氙燈老化加速時間計算方法

氙燈氣候老化試驗箱和UV紫外線老化試驗箱的區(qū)別自然氣候光老化試驗方法通常分為二種，**種是模擬紫外光老化、第2種就是模擬全陽光老化。國內(nèi)外廣泛采用的方法，其主要原因是自然氣候老化實驗結(jié)果更符合實際，所需的費用較低而且操作簡單方便。

【摘要】本文的目的是為了計算出在氙燈中照射600小時時相當于在澳洲自然條件下暴曬多長時間。

已知：氙燈功率為1500W，氙燈燈管長度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600小時暴曬后，所接受到的單位面積輻射當量是多少？

解：在計算本題目前需要作如下三個假設(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、可見光和紅外光）總能量為1500W。

第2，假設(shè)燈所發(fā)出的光線都是沿著垂直于燈管的方向發(fā)出的，經(jīng)過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燈管和以其他角度照射到試樣上光線的影響。

第三，氙燈所發(fā)出的光在長度方向是是均勻分布的。

在進行了上述簡化之后，就可以將暴曬示意圖簡化到如圖1所示的情況，

圖中氙燈燈管長18cm，試樣距離氙燈距離為35cm

在本題初三個假設(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的一個圓柱面上，這個圓柱面的面積的計算方法是：

S=2πR×H=2×3.14×35×18=3956.4（cm2）

當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

當經(jīng)過600小時照射后，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

（因為1小時=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600小時照射后，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。

又因為澳洲的平均輻射量為180~200千蘭利/年，去平均值190千蘭利/年，

則用氙燈照射600小時相當于澳洲照射的年數(shù)值（用D表示）為：

 D=C/190000=195728.082/190000=1.03年，大致相當于1年零11天。

*終結(jié)論是：在氙燈中照射600小時，試樣所接受的輻射量相當于在澳洲接受1年的太陽輻射所接受到的輻射量。