样品表面温度的特征值。

注:黑板温度用黑板温度计(参见ISO 4892-1)测量。3.4

太阳常数solar constant

地球大气层顶部位置处单位面积所接受的所有波长的太阳辐射功率。注:太阳常数的值E。=1 367 W/m’ .

3.5光学深度optical depth

光透过一种介质时,其被吸收量的测量值。

注:完全透明介质的光学深度为零。

4一般说明
4.1概述
辐射对试验样品的影响取决于辐照度水平、光谱分布、地理位置、- -天中的时段以及试验样品材料的敏感性。
4.2 辐照度
在日地平均距离处,大气层外垂直于入射辐射的平面上太阳辐射的辐照度称为太阳常数E。
地球表面的辐照度受太阳常数和大气层对辐射的散射和衰减作用的影响。为此,CIE85:1989给出了当太阳在天顶时.地面上全球(总)辐射的辐照度值为1120 W/m’ ,”该值基于太阳常数E。=1367 W/m’.
4.3光谱分布
按照CIE85:1989的建议,本试验规定的总辐射的标准光谱分布在图1和表1中给出。
5试验条件

5.1 概述

在整个试验期间.辐照度、试验箱内温度、湿度和任何其他规定的环境条件应保持在相关规范规定的试验程序要求的水平。相关规范应指明要应用的预处理要求。

5.2温度

照射期和黑暗期的箱内温度应按照程序(A.B或C)的规定进行控制。在照射期，箱内温度应以小于1 K/min的速率升温或降温3) ,并保持在IEC 60068-2-1或IEC 60068-2-2优先推荐的一个值或相关规范规定的值。

注:此外,可使用一个黑标准温度计来控制最大表面温度,通过通风,可以影响该温度。

5.3 湿度

不同的湿度条件,特别是凝露,会显著地影响各种材料、涂料.塑料等的光化学劣化效应。如果有要求,应优先采用IEC 60068-2-78 的推荐值。

相关规范应指明下列试验期间的湿度以及是否需要保持:

a)仅在辐照期;

b)仅在黑暗期;

c) 整个试验持续期.

5.4 臭氧和其他污染气体

由试验辐射源中短波紫外线产生的臭氧,通常由校正光谱能量分布的滤光器排出试验箱外。由于臭氧和其他污染气体会显著影响某些材料的劣化过程,因此,从试验箱中排出这些气体是很重要的,除非相关规范另有要求。

5.5表面污染

灰尘和其他表面污染物会显著改变受照射表面的吸收特性。除非另有要求，试验样品宜在洁净的条件下进行试验。然而,如果要评价表面污染物的影响.相关规范宜包括表面制备等必要信息的内容。5.6试验样 品安装

试验样品应按有关规范的规定安装在试验箱内一个凸起的支架转盘或-一个已知导热率和热容量的专用底座上,试验样品之间保持足够间距以避免遮挡来自光源的辐射或防止二次辐射热。温度传感器宜按要求附着在试验样品上。

5.7试验设施

应保证试验设备的光学部件、灯、反射器和滤光器等的清洁。

每次试验前应对规定测量平面上的辐照度进行测量。

宜在整个试验期间对规定的任何辅助环境条件如周围温度.湿度、空气流速或其他参数进行连续监测。

5.8试验设备

进行试验的试验箱应能提供符合表1规定的光谱分布的光源,它在规定的辐射测最平面上的辐照度为1120X(1士10%)W/m°。该辐照度值应包括任何从试验箱内反射且被试验样品接受的辐射,但不宜包括试验箱发射的长波红外辐射。

试验箱应设有能保持规定温度、气流速度和湿度条件的装置。

试验:箱内的温度测量应在低于规定的辐射测量平面0~50mm的水平面上的–个或几个位置处进行,测温装置要有足够的遮挡以防止辐射热,同时这个(些)测量位置位于试验样品和试验箱壁之间-一半距离处，或离试验样品1m的距离，取这两个位置距离较小者。

6初始检测

试验样品应进行相关规范规定的目视、尺寸和功能检查。

7试验

7.1概述
在暴露期间，箱内温度应以小于1 K/min 的速率”升温或降温，并保持在IEC 60068-2-1 或IEC600682-2优先推荐的一个值或相关规范规定的值。

在程序A中,试验箱内温度应在照射期开始前的2h开始升温。

在程序A和B的黑暗期,试验箱内温度应以小于1 K/min 的速率”降温，并保持在25 c.如果要.求的温度低于25C,那么.温度应保持在要求的温度值。

辐照度、温度和时间关系的要求如图2所示。在整个规定的试验持续期内,试验箱内的温度应保持在所采用程序要求温度的士2 K内。

辐照度水平宜为1120X(1士10%)W/m2或相关规范规定的值。不建议采用超过该值的辐照度对试验进行加速。程序A中每天8 h持续暴露于标准辐射条件下,模拟了最严酷的自然条件下每天的总辐照量。因此,暴露期超过8 h会引起超过自然条件的加速。然而,程序C每天连续暴露24 h,可能掩饰周期性热应力引起的劣化效应,因此,在这种情况下，一殷不建议采用程序C。

试验样品应按照下列试验程序之–(见图2),暴露至相关规范要求的持续时间。

7.2 程序A一周期24 h,8 h照射,16 h黑暗,按要求重复每周期的总辐照量为8.96kW●h/m’,约相当于最严醋的自然条件。当主要关注热效应时宜规定采用程序A。

7.3 程序B一周期24 h,20 h照射,4h黑暗,按要求重复每周期的总辐照量为22.4kW●h/m2,当主要关注劣化效应时,适用本程序。

7.4程序C一按要求连续光照

个简化的试验,适用于循环热应力不重要且只评价光化学效应的情况,还用于评价热容量小的试验样品的热效应。
8最后检测

试验样品应进行相关规范规定的目视.尺寸和功能检查。9相关规范应给出的信息

相关规范应包含下列详细信息,只要适用:

a)辐射暴露时间 ;

b)黑标准温度;

c) 辐射功率;

d)试验 持续时间;

e)运行状况;

f)预处理;

g)试验样 品数量;

h)湿度(如相关);

初始检测的类型和范围;

j)试验程序;

k)试验时的温度;

l) 运行时段，

m)中间检测的类型和范围;

n)恢复;

o)最后检测的类型和范围;

p)评级准则;

q)检测报告的类型和范围;

r)试验使用的试验样品支架描述。
B.1概过

辐射源可包括一只或多只灯和相关的光学部件,例如,反射器、滤光器等,用以提供要求的光谱分布和辐照度。

取决于地点、时间、辐照度、光谱分布和辐射功率,可使用不同的灯和不同的滤光器。

B.2滤光器

滤光器的选择取决于辐射源、设备和光谱分布。目前优先采用玻璃滤光器,尽管从根本上说，玻璃不如化学溶液能准确地复制。有必要通过反复试验采用不同厚度的玻璃来对不同的辐照度进行补偿。玻璃滤光器是专用部件,宜咨询制造商关于如何选撣适合特定目的的滤光器。滤光器的选择决定于辐射源及其使用方法。

有些玻璃红外滤光器受到过量的紫外辐射时,在光谱特性方面会快速改变。这种劣化可以通过在.辐射源和红外滤光器之间安装一个紫外滤光器得以很大程度地避免。干涉型滤光器,通过反射而非吸收不需要的辐射而起作用，因而能降低玻璃的受热,一般比吸收型滤光器更稳定.

B.3辐照度的均匀性

由于太阳离地球的距离遥远,地球表面上的太阳辐射基本上是平行光東。人工光源与试验样品的暴露面相对较近,应提供引导和聚焦光束的装置来获得在测量平面上满足规定容差范围的均匀辐照度[例如,1120X(1土10%)W/m]。安装于抛物槽形反射器中的长弧灯更容易获得均匀辐射。通过梢巧的安装技术,使用多只灯,有可能在大的表面上获得-定程度均匀的辐照。使用转盘也可能获得同样.效果。

一般建议将辐射源安装在试验箱的外部,这样可以避免光学部件的劣化,例如,受高湿条件的影响，还可避免由某些类型的灯产生的臭氧污染试验样品。在这种情况下,透射窗材料的光谱透射率应予以考虑。

通常不需要对辐射线束的方向进行精确对准，除非试验样品是特殊设备如太阳能电池,太阳跟踪装置等。